FI110395B - Oikosuljetuilla mikroliuskoilla toteutettu laajakaista-antenni - Google Patents

Description

110395

Oikosuljetuilla mikroliuskoilla toteutettu laajakaista-antenni

Keksintö kohdistuu antennirakenteisiin, tarkemmin mikroliuskoilla toteutettuihin laaj akaista-antenneihin.

5 Tavanomainen mikroliuska-antenni käsittää maatason ja siitä dielektrisellä kerroksella eristetyn säteilijän. Mikroliuska-antennin resonanssitaajuus määräytyy säteilijän mittojen sekä säteilijän ja maatason välisten etäisyyksien mukaan.

Tunnetaan myös sellaisia mikroliuska-antennirakenteita, joissa säteilijän yksi reuna on oikosuljettu maatasoon. Tällaisella järjestelyllä tietty resonanssitaajuus saavute-10 taan merkittävästi edellä kuvattua yksinkertaisinta mikroliuska-antenni a pienemmillä fyysisillä mitoilla.

Tunnetun tekniikan mukaisissa rakenteissa on kuitenkin ongelmana niiden paksuus ja kapeakaistaisuus. Henkilökohtaisissa matkaviestimissä käytettävien antennien on oltava pienikokoisia. Mikroliuska-antennin ohennus kuitenkin kaventaa antennin 15 käyttökelpoista taajuuskaistaa. Monet matkaviestinjärjestelmät vaativat suhteellisen leveätä taajuuskaistaa, esimerkiksi DCS-1800-järjestelmä noin 10 % suhteellista taajuuskaistaa keskitaajuuteen nähden. Tunnetun tekniikan mukaisilla mikroliuska-antennirakenteilla ei voida toteuttaa antennia, joka olisi samalla sekä riittävän ohut että riittävän laajakaistainen. Erilaisia mikroliuska-antennirakenteita kuvataan esi-! 20 merkiksi kirjoissa "Handbook of Microstrip Antennas", J.R. James and P.S. Hall :v. (Eds.), Voi. 1, Peter Peregrinus Ltd, Lontoo 1989 sekä "Analysis, Design, and . ·. : Measurement of Small and Low-Profile Antennas", K. Hirasawa and M. Haneishi, . ’.. · Artech House, Boston 1992.

> · i '·· Kuvassa la esitetään mainitussa kirjassa "Handbook of Microstrip Antennas" kuvat- ;, · · 25 tu laajakaistainen mikroliuska-antennirakenne, joka käsittää kaksi säteilevää liuskaa 10, 20 ja maatason 30. Teho syötetään alempaan liuskaan 20, jolloin ylempi liuska 10 toimii parasiittisena säteilijänä. Liuskojen 10, 20 resonanssitaajuudet viritetään hieman toisistaan poikkeaviksi, jolloin liuskojen 10, 20 välisen suhteellisen heikon kytkennän ansiosta antennirakenteen paluuvaimennus on suuri myös liuskojen reso-: 30 nanssitaajuuksien välisellä alueella, jolloin antennirakenne toimii tehokkaasti yhte- näisellä, laajalla taajuuskaistalla. Tätä seikkaa selvennetään kuvassa Ib, joka esittää : esimerkkiä tällaisen antennirakenteen paluuvaimennuksesta. Kuvassa Ib nähdään . . : liuskojen 10, 20 resonanssitaajuudet f] ja f2 sekä yli 10 dB:n paluuvaimennuksen 2 110395 rajataajuudet f3 ja f4, jotka määrittävät kyseisen antennirakenteen käyttökelpoisen taajuuskaistan.

Tällaisen rakenteen haittapuolena on paksuus: kuvan la mukaista antennirakennetta ei voi toteuttaa mielivaltaisen ohueksi, koska liuskojen välisen etäisyyden pienenty-5 essä voimistuu niiden välinen kytkentä, jolloin liuskojen resonanssitaajuudet eriytyvät toisistaan ja laajakaistainen toiminta menetetään. Samassa kirjassa esitetään myös kaksikaistainen mikroliuska-antenni, joka esitetään kuvassa le. Tässä rakenteessa teho syötetään ylempään liuskaan 10. Tällaisessa rakenteessa liuskojen 10, 20 välinen kytkentä on voimakas antennia syöttävän johdon kautta, jolloin liuskojen 10, 10 20 resonanssitaajuudet ovat erilliset. Tällaisella antennirakenteella on siten kaksi erillistä, kapeata toimintakaistaa.

