NO890780L - Antenner. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører antenner, særlig utforming av en antenne og øvrig strømkrets i kompakt form.

Ved transportable elektroniske apparater, særlig slike som er utformet til å holdes i hånden, er fysisk størrelse og form viktige faktorer ved utformingen. Man støter på et særlig problem ved oppnåelse av en kompakt og nett konstruk-sjon når det finnes en antenne, særlig når antennen må benyttes for sending og derfor er underlagt tvangsmessige di-mensjoner. Ved enkelte utførelser benyttes teleskopiske stavantenner som skyter frem fra apparatet og er uhensikts-messige, særlig ved apparater som holdes i hånden. Ved andre utførelser er antennen bygget inn i den kasse som opptas av elektronikken, hvilket vanligvis resulterer i en omfangsrik apparatkasse og innebærer fare for uønsket innbyrdes påvirkning mellom antennen og strømkretskomponentene.

Ved oppfinnelsen blir det kretskort som anvendes for å mon-tere og sammenkople komponentene, selv benyttet som antenne. Metalliseringen som benyttes for å sammenkople komponentene, virker som strålende antenneelement, og forutsatt at metalliseringen er rimelig kontinuerlig, vil det med hensyn til antennefrekvensen virke som en kontinuerlig leder, og vil arbeide som en sådan til tross for at det i virkeligheten har de vanlige gap eller spalter for å tillate flyt av de relativt lavfrekvente kretsstrømmer. De to strømsett - den høyfrekvente antennestrøm og de lavfrekvente kretsstrøm-mer - atskilles ytterligere ved det faktum at antennestrøm-mene på grunn av overflateeffekt søker å flyte på ytter-flaten av metalliseringen, mens de lavfrekvente strømmer utnytter hele tverrsnittet.

Ved anvendelse av teknikken ifølge oppfinnelsen, kan det realiseres ulike slags antenner. Det oppnås imidlertid en spesiell fordel i forbindelse med den foldede dipol-antenne, og et skjematisk riss av denne er gjengitt i medfølgende tegningers fig. 1. Den tradisjonelle foldede dipol er ut-viklet fra den standard halvbølge-dipol ved tilføyelse av et fast koplet halvbølge-parasittelement 1 som spennings-mates ved endene av den drevne dipol 2. Dette parasitt-element er ikke drevet, men er kontinuerlig og effektivt en avkortet dipol. Resultatet av denne avkorting er å høyne de drevne dipolers impedans med en eller annen faktor avhen-gig av dimensjonsforhold, men som typisk er lik fire.

Ifølge oppfinnelsen blir den foldede dipol-antenne fremstilt ved å anbringe to kretskort parallelt med hverandre og ved elektrisk sammenkopling av metalliseringen ved motsatte ender. Metalliseringen på hvert kretskort danner således én av dipolene i den foldede dipol. Det dannes et gap eller en spalte over metalliseringen på ett av kretskortene, for derved elektrisk å bryte den sløyfe som dannes av metalliseringen på de to kretskort og de innbyrdes forbundne ender, og dette gap eller denne spalte danner matepunktet for antennen. Dette ene kretskorts metallisering blir således dipolens drevne element, mens det andre kretskorts metallisering blir parasittelementet. De to kretskort har fortrinnsvis tilnærmet samme størrelse, og gapet eller spalten er dannet omtrent i midten (det vil si midtveis mellom de innbyrdes forbundne ender) av nevnte ene kretskort.

Anvendelsen av en foldet dipol utnytter kontinuiteten i antennesløyfen for anbringelsen av ikke-strålende krets-komponenter rundt dens omkrets. Ikke-stråling oppnås for denne strømkrets gjennom den umiddelbare nærhet mellom flyt-og returstrømbanene som effektivt sletter eventuelt vekslen-de magnetfelt frembrakt av vekselstrømmer og opphever poten-sialstråling. Dette er ikke tilfelle for den over dipol-gapet induserte strøm. Denne strøm må flyte til endene av dipolen (kvartbølge-flytstrekning) før den returnerer enten tilbake ned det drevne element eller langs parasittelementet. Denne lange uslettede flytbane resulterer i stråling i form av et tverrgaende elektromagnetisk felt, det vil si negativ kvadratisk stråling.

Det er således mulig å anbringe ikke-strålende kretskompo-nenter rundt omkretsen av et strålende antenneelement som selv mates gjennom den ikke-strålende strømkretsens utgang. Som allerede nevnt tar antennestrømmene vanligvis den ytter-ste bane, men kan i ethvert tilfelle flyte langs en fler-banet rute innbefattende kapasitive gap med passende impedans. Antennens matestrøm genereres av kretsene på kretskortene og påtrykkes over gapet i dipolen. Her frembringer offset-mategap impedansendringer, men ingen påvirkning på dipol-strålingen.

Det er mulig at det bare kan oppnås delvis slettelse av u-tilsiktet stråling gjennom den umiddelbare nærhet mellom flyt- og returstrømbaner (det vil si avviket fra trans-misjonslinjestrukturer), og at det er behov for ytterligere skjerming for å redusere denne stråling. Dette kan oppnås ved hjelp av to mekanismer som ikke innvirker på strålingen fra den foldede dipol. For det første kan strømkretser konstrueres på dobbeltsidet kretskort med et jordplan ytterst, slik at det skaffes tilveie karakteristika som ved en transmisjonslinje for mikrobølger (bestående av en enkel leder over et jordplan) og enkeltsidet skjerming på grunn av flyktige bølgers korte penetreringsstrekning gjennom jord-planlederen. For det annet kan det benyttes skjermbokser for å opprette en transmisjonslinjestruktur med dobbelt jordplan, kun forutsatt at gapet eller spalten mellom de to strålende baner av den foldede dipol ikke avkortes eller re-duseres til en uakseptabelt lav impedans. Dette gaps dimen-sjon og bredden av dipolens ledende bane modifiserer dipolens impedans.

Ved skjønnsom bruk av transmisjonslinje eller annen krets-teknikk kan alle klasser av signaler føres fra ett punkt på kretskortene til et hvilket som helst annet punkt ved å føl-ge den foldede dipols bane og etterlate et avgrenset gap langs dens lengde mellom kretskortene. Det kan slås bro over selve mategapet ved frekvenser som avviker noe fra strål-ings frekvensen , forutsatt at det treffes tiltak til å krys-se gapet under etterlatelse av bare en i hovedsak tapsfri og kompenserbar reaktans ved strålingsfrekvensen, for eksempel ved å føre slike signaler gjennom en sperrekrets omfattende en parallellkoplet undertrykkingskrets ved antennefrekvensen .

For at oppfinnelsen lettere skal forstås, vil det nå bli be-skrevet ett enkelt eksempel på en utførelsesform under hen-visning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av en foldet dipol; Fig. 2 er et skjematisk sideriss av en foldet dipol som er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen; og Fig. 3 er et splittriss av en instrumentkasse som inneholder en foldet dipol-antenne som er konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, og tilknyttede elektroniske kretser .

Det henvises til fig. 2 hvor det er vist en foldet dipol-antenne omfattende et første kretskort 3 og et andre kretskort 4 anbrakt parallelt med hverandre og temmelig tett sam-men for å reprodusere de elektriske karakteristika hos den foldede dipol-antenne. For oversiktens skyld er bare metalliseringen vist. Ved de tilstøtende ender 5, 6 av kretskortene er metalliseringen tilsluttet sammenkoplings-stykker 7, 8 for å opprette en kontinuerlig sløyfe. Denne sløyfe er brutt for dannelse av et gap eller en spalte 9

i kretskortets 3 metallisering, hvilket gap danner matepunktet for antennen.

Elektroniske komponenter som er tilknyttet antennen i kretsen 13, er montert på kretskortene 3, 4 og er sammenkoplet gjennom metalliseringen på vanlig måte. De lavfrekvente strømmer som knytter seg til driften av disse komponenter, vil ikke innvirke på metalliseringens evne til samtidig å virke som et antenneelement. Kretser kan være anordnet på det ene kretskort eller på begge.

Kretskortene 3, 4 er orientert på en slik måte at metalliseringen er vendt utover, og komponentene er derfor montert på den innadvendte flate, slik at de skjermes av metalliseringen. Som allerede nevnt, kan det oppnås en begunstiget ytelse ved å benytte dobbeltsidede kretskort, hvor metalliseringen på den ene side, den utadvendte side, utnyttes som et jordplan.

Når antennen skal benyttes for sending, kan komponentene for en signalkilde 14 likeledes være montert på antennens kretskort. Komponentene er i dette tilfelle montert på kretskortet 3 i nærheten av gapet 9, slik at de genererte signaler kan påtrykkes over gapet. Signalkildeutgangens signal-side påtrykkes på den umiddelbart nærliggende side 10 av gapet. Jordsiden føres over gapet ved hjelp av en forbindel se 11 for påtrykking på den annen side 12 av gapet. For effektivt å unngå kortslutning av gapet ved antennefrekvenser, og således gjøre antennen uvirksom, bør denne forbindelse 11 være den eneste forbindelse tatt direkte fra metalliseringen på én side av gapet til den på den annen side. Andre forbindelser over gapet bør om mulig unngås, men hvis nødvendig bør de være sperret ved antennefrekvensen når de passerer over gapet.

Fig. 3 illustrerer en liten håndbåret sender-mottaker som er innrettet til å arbeide ved frekenser rundt 900 MHz og som innbefatter den foldede dipol-antenne ifølge oppfinnelsen. Antennen og tilknyttede kretser opptas i en todelt beholder 15 med et batterikammer 16. Antennen er dannet av rektan-gulære kretskort 3, 4 med et tverrgående gap eller spalte 9 som er skåret på ovennevnte måte i kretskortets 3 metallisering. Kretskortenes metallisering er innbyrdes forbundet ved den ene ende ved hjelp av en tilbøyd leder 8 såsom tid-ligere og ved den annen ende ved hjelp av et par romforbin-delsesstykker 17, 18 som strekker seg inn i batterikammeret for å iverksette tilkopling til batteriet. Bemerk at det faktum at forbindelsesstykkene 17, 18 ikke er elektrisk sammenkoplet ved likestrøms- og lave frekvenser ikke redu-serer deres effektivitet med hensyn til sammenføyning av de to kretskorts metallisering ved antennefrekvenser, fordi kretskortets metallisering ved slike frekvenser vil fun-gere som i hovedsak kontinuerlig. Det må tydeligvis tas et visst hensyn ved utformingen av metalliseringen for å sikre at det unngås store områder uten metallisering, ettersom slike kan endre, eventuelt skadelig påvirke antennens ytelse; dette vil imidlertid normalt ikke forårsake noe problem.

Antennens størrelse er som velkjent bestemt av den til-siktede arbeidsfrekvens. I forbindelse med det illustrerte arrangement kan en foldet halvbølge-dipol med tilknyttet krets realiseres i et hus eller kasse med en lengde på noen få centimeters lengde ved 900 MHz. Det turde således fremgå at arrangementet ifølge oppfinnelsen, utover å skaffe tilveie en effektiv antenne for sending og/eller mottakelse, muliggjør en særlig kompakt utforming av utstyr som krever en antenne. Dessuten kan de komponenter som omfatter de til antennen knyttede kretser, skjermes effektivt, selv om ekstra skjerming kan være ønskelig i visse tilfeller, såsom rundt signalkilden, slik som illustrert ved skjermkassen 19 i fig. 2.

Claims (9)

1. Elektronisk krets innbefattende en antenne, karakterisert ved at kretsen omfatter en flerhet av komponenter som er innbyrdes forbundet ved metallisering på et kretskort (3, 4), og at antennen omfattes av nevnte kret skort (3, 4).

2. Elektronisk krets som angitt i krav 1, karakterisert ved at antennens tilkoplingskontakter inne i kretsen er forbundet på en slik måte at metalliseringen virker som nevnte antennes strålende element.

3. Elektronisk krets som angitt i krav 2, karakterisert ved at antennen er en dipol-antenne.

4. Elektronisk krets som angitt i krav 3, karakterisert ved at antennen er en foldet dipol-antenne tildannet som to tilnærmet parallelle seksjoner (3, 4) av kretskort innbyrdes forbundet ved metallisering ved de motsatte ender (5, 6).

5. Elektronisk krets som angitt i krav 4, karakterisert ved at et gap eller en spalte (9) er utformet tverrs over den ene kretskortseksjons (3) metallisering, for derved elektrisk å bryte den sløyfe som dannes av metalliseringen av de to seksjoner (3, 4) og de innbyrdes forbundne ender (5, 6) på en slik måte at nevnte gap (9) danner et matepunkt for antennen.

6. Elektronisk krets som angitt i krav 5, karakterisert ved at antennens tilkoplingskontakter omfatter metalliseringen eller en del av samme i umiddelbar nærhet av nevnte gap (9).

7. Elektronisk krets som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at nevnte gap (9) er utformet omtrent i det geometriske sentrum for nevnte ene kretskort-seksj on (3).

8. Elektronisk krets som angitt i et hvilket som helst av kravene 4 til 7, karakterisert ved at metalliseringen i det minste delvis er plassert på den utadvendte flate eller flater av kretskortet (3, 4) som danner antennen, og at komponentene er montert på den flate av kretskortet som befinner seg motsatt metalliseringen - det vil si på innerflaten - for derved å skjermes av metalliseringen .

9. Sender-mottaker omfattende elektroniske kretser som innbefatter en antenne som angitt i et hvilket som helst av kravene 4 til 9, karakterisert ved at nevnte antenne er innrettet til å virke som såvel sende-og mottaksantenne for nevnte sender-mottaker.