SE528943C2 - Antennanordning för en bärbar radiokommunikationsanordning och bärbar radiokommunikationsanordning innefattande en sådan antennanordning - Google Patents

Description

528 943 kontaktdon, såsom en fjäderbelastad kontakt (SLC), exempelvis benämnda en Pogo Pin”.

I US-patent 6 812 899 beskrivs en antennanordning utnyttjande SLC för att kontakta ett antennelement till ett PCB. En sådan antennanordning av det ovan nämnda US-patentet illustreras i figurerna 1 och 2. Antennanordningen innefattar ett antennele- ment 1 som stöds av en stödstruktur 2. Stödstrukturen 2 inne- fattar ett första och ett andra hål 5 och 6, in i vilka en första och en andra anslutningsdel 7 och 8 positioneras. En första och en andra anslutningsanordning 3 och 4, såsom SLC, är anordnade i hålen 5 och 6 för att fixera anslutningsdelarna 7 och 8 till stödstrukturen 2 och för att tillförsäkra elekt- risk kontakt mellan antenelementet 1 och de första och andra anslutningsanordningarna 3 och 4.

Ett problem med antennanordningen beskriven i det ovan nämnda US-patentet illustreras i figurerna 3-5. Figur 3 illustrerar de två hålen 5 och 6, för enkelhets skull positionerade intill varandra. När antennelementet 1 är monterat i en korrekt posi- tion på stödstrukturen 2 har anslutningsdelarna 7 och 8 en önskad längd utsträckande sig i planet för antennelementet 1, såsom illustreras i figur 3. När antennelementet 1 är monterat i en position förskjuten från den korrekta positionen endera ökas eller nunskas längden för anslutningsdelarna 7 och 8 i planet för antennelementet 1, såsom illustreras i figurerna 4 respektive 5. Sådana monteringsavvikelser resulterar i att re- sonansfrekvensen/resonansfrekvenserna för antennanordningen avviker från den/de önskade resonansfrekvensenl- resonansfrekvenserna, vilket inte är önskvärt.

Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en antennanordning som minimerar ovannämnda problem. 528 945 Detta syfte, bland andra, uppnås enligt föreliggande uppfin- ning av en antennanordning respektive en bärbar radiokommuni- kationsanordning, såsom definierat i de medföljande kraven.

Genom en första anslutningsdel av ett flexibelt, böjligt an- tennelement med ett första segment som utsträcker sig nællan ett böjligt antennelement och en anslutningsanordning och en andra anslutningsdel i antennelementet med ett andra segment utsträckande sig nællan det böjliga antennelementet och an- slutningsanordningen är summan av utsträckningarna konstant oavsett monteringsförskjutning hos det böjliga antennelementet på en stödstruktur. Effekten på resonansfrekvensen hos antenn- anordningen orsakad av nmnteringsförskjutning av det böjliga antennelementet på stödstrukturen minimeras således.

