FI113103B - slice Tin - Google Patents

Description

113103113103

LEVYANTENNIPLATE ANTENNA

Tämän keksinnön kohteena on levyantenni.The present invention relates to a plate antenna.

5 Perinteinen levykartioantenni koostuu metallisesta kartiosta ja lähelle sen huippua symmetrisesti asetetusta vaakasuorasta pyöreästä metallilevystä, joka on sähköisesti erotettu kartiosta. Levyn ja kartion sijasta voidaan käyttää useista radiaalisista elementeistä koostuvaa vastaavaa konstruktiota. Levyä ja kartiota syötetään vastakkaisvaiheisesti. Tällainen levykartioantenni on esitetty esimer-10 kiksi US-patenttijulkaisussa 4,851,859. Epäkohtana tunnetuissa levykartioan-tenneissa on niiden suhteellisen suuri kokoja monimutkainen rakenne.5 A conventional disc cone antenna consists of a metal cone and a horizontal circular metal plate symmetrically placed near its apex electrically separated from the cone. Instead of a plate and a cone, a corresponding construction consisting of a plurality of radial elements may be used. The plate and the cone are fed in opposite phases. Such a plate cone antenna is disclosed, for example, in U.S. Patent No. 4,851,859. A disadvantage of known plate cone antennas is their relatively large size and complex structure.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen laajakaistainen levyantenni, jossa yhdistyvät 15 levykartioantennin ja dipoliantennin edut. Keksinnön mukaisessa antennissa käytetään kalvomaista tasomaista antennikuviota, joka on sovitettu painopiirile-vylle tai vastaavalle. Yksityiskohtaisesti keksinnön mukaiselle levyantennille tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art and to provide a completely new type of broadband disc antenna combining the advantages of a disc cone antenna and a dipole antenna. The antenna according to the invention employs a film-like planar antenna pattern applied to a printed circuit board or the like. The characteristics of the plate antenna according to the invention are described in detail in the characterizing part of claim 1.

20 Muut keksinnön edulliset sovellutusmuodot on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.Other preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

i'. Keksinnön mukaisella antennilla saavutetaan erittäin yksinkertainen ja kevyt rakenne. Lisäksi antennin taajuusalue on leveämpi kuin esimerkiksi levykartio-‘ 25 antenneilla. Näin antennista tulee lisäksi pienikokoinen. Säteilyn dipolimainen suuntakuvio on lisäksi erittäin edullinen monissa tarkoituksissa, esimerkiksi '/ maanalaisissa tunneleissa, joissa radiokenttä on heikko. Keksinnön mukainen antenni voidaan myös varustaa suojakotelolla, jolloin se on hyvin suojattu ulkoisilta vaurioilta.i '. The antenna according to the invention achieves a very simple and lightweight structure. In addition, the frequency range of the antenna is wider than, for example, plate cone antennas. This also makes the antenna compact. Furthermore, the dipole directional pattern of radiation is very advantageous for many purposes, for example in '/ underground tunnels where the radio field is weak. The antenna according to the invention may also be provided with a protective housing, whereby it is well protected from external damage.

: : : 30 ' Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viit- .. ’.; taamalla oheisiin piirustukseen, joissa , ‘ kuvio 1 esittää keksinnön mukaista koteloitua levyantennia kotelo halkileikattu- : V 35 na edestä, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista antennia kotelo halkileikattuna sivulta, ja 2 113103 kuvio 3 esittää esimerkinomaisesti erään keksinnön mukaisen antennin säteily-kuviota.::: 30 'The invention will now be described in more detail by way of example with reference to.'; 1 and 2 113103, FIG. 3 illustrates a radiation pattern of an antenna according to the invention. FIG.

5 Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty levyantenni 1, jota voidaan käyttää esimerkiksi taajuusalueella 350 MHz - 3 GHz sisäpeittojärjestelmän säteilijöinä.Figures 1 and 2 show a plate antenna 1 which can be used, for example, in the frequency range 350 MHz to 3 GHz as radiators for an indoor coverage system.

