SE530302C2 - En antennfiltermodul - Google Patents

Description

l5 20 25 30 530 302 Känd teknik och uppfinningens bakgrund Flera försök har gjorts för att integrera antenner och filter» för att reducera antalet komponenter. Ett tämligen enkelt sätt, föreslaget av H. Blondeaux med flera i artikeln “Microwave devices combining filtering and radiating functions for telecommunication satellites”, IEE MTT-S, 2001, är att göra en öppning i ett lådformigt filterhölje, för att förse filtret med även en strålande förmåga. Filtret innefattar två halvvàgsresonatorer i två över varandra liggande hålrum sammankopplade genom en slits eller en iris i ett metallskikt.

Emellertid har sådana strålande filter, med bara en öppning i höljet, en nackdel i att antennförstärkningen är otillräcklig för praktiska tillämpningar. Dessutom kommer halvvågsresonatorer att göra dimensionerna tämligen stora för filter vilka arbetar i frekvensområdet (cirka 1-6 GHz) vanligtvis använt i mobila kommunikationssystem.

Det har även föreslagits (B Froppier med flera, “Integration of a filtering function in an electromagnetic horn", 33” European Microwave Conference, 2003) att anordna metallstift i ett mikrovågsantennhorn för att åstadkomma en filterfunktion inuti antennen själv. Detta tillvägagångssätt är inte heller användbart i det ovan nämnda frekvensområdet på l-6 MHz.

I andra undersökningar, till exempel F. Queudet med flera, “Integration of pass-band filters in patch antennas”, 32n° European Microwave Conference, 2002, integreras passbandsfilter med patch-antenner. Här utnyttjar man miniatyriserade mikrostrip- eller mikroslits-resonatorer på ett dielektriskt substrat, monterad vid en anpassningspunkt direkt ansluten till patchen. Kombinationen blir väldigt kompakt, men patchen är konstruerad för att arbeta som en av 10 15 20 25 30 530 302 de resonerande komponenterna i kombinationen. Q~värdet för patchen kommer att avgöra bandbredden för filtret och det finns ingen flexibilitet i valet av önskad bandbredd för kombinationen.

Uppfinningens syfte Mot denna bakgrund är det ett huvudsyfte för uppfinningen att tillhandahålla en antennfiltermodul, för användning i ett mobilt kommunikationssystem, vilken innefattar ett gemensamt antennelement och två eller flera filter som arbetar oberoende av varandra, inom olika frekvensband och/eller i Olika polarisationer.

Ett ytterligare huvudsyfte är att tillhandahålla en antennfiltermodul som möjliggör ett val av den bestämda bandbredden för varje filter oberoende av det gemensamma antennelementet, utan förmedlandet av någon transmissionsledning, medan en låg inlänkningsdämpning för kombinationen och en god antennprestanda säkerställs.

Ett ytterligare syfte är att tillhandahålla en modul vilken innefattar, förutom det gemensamma antennelementet och filtren, en förstärkare kopplad till respektive filter och integrerad i modulen, utan några mellanliggande transmissionsledningar eller kontaktdon mellan modulens komponenter.

Samanfattning av uppfinningen Enligt föreliggande uppfinning uppnås de ovan angivna huvudsyftena genom kombinationen av de följande särdragen att: - modulen innefattar åtminstone två filter placerade intill antennelementet, 10 15 20 25 30 530 302 - antennelementet är anordnat som ett gemensamt antennelementi för att tillhandahålla ett motsvarande antal antennfilterkombinationer inom modulen, ~ vart och ett av filtren är försett med ett kopplingselement för koppling till respektive elektroniska krets, - nämnda gemensamma antennelement har en väsentligen större bandbredd än vart och ett av filtren, och - nämnda gemensamma antennelement är anordnat i omedelbar närhet till en första resonator hos vart och ett av filtren i modulen för att tillhandahålla en elektromagnetisk koppling till vart och ett av filtren och ett differentierat specifikt passband för respektive antennfilterkombination.