Ytterligare egenskaper och fördelar med föreliggande uppfin- ning kommer att vara uppenbara från den följande beskriv- ningen.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att förstås mer fullständigt från den detaljerade beskrivningen av utföringsformer givna nedan och de nædföljande ritningarna, som endast ges som il- lustration och således inte är begränsande för föreliggande uppfinning, varpå: figur 1 illustrerar en antennanordning enligt tidigare känd teknik, figur 2 visar kontaktanordningar i en nmnteringsposition för antennanordningen illustrerad i figur 1, figur 3 illustrerar ett korrekt monterat antennelement enligt känd teknik, 528 943 figur 4 illustrerar ett inkorrekt monterat antennelement en- ligt känd teknik, figur 5 illustrerar ett inkorrekt monterat antennelement en- ligt känd teknik, figur 6 illustrerar en antennanordning enligt en första utfö- ringsform av föreliggande uppfinning, figurerna 7a-b illustrerar ett antennelement monterat i en önskad position i enlighet med en första utföringsform av fö- religgande uppfinning, figurerna 8a-b illustrerar ett antennelement monterat förskju- tet från en önskad position i enlighet med den första utfö- ringsformen av föreliggande uppfinning, figurerna 9a-d illustrerar olika former av en anslutningsdel i ett antennelement enligt föreliggande uppfinning, figur 10 illustrerar en jämförelse av normalfördelningen för ett antennelement med två anslutningsdelar och normalfördel- ningen för ett antennelement med en enda anslutningsdel, figur 11 illustrerar ett tvärsnitt av ett hål enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, figur 12 illustrerar ett antennelement monterat i. en önskad position i enlighet med en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, utan en anslutningsanordning, figur 13 illustrerar ett antennelement monterat förskjutet från en önskad position i enlighet med den andra utförings- formen av föreliggande uppfinning, utan en anslutningsanord- ning, och figur 14 illustrerar ett antennelement enligt en tredje utfö- ringsform av föreliggande uppfinning. 528 943 Detaljerad beskrivning av utföringsformer I den följande beskrivningen, för förklarande och inte begrän- sande syften, anges specifika detaljer, såsom särskilda tekni- ker och tillämpningar för att tillhandahålla en grundlig för- ståelse för föreliggande uppfinning. Det är emellertid uppen- bart för en fackman inom området att föreliggande uppfinning kan praktiseras i andra utföringsformer som avviker från dessa specifika detaljer. I andra fall utesluts detaljerad beskriv- ning av välkända metoder och apparater för att inte fördunkla beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

En första utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurerna 6-9.

En antennanordning för en bärbar radiokommunikationsanordning, såsom exempelvis en nmbiltelefon, en PDA eller en bärbar da- tor, innefattar ett väsentligen plant, böjligt antennelement 10, såsom ett flexfilmantennelement, och en stödstruktur 9 för att stödja antennelementet 10. Det böjliga antennelementet 10 inkluderar två anslutningsdelar 14 och 15, exempelvis för mat- ning av antennen eller för jordning av antennen. Anslutnings- delarna 14, 15 tillhandahålls företrädesvis genom stansning av del 12 av det böjliga antennelementet 10, resulterande i två anslutningsdelar 14, 15 på avstånd från resten av antennele- mentet 10. Alternativt kan anslutningsdelarna 14, 15 tillhan- dahållas genom skärning av ett mönster i det böjliga antenn- elementet 10.

Stödstrukturen 9 inkluderar ett hål 13 för nmttagning av en yttre ände av anslutningsdelarna 14 och 15. Antennanordningen innefattar ytterligare en anslutningsanordning 11, som före- trädesvis har en längsgående axel, såsom SLC eller kontaktark, för anslutning av antennelementet 10 till RF-kretsar (d.v.s. matning eller jordning) för den bärbara radiokommunikations- 528 943 anordningen. Uttrycket längsgående axel används för att defi- niera riktningen genom hålet. Hålet 13 är vidare för mottag- ning av anslutningsanordningen 11.

Anslutningsanordningen 11 är anordnad att fixera de yttre än- darna av de två kontaktdelarna 14 och 15 i hålet 13 med hjälp av radiella kretsar. En övre ände av anslutningsanordningen 11 fixerar den yttre änden av varje anslutningsdel 14 och 15 i hålet 13 och ansluter därmed elektriskt till antennelementet 10. Denna övre ände av anslutningsanordningen 11 är av enhet- lig tjocklek längs en längd som företrädesvis motsvarar läng- den av varje anslutningsdel 14 och 15 som utsträcker sig ned i hålet 13. Den andra änden av anslutningsanordningen 11 är fö- reträdesvis axiellt fjädrande för anslutning till ett krets- kort i den bärbara radiokommunikationsanordningen, för anslut- ning till RF-kretsen i. den bärbara radiokommunikationsanord- ningen. Till följd av den axiella fjädringen hos anslutnings- anordningen ll är de radiella krafterna nödvändiga för att hindra axiell förskjutning av anslutningsanordningen ordent- ligt reducerade, när antennanordningen är monterad rmot ett kretskort i den bärbara radiokommunikationsanordningen.

