NO176417B - Antenneanordning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en antenneanordning som brukes i f eks transportabelt radioutstyr.

En utforming av denne type antenneanordning er vist i JP-UM 62-21636/1987.

Innenfor teknikkens stand finnes bl a US 3 229 296, DE 2 345 882, US 4 725 845 og DE 1 516 762 som eksempler på antenneanordninger av ovennevnte type, uten at disse beskriver eller antyder mulig utnyttelse av materialer som kan gi en elastisk evne som hindrer brudd i antennene, slik tilfellet er idag.

Med antennen ifølge foreliggene oppfinnelse oppnås en stor sikkerher mot antennebrudd, især med de i kravene anførte trekk.

På tegningen viser figur 1 et riss av en utforming for å vise en antenneanordning som brukt i en konvensjonell type transportabelt radioutstyr, hvor 1 betegner hovedlegemet for radioutstyret, 2 betegner en innvendig antenne anordnet på en øvre del av hovedlegemet 1 av radioutstyret, 3 betegner en batteripakke på sideoverflaten av en sender/mottakerseksjon 4, 5 betegner en del av den ytre antenne som er laget rustfritt stål i den tidligere kjente teknikk, og brukt mens den er trukket ut av sitt oppbevaringssted i hovedlegemet 1 av radioutstyret.

En lengde av den ytre antenne må strekke seg omkring 17 cm av A/2 (A.: en bølgelengde) hvis den ønskede frekvens er omkring 800 MHz.

En hette 6 på den ytre ende av elementdelen 5 utgjør den ytre antenne 8 sammen med elementdelen 6, og brukes på en slik måte at den lett kan trekkes ut når den ytre antenne 8, oppbevart i hovedlegemet 1 av radioutstyret, trekkes ut av dette.

7 betegner en holderdel for hetten 6.

Innen kjent teknikk, når det skal utføres radiokom-munikasjon gjennom den ytre antenne 8, blir en omkoplingsvitsj (ikke vist) i radioutstyrets hoveddel 1, automatisk koplet om fra den indre antenne til den ytre antenne 8, og utstyret kan brukes.

I tilfellet med et slikt utstyr som beskrevet ovenfor, hvis en betydelig kraft blir påtrykt den ytre antenne 8 på grunn av uhell, f eks at antennen 8 slås mot en gjenstand under bruk eller blir sluppet ned, blir elementet 5 av den ytre antenne 8

varig bøyd etter at den ytre kraft er fjernet.

Denne type system hadde et problem idet man ikke alltid kunne sikre en forutbestemt lengde av antenne 8, slik at en ønsket elektrisk karakteristikk og korrekt funksjon av antennen 8 ikke alltid kan oppnås.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en ny antenne der elementdelen av den ytre antenne blir hindret fra å bøyes eller brekkes når en betydelig ytre kraft blir fjernet etter at den har vært påtrykt, slik at man unngår en forverring av antennens karakteristikker.

Et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe en liten antenne.

Antennen ifølge oppfinnelsen er konstruert slik at elementdelen av den ytre antenne i radioutstyret er laget av en deformasjonsherdet legering.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor figur 1 viser et perspektivriss av hoveddelen av et radioutstyr med en kjent antenneanordning, figur 2 viser et konstruksjonsriss av antennen ifølge en foretrukken utførelse av denne oppfinnelse, figur 3 viser et diagram av en defleksjons-belastning karakteristikk for en deformasjonsherdet legering, figur 4 er et illustrerende riss for måling av en tilbakef øringsvinkel 0' i forhold til en bøyningsvinkel 0 for en deformasjonsherdet legering, figur 5 er et illustrerende riss for å vise en elektrisk påvirkning forårsaket av en bøyning av elementdelen av den ytre antenne, figur 6 er et konstruksjonsriss som viser antennen ifølge en •annen foretrukken utførelse av oppfinnelsen, figur 7(a) og (b) er konstruksjonsriss for å vise antennen ifølge enda en foretrukken utførelse av oppfinnelsen og figur 8 er et diagram som viser elastisiteten av deformasjonsherdede legeringer under forskjel-lige temperaturforhold.

Noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i detalj under henvisning til tegningene. På figur 2 betegner henvisningstallet 9 et element av en ytre antenne laget av en deformasjonsherdet legering. Den deformasjonsherdede legering blir varmebehandlet under en temperatur på 350 ° til 400 °, og en kald bearbeidelses-forrykning blir i det vesentlige beholdt for å tilføre elastisitet. Den viser mindre variasjon i karakteristikker forårsaket av omgivelses-temperaturen. Som deformasjonsherdede legeringer er Ni/Ti-legeringer og ternær-legeringer omfattende Ni, Ti tilsatt f eks Co.