Företrädesvis är vart och ett av filtren i modulen ett hàlrumsfilter med ett elektriskt ledande hölje, varvid hålrummet för vart och ett av filtren är försett med kopplingsöppning dimensionerad och placerad så att kopplingen mellan det gemensamma antennelementet och nämnda första resonator i respektive filter säkerställs.

Antennfiltermoduler enligt uppfinningen har alla väldigt små förluster, eftersom resonatorerna i filtren är väldigt nära det gemensamma patch-antennelementet och är kopplade till det gemensamma patch-antennelementet utan några mellanliggande transmissionsledningar eller kontaktdon. En modul enligt föreliggande uppfinning kan därför uppvisa en låg brusnivà och kommer att utgöra en kompakt och billig integrerad antennfiltermodul med god antennprestanda.

Dessa och andra särdrag kommer att framgå av nedanstående detaljbeskrivning. 10 15 20 25 530 302 Följaktligen kommer uppfinningen nu att beskrivas närmare med hänvisning till ritningarna, vilka illustrerar några föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Kort beskrivning av ritningarna Figur l är en schematisk perspektivvy av en antennfiltermodul enligt uppfinningen, innefattande fyra parallella filter anordnade parallellt med varandra i rektangulära lådor och kopplade till ett patch-antennelement; Figur 2 är en sidovy av modulen visad i figur 1; Figur 3 är en ändvy från vänster av modulen visad i figur l, vilken visar jordplanet och filtren; Figurerna 4, 5 och 6 är diagram vilka visar reflexionsdämpningen, överhörningen mellan de olika filtren och riktverkan för modulen visad i figurerna 1-3; Figur 7 är en schematisk perspektivvy av en antennfiltermodul enligt en andra utföringsform av uppfinningen, även innefattande fyra parallella filter anordnade parallellt med varandra i triangulära lådor och kopplade till ett patch- antennelement; Figur 8 är en sidovy av modulen visad i figur 7; Figur 9 är en ändvy från vänster av modulen visad i figur 7, vilken visar jordplanet och filtren; Figurerna 10, ll och 12 är diagram vilka visar reflexionsdämpningen, överhörningen mellan de olika filtren och riktverkan för modulen visad i figurerna 7-9; Figur 13 är en schematisk ändvy av en tredje utföringsform av modulen enligt uppfinningen; 10 15 20 25 530 302 Figur 14 är en sektionsvy av modulen visad i figur 13; Figur 15 är en schematisk ändvy av en fjärde utföringsform av modulen enligt uppfinningen; Figur 16 är en sektionsvy av modulen visad i figur 15; och Figur 17 illustrerar hur modulerna visade i figurerna 15 och 16 kan anordnas i en grupp så att de utgör en antenn med flertalet antennelement placerade i rad.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Figurerna 1-3 visar olika vyer av en antennfiltermodul enligt en första utföringsform av den föreliggande uppfinningen. I figurerna 1-3 har samma delar av modulen givits samma referensnummer.

Antenfiltermodulen enligt den första utföringsformen av uppfinningen innefattar fyra comb-line-filter 110, 120, 130, 140 kopplade till ett patch-antennelement 150. Varje filter innefattar fyra runda stavar 111-114, 121-124, 131-134, 141- 144 placerade inom rektangulära làdformiga höljen 116, 126, 136, 146. De tre stavarna i varje filter som är närmast patch- antennelementet, stavarna 112-114, 122-124, 132-134, 142-144, fungerar som resonatorstavar och staven i varje filter som är längst bort från patch-antennelementet, stavarna 111, 121, 131, 141, används för koppling. Enligt denna exempelutföringsform används hålrumsfilter med elektriskt ledande höljen, såsom comb-line-filter med tre stavresonatorer, för filtrering. En fackman inser emellertid att även andra typer av filter skulle kunna användas. Filtren kan konstrueras till vilken lämplig form och antal resonatorer som helst. 10 15 20 25 30 530 302 De fyra filtren 110, 120, 130, 140 är placerade parallellt med varandra och med en första av deras kortsidor i omedelbar närhet till patch-antennen. Vart och ett av filtren har en kvadratisk eller rektangulär tvärsnittsform. De fyra filtren är, när de beskådas från kortsidorna, placerade bredvid varandra i en tvâ gånger två-gruppering. Kortsidorna hos de fyra filtren bildar därigenom tillsammans en väsentligen kvadratisk eller rektangulär form. Detta kan ses i figur 3, vilken visar en ändvy från vänster av kortsidorna av jordplanet 160 och filtren 110, 120, 130, 140, som de skulle se ut från patch-antennen 150. Figur 3 visar att det finns fyra öppningar i jordplanet, där de fyra filtren möter jordplanet 160.