Hålet 13 har ett kvadratiskt format tvärsnitt, så att åtmin- stone sidorna mottagande anslutningsdelarna 14 och 15 är pla- na. Vidare har anslutningsanordningen 11 företrädesvis ett cirkulärt format tvärsnitt, så att åtminstone delarna som kon- taktar anslutningsdelarna 14 och 15 har en rundad yta. På det- ta sätt uppnås en väldefinierad kontakt mellan kontaktdelarna 14 och 15 och anslutningsanordningen 11.

Antennanordningen är genom den ovan beskrivna konfigurationen enkelt anpassad till krav' på. utrymmet soul antennanordningen kan uppta i ett hus i exempelvis en mobiltelefon och kontakt- positioner på ett kretskort för anslutning till RF-kretsar i nmbiltelefonen. Stödstrukturen 9 är enkelt anpassad för att 528 943 passa en specifik volym. Hålet 13 tillhandahålls enkelt i oli- ka positioner på stödstrukturen 9 i samband med en önskad kon- taktposition på kretskortet. Det böjliga antennelementet 10 monteras till stödstrukturen 9. De yttre ändarna av kontakt- delarna 14, 15 positioneras i hålet 13. Anslutningsanordningen ll positioneras i hålet l3, fixerande de yttre ändarna av an- slutningsdelarna 14, 15 i hålet 13 och ansluter elektriskt dem därtill. En stoppenhet kan också tillhandahållas i. hålet 13 för att förhindra anslutningsanordningen ll från att tryckas för djupt in i hålet 13, vilket underlättar montering av kon- taktanordningen ll.

I en alternativ monteringsprocess kan de yttre ändarna av an- slutningsdelarna 14, 15 initialt positioneras över hålet 13 i stället för j. hålet 13 för att efterföljande positioneras i hålet 13 med hjälp av positioneringen av kontaktanordningen 11 i hålet 13.

Antennanordningen är sedan redo att positioneras i huset i ex- empelvis en mobiltelefon. Det är inte nödvändigt att veta det exakta avståndet mellan stödstrukturen 9 och kontaktpo- sitionerna på kretskortet i den bärbara radiokommunikations- anordningen när anslutningsanordningen ll är axiellt fjädran- de. Den axiella fjädringen minskar ytterligare de radiella krafterna som behövs för att kvarhålla anslutningsanordningen 11 i hålet 13.

Anslutningsdelarna 14 och 15 har var och en ett segment som utsträcker sig från det väsentligen plana, böjliga antennele- mentet 10 till anslutningsanordningen ll, som är väsentligen i ett plan definierat av det väsentligen plana antennelementet 10. När det väsentligen plana, böjliga antennelementet 10 mon- teras till stödstrukturen 9 till en önskad position utsträcker sig utsträckningarna för segmenten hos anslutningsdelarna 14, 15 en lika mängd från hålet 13, vilket illustreras i figur 7. 528 943 Figur 7 är schematisk och avstånden mellan olika delar är starkt överdrivna för att illustrera deras relativa positio- ner. Om emellertid monteringen av det väsentligen plana, böj- liga antennelementet 10 på stödstrukturen 9 förskjuts från den önskade positionen kommer anslutningsdelarna 14, 15 att ut- sträckas till olika grad från hålet 13, vilket illustreras i figur 8. Också figur 8 är schematisk och avstånden mellan oli- ka delar är starkt överdrivna för att illustrera deras rela- tiva positioner. Den elektriska längden hos summan av ut- sträckningarna av anslutningsdelarna 14, 15 i planet defini- erat av det väsentligen plana, böjliga antennelementet 10 kom- mer fortfarande att vara detsamma som när det väsentligen pla- na, böjliga antennelementet 10 är monterat i den önskade posi- tionen. Detta kommer således att resultera i en reducerad fre- kvensspridning för antennanordningen till följd av monte- ringsförskjutning av det väsentligen plana, böjliga antennele- mentet 10 mot stödstrukturen 9. Mängden av anslutningsdelarna som sträcker sig ned i hålet längs anslutningsanordningen ll, d.v.s. de yttre delarna av anslutningsdelarna, är inte rele- vant för frekvensen då anslutningsanordningen 11 är det huvud- sakligen ledande elementet i hålet.