På tegningene betegner 10 et harpiksrør for å dekke elementet 9. 11 betegner en hette som er presset på en ende av elementet 9, dvs den øvre ende. 12 betegner en stiv del som enhetlig utformet med hetten 11. 13 betegner en holder som er festet på en boks for radioutstyret, for å bevirke at elementet 9 av antennen kan passeres fritt, og for å holde elementet 9. 14 betegner en stopper som er anordnet på den andre ende av elementet 9 og festet med den nedre ende på holderen 13 slik at den ikke trekkes ut av denne. Som illustrert på figur 2, har denne stopper 14 et lett avrundet hjørne ved ytterkanten.

Den deformasjonsherdede Ni/Ti-legeringen som skal brukes i elementet 9 av antennen skal nå beskrives. I tilfelle med en generell type metallmateriale, påtrykking av en ekstern kraft (påkjenning) som overskrider dens elastiske grense forårsaker forrykninger blant metallets atomer for å produsere en plastisk deformasjon, og selv etter at den ytre kraft er fjernet, går ikke metallet tilbake til sin opprinnelige form. I tilfellet med et materiale som den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering, blir imidlertid varig deformasjon som følge av en kraft som overskrider metallets elastiske grense og under normal tilstand forårsaker deformasjon, hindret ved at legeringen varmebehandles ved en temperatur på 350 °C til 400 °C, slik dens forrykningstetthet økes, man får en elastisk del, og når den ytre kraft blir fjernet fra den elastiske del, kan legeringen gå tilbake til sin opprinnelige tilstand. Den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering har en maksimal tilbakeføringspåkjenning (omkring 4%) som er større enn et vanlig metall som er deformasjonsherdet.

Figur 3 viser et belastnings/defleksjons-diagram (i praksis målt ved 20 ° ) som viser en prøve av den def ormas j onsherdede Ni/Ti-legering målt under en tilstand vist på figur 8 (A). Som det fremgår fra figur 3 i tilfelle med det def ormas j onsherdede materiale, når påkjenningen eller belastningen øker, blir defleksjonen eller strekket gradvis øket, og når belastningen avtar, avtar også defleksjonen, og endelig, hvis belastningen fjernes viser defleksjonen igjen en nullverdi.

F eks, en sammenlikning mellom et fjærstål brukt som et element i en antenne ifølge tidligere teknikk og den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering viser det følgende resultat.

Tabell 1 er en sammenlikningstabell av en tilbakeføringsvinkel 0' og en tilbakeføringsmengde r\ i forhold til en bøyningsvinkel 0 for fjærstål ifølge tidligere teknikk, og den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering ifølge den foreliggende utførelse (Ni 48: Ti 50: Co 2).

Figur 4 er et illustrerende riss for å finne de data som er vist i tabell 1, hvor en ende på antennen 15 er definert som et fast punkt 16, en ytre kraft påtrykkes ved et punkt omkring 7 cm fra det faste punkt 16 for å bøye antennen til en bøyningsvinkel 0, og en tilbakeføringsvinkel 0', som oppnås når den ytre kraft fjernes, blir målt. På figur 4 viser den prikkede linje en posisjon for antennen som den ytre kraft tilføres, og en linje med vekselvis lange og korte streker indikerer antennens stilling når den eksterne kraft er fjernet.

I dette tilfelle er antennen 15 laget av fjærstål ifølge tidligere kjent teknikk, og deformasjonsherdet Ni/Ti-legering for sammenlikning med det, hvor en lengde av antennen 15 er omkring 14 cm lang og med en diameter på omkring 2 mm. En tilbakeføringsmengde t\ er beregnet som forholdet mellom en tilbakeføringsvinkel 0' i forhold til en bøyningsvinkel 0, dvs (0'/0)•

Som det fremgår fra tabell 1, hvis bøyningsvinkelen 0 er omkring 30 °, har både fjærstålet og den def ormas j onsherdede Ni/Ti-legering en tilbakeføringsmengde på 100%. Hvis imidlertid bøyningsvinkelen er mer enn 45 °, blir det generert visse forskjeller i tilbakeføringsmengden t) mellom dem.

Det er viktig i tilfellet med den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering, at selv om bøyningsvinkelen er 90 °, er tilbakeføringsmengden i) 100%. I dette tilfelle er tilbakeføringsmengden r\ for f jærstål ifølge tidligere teknikk 72%, og dette er en bemerkelsesverdig forskjell mellom de to.