Mikäli kytkentä on liian voimakas, resonanssitaajuudet fj ja f2 siirtyvät niin kauas toisistaan, että antennirakenteelle ei muodostu leveätä toimintakaistaa. Tällaista tilannetta havainnollistetaan kuvassa Id, josta nähdään, että tällaisessa tapauksessa 15 antennirakenteen käyttökelpoinen taajuuskaista ei ole yhtenäinen, vaan kyseessä on kahdella erillisellä toimintataajuudella resonanssissa oleva antenni.

US-patenttijulkaisussa 5 124 733 (Haneishi) esitetään kuvan 2 mukainen antennira- kenne, jossa on yhdistetty kuvassa le esitetty kahden toimintakaistan avoin mikro- liuska-antennirakenne oikosuljettuun neljännesaallon mittaiseen mikroliuskaraken- 20 teeseen, jolloin on saavutettu pienikokoinen kaksikaistainen mikroliuska-antenni.

. ^ Tässä rakenteessa liuskat 10, 20 on oikosuljettu toisesta päästään maatasoon 30.

• · ·

Koska kyseisessä patenttijulkaisussa esitetään kaksikaistainen antennirakenne, ei , \ liuskojen oikosulun aiheuttama liuskojen välisen kytkennän voimistuminen haittaa '· ’· antennin toimintaa, koska antenni toimii kahdella taajuuskaistalla jo ylempään lius- ’ : 25 kaan 10 tapahtuvan syötön aiheuttaman voimakkaan liuskojen välisen kytkennän i '·· vuoksi. Kyseisessä julkaisussa ei kuitenkaan esitetä laajakaistaista antenniraken- ;: netta.

Keksinnön tavoitteena on toteuttaa henkilökohtaiseen matkaviestimeen soveltuva ',.. pienikokoinen, laajakaistainen tasomainen antenni. Keksinnön tavoitteena on myös * 30 toteuttaa mahdollisimman ohut laajakaistainen mikroliuska-antenni. Lisäksi keksin- i · ’: nön tavoitteena on toteuttaa edelliset tavoitteet täyttävä rakenne, joka lisäksi sovel- tuu erityisen hyvin sarjatuotantoon.

:,; · Tavoitteet saavutetaan toteuttamalla antennirakenne, jossa on ainakin kaksi päällek- : käistä oikosuljettua noin neljännesaallon mittaista mikroliuskaa, virittämällä liusko- 3 110395 jen resonanssitaajuudet hieman toisistaan poikkeaviksi, jäljestämällä antennin syöttö alempaan liuskaan ja järjestämällä liuskojen välinen kytkentä riittävän heikoksi, jolloin liuskojen resonanssitaajuudet muodostavat yhtenäisen toimintakaistan.

Keksinnön mukaiselle mikroliuska-antennille on tunnusomaista, että se käsittää en-5 simmäisen ja toisen oikosulkevan elimen, jolloin ensimmäinen liuska on toisesta päästään oikosuljettu maatasoon ensimmäisellä oikosulkevalla elimellä ja toinen liuska on oikosuljettu maatasoon vastaavasta päästä toisella oikosulkevalla elimellä, ja se, että ensimmäisellä liuskalla on ensimmäinen resonanssitaajuus ja toisella liuskalla toinen resonanssitaajuus, jotka ensimmäinen ja toinen resonanssitaajuus 10 muodostavat oleellisesti yhtenäisen toimintakaistan, ja se, että mikroliuska-antennin syöttö on järjestetty tapahtuvaksi mainittuun toiseen liuskaan.

Keksintö kohdistuu myös matkaviestimeen, jolle on tunnusomaista, että matkaviestimen antenni on mikroliuska-antenni, joka käsittää maatason, ensimmäi-15 sen liuskan ja näiden väliin sijoitetun toisen liuskan sekä ensimmäisen ja toisen oikosulkevan elimen, jolloin ensimmäinen liuska on toisesta päästään oikosuljettu maatasoon ensimmäisellä oikosulkevalla elimellä ja toinen liuska on oikosuljettu maatasoon vastaavasta päästä toisella oikosulkevalla elimellä, . . ja jolloin ensimmäisellä liuskalla on ensimmäinen resonanssitaajuus ja toisella lius- 20 kalla toinen resonanssitaajuus, jotka ensimmäinen ja toinen resonanssitaajuus muo- I · · \ dostavat oleellisesti yhtenäisen toimintakaistan, ·:··· ja jolloin mikroliuska-antennin syöttö on järjestetty tapahtuvaksi mainittuun toiseen i * · liuskaan.