Formen på anslutningsdelarna skärs företrädesvis genom den ovan beskrivna utstansningen, som tar bort vissa delar av an- tennelementet för att forma anslutningsdelarna inom antenn- elementet. I figurerna 9a-d illustreras fyra olika former på anslutningsdelarna: rektangulär, triangulär, långa och korta halvskärningar. En fördel med den rektangulärformade anslut- ningsdelen i figur 9a är att den är enkel att nwntera till följd av dess symmetri, men samtidigt är längden av anslut- ningsdelen begränsad till storleken på hålet.

Förutom att vara en förbättring jämfört med tidigare känd tek- nik, såsom nämns ovan, har föreliggande uppfinning sin största 528 943 fördel för antennelement utnyttjande endast en anslutningsan- ordning, då varje anslutningsanordning minimerar frekvens- avvikelser till följd av den förskjutna monteringspositionen.

Figur 10 visar ett histogram jämförande en frekvensavvikelse för en anslutningsanordning ansluten till ett antennelement med en enda anslutningsdel som i tidigare känd teknik med en anslutningsanordning ansluten till ett antennelement med två anslutningsdelar, såsonx beskrivits ovan. X-axeln visar fre-' kvensavvikelsen. Y-axeln visar normeliserade förekomster av en specifik frekvensavvikelse. Med två eller flera anslutnings- delar enligt föreliggande uppfinning är det således mycket fördelaktigt jämfört med en enda anslutningsdel, såsom i känd teknik till följd av reducerad skrotningsnivå i produktionen.

Konstruktionen av föreliggande uppfinning är dessutom avsevärt mer robust jämfört med tidigare känd teknik.

En andra utföringsfonn av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurerna 11-13. Denna andra utföringsform av föreliggande uppfinning är identisk med den första utföringsformen beskriven ovan, förutom det följande.

Hålet 16 har ett tvärsnitt av två bågformade delar med två plana delar 17 däremellan. De plana delarna 17 är för mottag- ning av delar av anslutningsdelarna 19 och 20. En rundad yta av anslutningsanordningen (ej visad för att inte fördunkla fi- guren) trycker således mot anslutningsdelarna 19 och 20, som stöds av en plan yta. Dessutom pressar en rundad yta av an- slutningsanordningen 19 (ej visad) en motsvarande rundad yta av den cirkulära delen av hålet 16. Företrädesvis är utstans- ningen 18 av det väsentligen plana, böjliga antennelementet också väsentligen cirkulär, vilket tillhandahåller ytterligare reduktion i frekvensavvikelser. 528 943 10 En tredje utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till figur 14. Denna tredje ut- föringsform av föreliggande uppfinning är identisk med den andra utföringsformen beskriven ovan, utom följande.

Antennelementet 10 är format med fyra anslutningsdelar 22, 23, 24 och 25 för montering i hålet 21 med fyra plana delar mellan bågformade delar. Utstansningen 26 i antennelementet 10 är yt- terligare väsentligen cirkulärt.

Alternativt kan antennelementet formas med tre eller fem eller fler anslutnignsdelar. Vidare har anslutningsdelarna i de ovan nämnda utföringsformerna illustrerats som symmetriskt fördela- de mellan anslutningsanordningarna kring anslutningsanordning- en, vilket de företrädesvis också är.

En anslutningsanordning beskriven i utföringsformerna ovan kan exempelvis användas för jordning' när antennelementet är ett parasitelement eller för matning när ingen jordningspunkt är nödvändig, såsom för ett vikt monopol. Vidare kan två eller fler anslutningsanordningar användas för en antennanordning, exempelvis för matning respektive jordning, ett antennelement eller för flera nmtnings- och/eller jordningspunkter, varvid varje anslutningspunkt kan formas enligt föreliggande uppfin- ning, såsom beskrivits ovan.

Den ovan använda termen flexfilm skall tolkas som ett böjligt och tunt material innefattande ledande delar, såsom trådar el- ler band.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning kan varieras på ett flertal sätt. Sådana variationer skall inte avses som av- steg från omfånget av föreliggande uppfinning, såsom defi- nieras av de medföljande kraven. Alla sådana variationer som skulle vara uppenbara för en fackman inom området avses vara 528 943 11 inkluderade inom omfånget av föreliggande- uppfinning, såsom definierats av de medföljande kraven.