På denne måte kan nærvær av en vesentlig forskjell i tilbakeføringsmengden r\ mellom den def ormas j onsherdede Ni/Ti-legering og den tidligere teknikks fjærstål ha en vesentlig virkning på antennens høyde og retning, og videre kan den gi en ytterligere påvirkning av antennens elektriske karakteristikker.

F eks, som vist på figur 5, hvor en bøyning er generert fra punktet P på elementet 9 med en vinkel 0, blir en polarisering A generert av elementet 9 i rett vinkel med dets aksiale retning, fordelt i en polarisasjon a1 generert i rett vinkel med lengde 11 fra dens bøyningspunkt til det faste punkt, og en annen polarisasjon bx generert i rett vinkel med en lengde 12 av elementet 9 fra bøyningspunktet til den frie ende, slik at antennens karakteristikker (en utstrålings-effektivitet) blir redusert.

Elektrisk motstand i den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering er 50 til 100 ufi-cm, som er noe høyere enn de 10 ufi-cm for fjærstål ifølge tidligere teknikk, men til tross for dette faktum kan denne oppfinnelse anvendes i praksis som en antenne uten noen forskjell i det hele tatt.

Figur 6 er et konstruksjonsriss som viser en annen foretrukken utførelse av antenneanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse. På figur 6 betegner 17 et element av den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering i en spiralvikling, og 18 betegner et harpiksrør for bruk til å dekke det spiralviklede element 17. 11 betegner en hette, 12 betegner en stiv del, 13 betegner en holder og 14 betegner en stopper på samme måte som vist på figur 2.

I en ytterligere foretrukken utførelse, siden elementet 17 av antennen er konstruert ved spiralvikling av den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering, er tilbakeføringsmengden r\ i forhold til elementet 17 større enn vist på figur 2.

På figur 7(a), selv om en lengde av elementet L2 av antennen er større enn størrelsen Lx av en boks 20 for radioutstyr, er antennen konstruert slik at elementet 9 av antennen kan oppbevares helt inne i boksen 20 for radioutstyret. I den foretrukne utførelse vist på figur 7(a), betegner 21 et oppbe-var ingsrør anordnet i boksen 20 for radioutstyr, hvor røret strekker seg fra toppunkt 20a til et bunnpunkt 20b av boksen 20 for radioutstyr. En bøyd del 22 er anordnet i bunndelen 20b, og røret strekker seg videre ved bunndelen (20b.

Elementet 9 av antennen er laget av deformasjonsherdet Ni/Ti-legering som beskrevet ovenfor. Som indikert i prikket linje på figur 7(a), er det bøyd ved bøyepunktet 22 av oppbeva-ringsrøret 21 på grunn av et ultra-elastisk trekk, og er oppbevart inne i oppbevaringsrøret 21. En lengde av oppbeva-ringsrøret 21 er litt lengre enn en lengde av elementet 9 av antennen.

Når elementet 9 av antennen blir benyttet for radiokom-munikasjon, blir elementet 9 trukket ut av boksen 20 for radioutstyr, og selv om elementet 9 blir trukket ut av boksen 20, er elementet 9 konstruert av den deformasjonsherdede Ni/Ti-legering slik at den stiger i en rett linje som vist i heltrukket linje på figur 7(a).

På figur 7(a) betegner 24 stive deler festet til elementet 9 på antennen, som er anordnet i en fremre del og en bakre del av bøyeområdet 22 mens det blir oppbevart i boksen 20 for radioutstyr. Denne anordning er laget for at elementet 9 av antennen skal kunne gli lett inn i oppbevaringsrøret 21. I tillegg, siden stopperen 14 som er anordnet på elementet 9 av antennen er utformet i en bue på enden, kan dens glidning i oppbevaringsrøret 21 lett utføres.

På figur 7(b) er vist et tilfelle hvor boksen 25 for radioutstyr har den spesielle form av en sirkel. 26 betegner et oppbevaringsrør anordnet inne i boksen 25 for radioutstyr, og dette rør har en større bøyet del 27. Andre elementer .er de samme som vist på figur 7(a).