< * · ’ * ’ ‘ Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitet- 25 tyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa kuva la esittää tunnetun tekniikan mukaista avointa mikroliuska-antenniraken-netta, * · · kuva Ib esittää kuvan la mukaisen rakenteen paluuvaimennusta taajuuden funk-. ‘. tiona, 4 110395 kuva le esittää toista tunnetun tekniikan mukaista avointa mikroliuska-antennira-kennetta, kuva Id esittää kuvan le mukaisen rakenteen paluuvaimennusta taajuuden funktiona, 5 kuva 2 esittää tunnetun tekniikan mukaista oikosuljetuilla mikroliuskoilla muodostettua kaksikaistaista antennia, kuva 3 esittää erään keksinnön edullisen suoritusmuodon perusrakennetta, kuva 4 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista liuskojen muotoilua, 10 kuva 5a esittää keksinnön erään sellaisen edullisen suoritusmuodon rakennetta, jossa toinen liuska on jaettu kahteen osaan, kuva 5b esittää keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon rakennetta, jossa toinen liuska on jaettu kahteen osaan, kuva 5c esittää erästä mahdollista tapaa jakaa keksinnön mukaisen antenniraken- 15 teen säteilevä liuska osiin, kuva 5d esittää erästä toista mahdollista tapaa jakaa keksinnön mukaisen antenni-rakenteen säteilevä liuska osiin, • · ! 1 *,' kuva 6 esittää erään edullisen tavan toteuttaa oikosulkevat elimen 110, I · · ' t' i kuva 7 esittää erään toisen edullisen tavan toteuttaa oikosulkevat elimet 110, • · 20 kuva 8 esittää erään kolmannen edullisen tavan toteuttaa oikosulkevat elimet ..Γ no, kuva 9 esittää erästä keksinnön mukaisen antennin esimerkinomaista sovellus- kohdetta.

| ' Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta ja -merkintöjä.

..‘ 25 Kuvat la, Ib, le, Id ja 2 on selostettu edellä tunnetun tekniikan selostuksen yhtey dessä. Kuvassa 3 esitetään keksinnön erään edullisen sovellusmuodon perusrakenne.

; Antenni käsittää maatason 30, alemman liuskan 20 ja ylemmän liuskan 10. Liuskat 10, 20 on oikosuljettu maatasoon 30 oikosulkevilla elimillä 110. Antennin syöttö 5 110395 kytketään alempaan liuskaan 20. Tällaisen antennirakenteen taajuusvaste riippuu antennirakenteen elementtien mitoituksesta. Liuskoilla 10, 20 on kummallakin tietty resonanssitaajuus, jotka keksinnön mukaisessa rakenteessa on viritetty toisistaan hieman erilleen, jolloin koko antennirakenteen käyttökelpoinen taajuuskaista leve-5 nee.

Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa teho syötetään alempaan liuskaan 20, ja ylempi liuska toimii sähkömagneettisesti kytkettynä säteilijänä. Antennin syöttöme-netelmänä voidaan käyttää esimerkiksi koaksiaalijohdolla tai muulla tavoin toteutettua piikkisyöttöä, mikroliuskajohdolla toteutettua syöttöä, aukkosyöttöä, rakojoh- 10 tosyöttöä, koplanaarisella johdolla toteutettua syöttöä, sähkömagneettisesti kytkettyä syöttöä (engl. proximity-coupled feed) tai jotain muuta mikroliuska-antenneissa tavanomaisesti käytettyä tunnetun tekniikan mukaista syöttömenetelmää. Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa voi olla useampiakin kuin kaksi liuskaa 10, 20. Tällaisessa sovellusmuodossa antennin syöttö voidaan kytkeä mihin tahansa maatason i 15 ja ylemmän säteilijän väliseen säteilevään liuskaan.