Làngsidorna av filtren utsträcker sig vinkelrätt från patch- antennen 150 och stavarna 111-114, 121-124, 131-134, 141-144 är fördelade längs längden på filtrens làngsidor. Staven i varje filter som är längst bort från patch-antennen, stavarna 111, 121, 131, 141, har alla koaxialkabelkontakter 115, 125, 135, 145 för anslutning av varje filter till andra elektriska kretsar, såsom LNA:er (làgbrusiga förstärkare) eller PA:er (Effektförstärkare). Resonatorstavarna som är närmast patch- antennen, stavarna 114, 124, 134, 144, är kopplade till patch- antennen genom en elektromagnetisk koppling genom öppningarna i jordplanet 160. Dessa öppningar i jordplanet är väsentligen kvadratiska eller rektangulära öppningar som sammanfaller med kortsidorna för de fyra filtren, varvid en koppling av det elektriska fältet från resonatorerna till antennelementet bildas.

De tre resonatorstavarna i var och en av de fyra filtren som är närmast patch-antennen, resonatorerna 112-114, 122-124, 132-134, 142-144, kan vara försedda med skruvar för trimning 10 15 20 25 30 530 302 av kapacitansen mellan änden hos resonatorerna som inte är förbundna med höljet och den mitt emot belägna väggen hos höljet, det vill säga mellan resonatorernas ändar och den sida av höljet som vetter mot de vertikala eller horisontala centrumlinjerna för modulen. Dessa trimskruvar kan antingen skruvas genom resonatorerna eller genom sidoväggen hos höljet.

Dessa möjliga trimskruvar visas inte i figurerna l~3.

Enligt uppfinningen är bandbredden för patch~antennen 150 större än bandbredden för vart och ett av filtren 110, 120, 130, 140. Den totala bandbredden för hela antennfiltermodulen bestäms av kopplingen mellan patch-antennen 150 och resonatorerna närmast patch-antennelementet, resonatorerna 114, 124, 134, 144. Filtren i antennfiltermodulen är avstämda tillsammans med patch-antennelementet 150, detta eftersom patch-antennelementet har ett liknande inflytande på karakteristiken hos filtret som en inkopplingsstav i ett comb~ line-filter. Följaktligen har filterlàdorna inte en fullständig filterkarakteristik utan patch-antennelementet.

Filtret och patch-antennelementet stäms därför av tillsammans.

De fyra comb-line~filtren 110, 120, 130, 140, anordnade enligt den första utföringsformen av uppfinningen, är alla kopplade till samma antennelement 150. På detta sätt kan två olika frekvenskanaler för var och en av de två polarisationerna åstadkommas. Denna utföringsform resulterar alltså i en mycket kompakt antenn-diplexfunktion.

Enligt uppfinningen används antennelementet som ett gemensamt antennelement, vilket arbetar tillsammans med ett antal filter och därigenom tillhandahåller ett antal antennfilterkombinationer inom modulen. Antennelementet i exempelutföringsformen visad i figurerna 1-3 har här sagts vara ett patch-antennelement. Det är emellertid uppenbart för 10 15 20 25 530 302 en fackman att andra typer antenner kan användas som den gemensamma antennen. Det gemensamma antennelementet kan följaktligen till exempel innefatta åtminstone en patch~ strålare eller åtminstone en dipol-strålare. Det gemensamma antennelementet kan även innefatta åtminstone två delar. Den gemensamma antennen kan alltså vara en yagi-antennstruktur, varvid patch-stràlare staplade ovanpå varandra eller patch- stràlare anordnade sida vid sida samarbetar. En fackman inser att även andra typer av antenner, antennstrukturer eller kombinationer av antennelement kan användas i enlighet med denna uppfinning. Även om det inte visas i figurerna 1-3 är det också en valfri funktion hos föreliggande uppfinning att integrera förstärkare med filtren hos antennfiltermodulen. Dessa förstärkare, såsom LNA:er och PA:er, kan kopplas till filtren genom koaxialkabelkontakterna 115, 125, 135, 145.