Antennissa 1 on antennin pystysuuntaiseen keskiakseliin 2 nähden poikittainen yläsäteilijä 3 sekä siitä sähköisesti erotettu, alaspäin levenevä alasäteilijä 4.The antenna 1 has an upper radiator 3 transverse to the vertical central axis 2 of the antenna and an electrically separated downwardly extending radiator 4.

10 Sekä ylä- että alasäteilijä 3, 4 ovat sähköä johtavaa ainetta, esimerkiksi kuparisia, olevia kalvoja, jotka on järjestetty pystysuuntaiselle, suorakaiteen muotoiselle painopiirilevylle 5 samaan tasoon. Painopiirilevy 5 on eristeainetta, esimerkiksi lasikuitua, ja sen korkeus voi olla esimerkiksi n. 270 mm ja leveys n. 160 mm. Ylempi säteilijä 3 on suorakaiteen muotoinen. Sen leveys (vaa- 15 kasuuntainen pituus) on noin 1/4 antennin taajuusalueen maksimiaallonpituu-desta, esimerkiksi noin 140 mm, ja korkeus esimerkiksi noin 85 mm. Alasäteili-jässä 4 on levykartioantennin mukainen teräväkärkinen, alaspäin kartion poikkileikkauksen mukaisesti kulmassa A, esimerkiksi 60°, levenevä osa 6 sekä sen alapuolella jatkeena suorakaiteen muotoinen, osan 6 alareunan levyinen osa 7, 20 jonka leveys on sama kuin yläsäteilijän 3 leveys. Alasäteilijän korkeus on noin 2/3 ja ylemmän säteilijän korkeus noin 1/3 koko antennin säteilijöiden korkeu-desta, jolloin alasäteilijän 4 kokonaiskorkeus voi olla esimerkiksi 170 mm, jol-loin. Tällöin antenni toimii levykartioantennin lisäksi myös laajakaistaisena dipo-liantennina.Both the upper and lower radiators 3, 4 are films of an electrically conductive material, for example copper, arranged on a vertical plane of a rectangular printed circuit board 5. The printed circuit board 5 is of insulating material, for example fiberglass, and may have a height of, for example, about 270 mm and a width of about 160 mm. The upper radiator 3 is rectangular. Its width (horizontal length) is about 1/4 of the maximum wavelength of the antenna's frequency range, for example about 140 mm, and its height is, for example, about 85 mm. The lower beam ice 4 has a pointed tip 6 with a tapered antenna, extending downwardly in a cone cross section at an angle A, e.g. The height of the lower radiator is about 2/3 and that of the upper radiator about 1/3 of the height of the radiators of the whole antenna, whereby the total height of the lower radiator 4 can be 170 mm, for example. In this case, the antenna also acts as a broadband dipole antenna, in addition to the plate cone antenna.

2525

Painopiirilevy 5 säteilijöineen 3, 4 on sovitettu muovikotelon 8 sisään, jolloin :·. säteilijät ja piirilevy säilyvät hyvin mekaanisesti suojattuina. Muovikotelo 8 voi daan reunoistaan kiinnittää esimerkiksi ruuveilla (ei esitetty) alustaansa 9.The printed circuit board 5 with radiators 3, 4 is arranged inside the plastic housing 8, whereby:. the radiators and circuit board remain well protected mechanically. The plastic housing 8 can be secured at its edges, for example, by screws (not shown) to its base 9.

* * 30 Liitäntäkaapeli 10 voidaan tuoda säteilijöistä 3, 4 suojakotelon 8 alareunassa : : : olevaan kaapeliliittimeen 11. Kaapelin 10 sisäjohdin kytketään kytkennällä 12 · ·; (juotos tms.) yläsäteilijän 3 alaosaan ja suojavaippa toisella kytkennällä 13 ...j alasäteilijän 4 yläosaan.* * 30 The connection cable 10 can be introduced from the radiators 3, 4 at the bottom of the protective housing 8::: to the cable connector 11. The inner conductor of the cable 10 is connected by a connection 12 · ·; (soldering, etc.) to the lower part of the upper radiator 3 and the shield by a second connection 13 ... j to the upper part of the lower radiator 4.