Liuskat 10, 20 voivat keksinnön mukaisessa antennirakenteessa olla samanlevyisiä tai erilevyisiä. Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa liuskat 10, 20 ovat edullisesti noin neljännesaallon pituisia. Liuskojen 10, 20 edullinen pituus L voidaan likimääräisesti määrittää esimerkiksi seuraavalla kaavalla: 20 L ~—-h 4 • *

I > I

: v, missä h on liuskan alapinnan ja maatason yläpinnan välinen etäisyys ja λ0 liuskan : haluttua resonanssitaajuutta vastaava aallonpituus. On huomattava, että tämä kaava ' ! pätee ainoastaan ilmaeristeisille mikroliuska-antenneille, ja sen avulla voidaan aino- . astaan arvoida sopivat liuskojen pituudet.

T · * : : : 25 Keksinnön mukaisen antennin liuskat 10, 20 voivat olla nelikulmion lisäksi myös monella muulla tavalla muotoiltuja kulloisenkin sovelluskohteen vaatimusten mu-kaisesti, esimerkiksi pyöreitä, kolmikulmaisia tai viisikulmaisia. Liuskoja voidaan , ·; ·. myös taivuttaa monella eri tavalla, jolloin esimerkiksi alimman liuskan ja maatason [ välinen etäisyys voi avoimessa päässä olla pienempi kuin oikosuljetussa päässä.

* · 30 Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa liuskojen 10, 20 leveys voi vaihdella t I * . ’, kulloisenkin sovellusmuodon vaatimusten mukaan. Liuskat voivat olla keskenään eri :;' ; levyisiä. Liuskat voivat kapeimmillaan olla lankamaisia, lähellä teoreettisesti ideaa- • *: lista yksiulotteista, äärettömän kapeata elementtiä.

6 110395

Liuskojen muotoilulla voidaan vaikuttaa niiden väliseen kytkentään ja siten koko antennirakenteen ominaisuuksiin. Sellaisessa keksinnön mukaisessa antenniraken-teessa, jossa liuskoja 10, 20 on kaksi, ylempi liuska on edullisesti yhtä leveä kuin alempi liuska tai kapeampi. Ylempää liuskaa leventämällä voidaan voimistaa ylem-5 män liuskan kytkentää alemman liuskan ja maatason välillä vaikuttavaan kenttään. Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa tämä kytkentä on kuitenkin suhteellisen voimakas liuskojen välisen pienen etäisyyden vuoksi, jolloin kytkentää ei tarvitse voimistaa leventämällä ylempää liuskaa alempaa leveämmäksi.

Maatason koolla voidaan vaikuttaa keksinnön mukaisen antennin säteilykuvioon. 10 Jos maataso on säteilijää suurempi, painottuu antennin säteilykuvio maatasoa vastakkaiseen suuntaan, mutta jos maataso on oleellisesti säteilijän suuruinen, antenni säteilee yhtä paljon molempiin suuntiin. Maatason koko vaikuttaa myös kaistanleveyteen: maatason koon kasvattaminen pienentää kaistanleveyttä.

Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa minkä tahansa liuskan tai osaliuskan re-15 sonanssitaajuutta voidaan liuskan tai osaliuskan mitoituksen lisäksi säätää samassa tasossa olevilla, liuskan tai osaliuskan viereisillä parasiittisilla liuskoilla.

Eräässä keksinnön edullisessa toteutusmuodossa liuskoissa 10, 20 on aukkoja liuskojen fyysisen koon pienentämiseksi. Kuvassa 4 esitetään eräs mahdollinen tällaisen sovellusmuodon mukainen liuskan 10, 20 rakenne. Liuskassa voi tällaisessa sovel-20 lusmuodossa olla yksi tai useampi aukko 200 tai sen reunassa voi olla yksi tai use- • ampi syvennys 210. Liuskassa voi olla myös sekä aukkoja 200 ja syvennyksiä 210 ♦ » » ΊΥ kuvan 4 esittämällä tavalla. Tällaisen aukon 200 tai syvennyksen 210 vaikutus pe- *. ', rustuu siihen, että liuskassa kulkeva virta joutuu aukon tai syvennyksen johdosta r » « ’ ; kulkemaan pidemmän matkan kuin vastaavassa loveamattomassa liuskassa, jolloin ' I I t t * * 25 liuskan sähköinen pituus kasvaa. Aukot 200 ja syvennykset 210 toimivat siis induk- i '·· tanssia lisäävinä eliminä.

