SE528148C2 - Cirkulär antenn - Google Patents

Cirkulär antenn

Info

Publication number
SE528148C2
SE528148C2 SE0500250A SE0500250A SE528148C2 SE 528148 C2 SE528148 C2 SE 528148C2 SE 0500250 A SE0500250 A SE 0500250A SE 0500250 A SE0500250 A SE 0500250A SE 528148 C2 SE528148 C2 SE 528148C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
antenna
antenna element
ground plane
hole
conductor
Prior art date
Application number
SE0500250A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0500250L (sv
Inventor
Tomas Rutfors
Original Assignee
Tomas Rutfors
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tomas Rutfors filed Critical Tomas Rutfors
Priority to SE0500250A priority Critical patent/SE528148C2/sv
Priority to PCT/SE2006/000133 priority patent/WO2006080892A1/en
Publication of SE0500250L publication Critical patent/SE0500250L/sv
Publication of SE528148C2 publication Critical patent/SE528148C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Description

528 148 Z jordplan. Signalen som skall utsändas kopplas till antennelementet och jordplanet kopplas till signalens returledare eller jord. Då antennen har ett jordplan på en sida kan denna Sldß placeras på iöreml utan att det nämnvärt påverkar dess funktion och prestanda. Nackdelen är att dess yta blir relativt stor. En konventionell cirkulär patcharnenns diameter motsvarar ca V2- våglängd för den lägsta 'frekvensen som kan utstrålas, vilket lör en antenn för 1 GHz motsvarar 17 cm. Det leder till att den blir klumpig och stor, speciellt för fiekvenser under l GHz. Detfinnsdocknågrabefimfigametoderattminskastorlekenpåenpatchantenn. Ettsâtt är att även ansluta en elektrisk ledare mellan antennelementet och jord. Dessa antenner brukar benämnas PIFA-antenner (Planar Inverted F Antenna) En PIFA antenn ansluts med både radiosignal och jord. Dessa ansluts vid antennelementets kant vilket även är jordplanets kant. Frekvensen för antennen dvs resonansfiekvensen bestäms av antennens längd. Antennens elektriska längd skall ungefir vara 'A-våglängd av önskad fi-ekvens. För att anpassa antennen till radiosändare/mottagare kan avståndet mellan anslutníngspunktema lör radiosignal och jord ökas eller minskas så att systeminmedansen 50 ohm uppnås. En vanlig PIFA-antenn lmr två egenskaper som gör att den inte kan användas som ersättning för sprötantermer. Då antennen i allmänhet måste anslutas vid jordplanets kant kommer den att pâverkas av placeringen av antennen. Om anslutningarna placeras mera ænnahpåjordphnetärmnenmnwåraümpassafiflflohnfilkdwnfigtvisärmömkvârd impedans lör en antenn. En PIFA-antenn ger också en polarisatíon som går längs jordplanet.
Den är således vinkelrät till den polarisation som sprötantenner ger. Detta är den viktigaste anledningen till att inte en normal PIFA kan användas som ersättning till sprötantenner.
Denna uppfinning löser problemen med polarisationen samt impedansanpassningen av en PIFA antenn.
För att ktmna generera ett elektromagnetsikt tält som både är rundstrålande och har en polarisation som är vinkelrät till jordplan måste antennen stråla ut radiosignalen med en speciell grupp av nroder. Det är TMOx moder. Den mod som ger lägst fi-ekvens är TM02 moden. Genom att utforma antennclementet och dess matning på korrekt sätt kan denna moden exciteras med god effektivitet.
Tidigare kända trtfliringsfonner âr beskrivna i ”A Circular Patch Antenna for Radio LAN's” avY. J. Goum. fl. De använder encirkulår skivasomansluts med en ledare ett stycke fiån antennenens centrum. Med deras metod blir antennen ca 2 ggr så stor som den aktuella uppfinningen.
