SE514773C2 - Radiokommunikationsenhet och antennsystem - Google Patents

Description

UI |\) (Jl systemsändnings-/mottagnings band, för att spara utrymme och minska SAR (Specific Absorption Rate). Några ytterligare kända exempel på användning av mer än en antenn används för att uppnå mångsidighet och riktningsegenskaper, för att minimera påverkan av användarens hand och för satellittelefoner.

För att uppnå mångsidighet eller s.k. diversitet används mer än en mottagande antenn tillsammans med en sändande antenn (vanligtvis samma som en av de mottagande antennerna). -lOdB dämpningsreduktion rapporteras som resultat av användandet av diversitetsmottagning. EP-Bl-0214806 och EP-Al-0648023 beskriver två exempel på detta. Ett ytterligare exempel visas i WO-Al~95/04386. Diversitet är standard i det japanska FDC- systemet och typiskt används en sprötantenn i kombination med en PIFA (Planar Inverted F Antenna).

Riktningsegenskaper har föreslagits för att förbättra antennzörstarkningen i riktning mot basstationen (dvs på ett variabelt sätt) och för att undertrycka störkällor. EP-Al- 0649227 är ett exempel.

EP-Al-0752735 beskriver användandet av multipla antenner för att minimera inverkan av användarens hand, helt enkelt genom att använda den del av antennelementen som inte täcks av handen (såsom detekterat med VSWR).

Satellittelefoner ställer hårda krav på antennerna, såsom en stor skillnad mellan sändnings- och mottagningsfrekvenser och extrema krav på låga förluster (dvs filter ska undvikas). WO- Al-97/267l3 och WO-Al-98/18175 är två exempel på detta, där separata sändnings-och mottagningsantenner med samma cirkulära polarisation används.

Moderna mobiltelefoner är små och därigenom kommer samverkan mellan antennen, telefonkroppen och användaren att bli mer dokument2; 00-03-21. 10 15 20 25 30 betydelsefull än tidigare. Det finns också normalt sett ett krav på två eller flera frekvensband och en modern trend är att integrera antennfunktionen i telefonkroppen för att göra den osynlig från utsidan, vilket typiskt betecknas inbyggd antenn. Enligt föreliggande uppfinning kan ett antal fördelar uppnås genom att använda separata antenner för mottagning och sändning om de utformas enligt den föreliggande uppfinningens speciella principer, som kommer att beskrivas nedan. Kraven på sändnings- och mottagningsantenner är ganska olika och med minskande storlek blir det mer och mer viktigt att separat optimera vardera. Det är väl känt att antennprestanda kommer att minska när antennen görs mindre.

Eftersom mobiltelefoner idag är väldigt små och antennerna, under telefonsamtal, kommer att vara anordnade nära användarens huvud, ges effekterna på den mänskliga kroppen när den utsätts för elektriska fält stor uppmärksamhet. Ett ämne som diskuterats särskilt är SAR-värdena, som företrädesvis bör vara låga. I ovan nämnda dokument förekommer inga ansträngningar för att minska SAR.

SAR (Specific Absorption Rate) används idag för att kvantifiera inverkan av elektromagnetiska fält på den mänskliga kroppen och är också tillämpbar för närfältet. SAR definieras som effektförlust per en viss enhet av kroppsvävnaden och exempelvis FCC (Federal Communications Commission) i USA kräver mindre än 1,6 mW per gram.

Telefonsystemen kräver en viss effektnivå (såsom 2 W toppvärde och 0,25 W medelvärde för GSM). Det skall dock påpekas att närfältet för antennen kan vara olika för olika typer av antenner, även om fältet långt borta från antennen är likadant. SAR mäts inuti ett provhuvud eller kan beräknas. På grund av SAR:s effekttäthetsnatur kommer en mindre antennstruktur som bär samma effekt som en större struktur dokument2; 00-03-21 (fl l\) C) 25 30 514 775 sannolikt att ligga närmare gränsvärdet. Den allmänna utvecklingen av telefonerna ställer därför krav på SAR- optimerade lösningar. Större antennstrukturer kommer i allmänhet att ge lägre SAR-värden, men moderna telefondesignkrav lämnar inga möjligheter för ökande storlek.

Antenneffektivitet är en annan viktig egenskap och effektivitet och SAR är i viss utsträckning korrelerade så att hög SAR innebär uppenbart extra förluster.

För att definiera några termer hänvisas till figur la, som visar en typisk telefon med en helixantenn, som är en av de mest vanliga typerna av antenner idag. Användaren l håller telefonkroppen 2, försedd med en antenn 3, mot örat 4. Den utstrålade effekten Pfæ måste uppfylla kraven för telefonsystemet ifråga. Pma är mindre än effekten Pm matad till sändaren och kvoten mellan dem ger effektiviteten. En del av förlusten är SAR, som orsakar en (mycket liten) uppvärmning 5 av den mänskliga vävnaden nära antennen, och många gånger högre uppvärmning uppträder än vid positioner som 6 längs telefonen. För fortsatta diskussioner ska det påpekas att telefonkonfigurationen i figur la kan tolkas som en utpräglat asymmetrisk elektrisk dipol, såsom visas i fig. lb. Den asymmetriskä dipolen lb skiljer sig från den vanliga asymmetriskä dipolen i fig.lc enbart genom dess matningsimpedans. Strömmarna längs dipolerna lb och lc är samma, vilket är anledningen till förekomsten av ström- och SAR~maxima vid 5 i figur la.

För en sändarantenn är både SAR och effektivitet viktiga. För SAR kan det visas att olika små antenner som utstrålar samma effekt och är placerade på samma avstånd från örat kan ge SAR- värden som skiljer sig mer än 100 gånger. Skulle mycket lägre värden krävas än vad som kan uppnås med den för dagen typiska antennen, blir det nödvändigt att använda någon av de mer SAR- 10 15 20 514 773 s effektiva antennprinciperna. Naturligtvis kommer antenner av magnetisk typ (Slingor etc) att ge mindre SAR i närfältet jämfört med antenner av typen elektrisk dipol. Detta kan exemplifieras genom att studera fälten från en elektrisk dipol och en magnetiskt dipol, som utstrålar samma effekt. När r minskar, ökar de elektriska fälten som l/r3 respektive 1/ra och därigenom kommer den magnetiska dipolen (1/rz) att ha ett mycket lägre E-fält (motsvarande SAR) på väldigt små avstånd, trots samma fält på mycket stora avstånd.

Fälten från den elektriska dipolen illustreras mycket schematisk i figur 2a där en enkel linjär antenn 10, typiskt en halv våglängd eller mindre i total längd, matas över dess symmetriska öppning ll av en matarledning 12. Dipolen är riktad längs z-axeln i ett tänkt koordinatsystem där de elektriska 13 och magnetiska 14 fälten kan beskrivas av följande ekvationer uttryckta i sfäriska standardkoordinater r, 9 och W: E, z z01zc0sø[ 1á + 13) 23 r' _fl7 Z.fl§nÛ jk 1 I E9=fiíí-_+T+fk-r-3-) E r r 1 Izsina jk 1 Hw: 47: íT-krz] där:k= vàgtal (=2“/Ä), Zo= 377 ohm, I= ström, l= effektiv längd.