I i * i * t *

Kuvassa 5a esitetään eräs keksinnön edullinen sovellusmuoto, jossa ylempi liuska 10 on jaettu kahteen osaan. Tällaisessa sovellusmuodossa osaliuskat 11 voidaan virittää toisistaan hieman poikkeaville resonanssitaajuuksille, jonka lopputuloksena \ 30 koko antennirakenteen resonanssikaistan alueella olevien resonanssipiikkien luku- : ! määrä kasvaa ja siten koko antennirakenteen kaistanleveys suurenee. Esimerkiksi, ' jos päällimmäinen liuska jaetaan kahteen osaan ja osat viritetään eri taajuuksille \ muuttamalla niiden pituutta, tulee antennista leveäkaistainen kolmiresonaattorian- <11 *, ! tenni. Ylempi liuska voidaan jakaa myös useampaan kuin kahteen osaan.

7 110395 Tällaisessa sovellusmuodossa on osaliuskojen 11 välinen etäisyys on oltava tiettyä raja suurempi: jos osaliuskojen välinen etäisyys on hyvin pieni, niiden välinen sähkömagneettinen kytkentä on niin voimakas, että osaliuskat käyttäytyvät yhden jakamattoman liuskan tavoin.

5 Eräässä toisessa keksinnön edullisessa sovellusmuodossa antennirakenteen taajuuskaistaa on levennetty jakamalla myös alempi liuska useampaan kuin yhteen osaan. Tällaisessa sovellusmuodossa teho voidaan syöttää yhteen tai useampaan osalius-kaan.

Kuvassa 5b esitetään kuvan 5a toteutusmuodon kaltainen keksinnön edullinen toteu-10 tusmuoto, jossa ylemmän liuskan osaliuskoilla 11 ja alemmalla liuskalla 20 on yhteinen oikosulkeva levy 110.

Kuvassa 5c esitetään eräs mahdollinen tapa liuskan 10, 20 jakamiseen keksinnön mukaisessa antennirakenteessa. Osaliuskojen 11 leveys voi vaihdella myös yhden liuskan sisällä. Osaliuskoihin voidaan myös muodostaa ulokkeita 12, joilla voidaan 15 vaikuttaa osaliuskojen väliseen kytkentään.

Kuvassa 5d esitetään eräs toinen mahdollinen tapa liuskan 10, 20 jakamiseen keksinnön mukaisessa antennirakenteessa. Osaliuskat 11 voidaan myös yhdistää yhdellä tai useammalla kapealla yhdistävällä liuskalla 13. Osaliuskojen väliseen kytkentään voidaan tällaisessa toteutusmuodossa vaikuttaa yhdistävän liuskan 13 paikan ja le-20 veyden valinnalla, yhdistävien liuskojen 13 lukumäärän valinnalla ja toisiinsa yhdis- · tävällä liuskalla 13 kytkettävien osaliuskojen 11 välistä etäisyyttä muuttamalla.

• · · : Kuvissa 5c ja 5d osaliuskat 11 voivat olla keksinnön mukaisen antennirakenteen ....: minkä tahansa liuskan 10, 20 jakamisesta syntyneitä osaliuskoja.

: " Säteilijöiden maadoitus voidaan keksinnön mukaisessa antennirakenteessa toteuttaa v : 25 usealla eri tavalla. Kuvassa 3 esitetään keksinnön eräs edullinen toteutusmuoto, jossa säteilijät 10, 20 on kytketty maatasoon 30 säteilijän 10, 20 yhdestä reunasta reunan levyisellä sähköä johtavalla levyllä 110. Kuvan 3 toteutusmuodossa molem-mat liuskat 10, 20 on maadoitettu omalla sähköä johtavalla levyllään 110. Keksin-., nön mukaisessa antennirakenteessa nämä levyt voivat olla yhdistetty toisiinsa maa- • 30 tason 30 lisäksi myös erillisellä sähköä johtavalla elimellä, tai levyt voivat olla osit- ’···’ täisessä kontaktissa keskenään. Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa maadoi- : tus voi olla myös yhteinen, jolloin mainittuja sähköä johtavia levyjä 110 on vain . ·. : yksi, j ohon kaikki liuskat on kiinnitetty.

8 110395

Toinen edullinen liuskojen maadoituksen toteutustapa, nimittäin läpikuparoitujen reikien käyttö, soveltuu käytettäväksi erityisesti sellaisessa sovellusmuodossa, jossa liuskojen välissä on dielektrinen eristekerros. Kuvassa 6 esitetään keksinnön eräs edullinen sovellusmuoto, jossa liuskojen 10, 20 kytkentä maatasoon 30 on toteutettu 5 läpikuparoitujen reikien 100 avulla. Kuvassa 6 on tällaisen rakenteen kuva päältä ja poikkileikkauskuva linjan A-B kohdalta. Kuvan 6 toteutusmuodossa liuskat 10, 20 on kytketty maatasoon erikseen. Ylemmän liuskan 10 läpikuparoidut reiät 100 eivät tässä toteutusmuodossa ole galvaanisessa yhteydessä alempaan liuskaan 20.

