SE516293C2

SE516293C2 - En bredbandig, intern antennanordning för multipla band och en bärbar radiokommunikationsanordning innefattande en sådan antennanordning.

Info

Publication number: SE516293C2
Application number: SE0000685A
Authority: SE
Inventors: Hu Annika Yidong
Original assignee: Allgon Ab
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-12-17
Also published as: WO2001065636A1; SE0000685D0; AU2001236283A1; SE0000685L

Description

25 516 293 2 I EP 0892459 är det beskrivet hur en plan antenn med två resonansfrekvenser avstäms till önskvärda frekvenser. Detta uppnås genom växling mellan olika avstämningselement. Härigenom är det möjligt att åstadkomma tillträde till fyra olika radiokommunikationssystem.

En nackdel med denna lösning är att det är nödvändigt att växla mellan olika avstämningselement för att avstämma antennen till den önskade frekvensen, där växlingen kräver komplexa tekniska lösningar och där växlingen tar tid.

Genom US 5926139 är det beskrivet hur en plan antenn används i två frekvensband. Två strålande delar är anslutna till en gemensam matningsdel. Tillsammans har de tre delarna en total struktur formad generellt som bokstaven J. Antennen är verksam i frekvensbanden 824-896 och 1850-1990 MHz.

En nackdel med denna lösning är att det lägre frekvensbandet är smalt.

Det är generellt känt att det är svårt att åstadkomma en plan antenn för två band där det lägre av de två banden täcker både GSM 900- och AMPS-driftsfrekvenser.

Ett ytterligare frekvensband är 2.4 GHz-bandet, vilket används i Bluetooth-tillämpningar.

SYFTEN MED UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en antennanordning som verkar i åtminstone två frekvensband där det lägsta frekvensbandet är tillräckligt brett utan att behöva olika avstämningselement.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en antennanordning av den i början nämnda typen som är kompakt och intern i en mobiltelefon. 10 15 20 25 516 3293 o | - o u» Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kompakt antenn, vilken är enkel och kostnadseffektiv att producera.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen är baserad på insikten att det är möjligt att åstadkomma en intern antenn som är verksam i ett brett lägre frekvensband och i ett högre frekvensband.

De ovan nämnda syftena, bland andra, uppnås enligt uppfinningen av en antennanordning och av en bärbar radiokommunikationsanordning såsom görs gällande i de bifogade kraven.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkoms en antennanordning såsom definierad i krav 1.

Det åstadkoms också en antennanordning enligt föreliggande uppfinning såsom definierad i krav 14.

Det åstadkoms vidare en bärbar radiokommunikationsanordning enligt föreliggande uppfinning såsom definierad i krav 18.

Ytterligare fördelar uppnås genom egenskaper definierade i de beroende kraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGAR Föreliggande uppfinning kommer att förstås mer fullständigt ur den detaljerade beskrivningen av utföringsformer av föreliggande uppfinning given här nedan och de bifogade figurerna, vilka ges för illustrativa syften endast och således inte är begränsande för uppfinningen, i vilka: Fig. 1 visar en antennanordning enligt uppfinningen, 10 15 20 25 516 293 n n nnn nn n nn nnn n n n n n nn nn n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n 4 n n n n nn nnn nn nn n n - n nn Fig. 2 visar en utföringsform med en ytterligare antenn för kortdistanskommunikation, och Fig.3 visar en sprängskiss av en bärbar radiokommunikationsanordning med en antenn enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I den följande beskrivningen ges, för förklarande syften och inte begränsande, specifika detaljer, såsom särskild hårdvara, tillämpningar, tekniker, etc. för att åstadkomma en grundlig förståelse av föreliggande uppfinning. Det är emellertid uppenbart för en fackman på området att föreliggande uppfinning kan utnyttjas i andra utföringsformer som skiljer sig från dessa specifika detaljer. I andra exempel är detaljerade beskrivningar av välkända metoder, protokoll, apparater och kretsar utelämnade för att inte fördunkla beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

Hänvisning kommer nu att göras till Fig. l, varvid en antennanordning för en mobiltelefon visas, där en plan antenn används för att åstadkomma bredbandig, multibands- frekvenstäckning.

Antennanordningen innefattar ett enda plant, strålande element 3, med en första och en andra del, vilka är formade som två ortogonala generellt rektangulära element med en del gemensam.

Detta ger antenner en generell form av den stora bokstaven L.