En annan uttöringsíbrm finns beskriven i ”Shorting-Pín Loaded Annular ring Microstrip Antenna” av Guangping Zhou. Där används en cirkulär skiva med ett centrerat och cirkulart hål med en radie som är hälften av skivans radie. Som elektrisk anslutning används två jordledare och en ledare till radiosändaren eller mottagaren. Avståndet mellan signal och den närmaste jordledaren styr impedansanpassningen och avståndet till jordledaren längre bort ger resonansfiekvensen. Denna antenn har också en diameter av l/4-våglängd men behöver tvâ elektriska ledare som ansluter mellan antennelementet och dess jordplan på två skilda ptmkter.
En generell beskrivning av církulära antenner finns beskriven i ”Two-Port Higher Mode Circular Mícrostríp Antennas” av Rodney G. Vaughan. Han beskriver de olika strålningsmoderna och justerar resonansfiekvens med ändring av diameter på en centralt placerad jordledare. 528 148 's Redogörelse för uppfinningen Föreliggande uppfinning ger en antenn med liknande egenskaper som *Kf-Vågssl-'lföf m” h" avsevärt mindre lmgd och oberoende av ett jordplan. Antennen har ett inbyggt gordplan med ett väl definierat avstånd till antennelementet vilket gör att antennen kan placeras godtyckliga fiiremål. En punkt på antennelementet ansluts med en elektrisk ledare till radiosändaren/mottagaren och en annan punkt på antennelementet ansluts med en eller flera elektriska ledare till jordplanet. Antennen är således kortsluten till jord vilket minskar problem med statisk elektricitet.
Ett antennelement utformas som en cirkulär skiva av elektriskt ledande material som placeras ett stycke ovan ochparallellt till ett jordplan som är lika stort eller större än antennelementet.
Två olika punkter på antennelementet ansluts med elektriska ledare där en av punketna ßrbinds till jordplanet och den andra punkten flirbinds till radiosändaren/mottagaren.
Antennelementet skall ha en diameter som rnotsvarm' den elektriska längden av omkring 1/4- vågmgd ßr den aktuella fi-ekvemen. Antennelementet skall ha minst ett hål med godtycklig form, storlek och placering.
Anslutningen till antennen kan utformas som en transmissionsledare med en impedans mellan 10 och 300 ohm. Transmissionsledaren kan ha olika mtörmdefonner, vanliga typer är koaxialledare och par-ledare. Transsmissionsledaren placeras med fördel vinkelrät till antennelementets plan och fiån en position i närheten av centrumpunkten och ansluts till det underliggande jordplanet :md dess radiosändare eller niottagare.
Antennelementet behöver inte ha den fysiska diametern av l/a-vâglängd. Antennelementet kan modifieras för att minska den fysiska storleken med bibehållen elektrisk längd. Exempel pá dettaüattvikadenytuekantenellerattutformaantemtenmed fleravikningar. Detären filrdel att modifieringen av antennelementets fimn :mors cirkulart omkring centrumptmkten.
Med hjälp av olika storlek, position och form pâ hålet/hålen i antennelementet kan antennens impedans justeras. Små hål i antennelementet kommer inte att nämnvàt påverka antennens egenskaper. För att erhålla en signifikant liirändring av antennens impedans bör hâlets omkrets vara längre än l/8-våglängd. Ett W med simifikant storlek placeras med fördel på så sätt att den elektriska anslutning lör radiosignalen placeras på en sida om hålet och den elektriska anslutningen till jordplanet placeras i närheten av en position på motstående sida till rñmnda hål.