Kuvassa 7 esitetään keksinnön eräs toinen edullinen sovellusmuoto, jossa liuskojen 10 10, 20 kytkentä maatasoon 30 on toteutettu läpikuparoitujen reikien 100 avulla. Ku vassa 7 on tällaisen rakenteen kuva päältä ja poikkileikkauskuva linjan A-B kohdalta. Kuvan 7 toteutusmuodossa liuskat 10, 20 on kytketty maatasoon yhdessä, jolloin läpikuparoidut reiät 100 muodostavat kontaktin sekä ylempään liuskaan 10 että alempaan liuskaan 20.

15 Alan ammattimiehelle on selvää, että läpikuparoitujen reikien 100 lukumäärä voi vaihdella kulloisenkin sovellusmuodon edellytysten mukaan, ja reikien 100 sähköä johtava yhteys voidaan toteuttaa kuparoinnin lisäksi myös jollain muulla tunnetulla tavalla kuten esimerkiksi oikosulkutapeilla tai läpivientiholkilla.

Läpikuparoitujen reikien 100 tai vastaavien läpivientien käyttö oikosulkevina elimi-20 nä on edullista siksi, että niillä voidaan vaikuttaa oikosulun induktanssiin samalla * .·. tavoin kuin liuskojen induktanssiin voidaan vaikuttaa aukoilla 200. Lisäämällä oiko- sulun induktiivisuutta vähentämällä läpikuparoitujen reikien 100 määrää voidaan • · vähentää liuskojen 10, 20 pituutta resonanssitaajuuden pysyessä samana. Induktiivi-’ ! suuden lisääminen voi kuitenkin pienentää antennin kaistanleveyttä.

f*.. 25 Oikosulkevien elimien 110 induktanssia voidaan lisätä myös muilla tavoin. Esimer- :T: kiksi kuvan 1 esittämän sovellusmuodon mukaisen antennirakenteen liuskoja 10, 20 voidaan lyhentää lisäämällä oikosulkeviin elimiin 110 aukkoja 200 esimerkiksi ku-; . vassa 8 esitetyllä tavalla.

.' ’ Tämän hakemuksen kuvissa esitetään esimerkinomaisesti keksinnön sellaisia toteu- 30 tusmuotoja, joissa oikosulkeva levy 110 ja liuska 10, 20 ovat suorassa kulmassa , · * ·. toisiinsa nähden. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu näihin esimerkkeihin, vaan oikosul- kevan levyn 110 ja liuskan 10, 20 välinen kulma voi olla jokin muukin kulma kuin : suora kulma. Oikosulkeva elin voidaan muodostaa myös taivuttamalla liuskan 10, 20 toinen pää kaarevaan muotoon ja kiinnittämällä tämä taivutettu pää maatasoon 30, 9 110395 jolloin näin muodostuneen oikosulkevan elimen ja liuskan säteilevän osan välillä ei ole kulmaa.

Keksinnön mukaisessa antennirakenteessa säteilijöiden 10, 20 välinen sekä alimman säteilijän 20 ja maatason välinen eriste voi edullisesti olla jokin alan anmiattimiehen 5 tuntema vähähäviöinen mikroliuskasubstraattimateriaali, esimerkiksi sopiva piirile-vymateriaali. Eristemateriaalina voi toimia myös ilma.

Keksinnön mukaisella antennirakenteella saavutetaan laaja taajuusvaste, eräällä keksinnön mukaisella antennirakenteella mitattiin yli 10 dB paluuvaimennuksen taajuuskaistan leveyden olevan jopa yli 14 % keskitaajuudesta, mikä on yli kaksin-10 kertainen arvo vastaavan paksuisen tunnetun tekniikan mukaisen mikroliuska-anten-nin taajuuskaistan leveyteen nähden.

Keksinnön mukaisen antennirakenteen avulla voidaan toteuttaa tunnettua tekniikkaa ohuempia mikroliuska-antenneja ja saavuttaa silti laaja antennin käyttökelpoinen taajuuskaista, jollaista tarvitaan esim. DCS 1800 -järjestelmän mukaisissa matka-15 viestimissä.