Den första delen, generellt omsluten av en prickad linje 8 och utsträckande sig vertikalt i figuren ger resonans huvudsakligen i ett första, lägre frekvensband, och den andra delen, generellt omsluten av en prickad linje 7 och utsträckandes horisontellt i figuren, ger resonans huvudsakligen i ett andra, högre frekvensband. 10 15 20 25 30 516 293 o o o ooo o o o ooo ooo o u o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o n o o o 5 o o o o oo ooo oo oo o o o o .o För att minska längden av den andra delen förses en slits 5, där slitsen har ett första parti som är ca. 45 grader vinklat mot en kant av den andra delen och ett andra parti som är huvudsakligen parallellt med kanten av den andra delen. När slitsen 5 förses är det möjligt att åstadkomma en önskad resonansfrekvens med en total längd som är kortare än en kvarts våglängd, vilket är lämpligt för att uppnå den önskade resonansfrekvensen när ett jordningselement används.

Ett jordningselement är anslutet, vid en punkt 1, till det strålande elementet 3 vid ett hörn av den gemensamma delen och är anslutningsbart till ett jordelement 4. Jordelementet är i ett plan som skiljer sig från ett plan av det strålande elementet 3. Ett matningselement är anslutet, vid en punkt 2, till strålningselementet 3 vid en kant av den första strålande delen, med ett avstånd d av ca. 15 mm från jordningselementet, och är anslutningsbart till en sändtagarkrets (ej visad).

Jordningselementet kan anslutas till en kant av det strålande elementet 3 i stället för ett hörn. Matningselementet skulle i detta fall fortfarande anslutas till det strålande elementet 3 vid en kant av den första delen, med ett avstånd d av ca. 15 mm från jordningselementet.

Matningselementet kan anslutas till en inskärning i kanten av strålningselementet 3 i utföringsformen beskriven ovan.

För att beskriva en alternativ utföringsform enligt föreliggande uppfinning görs hänvisning till Fig. 2. En antennanordning för en mobiltelefon visas, där två (en första och en andra) plana antenner används för att åstadkomma bredband, multiband frekvenstäckning. Den första plana antennen har ett strålningselement 3 med tvåbandstäckning, där ett lägre frekvensband och ett mellanfrekvensband åstadkoms. Den andra 10 15 20 25 516 293 6 : :: .:. ø ~ . ø ao plana antennen har ett strålningselement 6 med enkelbandstäckning, där ett högre frekvensband åstadkoms.

Den första plana antennen är såsom beskriven ovan. Den andra plana antennen har en resonansfrekvens med tillräcklig bandbredd så att det är möjligt att utnyttjas i Bluetooth- tillämpningar. Den andra plana antennen utnyttjar samma jordelement som den första plana antennen. Den kan använda samma sändtagarenhet som den första plana antennen eller en separat sändtagarenhet vilkendera än är föredragen. Det är på grund av den unika formen på det första plana elementet som det är möjligt att åstadkomma en andra plan antenn för Bluetooth- tillämpningar och fortfarande erhålla en kompakt antenn.

Det första frekvensbandet nämnt ovan är omkring 824-960 MHz (AMPS och GSM 900), det andra frekvensbandet är kring 1710-1880 MHz (DCS 1800) eller 1880-1990 MHz (PCS 1900), och nämnda tredje frekvensband är omkring 2400-2500 MHz (Bluetooth).

En bärbar radiokommunikationsanordning kommer att beskrivas med hänvisning till Fig. 3. Den bärbara radiokommunikationsanordningen har en kåpa som omsluter en antenn 9, varvid antennen kan vara vilken som helst av de tidigare nämnda antennanordningarna.

Strålande element beskrivna häri skall tolkas som element som både kan sända och/eller mottaga radiofrekvensstrålning.

Det är uppenbart att uppfinningen kan varieras på ett flertal olika sätt. Sådana variationer skall inte ses som ett avsteg från omfånget av uppfinningen. Alla sådana modifieringar som skulle vara uppenbara för en fackman inom området avses vara inkluderade inom omfånget av de bifogade kraven.

Claims

10 15 20 25 516 293 7 PATENTKRAV

1. Antennanordning för sändning- och/eller mottagning av RF-strålning i åtminstone två separata frekvensband, innefattande ett första och ett andra frekvensband, innefattande: - ett i huvudsak plant strålande ledande element (3) innefattande en första och en andra del, varvid nämnda första del i huvudsak strålar i det första frekvensbandet och den andra delen huvudsakligen strålar i det andra frekvensbandet, - ett matningselement anslutet (2) till nämnda strålande ledande element (3) och anslutningsbart till en sändtagarkrets, och - ett jordningselement anslutet (1) till nämnda strålande ledande element (3) och anslutningsbart till ett jordelement (4), k ärxrne t e c k n a t anv a t t - nämnda första och andra delar är generellt rektangulära, huvudsakligen ortogonala mot varandra och har en gemensam del, varigenom ett brett första frekvensband åstadkoms.