Figur 8(B) illustrerer belastning/defleksjon-kurver for bruk til å sammenlikne en mekanisk ytelse for hver av en f ormminne-legering med et omformingspunkt Af på 18 °C, en formminne-legering med et omformingspunkt Af på -15 °C, og en deformasjonsherdet legering. Som vist i trinnet (a) på figur 8(B), genererer formminne-legeringen med omformingspunkt Af på 18 °C en formminne-effekt i området 0 °C til -20 °C av omgivelsestemperatur, og som vist ved trinn c) på figur 8(B) genererer f ormminne-legeringen med omformingspunkt Af på -15 °C en formminne-effekt i området på -20 °C av omgivelsestemperatur, og genererer videre et permanent strekk i området fra 40 °C til 60 °C av omgivelsestemperatur.

I motsetning til dette genererer den deformasjonsherdede legering bare en liten formminne-effekt ved en omgivelsestemperatur på -20 °C i området -20 °C til 60 "C av omgivelsestemperatur, og den er effektiv som et elementmateriale

for den ytre antenne.

Det er klart at antenneanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes til den ytre antenne i et radioutstyr med en indre og en ytre antenne, og hvor den indre antenne automatisk koples over til den ytre antenne når denne trekkes ut av boksen for radioutstyr, ved bruk av antenne-omkoplingsanordningen, som vist JP 62-21636/1987.

På dette tidspunkt er det anordnet en stiv del på den nedre ende av antenneelementet, og denne stive del kan operere omkoplingssvitsjen for å kople den indre antenne over til den ytre antenne.

I den foretrukne utførelse som beskrevet ovenfor, er det beskrevet en Ni/Ti-legering, og som vist på figur 8(C) og 8(D), har temaer-legeringene som omfatter Ni og Ti sammen med f eks Co, en høyere elastisitetsmodul og elastiske grenser enn for binærelementer med bare Ni og Ti, og er spesielt egnet for elementdelen for den ytre antenne. Figur 8(C) viser en belastning/defleksjon-karakteristikk for en ternær-legering i sammenlikning med binærlegeringene (prikkede linjer) vist i trinnet (b) på figur 8(B). Som vist på figur 8(C), har ternær-legeringen en høyere elastisitetsgrense og en mindre rest-deformasjon ved lavere temperaturer enn binær-legeringen. Figur 8(D) viser strekk/deformasjon-kurver for binær- og ternærleger-inger som følge av strekkprøver, hvor elastisitetsmoduler og elastiske grenser fremgår av tabell 2.

Her er E' og Y<1> hhv en tydelig elastisitetsmodul og en tydelig elastisk grense, i termenes egentlige betydning for dette tilfelle. Som vist på figur 8(D) har en legering med lavere omformingstemperatur større verdier i elastisitetsmodul E' og elastisitetsgrense Y<1>.

Selv i tilfellet med deformasjonsherdet legering, har hver av de karakteristiske verdiene en temperatur følsomhet, og ved lavere temperatur er det en resterende deformasjon eller en redusert bøyningsbelastning. Følgelig er det effektivt å benytte materialet med lav omformingstemperatur.

Som beskrevet ovenfor ifølge den foreliggende oppfinnelse, siden elementdelen av den ytre antenne for radioutstyret er laget av en deformasjonsherdet legering, vil antenneelementet, etter at en påtrykt ytre kraft er fjernet, lett gå tilbake til sin opprinnelige form, og redusere den bøyde tilstand man finner i den kjente teknikk, selv om antennen benyttes i et område av omgivelsestemperatur på f eks -20 °C til 60 °C. Følgelig kan en forringelse av antennens elektriske karakteristikker forbedres.

Da den ytre antennes elementdel i tillegg er innrettet til å føres inn i eller trekkes ut av boksen for radioutstyr, gir foreliggende oppfinnelse en liten boks for radioutstyr.

Claims (5)

1. Antenne, KARAKTERISERT VED at en elementdel (9) av den ytre antenne som er anordnet i et radioutstyr, er laget av en deformasjonsherdet Ni-Ti-legering.

2. Antenne ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den deformasjonsherdede legering inneholder minst ett metall i tillegg til Ni-Ti-legeringen.

3. Antenne ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den deformasjonsherdede legering er viklet i spiralform for å utforme den ytre antennes (8) elementdel (9).

4. Antenne, KARAKTERISERT VED at en elementdel for en ytre antenne som er anordnet i et radioutstyr, er laget av en def ormas jonsherdet Ni-Ti-legering, og at en bøyd lagringsdel (22) for bøyning og oppbevaring av elementdelen er anordnet inne i boksen (20) med radioutstyret.

5. Antenne ifølge krav 1 eller 4, KARAKTERISERT VED at den ytre antennes (8) elementdel (9) er innrettet for bruk i omgivelsestemperaturer mellom -20°C og 60°C.