Dessa förstärkare kan även kopplas till stavarna 111, 121, 131, 141 genom elektromagnetisk koppling, på samma sätt som stavar 114, 124, 134, 144 kopplas till antennelementet. Genom att integrera förstärkarna med antennfiltermodulen genom elektromagnetisk koppling används inga transmissionsledningar eller kontaktdon inom den integrerade antennfilterförstärkarmodulen, vilken minimerar förlusterna.

Figurerna 4, 5 och 6 visar simulationsdiagram för reflexionsdämpningen, överhörningen mellan de olika filtren och riktverkan hos antennfiltermodulen för den första utföringsformen visad i figurerna 1-3. Simulationerna är gjorda som om signaler och även mätinstrument skulle ha lagts på koaxialkabelkontakterna hos filtren 115, 125, 135, 145. 10 15 20 25 30 530 302 10 Figur 4 visar den simulerade reflexionsdämpningen för den första utföringsformen. Reflexionsdämpningen indikerar att filterfunktionen hos antennfiltermodulen har en trepolig filterkarakteristisk. Den trepoliga karakteristiken beror på faktumet att tre stavar i varje filter, resonatorstavar 112- 114, 122-124, 132-134, 142-144, används som filterresonatorer.

Staven i varje filter som är längst bort från patch~ antennelementet, stavarna 111, 121, 131, 141, används för koppling och patch-antennelementet 150 fungerar inte heller som en resonator.

I de två diagrammen i figur 4 visas reflexionsdämpningen för två polarisationer. Båda polarisationerna har två frekvenskanaler, en runt 1950 MHz och en runt 2150 MHz. Det framgår tydligt i diagrammen att en mycket god karakteristisk för reflexionsdämpningen åstadkoms av antennfiltermodulen enligt den första utföringsformen enligt uppfinningen. En reflexionsdämpning som den som visas i figur 4 visar på att det är en mycket god koppling genom filtret, mellan filtret och patch-antennelementet och vidare ut i luften för frekvenskanalerna. Den visar vidare på att väldigt mycket av energin reflekteras utanför frekvenskanalerna.

Figur 5 visar överhörningen mellan filtren i antennfiltermodulen. En signal läggs här på en av koaxialkontakterna 115, 125, 135, 145 och sedan mäts signalen i en annan av koaxialkontakterna. Överhörningen ger således ett mått på hur mycket energi som läcker över från ett filter genom antennelementet och till ett annat filter. Figur 5 visar att nivån på överhörning för en antennfiltermodul enligt första utföringsformen av uppfinningen är så liten att den inte försämrar funktionen hos modulen. 10 15 20 25 30 530 302 11 Figur 6 visar riktverkan hos antennfiltermodulen enligt den första utföringsformen av uppfinningen. Riktverkansdiagrammetl visar att antennfiltermodulen har en riktverkan motsvarande 1 riktverkan hos en normal patch-antenn. Kombinationen av filter och antenn till en antennfiltermodul enligt uppfinningen kommer alltså inte att försämra riktverkan.

Från vad som visas i figurerna 4-6 kan vi dra slutsatsen att antennfiltermodulen enligt uppfinningen fungerar mycket väl som antenn.

Antennfiltermodulen enligt den första utföringsformen av föreliggande uppfinning presenterar en integrerad antennfiltermodul med ett antal valbara frekvenskanaler och/eller olika polarisationer. Modulen är konstruerad utan några mellanliggande transmissionsledningar eller kontaktdon mellan modulens komponenter, varvid låga förluster âstadkoms.