2. Antennanordning enligt krav l, varvid det andra frekvensbandet är högre än det första frekvensbandet.

3. Antennanordning enligt något av föregående krav, varvid den andra delen innefattar en slits (5).

4. Antennanordning enligt något av föregående krav, varvid det första frekvensbandet är omkring 824-960 MHz. 10 15 20 25 516 293 s

5. Antennanordning enligt något av föregående krav, varvid jordningselementet är anslutet (1) till det strålande ledande elementet (3) vid ett hörn av nämnda gemensamma del.

6. Antennanordning enligt något av föregående krav, varvid matningselementet är anslutet (2) till det strålande ledande elementet (3) vid en kant av nämnda andra del.

7. Antennanordning enligt något av kraven 1-4 eller 6, varvid jordningselementet är anslutet till det strålande ledande elementet (3) vid en kant av nämnda strålande element.

8. Antennanordning enligt något av föregående krav, varvid de första och andra delarna tillsammans har den generella formen av den stora bokstaven L.

9. Antennanordning enligt krav 3 eller något av kraven 4- 8 när det är beroende av krav 3, varvid slitsen (5) är öppen i en ände därav.

10. Antennanordning enligt krav 3 eller något av kraven 4- 8 när det är beroende av krav 3, varvid slitsen (5) är partiellt parallell med en kant av nämnda andra del.

11. Antennanordning enligt krav 3 eller något av kraven 4- 10 när det är beroende av krav 3, varvid en del av slitsen (5) är 45 grader vinklad mot en kant av nämnda andra del.

12. Antennanordning enligt något av föregående krav ytterligare innefattande: - ett andra huvudsakligen plant strålande ledande element (6), vilket strålar i ett tredje frekvensband, - ett andra matningselement anslutet till nämnda huvudsakligen plana strålande ledande element och anslutningsbart till en sändtagarkrets, och 10 15 20 25 516 293 9 - ett andra jordningselement anslutet till nämnda andra huvudsakligen plana strålande ledande element och anslutningsbart till nämnda jordelement (4).

13. Antennanordning enligt krav 12, varvid det andra huvudsakligen plana strålande ledande elementet (6) är åtminstone delvis placerat inom en ram, som är begränsad av den generella rektangulära form som omskriver det första huvudsakligen plana strålande ledande elementet (3), men vilket inte överlappar det första huvudsakligen plana strålande ledande elementet (3).

14. Antennanordning för sändning och/eller mottagning av RF-strålning i tre separata frekvensband, nämligen ett första, ett andra och ett tredje frekvensband innefattande: - ett första huvudsakligen plant strålande ledande element (3) innefattande en första och andra del, varvid nämnda första del strålar huvudsakligen i det första frekvensbandet och den andra delen strålar huvudsakligen i det andra frekvensbandet, - ett första matningselement anslutet (2) till nämnda första strålande ledande element (3) och anslutningsbart till en sändtagarkrets, - ett första jordningselement anslutet (1) till nämnda första strålande ledande element (3) och anslutningsbart till ett jordelement (4), kâin:1e1:e<:k:1a-t awr atzt - nämnda första och andra delar är generellt rektangulära, huvudsakligen ortogonala mot varandra och har en gemensam del, varigenom ett brett första frekvensband åstadkoms, 10 15 20 516 293 10 - och varvid antennanordningen innefattar ett andra huvudsakligen plant strålande ledande element (6), som strålar i det tredje frekvensbandet, - ett andra matningselement anslutet till nämnda andra huvudsakligen plana strålande ledande element (6) och anslutningsbart till sändtagarkretsen, och - ett andra jordningselement anslutet till nämnda huvudsakligen plana strålande ledande element (6) och anslutningsbart till nämnda jordelement (4).

15. Antennanordning enligt krav 14, varvid det första frekvensbandet är det lägsta frekvensbandet.

16. Antennanordning enligt krav 14 eller 15, varvid det första frekvensbandet är omkring 824-960 MHz.

17. Antennanordning enligt något av kraven 14-16, varvid det tredje frekvensbandet är omkring 2400-2500 MHz.

18. Bärbar radiokommunikationsanordning innefattande: - en kåpa, - en antenn inuti kåpan, att k äxan e1:e clærna t a v - antennen innefattar en antennanordning enligt något av föregående krav.