35 Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen antennin vertikaalinen säteilykuvio taajuudella 451 MHz amplitudin maksimin ollessa n. 45.38 dB ja minimin 7.88 dB. Uloin kehä on 45.31 dB. Päältä päin mitattuna horisontaalinen säteilykuvio 3 113103 14 on lähes ympyrä, joka on hieman uloimman kehän sisäpuolella välillä 0 - -6dB. Sivulta päin mitattuna säteilykuvio 15 muistuttaa ko. taajuudella dipolin säteilykuviota, jossa säteily ääripisteissä saavuttaa lähes uloimman kehän, jolloin antennilla saavutetaan dipolia vastaavat suuntausominaisuudet.. Lisäksi 5 taajuusalue laajenee keksinnön mukaisella rakenteella taajuusalueen alapäässä verrattuna tunnettuihin levykartioantenneihin.Figure 3 shows a vertical radiation pattern of an antenna according to the invention at 451 MHz with a maximum amplitude of about 45.38 dB and a minimum of 7.88 dB. The outermost circumference is 45.31 dB. Measured from above, the horizontal radiation pattern 3 113103 14 is almost a circle slightly within the outer periphery between 0 and -6dB. Seen from the side, the radiation pattern 15 is reminiscent of that embodiment. frequency, the radiation pattern of the dipole, in which the radiation reaches the outermost periphery, whereby the antenna achieves directional properties corresponding to the dipole. In addition, the frequency band 5 is expanded by the structure of the invention at the lower end of the band.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella jäl-10 jempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to one skilled in the art that various embodiments of the invention are not limited to the examples above, but may vary within the scope of the claims set forth below.

t « ·t «·

• · I• · I

Claims (4)

1. Skivantenn (1) med en övre stralare (3) och en frän denna elektriskt isolerad undre stralare (4), av vilka den ena breddar sig nedät, vilka stralare (3, 4) är 5 membranformiga och vilka strälare (3, 4) är anordnade i samma plan pä ett mönsterkort (5) av isolermaterial, kännetecknad av, att den ena strälaren (3) tili formen är rektangulär och den andra strälaren (4) har en rektangulär förlängning (7), varvid antennen ocksä fungerar som en bredbandig dipolantenn. ίο 2. Antenn enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att den ena strälarens höjd väsentligen är 1/3 och den andra strälarens höjd väsentligen 2/3 av strälarnas sammanlagda höjd.A disk antenna (1) having an upper radiator (3) and a lower radiator (4) electrically insulated from it, one of which extends downwardly, which radiator (3, 4) is diaphragm-shaped and which radiator (3, 4) ) are arranged in the same plane on a pattern board (5) of insulating material, characterized in that one of the radiators (3) in the form is rectangular and the other radiator (4) has a rectangular extension (7), the antenna also acting as a broadband dipole antenna. 2. Antenna according to claim 1, characterized in that the height of one of the beams is essentially 1/3 and the height of the other beam is substantially 2/3 of the total height of the beams. 3. Antenn enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att den övre strälarens (3) 15 höjd väsentligen är lika med den undre strälarens maximala bredd.Antenna according to claim 1, characterized in that the height of the upper radiator (3) is substantially equal to the maximum width of the lower radiator. 4. Antenn enligt patentkravet 3, kännetecknad av, att nämnda bredd väsentligen är 1/4 av den maximala väglängden för antennens frekvensomräde. I « 4. f • I * 4 * * • I » 4 * • * »Antenna according to claim 3, characterized in that said width is substantially 1/4 of the maximum path length for the frequency range of the antenna. I «4. f • I * 4 * * • I» 4 * • * » 4 I * • > 4 * 4 * 4 » 4 4 4 4 ( 4 4 4 1» I I »4 I * •> 4 * 4 * 4 »4 4 4 4 (4 4 4 1» I I »