Modulen presenterar vidare en god antennkarakteristik.

Figurerna 7-9 visar olika vyer av en antennfiltermodul enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning. I figurerna 7-9 har samma delar av modulen givits samma referensnummer.

Antennfiltermodulen enligt den andra utföringsformen av uppfinningen innefattar fyra comb-line-filter 210, 220, 230, 240 anordnade i ett stjärnmönster. Comb-line-filtren är kopplade till ett patch-antennelement 250. Varje filter innefattar fyra stavar 211-214, 221-224, 231-234, 241-244 placerade inom ett triangulärt lådformigt hölje 216, 226, 236, 246. De tre stavarna i varje filter vilka är närmast patch- antennelementet, stavarna 212-214, 222-224, 232-234, 242-244, fungerar som resonatorstavar och staven i varje filter som är längst bort från patch-antennelementet, stavarna 211, 221, 231, 241, används för koppling. 10 15 20 25 30 530 302 12 De fyra filtren 210, 220, 230, 240 är placerade parallellt med varandra och med en första av deras kortsidor i omedelbar närhet till patch-antennen. Vart och ett av filtren har ett triangulärt tvärsnitt. Kortsidorna hos de fyra filtren utgör tillsammans ett väsentligen kvadratiskt mönster bestående av fyra trianglar, vilka var och en har ett hörn angränsande till den centrala axeln. Detta kan ses i figur 9, vilken visar en ändvy av jordplanet och filtren 210, 220, 230, 240 från vänster, så som de skulle se ut från patch-antennelementet 250.

Långsidorna hos filtren utsträcker sig vinkelrätt från patch- antennelementet 250, och stavarna 211-214, 221-224, 231-234, 241-244 är fördelade längs längden av långsidan hos filtren.

Staven hos varje filter som är längst bort från patch- antennen, stavarna 211, 221, 231, 241, har alla koaxialkabelkontakter 215, 225, 235, 245 för anslutning av varje filter till andra elektriska kretsar, såsom LNA:er (lågbrusiga förstärkare) eller PA:er (effektförstärkare).

Resonatorerna som är närmast patch-antennen, resonatorerna 214, 224, 234, 244, är kopplade till patch-antennen genom elektromagnetisk koppling genom slitsarna 261, 262, 263, 264 i jordplanet hos filtren. Dessa slitsar är, vilket kan ses i figur 9, placerade i jordplanet framför bas-delarna för de fyra triangelformade filtrens kortsidor, varvid koppling av det magnetiska fältet från resonatorerna till antennelementet àstadkoms.

I den andra utföringsformen av uppfinningen, liksom i den första utföringsformen av uppfinningen, är bandbredden hos patch-antennen 250 större än bandbredden hos vart och ett av filtren 210, 220, 230, 240. Den totala bandbredden för hela antennfiltermodulen är även i den andra utföringsformen 10 15 20 25 30 530 302 13 bestämd av kopplingen mellan patch-antennen 250 och resonatorerna närmast patch-antennen, resonatorerna 214, 224, 234, 244. Filtren hos antennfiltermodulen är avstämda tillsammans med patch-antennelementet 250, detta eftersom patch-antennelementet 250 har ett liknande inflytande pà karakteristiken för filtret som en inkopplingsstav i ett comb- line-filter har. Filterlådorna har inte en fullständig filterkarakteristik utan patch-antennelementet. Filtret och patch-antennelementet stäms därför av tillsammans.

De fyra comb-line-filtren 210, 220, 230, 240, anordnade i ett stjärnmönster enligt den andra utföringsformen av uppfinningen, är alla kopplade till samma patch~antennelement 250. Patch-antennelementet 250 arbetar här som ett gemensamt antennelement, vilket är kopplat till ett antal olika filter, resulterande i ett antal olika antennfilterkombinationer. Två olika frekvenskanaler för vart och ett av de två olika polarisationerna kan även åstadkommas enligt denna andra utföringsform. Denna antennfiltermodul kommer alltså att resultera i en mycket kompakt antenndiplexfunktion.