Fig. 3a visar motsvarande fält runt en magnetisk dipol exemplifierad av en liten ring 16 matad med ström från en dokument2; 00-03-21 (H 10 F* (11 20 25 ledning 17. Dess motsvarande elektriska 18 och magnetiska l9 fält liknar dem för den elektriska dipolen. Med lämplig skalning är de faktiskt identiska om de elektriska E och magnetiska H fälten byts och skalas. De matematiska uttrycken är: H Z Alcosåßjgfqlcflki) r Zz r' r3 ffg =;:É{šÉÄlÉlí_.Äíl.+ j? ¿._i_) 41 r r' r E ----- ---vi ° 4n L r r”] där vidare: A= slingans area.

En viktig egenskap som är upperbar från dessa ekvationer är att fjärrfäiten (strålningsfaltenj för ökande avstånd r avtar såsom l/r medan den utstràlade effekten bevaras. Nära dipolen är variationen med avståndet l/rz eller l/r3 och detta illustreras av figur 2b (elektrisk dipol) och 3b (magnetisk dipol). Nära dipolen är det radiella fältet starkast och det radiella fältet är elektriskt for den elektriska dipolen och magnetiskt för den magnetiska dipolen. De radiella fälten försvinner långt borta från dipolen. SAR beror pà det elektriska fält en mänsklig kropp utsätts för och eftersom SAR uppträder väldigt nära den strålande strukturen kommer en elektrisk dipol att ha väldigt annorlunda SAR-egenskaper jämfört med de för en magnetisk dipol.

Fältet pà ett avstånd dn mycket nära en dipol (dn<Ä/10) är mycket olikt stràlningsfältet på ett avstånd df långt från dipolen (df>Ä/2). SAR beror på närfältet enbart, medan strålningen beror på fjärrfältet enbart. Det är ett intressant dokument2; 00-03-21 10 15 20 25 30 (fl _.A -r *J *<1 C;d faktum att olika antenner med samma utstrålade effekt kan ha väldigt olika närfält. En av de riktigt effektiva sätten att reducera SAR är därför att välja rätt antennelement snarare än att reducera både fjärrfältet och närfältet, vilket görs av olika icke godkända dämpningsprodukter på marknaden som påstås skärma strålningen. De flesta moderna mobiltelefonsystemen kommer att försöka öka uteffekten för att upprätthålla radioförbindelsen, vilket orsakar kortare batterilivstid och lägre mottagningskänslighet men generellt inte ett relativt minskat närfält.

Det kan också förväntas att antennstrukturer som är isolerade från telefonkroppen (genom avstånd eller symmetri) har mer fördelaktiga SAR-egenskaper eftersom många telefoner visar maximal SAR någonstans på telefonkroppen, på grund av strommarna längs densamma.

En SAR- mätning av en magnetisk dipolstruktur finns beskriven i: "Miniature dielectric loaded personal antenna with low user exposure", Leisten et al, Electronics Letters, 20 augusti, 1998.

Det är väl känt att storleken på en antenn är kritisk för dess egenskaper, (se Johnsson, Antenna Engineering Handbook, McGraw Hill, kapitel 6) som kan uttryckas som en begränsning av produkten mellan den relativa bandbredden (Af/f) och effektiviteten (Û), vilken produkt alltid är mindre än en konstant multiplicerad med den effektiva volymen (V) för antennen (uttryckt i kubikvåglängder): (Af/f) *kkonstant (v/P) Konstanten har föreslagits vara nära 13, men i många fall är det långtifrån uppenbart hur man skall bestämma "en antenns effektiva volym", eftersom den kan omfatta en del eller en dokumentZ; 00-03-21 20 25 30 ganska stor del av den yttre strukturen av (typiskt hela) telefonkroppen. På grund av detta kan ekvationen generellt inte användas för noggranna beräkningar utan snarare för att förutsäga en ungefärlig storlek. Storleken som förutsägs av denna ekvation, gällande för en antenn i 900 MHz bandet, är jämförbar med hela telefonkroppen, och den typiska antennen i detta band engagerar verkligen hela telefonen för att understödja strömmarna som orsakar strålningen. På grund av dess storlek är dagens typiska telefonantenn för GSM, AMPS, etc snarare en kopplingsstruktur till telefonkroppen sjalv vilken vid 900 MHz ger en grov approximation av en Ä/2- dipolantenn. När ordet ”antenn” används i följande, avses sålunda hela den del som deltar i strålningen. Antennelementet är den del (t.ex. ett helixelement, PIFA etc) som matas via en matningsdel. Den typiska mobiltelefonantennen som används idag består av den ledande delen av telefonen (kretskort, skärmande strukturer och kanske ledande hus) matad av antennelementet.

Samma antennelement kan inkluderas i ett flertal antennfunktioner, när det matas i olika matningsmoder.

Strömmen i telefonkroppen ger i allmänhet ett signifikant bidrag inte bara till strålningen utan också till SAR. Som en konsekvens av denna volymomständighet, kommer en antenn som omfattar ett litet antennelement, som är isolerat från telefonkroppen, att ha en liten volym jämfört med telefonkroppen och är därför troligen en ganska dålig antenn i fråga om effektivitet och bandbredd, om det är nödvändigt att täcka hela GSM-bandet.

Uttrycket "liten bärande struktur" kommer fortsättningsvis att användas för ganska små strukturer, typiskt med en största längd på en våglängd eller mindre, som bär ett antennelement med samma eller mindre storlek. En viktig egenskap när man utformar mobiltelefonantenner i motsats till antenner 10 15 20 25 30 514 'F73 monterade på stora strukturer (torn, fordon etc) är att mobiltelefonen måste kunna fungera självständigt, och antennmönster, antennimpedans och andra egenskaper kommer att påverkas kraftigt av strukturens begränsade storlek.

Förhållande blir olika för olika antenner, varvid antenner avsedda att monteras på ett jordplan (såsom en monopol eller en slits i ett jordplan) kommer att ha väldigt olika strålningsmönster om jordplanet bara är en eller två våglängder stort, jämfört med fallet när samma antenn är monterad på ett "oändligt jordplan" som kan förstås vara åtskilliga våglängder stort. För den vanliga helixantennen (normal helix) på en mobiltelefon kan man verifiera att medan dess strålningsimpedans på ett stort jordplan kan vara 2-3 ohm, kan impedansen öka till 15-20 ohm när den installeras på en mobiltelefon. Detta kommer att signifikant ändra omständigheterna för funktionen och utformningen av antennen, exempelvis i fråga om bandbredd. På grund av dessa drastiska skillnader kommer det i de flesta fall att vara nödvändigt att skilja mellan funktionen för antenner monterade på "en stor struktur" och antenner monterade på "en liten struktur", men uppenbart är denna distinktion bara nödvändig nära antennen själv en en "liten struktur". Termen "liten bärande struktur" kommer att användas för att känneteckna dessa fall. Kapitlet 6 i "Antenna Engineering Handbook" (av Wheeler) som hänvisas till ovan, beskriver “små antenner" i betydelsen att de kan inneslutas i en sfär med en omkrets på en våglängd eller mindre (“radiansfär"). På en telefon tillämpas detta allmänt på själva antennelementet, men i de flesta fall inte på hela telefonen. Uttrycken "små antenner" eller "radiansfär" ska inte blandas ihop med uttrycken "liten bärande struktur" som används här.

För en mottagande antenn orsakar växelverkan med användaren dokument2; 00-03-21 (fl |__1 O *J UI 20 30 10 inte något SAR-problem. Tvärtom kan antennens effektiva volym ökas genom användarens närvaro. Växelverkan med användaren kan därför till och med vara till fördel. I känslighetssyfte kan en andra mottagande antenn inkluderas för att implementera en diversitetsfunktion. Detta kan göras genom att lägga till en separat antenn eller i vissa fall genom att inkludera en andra mottagande antenn i den sändande antennen.

Det kommer också att ske en förändring av kopplingen när telefonen omsluts av användarens hand. Olika specifika utformningar av individuella antennelement kan ha väldigt olika degradationsgrad. Det ska påpekas att de flesta nutida telefonantennerna faktiskt är kopplingselement till telefonkroppen som strålar genom att bara strömmar längs dess längd. Detta gäller allmänt oberoende av utseendet eller typen av antenner.

Nästan alla moderna mobiltelefoner kan beskrivas som elektriska dipoler riktade längs telefonen, vilken riktning för enkelhet skull betecknas "vertikal" nedan. Enligt resonemanget ovan ger detta relativt högt SAR och minskad strålningseffektivitet. Antennen är här antennelementet plus åtminstone en del av telefonkroppen, och fjärrfältsstràlningsfunktionen har huvudsakligen samma strålningsegenskaper oberoende av om antennelementet är en helix placerad ovanpå telefonen, en på dess baksida eller på sidan, en slitsantenn på dess baksida etc. I denna grupp inkluderas också korta utdragbara sprötantennelement, som med ovanstående terminologi utgör en antenn, ehuru den kan modifieras mekaniskt för att förbättra vissa egenskaper. Man skulle kunna beskriva det så att i mottagningsmoden "attraheras" en del av det elektriska fältet runt telefonen av antennelementet (helix, PIFA etc), så att en del av förskjutningsströmmen hos det elektriska fältet kommer in i dcktunent2; 05-03-21 10 15 20 25 30 514- 2775 ll antennelementet.

Telefoner med yttre antenner som är eller kan riktas mer eller mindre vinkelrätt mot huvudet är kända. Figur 4 visar ett exempel enligt EP-Al-0806809 som har en antenn 52, som kan fällas. Genom nedfällningen och sprötantennens längd kommer strålningen i ganska hög grad att vara relaterad till en elektrisk dipol vinkelrätt mot huden. Detta kan förväntas öka effektiviteten.

Magnetiska dipoler i form av en ferritkärna har använts i personsökarsystem i HF- till lägre VHF-frekvensområdet. De är typiskt anordnade nära midjan eller placerade i en ficka och därigenom parallella med kroppens lokala yta.

Figur 5 visar ett exempel pà detta, med personsökare 53 anordnad i närheten av en användares midja 54 och utrustad med en ferritkärna 55 som verkar som en magnetisk dipol. Ferriter har hittills varit ganska dåliga vid de frekvenser som används som mobiltelefonfrekvenser, annars skulle denna metod förbättra den magnetiska dipolen. Deras effektivitet ökas kraftigt genom användarens närvaro. Dessa antenner används bara som mottagningsantenner och inte som sändningsantenner.

Beroende på fältet och polarisationen kommer vissa antenner att få en förbättrad funktion nära användaren medan andra kommer att få försämrade prestanda. De flesta moderna antenner hör till den andra gruppen. Den ovan nämnda personsökarantennen och antennenbeskriven i EP-Al-0806809 hör till den första gruppen. Med det förenklande antagandet att en telefon är formad som en låda är uppdelning av telefonantenner i sex typer (två typer av dipoler gånger tre vinkelräta geometriska orienteringar) användbar för att känneteckna deras strålningsegenskaper och deras typer av växelverkan med användaren. dokument2; 00-03-21 lO 20 25 30 Anledningen till att det är så vanligt att användandä en antennkombination, såsom en vertikal sändningsantenn av elektrisk dipoltyp och en vertikal mottagningsantenn av elektrisk dipoltyp, som har vissa mindre fördelaktiga egenskaper såsom nämnt ovan, är sannolikt svårigheten att erhålla effektivitet och bandbredd i det lilla utrymme som finns tillgängligt i telefonen. Lättaste sättet att erhålla strålningseffektivitet och bandbredd vid mätningar i fria rymden är att använda telefonens längd (typiskt omkring Ä/2 för GSM/AMPS). "Kostnaden" är relativt hög SAR och en avsevärd reduktion av effektiviteten när telefonen flyttas från "fria rymd"-positionen till "talpositionen". För en typisk mobiltelefon är effektiviteten, vid praktisk användning, omkring 10 % jämfört med ett idealfall (Ä/2-dipol i fria rymden). Detta tal kan lätt förbättras genom att använda ett antennelement som ger en mindre försämrande interferens med användaren. En slutsats av detta är att telefonen företrädesvis bör vara optimerad för talposition snarare än för fria rymden. En viktig del av uppfinningen är att undvika destruktiv interferens med en användare. Därtill är SAR normalt nära den övre gräns som tillåts av exempelvis FCC i USA. Det skall påpekas att påståendena här gällande den elektriska dipolfunktionen som helhet är tillämpbar bara på små antenner (fasta helixar eller "inbyggda" antenner).

Exempelvis har typiskt en utdragbara antenn av huvudsakligen halv våglängd lågt SAR och hög effektivitet beroende på dess isolerade funktion relativt telefonkroppen. Telefoner av reguljära storlekar för drift vid högre frekvenser (1700-1900 MHz) är "större" uttryckt i våglängder, vilket i allmänhet förbättrar optimeringen av storlek-bandbredds-effektiviteten.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en dokument2; OC-ÜB-Zl l0 15 20 25 30 511% 773 13 bärbar radiokommunikationsenhet som har antennanordningar med vilka det tillgängliga utrymmet kan utnyttjas bättre, vilket gör det möjligt att minska det utrymme som behövs för antennelementen och att förbättra antennegenskaperna.

De är också ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en portabel radiokommunikationsenhet som har en antennanordning, som har en sändningsantenn och en mottagningsantenn, där den radiativa kopplingen mellan antennerna minimeras.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en portabel radiokommunikationsenhet som har en antennanordning där det är möjligt att använda antenntyper som ger lägre SAR (dvs exponera en användare för ett lägre elektriskt närfält) i kombination med tillräckliga prestanda när denna appliceras i en reguljär telefongeometri.

Det är ytterligare ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en portabel radiokommunikationsenhet som har en antennanordning för vilken det är möjligt att använda antennelement som, genom en balanserad konstruktion, har mindre växelverkan med telefonkroppen och därigenom mindre negativ inverkan på antennens effektivitet när telefonen är i talposition.

Dessa och andra ändamål uppnås med en portabel radiokommunikationsenhet enligt de bifogade kraven l-19 och 39.

Där också ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla ett antennsystem för vilket det tillgängliga utrymmet kan utnyttjas bättre, vilket gör det möjligt att minska det utrymme som krävs för antennelementen och/eller att förbättra antennegenskaperna.

Det är också ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla dokument2; 00-03-21 UT 15 25 30 LN .må .ß. “<1 ~\ J 3 14 ett antennsystem, som har en sändningsantenn och en mottagningsantenn, där den radiativa kopplingen mellan antennerna minimeras.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett antennsystem för vilket det är möjligt att använda antenntyper som ger lägre SAR (dvs exponera en användare för lägre elektriskt närfält), i kombination med tillräckliga prestanda när det anordnas i en reguljär telefongeometri.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett antennsystem för vilket det är möjligt att använda antennelement som, genom en balanserad konstruktion, har mindre växelverkan med en telefonkropp och därigenom lindre negativ inverkan på effektiviteten för antennen, när telefonen är i dess talposition.

Dessa och andra ändamål uppnås med ett antennsystem enligt de bifogade kraven 20-38.

Genom arrangemanget med ortogonala sändnings- och mottagningsantenner, uppnås ett antennsystem med minimerad koppling mellan sändnings- och mottagningsantennerna.

Antennelement för att uppnå ortogonala strålningsegenskaper är ofta symmetriska.

Dagens mobiltelefoner är olika och är utformade på olika sätt och därigenom kommer olika lösningar att vara optimala i olika fall. Det är ett ändamål med uppfinningen att anpassa antennerna till olika telefoner genom olika val bland möjligheterna.

För att använda en antenn oberoende av dess typ på en bärbar (mobil) telefon är det nödvändigt att använda en antenn som är liten och som kommer att ha önskad funktion när den är placerad på en liten bärande struktur (dvs kortare än såsom lO 15 20 25 773 15 514 diskuterat ovan).

Genom att använda två antenner, en för mottagning och en för sändning, blir det möjligt att optimera varje antenn separat med hänsyn till dess krav, och en reduktion av den ömsesidiga kopplingen kommer att uppnås, vilket minskar kravet på duplexfunktionen.

Genom att använda antenner med ortogonala strålningsegenskaper kommer den ömsesidiga kopplingen mellan sändare och mottagare att reduceras ytterligare och i många fall eliminera behovet av duplexkretsar. De ortogonala antennerna kommer i många fall att reducera behovet av utrymme eftersom två ortogonala antenner kan uppta samma utrymme utan interferens.

Genom att använda antenner av typen magnetisk dipol erhålles en antenn med signifikant lägre SAR än en elektrisk dipol.

Magnetiska dipoler som används med deras axel parallell med användarens hud har en positiv växelverkan med användaren som ökar dess bandbredd, medan den fortfarande har betydligt mindre SAR än en motsvarande elektrisk dipol.

Magnetiska dipoler som används med deras axel vinkelrätt mot användarens hud har mycket låg SAR men under identiska omständigheter lägre bandbredd än en med axeln parallell med huden.

En följd av den volymseffektiva lösningen är att många lösningar baserade på uppfinningen är lätta att gömma inuti telefonhöljet. Att gömma antennen är av stort intresse för utformningsaspekter av telefonhöljets yttre.

Genom att integrera delar av antennen i höljet kan tillgängligt utrymme utnyttjas bättre, vilket ytterligare ökar möjligheterna att kombinera en god antennfunktion med en god dokument2; 00-03-21 10 15 25 'f ytire utformning av telefonhöljet.

( Kombinationen av en elektrisk dipol (liknande antennerna på dagen typiska kommersiella telefoner) och en antenn av typen magnetisk dipol är förenlig med utformningen av de flesta telefoner och tillåter lågt SAR och effektiva antenner.

En rättfram lösning för att erhålla ortogonala strålningsegenskaper är att använda två korsade fält som kan vara antingen elektriska eller magnetiska.

För att spara utrymme är det önskvärt att använda samma utrymme för båda antennerna och en lösning på detta är att använda samma antennelement mata: på två olika sätt för att ge ortogonala fält.

Ett ändamål med uppfinningen är att minimera växelverkan med användaren, men det är ändå fördelaktigt att hålla antennen borta från användarens hand, vilket kan uppnås genom att placera antennen i den övre änden av telefonen.

Genom att använda en antenn av typen magnetisk dipol uppnås en antenn som har låg växelverkan med användaren.

Elektriska dipoler är lättare att anpassa men det är möjligt att erhålla lägre SAR genom att eliminera strömmar längs telefonen för sändningsantenner. Detta kan uppnås medelst en sändande elektrisk dipolantenn anordnad horisontellt.

Genom att använda ett komplext avstämningsnät och utnyttja de bättre strålningsegenskaperna vid högre frekvenser är det möjligt att kombinera multibandtjänster med originalstorleken på en magnetisk slingantenn.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. la visar schematiskt en typisk känd telefon med en dokument ; 00-03-21 10 15 20 25 helixantenn som hålls mot en användares huvud.

Fig.lb visar en asymmetrisk elektrisk dipol.

Fig.lc visar en symmetrisk elektrisk dipol.

Figur 2a visar schematiskt fälten från en elektrisk dipol.

Figur 2b åskådliggör hur fälten beror på avståndet från en elektrisk dipol.

Fig.3a visar schematiskt fälten från en magnetisk dipol.

Fig. 3b visar ett diagram, som åskådliggör hur fälten beror på avståndet från en magnetisk dipol.

Figur 4 visar ett exempel på en känd radiokommunikationsenhet, som har en antenn som kan fällas ner.

Figur 5 visar schematiskt en personsökare anordnad omedelbart intill en användares midja och försedd med en ferritkärna som verkar som en magnetisk dipol som mottagningsantenn.

Figur 6 visar schematiskt en mobil radiokommunikationsenhet med ett antennsystem enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 7 visar schematiskt ett hybridnät använt i samband med vissa utföringsformer av uppfinningen.

Figur 8 visar schematiskt en l80° hybridring använd i samband med vissa utföringsformer av uppfinningen.

Figur 9 visar schematiskt en andra utföringsform av uppfinningen.

Figur 10 visar schematiskt en tredje utföringsform av uppfinningen. dokument2: 00-03-21 10 15 20 25 30 18 Figur ll visar schematiskt en fjärde utföringsform av uppfinningen.

Figur l2a-b visar schematiskt tvà varianter av en femte utföringsform av uppfinningen.

Figur l3a-b visar schematiskt två varianter av ett arrangemang för att avstämma en slinga i enlighet med uppfinningen.

Figur 14 visar frekvensuppdelningen i dagens GSM-system.

Figur 15a-d visar olika dipoler i olika positioner relativt den lokala hudytan hos en användare.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Den i fig. 8 visade utföringsformen av uppfinningen avser ett antennsystem för en mobil radiokommunikationsenhet. Enligt uppfinningen är de sändande och mottagande antennerna skilda åt och utgörs av en sändningsantenn respektive en mottagningsantenn. Separationen gor det möjligt att reducera deras respektive bandbredd med 55-60% (siffror för GSM) jämfört med de sändnings-/mottagningsantenner som används idag. Mottagningsantennerna kan använda samma stràlningsmod som vanligtvis används av telefoner idag, men sändningsantennen anvander en magnetisk dipol (slinga), likaledes riktad längs telefonen. I figur 6 är en bärbar telefonkropp 65 försedd med en slinga 60-61 på dess topp, företrädesvis inbyggd inuti telefonhöljet. För att uppnå en balanserad matning används en slinga formad som en åtta, eftersom vanliga slingor (cirkulära) är svåra att mata på ett balanserat sätt. I princip är slingan i resonans vilket kan uppnås när dess omkretslängd är en våglängd. Genom 8-formen med korsande ledare vid 62, flyter strömmarna i en och samma En implementering av riktning runt slingan sett från utsidan. slingan med dess korsning är att trycka den pà ett tvàsidigt dokument2: OO-CB-âl 10 15 20 25 30 514 773 19 kretskort eller film, med en halva av 8-slingan på vardera sidan. De båda halvorna av 8-slingan är förbundna genom hålen 56, 57 i kretskortet eller filmen. Uppenbart kan slingans omkrets inte vara en våglängd lång när den används i en telefon. Genom att lägga in en kapacitans mellan kretskortet eller filmens sidor vid korsningen 62 kan den dock lätt avstämmas till resonans när den görs kortare för att passa i _ en telefon. Detta kan uppnås genom att förstora en del av ledarna på vardera sida av kretskortet eller filmen vid korsningen 62. 8-slingan matas av en balanserad ledning 63, som i sin tur matas från ett vanligt l80° hybridnät 64 (eller en symmetreringstransformator med en symmetrisk utgång förutom en antisymmetrisk). Hybriden 64 är en 4-port där två portar är förbundna med ledningen 63. Signalen på A-ingången matar transmissionsledningen 63 och därigenom 8-slingan 60-61, vid punkterna 58 respektive 59. Potentialskillnaden mellan punkterna 58 och 59 orsakar cirkulerande strömmar i 8-slingan.

En signal på X-ingången ger samma ström (samma storlek och samma riktning) i transmissionsledningens 63 båda ledare och kommer därigenom inte att ge en cirkulerande ström i 8- slingan. Eftersom en förbindelse på Z-ingången är förbunden med telefonkroppen eller signaljord kommer slingan 60-61 och telefonen att verka som en elektrisk dipol. Den elektriska l dipolens riktning indikeras av pilen 40. Denna matning av telefonkroppen görs på ett sätt som är mycket lik dagens typiska telefon såsom beskrivet ovan. I denna utföringsform ska 2-förbindelsen kopplas till telefonens mottagarkretsar.

Därigenom verkar den beskrivna elektriska dipolen som en mottagningsantenn och verkan omvänds till sändningsantennverkan och hela slingstrukturen kommer att användas som en ände av en osymmetrisk elektrisk dipol och telefonen själv kommer att användas som den andra änden. dokument2; 00-03-21 f\) C) 25 30 (fl 41 “<1 \~'l Oh' 20 Hybridnätet 64 kan göras på många sätt, men beskrivs lättast som en differentialtransformator såsom visas i figur 7. En transformator 66 (som är några mm stor vid 900 MHz) har en sändningsingång 67 som matar ledningen 63 och en mottagningsingång 68 som är förbunden med transformatorns centrum och till telefonchassit 69 (eller signaljord).

Johnson, Antenna Engineering handbook (McGraw Hill 1993) ger ett antal andra lösningar, bland dem l80° hybridringen (rat- race) som visas i figur 8 och som är väl lämpad för tryckning.

Det omfattar en ring, som har en omkrets på nominellt 1,5 våglängder och fyra förbindelser separerade en kvarts våglängd från varandra, vilket lämnar % våglängd utan förbindelser, såsom visas i figuren. Denna hybridring används på samma sätt som nätet 64 visat i figur 7.

Såsom visas i figur 6, är den magnetiska slingan 60-61 anordnad huvudsakligen i planet som är väsentligen vinkelrätt mot en centralaxel för telefonkroppen. Denna är också anordnad så att den magnetiska slingans centralaxel 75 är huvudsakligen parallell med telefonkroppens fram- och baksidor. Genom denna orientering är transmissionen från den magnetiska slingan stödd av användarens närvaro, vilket förbättrar dess effektivitet, vilket kommer att förklaras ytterligare nedan.

Detta stöd från användaren i kombination med den minskade begärda bandbredden gör det möjligt att använda en ramantenn för att erhålla bättre effektivitet i "talposition" än typiska antenner som används idag. Hittills har ramantenner ansetts ha för smal bandbredd för användning i telefonsystem. Som en logisk följd av användningen av den magnetiska dipolen går SAR ner avsevärt jämfört med en liten antenn av standardtyp.

När slingan formas av ett mönster på en flexibel film är det fördelaktigt att samma film stödjer transmissionsledningen dokument2í 00-03-21 lO 15 20 25 30 514 775 21 nedåt till telefonens elektronik. Även symmetreringstransformatorn eller l80° hybriden kan formas på samma film.

Genom arrangemanget av antennerna i utföringsformen i figur 6 kommer sändnings-och mottagningsantennerna att ha ortogonala strålningsegenskaper i förhållande till varandra. Detta innebär att kopplingen mellan antennerna blir synnerligen liten (teoretiskt ingen).

OMed hänvisning till figur 6 omfattar höljet ett användarinterface såsom en display, tryckknappar etc. Därtill omfattar telefonkroppen ett tryckt kretskort innehållande sändnings- och mottagningskretsar. I telefonkroppen eller inneslutningen inkluderas ett batteri för att göra enheten självständig. Det tryckta kretskortet, möjligen omfattande skärmande lock, är en ledande del som kan vara en del av antennen. Även höljet kan vara ledande och fungera som en del av antennen. Telefonkroppen kan också inkludera en metallram eller chassi, som kan utgöra en del av antennen. Ett batteri, som gör telefonen användbar utan anslutande ledningar, kan anordnas i höljet 78 eller telefonkroppen 65.

OTypiskt för en telefon beskriven, är att både antennelementet och telefonkroppen är små, i motsats till andra antenner som ska monteras på ett jordplan. Härvid avses med ett “litet” antennelement ett antennelement som är huvudsakligen mindre än en våglängd. Telefonkroppen i ett sådant fall är en liten bärande struktur, vilket betyder att dess största mått likaledes är huvudsakligen mindre än en våglängd.

OEn andra utföringsform och ett enkelt sätt att implementera uppfinningen, vad gäller kopplingen mellan sändnings- och mottagningsantenner, visas i figur 9. En asymmetrisk elektrisk dipol 70 är anordnad på telefonen 2, företrädesvis inuti höljet 78. Genom att mata dipolen på olika sätt kommer den att dokument2; 00-03-21 'un UW {\) Cï 25 30 en ._J- 4> \1 sn (j J 22 omfattas i två separata och ortogonala antenner. Den horisontella elektriska dipolen 71 är kopplad till en differentialtransformator 7l, som är en standardkomponent såsom visat i figur 7. Sändningsantennen matas via A-ingången 73 och transformatorn. Dipolen matas alltså osymmetriskt, och är därvid isolerad från telefonkroppen, vilket kommer att minska SAR. Kopplingen 72 till mitten av utgångslindningen på transformatorn 71 är kopplad till mottagaren som också är kopplad till telefonkroppen. Mottagningsantennen är därigenom mycket lik den typiska antennen i en modern telefon som strålar i den vertikala elektriska dipolmoden. Antennen kommer att förbättra sändar- till mottagarisolationen och SAR kommer att vara lägre än för andra elektriska dipoler.

OEn tredje utföringsform av uppfinningen, som kommer att ge mycket lågt SAR, men kommer att ha en begränsad bandbredd, visas i figur lO. Hårdvaran är lik den i utföringsformen visad i figur 6, men 8-slingan är vriden 90° så att den kommer att ligga i ett vertikalt plan, huvudsakligen parallellt med baksidan av telefonhöljet. Ett tryckt kretskort 75, som kan vara flexibelt, är försett med 8-slingan 76 och l80°- hybridkretsarna 77 och är placerad på baksidan av telefonen för att öka avståndet från *nvändaren. Kretskortet är inrymt inuti höljet 78 i telefonen.

ODe ovan beskrivna magnetiska dipolerna uppnås med 8-slingan, men alternativt kan olika former av slingor eller spolar användas under förutsättning att de matas på ett balanserat sätt och är volymseffektiva. Slingor uppdelade i tre eller fyra sektorer (klöverbladsantenner) kan också användas här.

Med lämplig symmetri kan också en enkel slinga användas.

Slingan är en implementering av en magnetisk dipolantenn, men uppenbart är andra typer möjliga. En slitsantenn i ett jordplan är en vanlig typ av magnetisk dipolantenn, men anordnad på en telefon blir den stora skillnaden mellan en dokument2; 00-03-21 10 15 20 25 30 514 775 23 "stor struktur" och en "liten bärande struktur" uppenbar eftersom en slitsantenn kommer att verka både som en magnetisk dipolantenn och som en matare till en elektrisk dipol formad av telefonkroppen och med typiska telefonmått kommer den andra antennen att dominera strålningen starkt. Det är också möjligt att använda ferritmaterial för att göra den magnetiska dipolen mer effektiv.

OI en fjärde utföringsform enligt uppfinningen används två magnetiska dipoler, såsom visat i figur ll. Två vinkelräta slingor används och genom symmetrisk placering kan kopplingen bli liten. Ingen differentialtransformator eller l80° hybrid är nödvändig, eftersom varje slinga har sin ingång/utgång kopplad till sändaren respektive mottagaren. Sändarantenn 80 är vertikalt placerad (för att ge en horisontell magnetisk dipol, vilken är mest SAR-effektiv), medan mottagningsantennen 81 har en vertikal riktning på dess dipol. Ingen av dem har en stark växelverkan med telefonkroppen 77.

OI en femte utföringsform av uppfinningen, visad i figurerna l2a-l2b, liknande den fjärde utföringsformen, används ett ferritmaterial för att implementera de två dipolerna. Med ett bra ferritmaterial kan detta minska volymen jämfört med figur ll, men vikten ökar. Samma ferritkärna 82 används för de båda slingor (lindningar) 83 och 84, som används för att isolera de båda antennerna från varandra. Det kan vara lämpligt att introducera en lätt asymmetri för att kompensera för inverkan av telefonkroppen, för att upprätthålla låg koppling. De båda lindningarna kan vara vertikala/horisonella, såsom visas i figur lze, eller i45° i förhållande till ert herieenrelplen, såsom visas i figur l2b, för att erhålla symmetriska egenskaper.

OFör att förenkla den ovanstående beskrivningen antas drift i ett enkelt band. Driften av slingantennen eller slingantennerna är inte på något sätt begränsat till detta, do kument2; 00-03-2 l 25 30 24 och figurerna 13a-13b ger ett sådant exempel. Figur 13a, 13b visar en förbättrad 8-slinga, där induktansen 85 (eller LU avstämts till den lägre frekvensen med kapacitansen 86 (eller C1) skapad vid korsningen. En serieresonanskrets 87 (med komponenter Lz och Cz), som har en resonansfrekvens mellan 900 och 1800 MHz, kommer att verka som en kapacitans omkring 900 MHz och som en induktans omkring 1800 MHz. Genom lämpligt val av komponenter kan avstämning uppnås såväl vid 900 MHz som vid 1800 MHz (eller andra frekvenser). 88 betecknar matningsledningen och induktansen 85 (Li) utgör den strålande strukturen och därigenom också den strålande resistansen vilket för en slinga kan beräknas till 20kÜf ohm, där k är vågtalet (= 2”/Ä) och A är slingans area. Denna ekvation visar att strålningsresistansen är mycket högre vid 1800 Mhz än vid 900 MHz, vilket är synnerligen användbart och fördelaktigt för att upprätthålla god bandbredd vid 1800 MHz, där den ganska komplicerade avstämningsstrukturen annars skulle minska bandbredden. Figur l3b är ett schematiskt diagram där två ytterligare rescnanskretsar 89 och 90 har tillförts för att förbättra bandbredden och avstämma matchningen vid de båda frekvenserna. Såsom är känt från kretsteori kan avstämning till två eller flera frekvenser erhållas på många sätt men här är det önskvärt att använda hela slingan (85 i figur 13b) för alla frekvenser.

I de beskrivna utföringsformerna, där A- och E- ingàngar/utgångar an'änds i matchningen, kan separata matningsledningar från sändningskretsarna respektive mottagningskretsarna användas. Dock kan en sändningsledning användas, som förbinder sändnings-/mottagningskretsarna i radiokommunikationsenheten med en duplexer, diplexer eller annan kopplingsanordning, som i sin tur är förbunden med och företrädesvis är placerad i anslutning till A- och 2- dokument2; 00-03-21 lO 15 20 25 30 ingångarna/utgångarna.

Genom att skilja mottagnings- och sändningsantennerna åt, kan behovet av bandbredd reduceras med 55-60 % för GSM-systemet, såsom nämnts ovan. Detta kan direkt översättas till motsvarande storleksreduktion, vilket möjliggör användande av SAR-effektiva antenner. Figur 14 visar frekvensuppdelningen i dagens GSM-system. 30 indikerar den nominella bandbredden som är 7,6%, medan sändningsbandbredden 31 är 2,7 %. Ett lämpligt val av antenn och polarisation kan göra växelverkan med användaren mer fördelaktig och ytterligare minska utrymmesbehovet för att erhålla tillräcklig bandbreddseffektivitetsprodukt. Andra telefonsystem (AMPS, UMTS etc) kan ha andra frekvenser, men en reduktion av bandbreddskraven med mer än 50 % kommer att uppträda i alla fall För att erhålla separata antennfunktioner utan effektförlust i den andra antennen är det nödvändigt att göra antennerna distinkt olika. Denna skillnad kan uppnås genom olika symmetriegenskaper, olika typer av fält, olika polarisation eller olika frekvensintervall. Utan åtminstone en sådan skillnad kommer det att ske läckage mellan antennerna vilket kommer att få dem att arbeta tillsammans trots "tvåantennutseendet", och det kommer att förekomma effektläckage mellan dem. Denna skillnad är ett grundläggande begrepp i denna uppfinningen och termen ortogonal används för att beskriva "distinkt olika" med avseende på strålningsfältet. Bortsett från strålningsfältet kommer, på grund av antennelementens ortogonalitet, åtminstone den ena att ha en liten bandbredd, vilket ytterligare minskar kopplingen om denna skulle ha ändrats något till följd av obalans orsakad av handen etc. dokumentZ; 00-03-21 lO |._x U1 25 30 Att två antenner är ortogonala betyder att fälten i deras strålningsmonster inte har någon gemensam strålningseffekt, vilket också betyder att det inte förekommer någon koppling mellan dem i teoretisk mening. Effekten utstrålad från en antenn Al kan beräknas som integralen av IEJ2/Zo över alla vinklar på stort avstånd från antennen (dvs vars som helst inom fjärrfältszonen). Den utstrålade effekten från en antenn A2 kommer på samma sätt att beräknas som samma integral avlE22/Zo. Att säga att antennerna är ortogonala betyder nu att motsvarande integral av IE1Ez /Ze är noll långt ifrån Û antennen. Stràlninge från vilken som helst antenn eller strålande struktur som upptar ett begränsat utrymme kan i matematiskt hänseende exakt beskrivas som en summa av elementära elektromagnetiska strålningsfunktioner eller strålningsmoder. Det kan visas att om hela strukturen kan inneslutas i en sfär med en omkrets på C våglängder är antalet strålande moder som signifikant bidrar till fjärrfältet approximativt proportionellt mot CB. For en modern telefon vid 900 MHz är C nära ett och de sex grundläggande moderna (enkla dipoler) kommer att ge en approximativ beskrivning av fältet men i 1800 MHz banden är C omkring 2 och fältet är mer komplicerat. Såsom är uppenbart for den som är bekant med begreppet kan olika linjärkombinationer skapas från denna mängd av strålningsmoder. När uttrycket "ortogonala antenner" används i denna beskrivning kan därför moderna bäst beskrivas som kombinationer snarare än rena moder från en grundläggande mängd, men med båda antennerna konstruerade så att de är ortogonala med avseende på deras strålning. Även om "ortogonala" huvudsakligen är ett matematiskt begrepp kan det mycket väl transformeras till praktiska antenner. Det ska påpekas att "ortogonala" är mer än "vara olika". Exempelvis är två antenner, t.ex. en helix och en PIFA, som används i kombination inte ortogonala eftersom deras fjärrfält är dokument2; 00-03-21 10 15 20 25 30 514 775 27 praktiskt taget samma dvs lik en elektrisk dipol längs telefonen. En praktisk detalj är att "ortogonala" avser omständigheter i fria rymden och förändringar kan uppträda när huvud och hand inkluderas, vilket resulterar i att den ovan nämnda integralen av |E1E2|/Zo kommer att vara liten jämfört med integralen av IE12/Zo och IEJ2/Zosnarare än O, men antennerna betraktas fortfarande som ortogonala.

De magnetiska dipolerna har ett SAR som är en storleksordning lägre än SAR för elektriska dipoler. Orienteringen har också betydelse, men den viktiga gränslinjen är mellan elektriska och magnetiska dipoler.

Magnetiska dipoler parallella med den lokala ytan på huvudet för en användare och elektriska dipoler vinkelräta mot den lokala ytan på en användares huvud stöds av reflektionen pà huvudets yta, vilket betyder att de är mer effektiva nära huvudet än i fria rymden. "Mera effektiv" kan i en praktisk tillämpning bero pà matchningskretsarna men med reflektionen i den lokala ytan inkluderad kommer strålningen att öka, vilket huvudsakligen förenklar matchning och bandbredd. I de fall då reflektion i den lokala ytan motverkar antennen kan en motsvarande försämring eller ökad svårigheter att matcha uppträda. Detta i motsats till magnetiska dipoler vinkelrätt mot den lokala ytan på huvudet och elektriska dipoler parallella med den lokala ytan på huvudet. I det sista fallet går effektiviteten ner och SAR går upp eftersom den är en slags komplementär kvantitet till strålningen. Trots detta har den magnetiska dipolen fortfarande lägre SAR än den elektriska.

Detta illustreras med figur l5a-d som visar olika dipoler i olika positioner relativt den lokala hudytan på användaren 46, vars hud just här antas vara en plan yta. Figur l5a är en dokument2; 00-03-21 p.) (D 15 28 elektrisk dipol 47 parallell med ytan 46 och figur l5b är samma dipol vinkelrät mot ytan. I det första fallet inducerar dipolen 47 en "spegeldipol" 48 som motverkar dipolen 47 men i det andra fallet kommer "spegeldipolen" att hjälpa den reella dipolen. I det första fallet kommer närvaron av användaren att försämra prestanda i termer av strålningsresistans och bandbredd medan i det andra fallet kommer prestanda att förbättras eftersom den effektiva antennen är större.

Motsvarande magnetiska antenner visas i figur l5c och l5d.

Slingantennen 49 inducerar en spegelslinga 50 som i fallet l5c strålar i fas med den reella slingan medan det fallet i figur l5d är så ,att de båda slingorna motverkar varandra. Närvaron av användaren kommer att förbättra prestanda (strålningsresistans och bandbredd) i figur l5c (där den magnetiska dipclen är parallell med huden) medan prestanda kommer att försämras i fallet l5d där den magnetiska dipolen är vinkelrätt mot huden. "Prestanda" kan i praktiska tillämpningar bero på matchninflskretsarna men med reflektionen i den lokala ytan inkluderad kommer strålningen att öka, vilket huvudsakligen förenklar matchning och bandbredd i det fallet. Även om uppfinningen beskrivits med hjälp av de ovanstående exemplen är naturligtvis många variationer möjliga inom uppfinningens ram.

CokumentZ; 00-03-21

Claims (5)

1. 0 l5 20 25 30 (fl ._a 4> *J \¿J O! PATENTKRÄV l. Portabel radiokommunikationsenhet omfattande: - hus, - en antennanordning for att sända och motta RF~signaler, - sändnings- och mottagningskretsar anordnade i huset, - - åtminstone en ledande del, - en kraftkälla, - ett användarinterface, kännetecknad av att: - antennanordningen omfattar en första antenn, som är en sändningsantenn, kopplad till sändningskretsarna, - antennanordningen även omfattar en andra antenn, som är en mottagningsantenn, kopplad till mottagningskretsarna, och - de forsta och andra antennerna har ortogonala strålningsegenskaper i förhållande till varandra.

2. Portabel radiokommunikationsenhet enligt krav l, kännetecknad av att - åtminstone en av de första och andra antennerna är av typen magnetisk dipol.

3. Portabel radiokommunikationsenhet enligt krav l, kännetecknad av att - åtminstone en av de första och andra antennerna är en magnetisk dipolslingantenn.

4. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l- 3, kännetecknad av att - åtminstone en av de forsta och andra antennerna omsluts av M radiokommunikationsenhetens hölje. dokument2: OO-03-21 Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven 1- kännetecknad av att de första och andra antennerna är anordnade att omslutas av ett hölje i radiokommunikationsenheten och åtminstone en av de första och andra antennerna omfattar åtminstone en del av den ledande delen av radiokommunikationsenheten. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l- kännetecknad av att den ena av de forsta och andra antennerna är av typen elektrisk dipol och den andra av de forsta och andra antennerna är av typen magnetisk dipol. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven 2- 5, kännetecknad av att den magnetiska dipclen huvudsakligen ar anordnad att vara riktad parallellt med ytan på radiokommunikationsenhetens med användarens huvud när den holje som är i kontakt används, så att den magnetiska dipolen huvudsakligen är riktad parallellt med användarens hud i ett område runt denna yta. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven 6, kännetecknad av att 5. 4, 5 6. 5, 10 - 7. l5 20 8. 25 - 30 9. 8, den magnetiska dipolen huvudsakligen är riktad vinkelrätt mot en yta på radiokommunikationsenhetens holje som är i kontakt med användarens huvud när denna används, så att den magnetiska dipolen huvudsakligen är riktad vinkelrätt mot användarens hud i ett område runt denna yta. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l- kännetecknad av att de första och andra antennerna är av samma dokument2; 00-33-21 10 15 20 25 30 514 773 31 elektriska/magnetiska typ men riktade approximativt 90° åt olika håll, vilket resulterar i olika polarisation. 10. Portabel radiokomrunikationsenhet enligt något av kraven l-9, kännetecknad av att - de första och andra antennerna fysiskt innefattas i samma del men har två antennfunktioner genom olika matning. ll. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-10, kännetecknad av att - en tredje antennfunktion är inkluderad för diversitetsmottagning. 12. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-ll, kännetecknad av att - den första antennen år av typen magnetisk dipol och är placerad vid en anddel, foreträdesvis den övre delen av radiokommunikationsenheten, - den andra antennen omfattar en elektrisk dipol bestående en del av radiokommunikationsenheten och - den andra antennen omfattar också den första antennen, vilken verkar som en del av den elektriska dipolen. 13. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-l2, kännetecknad av att - den första antennen ar av typen magnetisk dipol och - den andra antennen likaledes är av typen magnetisk dipol. 14. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-l2, kännetecknad av att - den forsta antennen år av typen elektrisk dipol och - den andra antennen likaledes är av typen elektrisk dipol. a\T dokumentZ; 00-03-21 10 20 N (H 30 32 15. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-14, kännetecknad av att - antennen/erna av typen magnetisk dipol omfattar en slinga formad som en 8 på ett substrat, - halva slingan är anordnad på den ena sidan av substratet, medan den andra halvan av slingan är anordnad på den andra sidan av substratet, - de båda halvorna av slingan är förbundna med varandra genom hål i substratet, och slingan är anordnad att matas vid centrala matningsdelar. 16. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-14, kännetecknad av att - antennen/erna av typen magnetisk dipol omfattar en slinga formad på en ferritkärna. 17. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven 1-16, kännetecknad av att - åtminstone en av de forsta och andra antennerna omfattar en liten bärande struktur 18. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-17, kännetecknad av att - holjet är en liten bärande struktur. 19. Portabel radiokommunikationsenhet enligt något av kraven l-18, kännetecknad av at: - organ är anordnade for avstämning av forsta och andra antennerna till multipla frekvensband. 20. Antennsystem for att sända och motta RF-signaler från och till en portabel radiokommunikationsenhet, omfattande: - en forsta antenn, som är en sändande antenn och är dokumenc2; 00-03-21 Uï 10 15 20 25 30 anslutbar till sändningskretsar i radiokommunikationsenheten, en andra antenn, som är en mottagande antenn och som är anslutbar till mottagningskretsar i radiokommunikationsenheten, kännetecknad av att 21. 22. 23. att 24. 25. att de forsta och andra antennerna har ortogonala strålningsegenskaper i förhållande till varandra. Antennsystem enligt krav 20, kännetecknat av att åtminstone en av de forsta och andra antennerna är av typen magnetisk dipol. Antennsystem enligt krav 20, kännetecknat av att åtminstone en av de forsta och andra antennerna är en magnetisk dipolslingantenn. Antennsystem enligt något av kraven 20-22, kännetecknat av åtminstone en av de forsta och andra antennerna är anordnad att omslutas av radiokommunikationsenhetens holje. Antennsystem enligt krav 23, kännetecknat av att de forsta och andra antennerna är anordnade att omslutas av radiokommunikationsenhetens holje och åtminstone en av de forsta och andra antennerna omfattar åtminstone en del av den ledande delen av radiokommunikationsenheten. Antennsystem enligt något av kraven 20-24, kännetecknat av en av de första och andra antennerna är av typen elektrisk dipol och den andra av de forsta och andra antennerna är av typen magnetisk dipol. dOkumenCZ; 00-03-21 lO |...| U 20 30 26, att att 28. att 29. att 30. att Antennsystem enligt något av kraven 22-25, kännetecknat av den magnetiska dipolen huvudsakligen är anordnad att vara riktad parallellt med en yta på radiokommunikationsenhetens holje, som är i kontakt med användarens huvud när denna används, så att den magnetiska dipolen huvudsakligen är riktad parallellt med användarens hud i ett omrâde omkring ytan. Antennsystem enligt något av kraven 22-25, kännetecknat av den magnetiska dipclen huvudsakligen är riktad vinkelrätt mot en yta på radiokommunikationsenhetens hölje, som är i kontakt med användarens huvud när den används, så att den magnetiska dipclen huvudsakligen ar riktad vinkelrätt mot k: _ p? ett område om r .g ytan. |_1 n användarens hud Antennsystem enligt nagot av kraven 20-27, kännetecknat av de forsta och andra antennerna är av samma elektriska/magnetiska typ men riktade approximativt 900 åt olika håll, vilket resulterar i olika polarisation. Antennsystem enligt något av kraven 20-28, kännetecknat av de forsta och andra antennerna fysiskt innefattas i samma del men har två antennfunktioner genom olika matning. kännetecknat av Antennsystem enligt något av kraven 20-29, en tredje antennfunktion är inkluderad for diversitetsmottagning. dokumencâ; 00-G3-21 10 15 20 25 30 31. att 32. att 33. att 34. att 35. 514 773 dä" Antennsystem enligt något av kraven 20-30, kânnetecknat av den första antennen är av typen magnetisk dipol och är placerad vid en änddel, företrädesvis den övre delen av radiokommunikationsenheten, den andra antennen omfattar en elektrisk dipol bestående av en del av radiokommunikationsenheten, och den andra antennen omfattar också den första antennen, vilken verkar som en del av den elektriska dipolen. Antennsystem enligt något av kraven 20-31, kännetecknat av den första antennen är av typen magnetisk dipol och den andra antennen är av typen magnetisk dipol. Antennsystem enligt något av kraven 20-31, kännetecknat av den första antennen är av typen elektrisk dipol och den andra antennen är av typen elektrisk dipol. Antennsystem enligt något av kraven 20-33, kännetecknat av antennen/erna av typen magnetisk dipol omfattar en slinga formad som en 8 på ett substrat, den ena halvan av slingan är anordnad på den ena sidan av substratet, medan den andra halvan av slingan är anordnad på den andra sidan av substratet, de båda halvorna av slingan är förbundna med varandra genom hål i substratet, och slingan är anordnad att matas vid centrala matningsdelar. Antennsystem enligt något av kraven 20-33, kännetecknat av 23406b:01-OI-25 10 F; (JW 20 25 m .-_.\ »ss en Us Ål (j l 36 att - antennen/erna av typen magnetisk dipol omfattar en slinga formad på en ferritkarna. 36. Antennsystem enligt något av kraven att - åtminstone en av de liten bärande struktur 37. Antennsystem enligt något av kraven att 20-35, kännetecknat av forsta och andra antennerna omfattar en 20-36, kännetecknat av - de forsta och andra antennerna är anordnade att monteras på en liten bärande struktur. 38. Antennsystem enlig: nagot av kraven att - antennsystemet är forsett med crgan de forsta och andra antennerna till 39. Portabel radiokommunikationsenhet, kännetecknad av att - den är försedd med ett antennsystem 20-38. kännetecknat av tt avstämning av th O: H (IJ a frekvensband. P. |__| 4- L.

5. C }_l P enligt något av kraven dckumencíâ; 00-03-21