Kuvassa 9 esitetään esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukaisen antennin edullinen sovelluskohde, nimittäin matkaviestin. Keksinnön mukainen antenniratkaisu voidaan sijoittaa kuvan 9 mukaisesti matkaviestimen 1 kuoren sisäpuolelle, jolloin se on suojassa matkaviestimeen kohdistuvilta iskuilta ja kolhuilta. Tämä on merkittävä etu | 20 tavanomaisiin piiska-antenneihin nähden, sillä tavanomaiset matkaviestimissä käy- tettävät piiska-antennit vääntyvät tai katkeavat helposti, jos käyttäjä vahingossa pu-:’· i dottaamatkaviestimen.

‘ ’ Keksinnön mukaista laajakaista-antennia voidaan hyödyntää myös miltei missä ta- ' " hansa muussa tunnetun tekniikan mukaisessa pienikokoista antennia tarvitsevassa : 25 radiosovelluksessa, kuten esimerkiksi langattoman toimistojärjestelmän tukiase massa. Ohut tasomainen antenni on voidaan sijoittaa esimerkiksi samaan koteloon tukiaseman muiden komponenttien kanssa, jolloin tällainen tukiasema voidaan yk-: ·': sinkertaisesti asentaa käyttökohteeseen, esimerkiksi toimiston käytävän seinään il man erillistä antennin asennusta. Tällaisessa sovellusmuodossa on hyötyä keksinnön :’ 30 mukaisen antennirakenteen suuntaavuusominaisuuksista: muodostamalla maataso 30 ; · ’ hieman muita liuskoja 10, 20 suuremmaksi, voidaan antennin säteilykuviota painot- ; taa liuskojen 10, 20 puolelle maatasoa. Tästä on se etu, että antennin säteilyteho ‘ ,· painottuu silloin haluttuun tilaan, eikä säteilytehoa huku esimerkiksi tukiaseman kiinnityspintaan.

110395 10 Tässä hakemuksessa termillä "mikroliuska-antenni" tarkoitetaan erilaisille sub-straattimateriaaleille toteutettujen mikroliuska-antennien lisäksi myös ilmaeristeisiä, itsekantavia rakenteita.

Alan ammattimiehelle on selvää, että edellä kuvattuja toteutusmuotoja voidaan yh-5 distellä monin eri tavoin keksinnön mukaisen antennirakenteen eri sovellusmuo-doissa. Edellä keksintöä on selostettu eräisiin sen edullisiin sovellusmuotoihin viittaamalla, mutta on selvää, että keksintöä voidaan muunnella monin eri tavoin oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti.

• · t : : » · *

Claims (7)

110395

1. Antenn med mikroremsor, omfattande ett jordplan (30), en första remsa (10) och en mellan dessa placerad andra remsa (20), kännetecknad av att den dessutom omfattar ett första och ett andra kortslutande organ (110), varvid den första remsan vid sin ena ände är kortsluten tili jordplanet medelst ett första kortslutande organ och den andra remsan är kortsluten tili jordplanet vid motsvarande ände 20 medelst ett andra kortslutande organ, och av att den första remsan uppvisar en första resonansfrekvens och den andra remsan uppvisar en andra resonansfrekvens, vilka första och andra resonansfrekven-ser bildar ett väsentligen enhetligt funktionsband, och av att matningen av antennen med mikroremsor har anordnats att ske tili nämn-25 da andra remsa (20), och av att atminstone den ena av nämnda remsor (10, 20) uppvisar induktansökande organ (200, 210).

1. Mikroliuska-antenni, joka käsittää maatason (30), ensimmäisen liuskan (10) ja näiden väliin sijoitetun toisen liuskan (20), tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää ensimmäisen ja toisen oikosulkevan elimen (110), jolloin ensim-5 mäinen liuska on toisesta päästään oikosuljettu maatasoon ensimmäisellä oikosulke-valla elimellä ja toinen liuska on oikosuljettu maatasoon vastaavasta päästä toisella oiko sulkevalla elimellä, ja siitä, että ensimmäisellä liuskalla on ensimmäinen resonanssitaajuus ja toisella liuskalla toinen resonanssitaajuus, jotka ensimmäinen ja toinen resonanssitaajuus 10 muodostavat oleellisesti yhtenäisen toimintakaistan, ja siitä, että mikroliuska-antennin syöttö on järjestetty tapahtuvaksi mainittuun toiseen liuskaan (20), ja siitä, että ainakin yhdessä mainituista liuskoista (10, 20) on induktanssia lisääviä elimiä (200, 210).