I detta fall åstadkoms en magnetisk koppling mellan patch- antennelementet 250 och de närmaste resonatorerna 214, 224, 234, 244 genom slitsarna 261-264. Följaktligen resulterar användandet av slitsar i en god magnetisk koppling samtidigt som den direkta elektriska kopplingen begränsas effektivt.

Vidare har resonatorlådorna 216, 226, 236, 246 för vart och ett av filtren 210, 220, 230, 240 enligt den andra utföringsformen ett mycket stort omfång för sidan av resonatorlàdan som är i kontakt med stavarna 211-214, 221-224, 231-234, 241-244. Mer specifikt är stavarna, i den andra utföringsformen av uppfinningen, i kortsluten kontakt med basen i triangeln för de triangelformade resonatorlådorna, där 10 l5 20 25 30 530 302 14 dess storlek är större. Denna konfiguration kan ge resonatorerna och därmed även filtren enligt den andra utföringsformen ett fördelaktigt högt Q-värde under särskilda förutsättningar, såsom särskilda längder på resonatorerna, Olika sorters antennelement kan användas till det gemensamma antennelementet även i den andra utföringsformen av uppfinningen. Förstärkare, såsom LNA:er eller PA:er kan även integreras i modulen enligt den andra utföringsformen genom att koppla dem till filtret antingen genom koaxialkabelkontakterna eller genom elektromagnetisk koppling.

Figurerna 10, ll och 12 visar simulationsdiagram för reflexionsdämpningen, överhörningen mellan de olika filtren och riktverkan hos antennfiltermodulen för den andra utföringsformen visad i figurerna 7-9.

Dessa simulationer visar, på ett sätt liknande det som beskrevs ovan i anslutning till figurerna 4-6, att antennfiltermodulen enligt den andra utföringsformen av uppfinningen fungerar mycket väl som antenn.

Figurerna 13 och 14 visar respektive en schematisk ändvy och en sektionsvy av en tredje utföringsform av antennfiltermodulen enligt uppfinningen. Enligt denna utföringsform är filtren 310, 320, 330, 340 vikta i två lager, vilket gör antennfiltermodulen mycket kompakt. Resonatorerna i filtren är alltså inte belägna i en rak linje enligt denna utföringsform. Vilket kan ses för filter 320 i figur 14 är filtrets fyra resonatorer 321-324 vikta i en uppochnedvänd u- form. Resonatorn i filter 320 som är närmast patch- antennelementet 350, resonator 324, är elektromagnetiskt kopplad till patch-antennelementet 350 genom en slits i jordplanet 360. Resonatorn i filter 320 som är längst bort 10 l5 20 25 30 530 302 15 från patch-antennelementet 350, resonator 321, är magnetiskt kopplad till en förstärkare, såsom en LNA eller en PA, genom till exempel ett kopplingsstift 380 på ett LNA-kort 370. Alla fyra stavar fungerar som resonatorer enligt denna utföringsform, inga stavar används för koppling. Filtren 310, 320, 330, 340 är alltså fyrpolsfilter.

Enligt denna utföringsform är hela filterdelen av modulen belägen mycket nära patch-antennelementet, vilket minimerar förluster och ger en mycket kompakt modul. Vikningen av filtren gör det möjligt att bättre utnyttja det tillgängliga utrymmet. Det finns ibland inte tillräckligt med utrymme för filtren att utsträcka sig vinkelrätt från patch-antennen, men det finns ofta tillgängligt utrymme för filtren att utsträcka sig radiellt, parallellt med patch-antennen. Detta utrymme kan utnyttjas bättre genom vikning av filtren.

En integrerad antennfilterförstärkarmodul utan mellanliggande transmissionsledningar eller kontaktdon tillhandahålls genom den tredje utföringsformen av uppfinningen, vilken resulterar i en kompakt modul med små förluster.

