TR201705175A2 - Bir anten sistemi. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluşla, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletişim sistemlerinde kullanıma uygun olan bir anten sistemi geliştirilmektedir. Bahsedilen anten sistemi, en az bir alt anteni (A); en az bir üst anteni (B) ve üst anteni (B) alt antene (A) aralarında belirli bir mesafe kalacak şekilde bağlayan en az bir yükseltme elemanını (C) içermektedir.

Description

TARIFNAME BIR ANTEN SISTEMI Mevcut bulus, Özellikle baz istasyonlarinda kullanima uygun olan anten sistemleriyle Onceki Teknik GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) kablosuz iletisim sistemlerinde, cep telefonu gibi tasinabilir cihazlarin kablosuz olarak iletisim kurabildigi baz istasyonlari kullanilmaktadir. Bahsedilen baz istasyonlari, kablosuz iletisim kurabilmek için antenler kullanilmaktadir. Baz istasyonlarinda bahsedilen antenler, bir yansitici yüzey 'üzerine çesitli araliklarla dizilerek bir anten dizisi olusturmaktadir. Baz istasyonlarinda, genellikle dipol anten elemanlari kullanilmakta olup ihtiyaç duyulan frekans bant genisligi ve huzme karakteristigi gibi parametrelere göre bahsedilen elemanlar farkli sekil (örnegin kare, yuvarlak gibi) ve ebatlarda olabilmektedir.

Kablosuz haberlesmede çok yollu yansimalardan daha az etkilenmek için kullanilan polarizasyon çesitliligi teknigi sebebiyle çift egik polarize antenler siklikla tercih edilmektedir. Dikey polarizasyona sahip bir elektromanyetik dalga, etrafta bulunan binalar, arabalar, daglar vs. gibi yapilardan yansiyip polarizasyon degisikligine ugramakta ve hem dikey, hem yatay bilesenlere sahip olabilmektedir. Bu sebeple bilinen teknikteki uygulamalarda, baz istasyonu anten dizilerinde ±45°çift egik polarize anten elemanlari kullanilmaktadir. Ancak bilinen teknikteki uygulamalarda, +45” ve -45° elamanlari arasindaki izolasyon yeterince saglanamadigindan polarizasyon çesitliligi olumsuz yönde etkilenebilmektedir.

Teknolojinin gelismesi ile birlikte, baz istasyonlari farkli frekanslardan yayinlar yapmasi ihtiyaci dogmaktadir.. Bu sebeple baz istasyonlarinin genis bir frekans araliginda çalismasi gerekmektedir. Bilinen teknikteki uygulamalarda, baz istasyonunun farkli frekanslarda çalismasi için her bir farkli frekans araliklarinda çalisabilen, farkli sekil ve ebatlardaki anten elemanlari kullanilmaktadir. Ancak bu tip uygulamada, baz istasyonunun tasarimi çok kompleks bir hale gelmektedir.

Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulusla, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde kullanima uygun olan bir anten sistemi gelistirilmektedir. Bahsedilen anten sistemi, en az bir alt anteni; en az bir üst anteni ve üst anteni alt antene aralarinda belirli bir mesafe kalacak sekilde baglayan en az bir yükseltme elemanini içermektedir.

Mevcut bulusla gelistirilen anten sisteminde, bahsedilen yükseltme elemani sayesinde üst antenin alt antenden belirli bir mesafe uzakta kalmaktadir. Böylelikle, farkli frekanslarda çalisabilen alt anten ile üst antenin birbirlerini olumsuz etkilememesi saglanarak anten sistemi farkli frekanslarda güvenilir bir biçimde kullanilabilmektedir.

Bulusun Amaci Mevcut bulusun amaci, Özellikle baz istasyonlarinda kullanima uygun olan bir anten sistemi gelistirmektir.

Mevcut bulusun bir diger amaci, genis bir frekans bant araliginda çalisabilen bir anten sistemi gelistirmektir.

Mevcut bulusun bir baska amaci, düsük boyutlu bir anten sistemi gelistirmektir.

Mevcut bulusun ayri bir amaci, yancada 65°±5° sabit 3dB huzme genisliginde çalisabilen bir anten sistemi gelistirmektir.

Mevcut bulusun farkli bir amaci da, çapraz polarizasyon izolasyonu yüksek olan bir anten sistemi gelistirmektir.

Mevcut bulusun diger bir amaci, farkli frekanslarda çalisabilen bir anten sistemi gelistirmektir.

