SE515228C2 - Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper - Google Patents

Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper

Info

Publication number
SE515228C2
SE515228C2 SE9903459A SE9903459A SE515228C2 SE 515228 C2 SE515228 C2 SE 515228C2 SE 9903459 A SE9903459 A SE 9903459A SE 9903459 A SE9903459 A SE 9903459A SE 515228 C2 SE515228 C2 SE 515228C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
radiating
electrically conductive
support member
longitudinal axis
semiconducting
Prior art date
Application number
SE9903459A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9903459L (sv
SE9903459D0 (sv
Inventor
Daniel Jansson
Anahid Zeinali
Original Assignee
Allgon Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allgon Ab filed Critical Allgon Ab
Priority to SE9903459A priority Critical patent/SE515228C2/sv
Publication of SE9903459D0 publication Critical patent/SE9903459D0/sv
Priority to PCT/SE2000/001826 priority patent/WO2001022527A1/en
Priority to CNB008133352A priority patent/CN1184719C/zh
Priority to KR1020027003727A priority patent/KR100703937B1/ko
Priority to AU78189/00A priority patent/AU7818900A/en
Publication of SE9903459L publication Critical patent/SE9903459L/sv
Publication of SE515228C2 publication Critical patent/SE515228C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364Creating multiple current paths
    • H01Q5/371Branching current paths

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Description

20 25 30 35 515 228 _2_ är förenligt med modern telefondesign, så att det fordras allmänt mycket mindre antenner med hänsyn till enkel hantering.
Eftersom den lilla antennen måste sända ut samma effekt som en stor antenn (beroende på telefonsystemets fordringar) kommer strömmarna eller spänningarna (beroende på antenn- typ) särskilt när strukturen är liten jämfört med vågländen. Den att vara större i den lilla antennen. Detta gäller möjliga växelverkan med olika föremål nära antennen blir således naturligt större och så även strömmarna utmed tele- fonkropp eller kretskort. Detta gäller för alla typiska skärmar i telefonens omgivning, vilket innebär att anten- nens elektromagnetiska fält kommer att växelverka signifi- kant med användarens kropp under samtalsmod. Denna växel- verkan sker allmänt även under passning och om telefonen är nära användarens kropp.
När det handlar om växelverkan mellan telefonens antenn och dess närmast omgivning, är antennens elektromagnetiska fält nära antennen viktigare än det avlägsna fältet. I denna växelverkan är det åtminstone två olika storheter som skall beaktas.
En är effektförlusten i omgivningen, som utgörs av förluster i tex ett bord, en väska, en hand, ett huvud eller annan humanvävnad. Sådana förluster kan benämnas effekthinder nära telefonen (POP, Power Obstruction near Phone) och uttrycks i watt. En annan storhet är den specifika absorptionstakten (SAR, Specific Absorption Rate), som är relevant i sådana länder, där det finns lagar och bestämmelser som definierar de övre gränserna för SAR som effektförlusten per viss enhet kroppsvävnad, vanligen uttryckt som ett medelvärde i watt per viss mängd kroppsvävnad. Exempelvis FCC (Federal Communications Commission) i USA kräver att SAR skall vara mindre är 1,6 mW i genomsnitt per gram kroppsvävnad. Telefonsystemet fordrar en viss effektnivà (tex 2 W toppvärde och 0,25 W 75 20 25 30 35 515 228 _3_ medelvärde för GSM).
SAR för samma utstrålad effekt.
Olika antenner och telefoner har olika (FCC, CENELEC och andra) mäts SAR inuti en attrapp av ett huvud Enligt standards eller kan beräknas.
Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en antenn, som allmänt uppnår låg POP för att spara effekt.
Naturligtvis är det även ett syfte med föreliggande uppfinning att uppfylla SAR-bestämmelser eller annan applicerbar lagstiftning, som kan krävas i olika länder.
Uttrycket POP används här i teknisk och ej i legal mening.
Den skall således inte blandas samman med SAR, som är en storhet av annorlunda natur.
Beroende på SAR:s natur av effektdensitet är det mer sannolikt att en liten antennstruktur, som drivs med samma effekt som en större struktur, uppvisar hög POP. Detta är fallet for flertalet telefoner, antenner. sAR-opti- som använder små Telefonernas allmänna utveckling fordrar således merade lösningar. Stora antennstrukturer ger allmänt upphov till lägre SAR-värden, men designkraven på moderna telefoner stöder inte ökande storlek. Antennens verkningsgrad är en viktig egenskap, och verkningsgrad och SAR är tämligen korrelerade, eftersom hög SAR innebär hög POP.
Man kan förvänta sig att antennstrukturer, som är isolerade från telefonens kropp (genom avstånd eller symmetri) skulle ha gynnsammare SAR-prestanda än många telefoner, som uppvi- sar maximal SAR någonstans vid telefonens kropp beroende på strömmarna utmed denna.
De elektromagnetiska fälten kring varje antennstruktur beskrivs vanligen som "närfält" eller "fjärrfält" (se tex Krauss: Antennas, McGraw Hill 1988) med följande gränser (r är avståndet och Ä är våglängden). r < Ä i < r < 202m reaktivt närfält: övergàngszon: 10 75 20 25 30 35 515 228 _4_ t. ..- r > 2D2/X D är det utstrålande strukturens största dimension fjärrfält: ("diameter"), och för en telefon (med D i intervallet Ä/3 till Ä) innebär gränserna att "övergångszonen" på det hela taget försvinner. För denna uppfinning är det väsentligt att notera att narfältet och fjärrfältet allmänt är mycket olika med en mellanliggande övergångszon. Områden med höga SAR-värden (dvs starka fält nära telefonen) kan uppträda i olika riktningar jämfört med stark strålnings riktning (i fjärrfältet).
Det har gjorts många försök att reducera närfältet i riktning mot användaren. Några av dessa är inriktade på arrangemang och metoder för att öka avståndet mellan den aktiva antennen och användaren för att uppnå riktverkan, och andra använder olika typer av skärmningsorgan. I exempelvis CA 2 088 724, DE 19 518 125 och DE 10 600 041 beskrivs skärmningsorgan, som innefattar en tvådimensionell platta, vilken skärmar strålningen mot användaren. Sådana skärmningsorgan kan monteras utanför antennen, vid själva antennen eller vid mobiltelefonens hölje, eller också kan de vara integrerade med antennen eller med telefonens naije.
I US 5 335 366 beskrivs ett skärmningsorgan som innefattar en absorbator, reflektor eller blockerare, som är integrerat anordnad på antennen tex som en beläggning, utmed dess längdaxel.
I US 5 666 125 beskrivs en antenn, som på en sida har ett làngsträckt skärmningsorgan, vilket är anordnat utmed antennens längdaxel. Ett långsträckt organ är anordnat parallellt med antennen på motsatt sida av den, och detta element bistår vid omdirigering av strålningen.
I WO 94/28595 beskrivs ett antennarrangemang som innefattar en dielektrisk cylinder, vid vilken fyra vertikala spröt är anordnade, och ett av dessa spröt är ett antennelement och 10 75 20 25 30 35 515 228 de övriga är passiva, sammankopplade element, som kan jordas eller lämnas i en öppen krets. Elementen kan fungera så att de omriktar och/eller reflekterar strålningen. Det nämns att en högre grad av riktverkan uppnås genom att man använder jordade, passiva element. Vidare beskrivs i detta dokument ytterligare två arrangemang av element, med ett aktivt element och ett passivt element anslutet till jord.
I US 5 826 201 beskrivs en vertikal sprötantenn och en passiv sprötantenn, som är parallella. Emellertid är det inte klart om det passiva elementet skall vara anslutet till jord eller till sprötantennen, eller om det skall lämnas i öppen krets.
Problemen med dessa kända arrangemang är stor volym, stor vikt, otillräcklig POP-reducering, allvarlig försämring av fjärrfältstrålningsegenskaperna, komplex konstruktion, och att de är svåra eller dyra att implementera eller har dålig mekanisk livslängd. Många av de s.k. "SAR-reducerande anordningarna" är således föga praktiska i en modern, liten antennanordning för en mobiltelefon med låg vikt. Inte i något av de ovannämnda patentdokumenten synes man vidare helt utnyttja den stora skillnaden mellan fjärrfält och närfält, utan troligen försöker man i snarare skapa fjärrfält, som är svaga i vissa riktningar, vilket inte nödvändigtvis innebär svaga närfält.
Uppfinningen i sammandrag Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en antennanordning, som innefattar ett dielektriskt stödorgan, vilket kan monteras på en radiokommunikationsanordning som kan användas av en människa, och ett utstrålande första element, som kan arbeta i ett första frekvensband, varvid stödorganet och det utstrålande första elementet har an gemensam, central längdaxel, och det utstrålande första elementet uppbärs av stödorganet och har första och andra ändar, vilka utgör en första matningspunkt respektive en öppen ände, och det är anordnat åtminstone delvis kring den 10 15 20 25 30 35 515 228 centrala längdaxeln, varvid denna anordning eliminerar åtminstone några av problemen, som hör samman med känd teknik.
I detta hänseende är det ett särskilt syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan antennanordning, som uppvisar förbättrade närfältsstrålningsegenskaper, dvs reducerade POP-värden, och/eller medger kompaktare design jämfört med känd teknik. Huvudhjälpmedlet för detta är att skapa ett närfält, som är väsentligt annorlunda än fjärrfältet. Ännu ett syfte med uppfinningen är att den skall kunna integreras i befintliga antennkonstruktioner, medan tillräckliga prestanda ändå bibehålls hos dessa. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en antennanordning, som är enkel, har låg vikt, och är billig.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en antennanordning, som är effektiv, lätt att installera och tillförlitlig, särskilt mekaniskt hållbar, även efter lång användning.
Dessa syften jämte andra uppnås enligt uppfinningen medelst antennanordningen enligt patentkravet l.
En fördel med föreliggande uppfinning är väsentlig reducering av POP, medan man bibehåller en antenngeometri, som medger små dimensioner.
Ytterligare särdrag hos och fördelar med uppfinningen framår av den detaljerade beskrivningen nedan av utföringsformer av uppfinningen.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning förstår man bättre genom den detaljerade beskrivningen nedan av utföringsformer av 70 75 20 25 30 35 515 228 _ 7 _ föreliggande uppfinning samt ritningsfigurerna l och 2, som endast är avsedda att illustrera uppfinningen och inte vara begränsande för den.
Fig la visar schematiskt en frontvy av en antennanordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning, när den är monterad på en mobiltelefon, av vilken endast ett parti visas, fig lb och lc visar schematiskt samma påmonterade antennanordning från sidan respektive uppifrån, varvid den förstnämnda även omfattar ett parti av huvudet och fig ld, elektriskt ledande eller halvledande organ respektive två hos telefonens användare, le och lf visar ett alternativa stràlningselement hos denna antennanordning.
Fig 2a visar schematiskt en frontvv av en antennanordning enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, när den är monterad på en mobiltelefon, av vilken endast ett parti visas, fig 2b och 2c visar schematiskt samma påmonterade antennanordning från sidan respektive uppifrån, varvid den förstnämnda även omfattar ett parti av huvudet hos telefonens användare, och fig 2d och 2e visar ett elektriskt ledande eller halvledande organ respektive två strålningselement hos denna antennanordning.
Detaljerad beskrivning av utföringsformer I förklarande och inte i begränsande syfte skildras i beskrivningen nedan speciella detaljer, tex speciell hårdvara, tillämpningar, tekniker etc för att ge en ingående insikt om föreliggande uppfinning. För en fackman är det emellertid uppenbart att föreliggande uppfinning kan realiseras i andra utföringsformer som skiljer sig i dessa specifika detaljer. I andra exempel har detaljerade beskrivningar av välkända metoder, protokoll, apparater och kretsar utelämnats för att inte tynga beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.
I fig la-c uppbärs ett utstrålande första element l, som här är en meanderformad ledare, av en dielektrisk, 10 75 20 25 30 35 515 228 _8_ w i-ø cylindrisk, ihålig ram 2 på sådant sätt, att det utstrålande elementet och ramen har en gemensam, central längdaxel, såsom indikeras med den streckprickade linjen 3.
Ramen 2 är monterad så att den sträcker sig utanför chassit 4 hos en handburen mobiltelefon 5. Det meanderformade elementets l läge på chassit 4 väljs på sådant sätt, att den meanderformade ledarens l strålning, åtminstone i ett första frekvensband, sänds och tas emot effektivt i olika lägen, som väljs av en operatör under passning eller under ett telefonsamtal. I fig la-c är ramen 2 placerad på en sida av ett övre parti av chassit 4 och skjuter ut uppåt.
Det meanderformade elementet l har första och andra ändar, som utgörs av en matningspunkt 6 respektive en öppen ände 7. Matningspunkten 6 är ansluten till matnings/mottagnings- kretsar (visas ej) hos mobiltelefonen 5 via en elektrisk anslutning l5, som är monterad på insidan av ramen 2, såsom indikeras i fig lc. Således finns den en öppning eller liknande i ramen 2, som möjliggör elektrisk anslutning mellan det utstrålande elementet l och anslutningen l5. elektriskt ett Stift 8, Enligt uppfinningen finns det ett långsträckt, ledande eller halvledande organ, här i form av som uppbärs av ramen 2. Stiftet 8 sträcker sig väsentligen parallellt med längdaxeln 3 och har första och andra ändar, som utgör en jordningspunkt 9 vilken är avsedda att anslutas till mobiltelefonens 5 jord, respektive en öppen ände 10. Detta uppnås företrädesvis genom att punkten 9 i mobiltelefonen 5, ansluts till ett kretskort (visas ej) eller alternativt till annan anslutningspunkt, som anses vara jord.
Vidare täcks ramen 2, utstrålningselementet l och stiftet 8 av ett dielektriskt hölje ll (som indikeras med den streckade linjen ll i fig la-c), vilken åstadkommer elektrisk isolering och mekaniskt skydd mot olika miljöer, som mobiltelefonen 5 kan utsättas för. 70 75 20 25 30 35 515 228 I det visade fallet har ramen 2 cirkulärt tvärsnitt.
Emellertid täcker föreliggande uppfinning andra rektangulära eller utformningar, tex elliptiska, kvadratiska tvärsnitt. Ramen kan vidare vara utformad så att den är krökt på sådant sätt, att den centrala längdaxeln genom ramen är krökt.
Ett elektriskt ledande eller halvledande stift 8 sträcker sig väsentligen utmed hela det meanderformade elementets l längd i längdaxelns 3 riktning och uppbärs av ramen 2 väsentligen vid det radiellt sett yttersta partiet av ramen 2, dvs vid dess yttre yta, vilket bäst framgår av fig lc.
Alternativt kan det finnas ett spår eller likande (visas ej> i ramens 2 yttre yta, i vilket stiftet 8 kan anordnas.
I denna utföringsform uppbärs stiftet 8 vidare av ramen 2 vid partier belägna radiellt sett utåt från axel 3 och i riktning mot en användares huvud l2 (se fig lb) under användning av mobiltelefonen 5. Detta innebär att stiftet 8 är placerat på ramens 2 frontsida 13.
Vidare kan ytterligare stift eller ledande element vara placerade vid antennanordningen. Särskilt kan ett andra, elektriskt ledande eller halvledande stift (visas ej) sträcka sig utmed längdaxeln 3 och vara anslutet till jord eller lämnas i öppen krets.
Fig ld visar stiftet 1, som är borttaget från ramen 2, och som företrädesvis är ett elektriskt ledande eller halvle- dande stift gjort av tex koppar, rostfritt stål eller en polymer. Typiskt är stiftet 8 20-80 mm långt och har tvär- snittet 0,1-l x 0,1-l mmz. För varje mobiltelefonkonstruk- tion, och särskilt for varje utformning av ramen och det utstràlande elementet, kan emellertid stiftet 8 utformas och dimensioneras för att åstadkomma maximala prestanda, tex vad gäller förstärkning och närfältsstrålning. Elekt- risk ledande eller halvledande stift 8 kan ersättas med en elektriskt ledande eller halvledande tråd, band, mönster eller liknande. 75 20 25 30 35 515 228 Typiskt för uppfinningen är att det ledande stiftet 8 utformas för att leda en ström, som är jämförbar med strömmen i meandern och således ger närfält med jämförbar amplitud men med en fas, som är åtminstone delvis motriktad. Genom lämpligt val av parametrar är det möjligt att reducera närfältet avsevärt. Stiftet 8 har dåliga utstrålningsprestanda, vilket ger en påverkan av fjärrfältet (utstrålning), som är liten jämfört med påverkan på närfältet.
Pig le visar en möjlig form hos det meanderformade utstrål- ningselementet 1, som är ett etsat eller tryckt lednings- mönster på en dielektrisk, böjlig film 14 med plan konfigu- ration. Det utstrålande elementet sträcker sig från en matningspunkt 6 vid en kant av filmen 14, som väsentligen har rektangulär form, i en omväxlande kurva innehållande parallella sektioner och krökar till den fria änden 7 vid filmens 14 motsatta kant. Det enkla meanderformade utstrål- ningselementet skall formas från en plan konfiguration till en konfiguration, i vilken filmen 14 är rörformad eller åtminstone utgör en del av en cylinder, såsom visas i fig la-c. Detta uppnås genom att man böjer det meanderformade elementet 1 kring ramen 2, så att vinkeln i förhållande till längdaxeln 3 omväxlande ökar och minskar. En sådan konfiguration är kompakt, ger stor hållbarhet och kan an- vändas i en mångfald olika antenntillämpningar. Alternativt kan det meanderformade elementet böjas och monteras på den inre ytan av den ihåliga ramen 2 (visas ej).
I stället för att använda en böjlig film 14 som bärare, kan det meanderformade utstrålningselementet alternativt monte- ras på en annan bärare eller direkt på ramen 2.
Det meanderformade utstrålningselementet 1 kan ha annan geometri, tex ett meanderformat mönster diagonalt på filmen 14 eller vridet 90° i filmens 14 plan jämfört med det visa- de fallet. 70 15 20 25 30 35 515 228 _ 11 _ -».
Uttrycket meander används här för att beskriva det utstràlande elementet, eftersom detta vanligen är den föredragna formen. Såsom varje fackman inser kommer ett oändligt antal andra former att ge ekvivalenta resultat genom att skapa en förlängning av ledaren, som typiskt gör den till en kvarts våglängd, exempelvis mönster med sammanfogade linjer tex det mönster som visas i fig lf, som har en matningspunkt 19 respektive en fri ände 20. Särskilt har ett antennmönster, som är avsett att fungera i ett högfrekvensband, endast l-2 krokar.
I andra konfigurationer kan stiftet 8 (eller annat elekt- riskt ledande eller halvleddande organ) vara integrerat anordnat på filmen l4 (visas ej i figurerna), varvid även stiftet 8 kan bildas genom etsning eller tryckning.