Figurerna 15 och 16 visar respektive en schematisk ändvy och en sektionsvy av en fjärde utföringsform av antennfiltermodulen enligt uppfinningen. Enligt denna fjärde utföringsform används längre filter 410, 420, 430, 440, vilka viks till treskiktsfilter. I figur 16 är resonatorn i det nedre vänstra hörnet, resonator 422, elektromagnetiskt kopplad till patch-antennelementet. Resonatorn i det övre högra hörnet, resonator 421, är elektromagnetiskt kopplad till en transmissionskrets, såsom en PA (effektförstärkare).

Resonatorn i det nedre högra hörnet, resonator 423, är elektromagnetiskt kopplad till en mottagningskrets, såsom en LNA (lågbrusig förstärkare). Olika filter, det vill säga 10 15 20 25 30 530 302 16 filter innefattande olika resonatorer, används för transmission och mottagning.

Denna utföringsform gör det möjligt att kompakt anordna långa filter nära patch-antennelementet. Längre filter används ibland, beroende av specifikationerna i systemets standard. En treskiktsvikning enligt den fjärde utföringsformen av uppfinningen kan vara fördelaktig för att behålla filtret kompakt. En treskiktsvikning kan vidare användas för att maximera användningen av tillgängligt utrymme för filtrering i antennerna. En kompakt integrerad antennfiltermodul eller antennfilterförstärkarmodul med små förluster kan följaktligen åstadkommas genom den fjärde utföringsformen av uppfinningen.

Figur 17 visar ett exempel på hur en gruppantenn kan anordnas, genom användande av moduler enligt föreliggande uppfinning. En gruppantenn, vilken använder antennfiltermoduler enligt den fjärde utföringsformen av uppfinningen för varje element i gruppen, visas i figur 17, men vilken som helst av antennfiltermodulutföringsformerna enligt uppfinningen kan användas till gruppantenner som den som visas i figur 17, vilket är uppenbart för en fackman.

Antennfiltermoduler enligt de olika utföringsformerna av uppfinningen har alla små förluster, eftersom filtren är placerade mycket nära antennen i modulerna.

Antennfilterförstärkarmoduler enligt uppfinningen har vidare PA:er och LNA:er mycket nära patch-antennelementet, vilket också minskar förlusterna. Det är vidare möjligt att, i antennfilterförstärkarmoduler enligt uppfinningen, kombinera signaler från PA:er i luften utanför gruppantennen, istället för att använda en extra kombinator, vilken skulle öka på förlusterna i systemet. Inga mellanliggande 10 530 302 17 transmissionsledningar eller kontaktdon används inom modulerna, vilket ytterligare minskar förlusterna.

Detta ger extra marginaler som kan erbjuda en användare valet mellan att ha ett mycket lågt brusmönster, att implementera LNA:erna i mycket billiga MMIC (Monolitisk integrerad mikrovågskrets) eller att ha mindre och billigare filter.

Olika grader av brusnivåer och prisnivåer kan alltså åstadkommas genom användandet av föreliggande uppfinning.

Claims (20)

10 15 20 25 30 530 302 Patentkrav

1. En antennfiltermodul för överföring av elektromagnetiska radiofrekvenS(RF)-Signaler i båda riktningar mellan den omgivande luften och en elektronisk krets, varvid nämnda modul innefattar ett antennelement och ett integrerat bandpassfilter försett med en serie resonatorer, kännetecknat av mi - modulen innefattar åtminstone två filter placerade intill nämnda antennelement, ~ nämnda antennelement är anordnat som ett gemensamt antennelement för att tillhandahålla ett motsvarande antal antennfilterkombinationer inom modulen, - vart och ett av filtren är försett med ett kopplingselement för koppling till respektive elektroniska krets, ~ nämnda gemensamma antennelement har en väsentligen större bandbredd än vart och ett av filtren, och ~ nämnda gemensamma antennelement är anordnat i omedelbar närhet till en första resonator hos vart och ett av filtren i modulen för att tillhandahålla en elektromagnetisk koppling till resonatorerna för vart och ett av filtren och ett differentierat specifikt passband för respektive antennfilterkombination.