2. Antenn med mikroremsor enligt patentkrav 1, kännetecknad av att atminstone en av nämnda remsor (10, 20) har delats i atminstone tva delar (11). 110395

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikroliuska-antenni, tunnettu siitä, että aina kin yksi mainituista liuskoista (10, 20) on jaettu ainakin kahteen osaan (11).

3. Antenn med mikroremsor enligt patentkrav 2, kännetecknad av att nämnda ätminstone tvä delar (11) har förenats vid varandra medelst en elledande förbindelse (13).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mikroliuska-antenni, tunnettu siitä, että mai-: nitut ainakin kaksi osaa (11) on yhdistetty toisiinsa sähköä johtavalla yhteydellä :·:· (13)· • · ·

4. Antenn med mikroremsor enligt patentkrav 2, kännetecknad av att nämnda 5 första och andra kortslutande organ (110) ätminstone delvis har förenats vid varandra.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mikroliuska-antenni, tunnettu siitä, että mai- : ·. nitut ensimmäinen ja toinen oikosulkeva elin (110) on ainakin osittain yhdistetty toi siinsa. • · ·

5. Antenn med mikroremsor enligt patentkrav 1, kännetecknad av att ätminstone ett av nämnda kortslutande organ uppvisar induktansökande organ (200).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikroliuska-antenni, tunnettu siitä, että aina-: ’ ’: kin yhdessä mainituista oikosulkevista elimistä on induktanssia lisääviä elimiä j 25 (200). , : 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikroliuska-antenni, tunnettu siitä, että liuskat (10, 20) on muodostettu mikroliuskasubstraattien pinnoille, ja mainitut oikosulkevat elimet on toteutettu mainittujen substraatteihin muodostettujen sähköä johtavien läpivientien avulla. 110395

7. Matkaviestin (1), tunnettu siitä, että matkaviestimen antenni on mikroliuska-antenni, joka käsittää maatason (30), ensimmäisen liuskan (10) ja näiden väliin sijoitetun toisen liuskan (20) sekä ensimmäisen ja toisen oikosulkevan elimen (110), jolloin ensimmäinen liuska on toisesta päästään oikosuljettu maatasoon ensimmäisellä 5 oikosulkevalla elimellä ja toinen liuska on oikosuljettu maatasoon vastaavasta päästä toisella oikosulkevalla elimellä, ja jolloin ensimmäisellä liuskalla on ensimmäinen resonanssitaajuus ja toisella liuskalla toinen resonanssitaajuus, jotka ensimmäinen ja toinen resonanssitaajuus muodostavat oleellisesti yhtenäisen toimintakaistan, 10 ja jolloin mikroliuska-anteimin syöttö on järjestetty tapahtuvaksi mainittuun toiseen liuskaan (20), ja ainakin yhdessä mainituista liuskoista (10, 20) on induktanssia lisääviä elimiä (200, 210).

6. Antenn med mikroremsor enligt patentkrav 1, kännetecknad av att 10 remsoma (10, 20) har bildats pä ytoma av mikroremssubstrat, och nämnda kortslutande organ har realiserats medelst nämnda elledande genomföringar som bildats i nämnda substrat.

7. Mobiltelefon (1), kännetecknad av att mobiltelefonens antenn är en antenn med mikroremsor, omfattande ett jordplan (30), en första remsa (10) och en mellan 15 dessa placerad andra remsa (20), samt ett första och ett andra kortslutande organ (110), varvid den första remsan vid sin ena ände är kortsluten tili jordplanet medelst ett första kortslutande organ och den andra remsan är kortsluten tili jordplanet vid motsvarande ände medelst ett andra kortslutande organ, och varvid den första remsan uppvisar en första resonansfrekvens och den andra 20 remsan uppvisar en andra resonansfrekvens, vilka första och andra resonansfrekven-ser bildar ett väsentligen enhetligt funktionsband, och varvid matningen av antennen med mikroremsor har anordnats att ske tili nämnda andra remsa (20), och ätminstone den ena av nämnda remsor (10, 20) uppvisar induktansökande organ 25 (200,210).