Figurbesklivning: Figur I visaretttvärsnitt genomdetcirkirlâraantennelementet därdetfirmsetteentrerathål och där anshnningsptmkterna lör jord och radiosignal har placerats på var sin sida om hålet. 2 visar ett tvärsnitt genom det cirkulära antennelemnetet vars kant är nedvíkt lör att minska den fysiska storleken. Här är hålet inte centrerat och radiosignalen går igenom hålet och ansluts på motstâende sida om anslutningen av jord. 528 148 <1 Figur3 visarendastamennelememetmedeüænuahphcerathåldärencennaltplaoerad transmissionsledare av koaxial typ ansluts av tvâ elektriska ledare åt olika håll fiån hålets centrum Figur4 visarettantennelementmedetticke centrerathålmenmedencentrerad transmissionsleclare av koaxial typ där de två olika ledarna ansluts åt olika håll sett fi-ån hálets centrum.
FigurSvisarettantennelementliknandedenifigur4menniedenvyfiånsidan.
Figuróvísarettantennelement somanslutsmedtvåledarepåvar sinsidaomettrektangulärt hål.
Föredragna utföringsformer Med hänvisningtill figur 1 visasetttvärsnitt genomcentrlunavarrtemrelementet (11) som ligger ett avstånd (20) ihuvudsak parallellt till ett jordplan (10) då jordplanet har godtyßkliâ form och är lika stort eller större än antennelementet. Autemrelementet och jordplanet är separerade av enelektarisk isolatoroehkanbeståav luft, plaster, keramer ellerandratyperav isolatorer. I det cirkulära antennelementet har ett hål (12) av godtycklig form placerats och dess position, storlek och form kommer att påverka antennens impedans. Antennens resonansfiekvens bestäms av antennelementets storlek. Till antennelementet ansluts radiosändarens /mottagarens (13) signal via en eller flera elektriska ledare (14) till en och samma punkt (15) på autennelementet. Till antennelementet ansluts även en eller flera elektriska ledare (16) fiånjordplanet till en och samma punkt (17).
Antennelementet kan också utformas med dess kanter vikta för att minska dess fysiska storlek men behålla dess eleldriska storlek och därmed samma fimktion som antennelement i figur l ilppnâr. Figur2 visaretttvärsnitt av ett antennelementet somharkantermviktanernrot jordplanet. Längden på den del av vikningen som är vinkelrät till jordplanet och antennens plan fir inte överstígaantennensradie. Figur2visarhuretthål(l2)harplaeeratspåen position från antennens centrum och anslutning av radiosignal (15) och jord (17) är placerade på olika sidor om hålets centrum Figur 3 visar endast antennelementet och de elektriska signalerna ansluts till antennelementet via en transmissionsledare av koaxial typ där ytterledaren (19) ansluts till anslutningspunkt (17) och dm inre ledaren (21) ansluts via elektrisk ledare till anslutningspxmkten (15) på antennelementet. Ledama ikoaxialkabeln är isolerade med en elektrisk ísolator (l 8).
Figur 4 visar hur den elektriska anslutningen kan ske fiån en centralt phoerad transmissionsledare av koaxial typ där hålet (12) i antennelemeritet inte är centrerat. Den koaxiala transmissionsledaren kan vara en elektrisk koaxialkomakt av godtyckligtyp.
Exempel pá koaxiala komaktdonstyper är SMA, FME, BNC, TNC, SMB, etc.
Figur 5 visar en vy av figur 4 sedd från sidan. Mittledaren i koaxialkabeln (21) ansluts till anslutningspunkten (15) via en elektrisk ledare (22) som i huvudsak ligger i samma plan som antennelementet. 528 14-8 S' Fi 6 visar antennelementet med ett centralt placerat rektangulär* hål (nl Signalern? fi-ån rašligsändare/mottagare och ÉOfdI-Jïflmt ansluts i de två Punkterna 0.5) Och (lnfiålà “käre Storleken på hålet och dess form kommer at: bestämxm mltennellfl 1119032115- dock vara av godtyckhg fOrm fiïl' att “PPflå Samma egenskaper “h hgger mom uppfinning