2. Antennfiltermodulen definierad i krav 1, där - vart och ett av filtren i nämnda modul är ett hålrumsfilter med ett elektrisk ledande hölje, och - höljet för vart och ett av filtren är försett med en kopplingsöppning dimensionerad och placerad så att nämnda elektromagnetiska koppling mellan det gemensamma antennelementet och nämnda första resonator i respektive filter säkerställs. 10 15 20 25 30 530 302 l°\

3. Antennfiltermodulen definierad i krav 2, där ~ nämnda serie resonatorer i nämnda hàlrum är fördelade mellan en första änddel av nämnda hölje, innehållande nämnda kopplingsöppning och nämnda första resonator, och en andra änddel av nämnda hölje, innehållande nämnda kopplingselement för koppling till nämnda respektive elektroniska krets.

4. Antennfiltermodulen definierad i krav 3, där kombinationen är konfigurerad som en diplexenhet för två filter som arbetar i separata frekvensband eller i ömsesidigt ortogonala polarisationer.

5. Antennfiltermodulen definierad i krav 4, där kombinationen innefattar fyra filter, varvid ett första par av dessa arbetar i ett första frekvensband med ömsesidigt ortogonala polarisationer, och ett andra par av dessa arbetar i ett andra frekvensband med ömsesidigt ortogonala polarisationer, varvid det finns fyra kopplingsöppningar som samarbetar med nämnda gemensamma antennelement.

6. Antennfiltermodulen definierad i krav 5, där vart och ett av de fyra filtren är ett comb-line-filter med resonatorer i form av stavar.

7. Antennfiltermodulen definierad i krav 6, där de fyra filtren har långsträckta làdformiga höljen anordnade nära varandra i en kompakt uppställning.

8. Antennfiltermodulen definierad i krav 7, där de fyra làdformiga höljena är anordnade parallellt och närliggande varandra. 10 15 20 25 30 530 302 fÅÛ

9. Antennfiltermodulen definierad i krav 7, där de làdformiga höljena är anordnade i ett gemensamt plan så att de utsträcker sig radiellt utåt från ett gemensamt område nära nämnda gemensamma antennelement.

10. Antennfiltermodulen definierad i krav 7, där vart och ett av de fyra làdformiga höljena har en rektangulär tvärsnittskonfiguration.

11. ll. Antennfiltermodulen definierad i krav 7, där vart Och ett av de fyra lådformiga höljena har en kvadratisk tvärsnittskonfiguration.

12. Antennfiltermodulen definierad i krav 11, där vart och ett av de fyra lådformiga höljena har en triangulär tvärsnittskonfiguration och är anordnade parallellt med varandra, varvid vart och ett har en hörnlinje vilken utsträcker sig närliggande en central axel.

13. Antennfiltermodulen definierad i krav 1, där nämnda gemensamma antennelement innefattar åtminstone en patch- strålare.

14. Antennfiltermodulen definierad i krav 1, där nämnda antennelement innefattar åtminstone en dipol-strålare

15. Antennfiltermodulen definierad i krav 1, där nämnda antennelement innefattar åtminstone två delar.

16. Antennfiltermodulen definierad i krav 15, där nämnda gemensamma antennelement innefattar en yagi-antennStrUktUf- 10 l5 530 302 :M

17. Antennfiltermodulen definierad i krav 15, där nämnda antennelement innefattar ett antal samarbetande patch-strålare anordnade i en stapel, ovanpå varandra.

18. Antennfiltermodulen definierad i krav 15, där nämnda antennelement innefattar ett antal samarbetande patch-strålare anordnade sida vid sida på en gemensam stödkonstruktion.

19. Antennfiltermodulen definierad i krav l, där vart och ett av filtren är integrerade med en förstärkare kopplad till nämnda kopplingselement.

20. Antennfiltermodulen definierad i krav 1, där nämnda kopplingselement för respektive filter är kopplat till nämnda förstärkare via en kopplingsöppning i ett hölje inrymmande nämnda serie resonatorer.