Sekillerin Açiklamasi Mevcut bulusla gelistirilen anten sisteminin uygulama örnekleri ekli sekillerde gösterilmis olup bu sekillerden; Sekil 1; gelistirilen anten sisteminin bir perspektif görünüsüdür.

Sekil 2; gelistirilen anten sisteminin bir diger uygulamasinin bir perspektif görünüsüdür.

Sekil 3; gelistirilen anten sisteminde kullanilan bir alt antenin bir perspektif görünüsüdür.

Sekil 4; alt antenin bir yandan görünüsüd'ür.

Sekil 5; alt antenin bir `üstten görünüsüdür.

Sekil 6; gelistirilen anten sisteminde kullanilan bir üst antenin bir perspektif görünüsüdür.

Sekil 7; gelistirilen anten sisteminde kullanilan bir üst antenin bir 'üstten görünüsüdür.

Sekil 8; gelistirilen anten sisteminde kullanilan bir 'üst antenin bir yandan görünüsüdür.

Sekillerdeki parçalar tek tek numaralandirilmis olup bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir: Alt anten (A) Ust anten (B) Yükseltme elemani (C) Baglanti plakasi (D) Dipol elemani (2) Birinci dipol çifti (3) Besleme bölümü (7) Dolgu elemani (8) Ikinci dipol çifti (9) Dipol yapragi (9a) Akim yolu (10) Baglanti elemani (11) Yalitim elemani (12) Iletim elemani (13) Yansitici yüzey (14) Metal duvar (15) Bulusun Açiklamasi Mobil iletisim sistemlerinde genellikle, en az bir baz istasyonu ve bahsedilen baz istasyonu ile kablosuz iletisim kurabilen tasinabilir cihazlar yer almaktadir. Ozellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde, bir baz istasyonunun genis bir alandaki çok sayida tasinabilir cihazla kablosuz iletisim kurabilmesi gerekmektedir. Bu sebeple baz istasyonunda kullanilan antenlerin belirli kriterleri saglayabilmesi gerekmektedir. Bu sebeple mevcut bulusla, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde (örnegin baz istasyonlarinda) kullanima uygun olan bir anten sistemi gelistirilmektedir.

Mevcut bulusla gelistirilen ve örnek görünüsleri sekil 1-6'da verilen anten sistemi, en az bir alt anteni (A); en az bir üst anteni (B) ve üst anteni (B) alt antene (A) aralarinda belirli bir mesafe kalacak sekilde baglayan en az bir yükseltme elemanini (C) içermektedir.

Bulusun örnek bir uygulamasinda bahsedilen alt anten (A), sekil 2'de gösterildigi gibi bir baglanti plakasina (D) baglanmaktadir. Bahsedilen yükseltme elemani (C) tercihen, alt antenle (A) birlesik bir yapi olup üst anten (B) de yükseltme elemanina (C) baglanmaktadir. Böylelikle, alt anten ile üst anten arasinda istenilen bir mesafe kalmasi saglanmaktadir. Bahsedilen alt anten (A) ve üst anten (B) tercihen farkli frekanslarda çalisan birer anten yapisindadir. Ornek bir uygulamada alt anten (A) düsük frekanslarda (örnegin daha yüksek bir frekans araliginda (örnegin çalisan bir yapidadir. Burada, alt antenin (A) ve üst antenin (B) farkli frekanslarda çalismasi ve aralarinda bir mesafe bulunmasi sayesinde, mevcut bulusla gelistirilen anten sisteminin farkli frekans araliklarinda güvenilir bir biçimde çalismasi saglanmaktadir. Bulusun alternatif uygulamalarinda anten sistemi sekil 2ide gösterildigi gibi, alt anten (A) olmadan sadece üst anten (B) ve üst anteni (B) baglanti plakasina (D) baglayan yükseltme elemani (C) bulunan bölümleri de içerebilmektedir. Bu uygulamada bahsedilen yükseltme elemani (C), tercihen plastik bir malzemeden mamul olan harici bir parça yapisindadir. Böylelikle, anten sisteminin farkli bölümlerinin ihtiyaç dogrultusunda farkli frekans araliklarinda çalismasi saglanabilmektedir.

Detayli örnek görünüsleri sekil 3-57te verilen alt anten (A), en az bir gövdeyi (1); her biri, karsilikli konumlandirilmis olan en az iki dipol elemani (2) içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandirilmis olan (oryantasyonu +45° ve -45° olan) en az iki bi rinci dipol çiftini (3); her biri en az bir tarafindan gövdeye (1) bagli olan, en az bir diger tarafindan en az bir dipol elemanina (2) baglanan ve tercihen egimli (örnegin bir yay parçasi gibi) bir çubuk formunda olan en az dört balunu (4) içermektedir. Bahsedilen alt anten (A) ayrica, her bir dipol elemaninda (2) yer alan ve her biri en az bir tarafindan en az bir baluna (4) baglanan en az iki adet kolu (5) içermektedir. Alta antende (A) yer alan balunlar (4), hem birinci dipol çiftleri (3) ile gövdenin (1) birbirine baglanmasini saglayan bir baglanti elemani islevini görmekte hem de alt antenin (A) baglanacagi bir es merkezli kablo ile kollar (5) arasinda elektriksel baglanti saglamaktadir (bahsedilen kollari (5) beslemektedir). Bunun için mevcut bulusla gelistirilen alt anten (A), balun (4) içerisinden geçen RF besleme kablolarini (sekillerde gösterilmemektedir) içerebilmektedir. Burada, bahsedilen balunlar (4), birinci dipol çiftlerinin (3) gövdeden (1) belirli bir mesafe uzakta kalmasini saglamaktadir.

Detayli bir örnek görünüsü sekil @da verilen üst anten (B), tercihen bir metal plaka formunda olan en az bir yansitici yüzeyi (14); her biri, karsilikli konumlandirilmis olan en az iki dipol yapragi (9a) içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandirilmis olan (oryantasyonu +45° ve -45° olan) en az iki ikinci d ipol çiftini (9); her biri en az bir tarafindan en az bir dipol yapragina (9a) baglanan, diger tarafindan bahsedilen yansitici yüzeye (14) baglanmaya uygun olan içi bos yapidaki (tercihen silindirik formdaki) en az dört baglanti elemanini (11); her biri en az bir baglanti elemani (11) içerisinden geçerek elektriksel sinyal tasimak için en az bir dipol yapragina (9a) baglanan en az iki iletim elemanini (13); her bir dipol yapraginda (9a) yer alan ve bulundugu dipol yapraginin (9a) elektriksel boyunu (yüzey alanini) arttiran en az bir akim yolunu (10) ve birbirine komsu olan dipol yapraklari (9a) arasinda konumlu olan ve elektriksel olarak yalitim saglayan en az bir yalitim elemanini (12) içermektedir. Bahsedilen üst antende (B), her bir baglanti elemani (11) ve baglanti elemani (11) içerisinden geçen iletim elemani (13), bir es merkezli (koaksiyel) kablo yapisi olusturmaktadir. Baglanti elemani (11), es merkezli kablonun dis kismini temsil ederken iletim elemani (13) es merkezli kablonun canli ucunu temsil etmektedir. Böylelikle, bahsedilen baglanti elemani (11) ve iletim elemani (13) ile bir RF (radyo frekansi) iletim hatti olusturulmaktadir. Mevcut bulusla gelistirilen üst antende (B), bahsedilen dipol yapraklarinda (9a) yer alan akim yollari (10) sayesinde, dipol yapraginin (9a) elektriksel boyu (yüzey alani) arttirilmaktadir. Böylelikle, daha yüksek ebatli bir dipol yapraginin (9a) islevi, mevcut bulusla gelistirilen dipol yapragi (9a) ile saglanarak dipol yapraginin (9a) ebatlarinin azaltilmasi saglanmaktadir. Böylelikle üst antenin (B) toplam ebatlarinin da azaltilmasi saglanmaktadir. Mevcut bulusla gelistirilen üst antende ayrica, dipol yapraklari (9a) arasinda konumlandirilan yalitim elemani (12), iletim Ievhalarinin (13) birbirine degmesini engelleyerek mekanik destek saglamaktadir.

Bulustaki her bir kol (5), baluna (4) uzak olan bir tarafinda konumlu olan en az bir çikintiyi (6) içermektedir. Bahsedilen çikinti (6) tercihen, koldan (5) dik bir biçimde asagi yönde (gövdeye (1) dogru) uzanmaktadir. Burada bahsedilen çikintilar (6), kollarin (5) empedans degerinin ayarlanmasini saglamaktadir. Bahsedilen çikintilar (6) sayesinde, alt antenin (A) düsük bir ebatta olmasina ragmen istenilen bir frekans araliginda (örnegin GSM 900 MHz ve düsük frekansli LTE gibi) çalisabilmesi saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen bir diger uygulamasinda alt anten (A), birbirine komsu olan iki çikinti (6) arasinda konumlandirilan en az bir dolgu elemanini (8) içermektedir. Bahsedilen dolgu elemani, yüksek dielektrik katsayisina sahip (örnegin deielektrik katsayisi havadan daha yüksek olan) bir malzemeden (örnegin delrin gibi) mamuldür. Böylelikle, farkli kollarda (5) yer alan çikintilar (6) arasinda olusan kapasitans degeri ayarlanabilmektedir. Böylelikle, kollarin (5) empedans degerinin kolay bir biçimde ayarlanmasi saglanmaktadir. Ornek bir uygulamada, her bir dipol elemaninin (2) degeri 100 ohm olarak ayarlanmaktadir.

Böylelikle, birinci dipol çiftlerinin (3) degeri 50 ohm olmakta, bu da alt antene (A) baglanacak olan es merkezli kablo ile uyum göstermesini saglamaktadir.

Bulusun bir diger tercih edilen uygulamasinda her bir dipol elemani (2), içerdigi en az bir kolda (5) yer alan ve tercihen L formunda olan en az bir besleme bölümünü (7) içermektedir. Bahsedilen besleme bölümünün (7) bulundugu kol (5), alt antenin (A) baglandigi es merkezli kablonun sinyal tasiyan (aktif) ucuna baglanmaktadir. Böylelikle sinyal tasiyan uçtan alinan sinyalin besleme bölümüne (7) beslenmesi saglanmaktadir.

Bulusun bir baska tercih edilen uygulamasinda her bir kol (5), birbirleri ile 135°açi yapan iki bölümü içermektedir. Bu uygulamada, birbirlerine komsu olan kollarin (5) birbirlerine yakin olan bölümleri ayni hizada bulunmaktadir. Böylelikle bahsedilen kollar (5) sekizgen bir geometri olusturmaktadir.

Bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda, bahsedilen baglanti elemanlari (11) dipol yapragina (9a) uzak olan taraflarindan birbirlerine (elektriksel olarak) baglidir. Böylelikle, üst antendeki (B) iki farkli ikinci dipol çiftinin (9) RF hatti olusturan es merkezli kablolarinin dis kisimlarindan birbirlerine baglanmasi saglanmaktadir.

Bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda bahsedilen baglanti elemanlarinin (11) boyu, üst antenin (B) çalisacagi maksimum frekanstaki dalganin çeyrek dalga boyuna esittir. Böylelikle, dipol yapragi (9a) ile yansitici yüzey (14) arasindaki mesafenin de çeyrek dalga boyu olmasi saglanarak baglanti elemanlarinin (11) dis yüzeyinden akim geçmesi engellenmektedir. Burada baglanti elemanlarinin (11) dis yüzeyinden akim geçmesinin engellenmesi sayesinde, baglanti elemani (11) ve iletim elemaninin (13) olusturdugu es merkezli kablo yapisindaki dengesiz besleme, dipol yapraklarinda (9a) dengeli beslemeye dönüstürülmektedir. Bahsedilen mesafenin üst antenin (B) çalisacagi maksimum frekanstaki dalgaya göre seçilmesi sayesinde, üst antenin (B) genis bir frekans bant araliginda çalismasi saglanmaktadir.

Ozellikle baz istasyonlarinda, üst antenlerin (B) yancada 65°±5° 3 dB huzme genisliginde çalismasi gerekmektedir. Bu sebeple bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda üst anten (B), bahsedilen yansitici yüzeyde (14) yer alan, tercihen yansitici yüzeyi (14) bir kavite olusturacak sekilde çevreleyen en az bir metal duvari (15) içermektedir. Burada, metal duvar (15) yansitici yüzeyle (14) yekpare bir yapida olabilmektedir. Metal duvar (15) ile yansitici yüzeyin (14) birbirlerine göre olan açilarinin ayarlanmasi sayesinde elde edilen kavitenin yapisi, buna bagli olarak huzme genisligi istenilen seviyede (yancada 65°±5° 3 dB olacak sekilde) ayarlanabilmektedir.