Claims (1)

1. 528 Jlyêå Q Patøntkmv 1) Anænnfilleliuñdlöstkommunikafionssystemmedmvásentfigtcülnflm mennelemeut av elcktrisktledandematerialdünlmndaantennelementhaen diametersomihxvudsakülíkamedellamindreânys-våglángd, placaqettavstånd ovan och i lauvudsakparallellttíll ett jordplan av eiektriskt ledande matenal, _ kaunawhudavaumænneiememetharminsææmlavgodtyckfigformplqww ochstorleksamtaltenellerflmelekuiskaledarefiânjordplanetáranslumaullen pmktpåunamelemmtetocháttmellaflemelekuiskaledarefiån radifiarm/mottaßanslutsfillenaxmanpunktpåantennelemelltflt 2) Amemenlígthwlßñxlnetechmdavaümhnmingsleduemmelløgjordphnetooh amennelementetförlfiggsimvudsakvinkekitüflnämndaplmochxnârhetenav oemnm 3) Antemgorfligtluavzíecknadavattmshxtníngsledarnalmfoxmassomm 4) Amennenligthavlkâmætecknadavatttmsmissionsleduenüavkoaxialtyp. 5) Amamenlígthavïkâmeæcknadavauumsmissíonsledmenbestâravenkoaxial kontaktavgodtycklígtyp. _ 6) Amemenfigtluavzweclmadavauumsmissionsledarenärutfozmadsomtvân huvudsakparallellaledare. 7) AmemenligtkravLåecknadavatthâlotiunennelementetplaoezasßaitdm skâravontânkträtlíxljemellandetvâanslutxñngspunkternapånâmnda 8) Amennenfigtkravlkñnnøtecknadavauhfletiamemclememetharenomkrotssom överstigerI/S-vâglfi 9) Antennenfigtkravmcâmøtæknadwmyuerkæltenpâmtemlelememetârvüdoch breddenpânámndavikningärnfindreândencühfläraantemelementetsmdic. lmmmenligthavlßânneteckmdavaummelememetharflcmvíhángusomi mvudsakárcirkmflârtuüormadeomln-íngåelememetsoennnnn. lßmennenligthavlkâmetecknadavauetthålmedomkretsöversfigandeflß placerasíckecenttmatpåmxtellnelemenntet. I2)$euligtkravl0,@ecknadavatthâletskärentânkträtünjemellandetvâ I3)Antenn enligt krav 11, kmnetedmad av att anslutningsledarna mellan jordplanet och antmmelememaßrlâggsihuwdsakvinkekâttüllnâmndaplmochinàrhwenav antåscentrum. l4)Anmennenfigtkravl3,kânmetedmadavaflmsllmñngsledunaunfoxmassomen transmissionsledaremedenimpedansmcllanwocmwohm
SE0500250A 2005-01-31 2005-01-31 Cirkulär antenn SE528148C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500250A SE528148C2 (sv) 2005-01-31 2005-01-31 Cirkulär antenn
PCT/SE2006/000133 WO2006080892A1 (en) 2005-01-31 2006-01-30 Patch antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500250A SE528148C2 (sv) 2005-01-31 2005-01-31 Cirkulär antenn

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0500250L SE0500250L (sv) 2006-08-01
SE528148C2 true SE528148C2 (sv) 2006-09-12

Family

ID=36740811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0500250A SE528148C2 (sv) 2005-01-31 2005-01-31 Cirkulär antenn

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE528148C2 (sv)
WO (1) WO2006080892A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101128872B1 (ko) * 2010-11-29 2012-03-26 고형석 원편파 안테나

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4821040A (en) * 1986-12-23 1989-04-11 Ball Corporation Circular microstrip vehicular rf antenna
US6278410B1 (en) * 1999-11-29 2001-08-21 Interuniversitair Microelektronica Centrum Wide frequency band planar antenna
US6597316B2 (en) * 2001-09-17 2003-07-22 The Mitre Corporation Spatial null steering microstrip antenna array

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006080892A1 (en) 2006-08-03
SE0500250L (sv) 2006-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8537063B2 (en) Antenna for reception of satellite radio signals emitted circularly, in a direction of rotation of the polarization
US10309077B2 (en) Manhole cover type omnidirectional antenna
CN1677749B (zh) 宽带/多波段圆形阵列天线
KR101155715B1 (ko) 폴디드 원뿔형 안테나 및 연관 방법
Ghosh et al. A loop loading technique for the miniaturization of non-planar and planar antennas
US6268834B1 (en) Inductively shorted bicone antenna
US8593363B2 (en) End-fed sleeve dipole antenna comprising a ¾-wave transformer
CN106602232B (zh) 双频高增益介质谐振阵列天线
KR102440231B1 (ko) 맨홀 커버형 전방향성 안테나
WO2006025248A1 (ja) アンテナ装置
US7791554B2 (en) Tulip antenna with tuning stub
US2791769A (en) Dual slot wide band antenna
KR20140015114A (ko) 라디오 파들의 송신 및 수신을 위한 콤팩트 울트라 광대역 안테나
US9385425B2 (en) Antenna device
US20090289866A1 (en) Broadband terminated discone antenna and associated methods
CN102820540B (zh) 一种光控方向图可重构微带天线
Ali Reconfigurable antenna design and analysis
CN106953171B (zh) 一种天线和无线路由器
EP3588676B1 (en) Dual antenna support and isolation enhancer
SE528148C2 (sv) Cirkulär antenn
CN103311656A (zh) 天线装置
CN211789555U (zh) 新型双极化八木天线
CN103414015A (zh) 宽带三维全向平面天线
US20200321701A1 (en) Sleeved Dipole Antenna for Multi-Octave Broadside Radiation Pattern Control
US9692134B2 (en) Broadband dual polarization omni-directional antenna with dual conductive antenna bodies and associated methods

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed