SE505074C2 - Anordning vid antennenheter - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 505 074 2 matningsnätet, har det hittills varit ett problem att begränsa strålningen från matningsnätet.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ändamålet med föreliggande uppfinning är att framtaga en anordning vid antennenheter, medelst vilken strålningen från vissa delar av antennenheten begränsas.

Nämnda ändamål uppnås medelst en anordning vid antennenheter enligt föreliggande uppfinning, vars kännetecken framgår av efterföljande patentkrav 1.

Genom att enligt uppfinnningen anordna olika jordplan vid olika delar av antennenheten nedbringas oönskad strålning från valda delar av antennenheten.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med några utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. l visar en perspektivvy av en antennenhet enligt uppfinningen enligt en första utföringsform, fig. 2 visar en schematisk ändvy av antennenheten enligt fig 1, fig. 3 visar en schematisk perspektivvy av antennenheten enligt en andra utföringsform, fig. 4 visar en schematisk ändvy av antennenheten enligt fig. 3 och fig. 5 visar en ändvy av en elektronikenhet enligt uppfinningen i vilken ingår en antennenhet enligt en tredje utföringsform.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFGRMER Fig. 1 och 2 visar således mycket schematiskt en antennenhet 1 för elektromagnetisk strålning i en första utföringsform och består av en bärande struktur 2, som 10 15 20 25 30 35 505 074 3 innefattar en skivformig bärare 3 av ett elektriskt isolerande material, exempelvis en platta av relativt styvt material, t.ex. glasfiberlaminat eller polymermaterial, som uppbär ett elektriskt ledande skikt som bildar ett kretsmönster, exempelvis bildat genom etsning av ett kopparlaminat, dvs en platta av typ PC-platta eller tryckt kretsplatta. Den isolerande plattan 3 uppbär ett flertal strålningselement 4, som är flata, dvs har en skivformig utsträckning och exempelvis är av typ mikrostripantenner för mikrobasstationer inom mobiltelefonområdet. Antennen arbetar därför i det visade exemplet inomxnikrovågsomrâdet, dvs i storleksordningen ca. l GHz och uppåt. Med samma teknik är även anordnade matningsledare 5 för antennelementen. Den utstrålade signalen kan exempelvis vertikal vara polariserad med horisontell eller polarisation eller uppvisa båda polarisationstyperna.

Den bärande strukturen 2, innefattar vidare en elektriskt ledande del 6, som är utformad som ett hölje och därvid bildar såväl ett mekaniskt skydd som elektrisk skärmning.

I den skärmande funktionen ligger även att den elektriskt ledande delen 6 definierar ett i antennenheten 1 ingående första jordplan 7, som sträcker sig parallellt med strålningselementens 4 huvudplan 8, dvs huvudsakligen parallellt med bärarlaminatets 3 plan. Jordplanet 7 beskrives närmare nedan. Dess utsträckning i planet 7 begränsas av två från ett basparti 13 uppskjutande 13', som bäraren 3 för sidopartier uppbär strålningselementen 4.

Antennenheten 1 kan vara utförd för endast en polarisationstyp eller för olika polarisation vad beträffar såväl utstrålad som mottagen signal. I det visade exemplet är antennen avsedd för såväl horisontell som vertikal polarisation och uppvisar förutom det ovan nämnda matningsnätet 5, avsett för exempelvis horisontell 10 15 20 25 30 35 505 074 4 polarisation, ett andra matningsnät 22 avsett för vertikal polarisation. Eftersom, varje strålningselement 4 skall matas med en bestämd fas måste matningsnätets elektriska längd vara korrekt anpassad närmare bestämt så att den elektriska längden skall vara lika med en våglängd mellan varje strålningselements 4 matningspunkter 23, 24. För att reducera matningsnätets oönskade strålning är det härvid önskvärt att ledarnas fysiska längd hålles så liten som möjligt, företrädesvis såsom i det visade exemplet enligt fig. 1 med raka ledare. Detta har enligt uppfinningen lösts genom att ett andra jordplan 7' anordnas mitt för förutbestämda delar av antennenheten, vilka ej utgör strålningselementen 4, utan t.ex. matningsnäten eller åtminstone det ena matningsnätet 5. Det andra jordplanet 7' har valts med ett jordplansavstånd A2 som är mindre än Al varigenom fashastigheten i matningsnätet reduceras, medförande att matningsnätets fysiska längd kan minskas.

Det elektromagnetiska fältet från matningsnätet kommer att bindas hårdare mot det korta jordplansavståndet och kommer därigenom ytteligare att minska strålningen utåt från matningsnätet och minska störningen av antennens strålningsdiagram. I ett grundutförande som 'visas schematiskt i den första utföringsformen kan de två olika jordplanen 7, 7' ordnas genom att basdelen 13 övergår övergår stegvis med sitt ena väggparti 13' till en förhöjd basdel 25, som kan sträcka sig över ett begränsat avsnitt av antennenhetens bredd, men exempelvis över hela dess längd för att övergå i ett väggparti 26 medelst vilket den isolerande bäraren 3 för strålningselmeneten och matningsnäten uppbäres.

Fig. 3 cch 4 visar en andra utföringsform av antennenheten 1 av vilken framgår att olika jordplansavstånd Al och A2 och därmed olika jordplan 7, 7' kan utföras på annat sätt än vad som visats i fig. 1 och 2. 10 15 20 25 30 35 505 074 5 Antennenheten 1 utsättes vanligen för olika värmekällor, exempelvis kan vid placering utomhus solstrålning mot strålningselementen (patcharna) eller omgivande radom innebära en temperaturhöjningq sonxmedför att värme behöver bortledas för att enheten skall arbeta under gynnsamma temperaturförhållanden. Vidare kan antennenheten uppbära energikrävande elektronikkomponenter son\därmed.avger värme som behöver bortledas. För detta ändamål är mellan bäraren 3 för strålningselementen och den elektriskt ledande, bärande strukturen 6 anordnat ett utrymme 9, som är inrättat att tillåta genomströmning av kylluft. För detta ändamål uppvisar utrymmet ett inlopp 10 i antennenhetens 1 ena ände och ett utlopp ll i enhetens motsatta ände, varvid antingen anordnas en fläkt för att driva luftströmmen genom utrymmet eller anordnas självcirkulation, exempelvis genom att antennenheten 2 arrangeras stående med exempelvis inloppet 10 placerat nedtill och utloppet ll placerat upptill i enheten. För att öka den värmeavgivande ytan är den bärande strukturen 6 utformad med ett flertal kylflänsar 12, som utgår från baspartiet 13, som bildar en bakre vägg i den bärande strukturen och slutar med ett längsgående kantparti 14 som sträcker sig huvudsakligen parallellt med strålningselementens 4 huvudplan 8.

För att man skall uppnå erforderlig kylning måste luftutrymmet 9 ha sådana dimensioner, dvs tvärsnittsarea, att luftflödet blir tillräckligt stort i annat fall blir luften termiskt isolerande. Samtidigt eftersträvas att man uppnår hög verkningsgrad hos antennen och en viss bandbredd, vilka parametrar är beroende av strålnings- eller antennelementens 4 avstånd till jordplanet 7. För att samtidigt tillgodose önskemålet om god kylning och goda elektriska egenskaper hos antennen har enligt uppfinningen valts ett inbördes avstånd mellan kylflänsarna 12 som är så litet, att kylflänsarnas kantpartier 14 eller toppar kommer att tillsammans definiera jordplanet 7 och därigenom 10 15 20 25 30 35 505 074 6 således lyfta upp jordplanet från basdelen 13 till planet 7. Villkoret för att flänstopparna skall bilda jordplan är att kylflänsarnas avstånd d företrädesvis understiger 0,25 Ä och är t.ex. cirka 0,1 Ä, där Ä är våglängden hos den från antennelementen 4 utstrålade signalen. Vid uppfyllande av detta villkor flyttas således det ena jordplansavståndet till ett lämpligt valt avstånd A1.

Fig. 3 och 4 visar en andra utföringsform av antennenheten 1 av vilken framgår att olika jordplansavstånd Al och A2 och därmed olika jordplan 7, 7' kan förekomma i en och samma antennenhet. Detta åstadkommes i det visade exemplet genom att över ett parti av den bärande strukturen 6 är anordnat en andra grupp av kylflänsar 15 med kantpartier 16, som sträcker sig huvudsakligen parallellt med antennplanet 8, men på ett från kantpartierna 14 avvikande avstånd från strålningselementen 4. Även dessa flänsar 15 bör uppfylla kravet på inbördes mellanrum mellan flänsarna 15, nämligen företrädesvis d < 0,25 Å och t.ex. cirka 0,1 Å. Ett mindre jordplansavstånd A2 kan vara önskvärt att välja över en sektion, belägen bakom matningsledningar 17 till antennelementen 4 för att de skall stråla så litet som möjligt.

Fig. 5 visar med vy ovanifrån en elektronikenhet 18, som innefattar antennenheten 1 och dessutom uppbär ett antal elektronikkomponenter 19 uppburna på en bärare 20, såsom ett kretskort. Elektronikkomponenterna 19 är belägna i ett utrymme bakom luftutrymmet 9 mellan bäraren 3 för antennelementen och den elektriskt ledande och skärmande delen 6 av den bärande strukturen, vilken exempelvis är utförd av en extruderad aluminiumprofil. Till den bärande strukturen 6 ansluter en radom 21 som bildar ett miljöskydd genomsläpper för antennenheten 1 och samtidigt elektromagnetisk strålning. 10 15 505 074 7 Antennenheten 1 användes vanligen såsom en kombinerad sändar- och.mottagarantenn varvid antennen är helt reciprok vad beträffar dess karaktäristik.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan kylflänsarna 12, 15 inom varje sektion ha inbördes olika höjd, exempelvis kan varannan fläns vara längre än intilliggande fläns, varvid. dock fortfarande kravet på mellanrum mellan flänsarnas toppar måste uppfyllas. Genom ytterligare sektioner med olika flänshöjd kan mer än ett, två, tre eller flera jordplan anordnas i samma antennenhet.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 505 074 PATENTKRAV:

1. Anordning vid antennenheter (1) bestående av ett eller flera strålningselement (4) för utsändning respektive mottagning av elektromagnetiska signaler och på avstånd från nämnda strålningselement beläget jordplan (7, 7'), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att antennenheten (1) uppvisar åtminstone två jordplan (7, 7') belägna med skilda, förutbestämda jordplansavstånd (Al/A2).

2. Anordning enligt patentkrav 1, vid vilken antennenheter (1) uppvisar åtminstone ett matningsnät (5, 22) med strålningselementen (4), d ä r a v, att ett första av jordplanen (7) är beläget på matningsledningar för matning av k ä n n e t e c k n a d et förutbestämt första jordplansavstånd (Al) bakom strålningslementens (4) och att ett andra av jordplanen (7') är beläget på ett förutbestämt andra jordplansavstånd (A2) bakom åtminstone en del av nämnda matningsnät (5, 22).

3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att med förutbestämt avstånd (Al/A2) till nämnda strålningselement (4) sträcker sig ett antal kylflänsar (12/15) som uppvisar ett inbördes avstånd (d) som understiger 0,25 Ä av den av strålningselementen utsända respektive mottagna signalen, varigenom kylflänsarnas mot strålningselementen vända kantpartier (14, 16) tillsammans definierar nämnda jordplan (7, 7').

4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det avståndet (d) mellan kylflänsarna (12/15) är ca. 0,1 Å. inbördes