Bulusun bir diger tercih edilen uygulamasinda bahsedilen yalitim elemani (12), en az bir dipol yapragina (9a) baglanabilen bir yapida olup bu amaçla en az bir baglanti tirnagini (sekillerde gösterilmemektedir) içermektedir. Böylelikle, özellikle üst antenin (B) üretimi sirasinda yalitim elemaninin (12) kolay, pratik ve güvenilir bir biçimde dipol yapragina (9a) baglanmasi saglanmaktadir.

Mevcut bulusla gelistirilen anten sisteminde, bahsedilen yükseltme elemani (6) sayesinde frekanslarda çalisabilen alt anten (A) ile 'üst antenin (B) birbirlerini olumsuz etkilememesi saglanarak anten sistemi farkli frekanslarda güvenilir bir biçimde kullanilabilmektedir.

Claims (15)

ISTEMLER

1. Kablosuz iletisim sistemlerinde kullanima uygun olan bir anten sistemi olup özelligi; içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandirilmis olan en az iki birinci dipol çiftini (3); .20 her biri en az bir tarafindan gövdeye (1) bagli olan, en az bir diger tarafindan en az bir dipol elemanina (2) baglanan ve bir çubuk formunda olan en az dört balunu (4) az bir baluna (4) baglanan en az iki adet kolu (5), bir çikintiyi (6) içeren en az bir alt anteni (A); en az bir üst anteni (B) ve üst anteni (B) alt antene (A) aralarinda belirli bir mesafe kalacak sekilde baglayan en az bir yükseltme elemanini (C) içermesidir.

2. Istem 11e uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen üst antenin (8); en az bir yansitici yüzeyi (14); her biri, karsilikli konumlandirilmis olan en az iki dipol yapragi (9a) içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandirilmis olan en az iki ikinci dipol çiftini (9); her biri en az bir tarafindan en az bir dipol yapragina (9a) baglanan, diger tarafindan bahsedilen yansitici yüzeye (14) baglanmaya uygun olan içi bos yapidaki en az dört baglanti elemanini (11); her biri en az bir baglanti elemani (11) içerisinden geçerek elektriksel sinyal tasimak için en az bir dipol yapragina (9a) baglanan en az iki iletim elemanini (13); her bir dipol yapraginda (9a) yer alan ve bulundugu dipol yapraginin (9a) elektriksel boyunu arttiran en az bir akim yolunu (10) ve birbirine komsu olan dipol yapraklari (9a) arasinda konumlu olan ve elektriksel olarak yalitim saglayan en az bir yalitim elemanini (12) içermesidir.

Istem 1'e uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen balunlarin (5) egimli bir formda olmasidir.

Istem 1'e uygun bir anten sistemi olup özelligi; alt antenin (A), birbirine komsu olan iki çikinti (6) arasinda konumlandirilan en az bir dolgu elemanini (8) içermesidir.

Istem 4ie uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen dolgu elemaninin (8) delrinden mamul olmasidir.

Istem 1'e uygun bir anten sistemi olup özelligi; her bir dipol elemaninin (2), içerdigi en az bir kolda (5) yer alan en az bir besleme bölümünü (7) içermesidir.

Istem 6'ya uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen besleme bölümünün (7) L formunda olmasidir

Istem 1'e uygun bir anten sistemi olup özelligi; her bir kolun (5), birbirleri ile 135°açi yapan iki bölümü içermesidir

Istem 8'e uygun bir anten sistemi olup özelligi; birbirlerine komsu olan kollarin (5) birbirlerine yakin olan bölümlerinin ayni hizada olmasidir

Istem 2'ye uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen yansitici yüzeyin (14) bir metal plaka formunda olmasidir.

Istem 2'ye uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen baglanti elemaninin (11) silindirik formda olmasidir.

Istem 27ye uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen baglanti elemanlarinin (11) dipol yapragina (9a) uzak olan taraflarindan birbirlerine bagli olmasidir.

Istem 2iye uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen baglanti elemaninin (11) boyunun, üst antenin (B) çalisacagi maksimum frekanstaki dalganin çeyrek dalga boyuna esit olmasidir.5

14. Istem 2'ye uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen yansitici yüzeyde (14) yer alan en az bir metal duvari (15) içermesidir.

15. Istem 14'e uygun bir anten sistemi olup özelligi; bahsedilen metal duvarin (15), bir kavite olusturacak sekilde yansitici yüzeyi (14) çevreleyen bir yapida olmasidir.