Antennelementet 10 har beskrivits som väsentligen plant. Det skall inses att antennelementet kan ha andra former, såsom en konvex form utan att göra avsteg från den uppfinningsenliga idén.

Claims (11)

1. 528 943 12 Patentkrav Antennanordning för en bärbar radiokommunikationsan- ordning, nämnda antennanordning innefattar: ett böjligt antennelement (10) innefattande en första och en andra anslutningsdel (14, 15; 19, 20; 22, 23, 24, 25); en stödstruktur (9) stödjande nämnda böjliga antennelement (10) och innefattande ett hål (13; 16; 21); och en anslutningsanordning (11) för anslutning av nämnda böj- liga antennelement (10) till den bärbara radiokommunika- tionsanordningen, varvid nämnda anslutningsanordning (ll) 16; 21), är positionerad i nämnda hål (13; kännetecknad av att fixerar nämnda första 15; 19, 20; 22, 23, 24, 25) till nämnda stödstruktur (9) och ansluter elektriskt 15; 19, 20; nämnda anslutningsanordning (11) och andra anslutningsdelar (14, nämnda första och andra anslutningsdelar (14, 22, 23, 24, 25) till nämnda anslutningsanordning (11) med hjälp av radiella krafter; nämnda första anslutningsdel (14, 15; 19, 20; 22, 23, 24, 25) har ett första segment utsträckande sig mellan nämnda (10) böjliga antennelement och nämnda anslutningsanord- ning (11), nämnda andra anslutningsdel (14, 15; 19, 20; 25) har ett andra segment utsträckande sig mellan nämnda (10) ning (11), så att summan av nämnda utsträckningar är kon- 22, 23, 24, böjliga antennelement och nämnda anslutningsanord- stant oavsett monteringsförskjutning av nämnda böjliga antennelement (10) på nämnda stödstruktur (9). 528 943 13

2. Antennanordning enligt krav 1, varvid nämnda antennan- ordning (11) har en längsgående axel och är axiellt fjädrande för anslutning till nämnda bärbara radiokommunikationsanord- ning.

3. Antennanordning enligt något av kraven 1 eller 2, var- vid nämnda anslutningsdelar (14, 15; 19, 20; 22, 23, 24, 25) är långsträckta.

4. Antennanordning enligt krav 3, varvid nämnda anslut- ningsdelar (14, 15; 19, 20; 22, 23, 24, 25) är rektangulär- formade.

5. Antennanordning enligt något av kraven 1-4, varvid an- tennelementet (10) innefattar en utstansning (13; 18; 26) for- mande nämnda anslutningsdelar (14, 15; 19, 20; 22, 23, 24, 25).

6. Antennanordning enligt något av kraven 1-5, varvid nämnda hål (16; 21) har ett delvis bågformat och delvis plan- format tvärsnitt för stöd av nämnda anslutningsanordning (11).

7. Antennanordning enligt krav 6, varvid nämnda hål (16; 21) innefattar två plana ytor (17) för stöd av nämnda anslut- ningsdelar (19, 20; 22, 23, 24, 25).

8. Antennanordning enligt något av kraven 1-7, varvid nämnda antennelement (10) är väsentligen plant.

9. Antennanordning enligt något av kraven 1-8, innefattan- de en tredje anslutningsdel, som är fixerad av nämnda anslut- ningsanordning (11) till nämnda stödstruktur (9) och har ett tredje segment utsträckande sig nællan nämnda böjliga antenn- element (10) och nämnda anslutningsanordning (11).

10. Antennanordning enligt krav 9, innefattande en fjärde anslutningsdel, som är fixerad av nämnda anslutningsanordning 528 943 14 (11) till nämnda stödstruktur (9) och har ett fjärde segment utsträckande sig mellan nämnda böjliga antennelement (10) och nämnda anslutningsanordning (ll).

11. Bärbar radiokommunikationsanordning, kännetecknad av att den innefattar en antennanordning enligt något av föregå- ende krav.