Företrädesvis sträcker sig det utstrålande elementet l tangentiellt i vinkelintervall, som är mindre än 360° kring längdaxeln 3, dvs sträcker sig mindre än ett helt varv, såsom bäst framgår av fig lc. Det elektriskt ledande eller halvledande stiftet 8 sträcker sig företrädesvis i vinkel- intervall, där det utstràlande elementet l inte finns.
Vidare kan ramen uppbära en impedansanpassningskrets (visas ej), som ansluter det utstrålande elementets l matnings- punkt 6 till kretsarna i mobiltelefonen 5.
I fig 2a-e visas en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, som är identisk med den första utföringsformen men med den skillnaden, att utformningarna av och lägena för det elektriskt ledande eller halvledande stiftet 8' respektive de meanderformade utstràlningselementen l', 1".
Alla andra komponenter i fig 2a-e har samma hänvisningsbe- teckningar som i fig la~e.
Stiftet 8' uppbärs i denna utföringsform av ramen 2 vid en sida, som ligger mitt emot den sida som är vänd mot (se fig 2b) användarens huvud under användning av 70 75 20 25 30 35 515 228 _ 12 _ mobiltelefonen 5. Detta innebär att stiftet 8' är placerat på ramens 2 baksida 16.
Vidare har stiftet 8' en lateral förlängning 16 i närheten av sin första ände (9'). I fig 2d syns detta tydligt, var- vid den laterala förlängningen sträcker sig i tangentiell riktning i förhållande till den centrala längdaxeln 3 från ramens 2 baksida 16 till dess framsida 13, dvs den är krökt kring ramen 2 för att anslutas till mobiltelefonens 5 jord.
Alternativt kan stiftet 8' sträcka sig i radiell riktning, dvs tvärs genom ramen 2, som i detta fall är försedd med lämpliga öppningar.
I andra hänseenden, tex vad gäller storlek och material, kan stiftet 8' ha de olika särdrag, som skildrades i den föregående utföringsformen.
I fig 2e visas dubbla meanderelement l', l" på en gemensam film l4', som är avstämningsbara till två olika frekvenser, vilket medger att antennanordningen arbetar i två skilda frekvensband. Dessa element matas vid matningspunkterna 6', 6", som i det visade fallet sammanfaller. Dessa matnings- punkter skall kopplas till mobiltelefonens 5 kretsar möjli- gen via ett impedansanpassningsorgan (visas ej).
Det skulle även vara möjligt att anordna fler än tre mean- derformade element tillsammans för att uppnå funktionsför- måga i fler än två frekvensband eller i ännu bredare band, än man kan uppnå med två element. Även om den avbildas i fig 2e i en välfungerande, platt konfiguration, är de dubb- la meanderformade elementens l', l" böjliga film 14' före- trädesvis avsedd att formas till en cylindrisk konfigura- tion, såsom beskrev i samband med den föregående utförings- formen av uppfinningen. Alternativa utformningar av utstrå- lande element kan användas, tex sådana som redogjordes för i den förra utföringsformen. 10 75 20 25 30 35 515 228 _l3_ En tredje utföringsform av föreliggande uppfinning (visas ej i figurerna) innefattar ett elektriskt ledande eller halvledande stift liksom i de föregående utföringsformerna, men det uppbärs av ramen radiellt utåt och i en riktning, som bildar en i förväg vald vinkel med riktningen mot den avsedda placeringen av användarens huvud under användning av radiokommunikationsanordningen med ramen påmonterad. Den i förväg valda riktningen kan ligga i intervallet 0 till 360°, företrädesvis i intervallet 2-10° och allra helst i intervallet 5 till lO°.
Orsaken till den stora reduktionen, som kan uppnås genom att man använder uppfinningen, kan man förstå om man be- traktar fälten runt telefonen som en summa av elementära, sfäriska vågfunktioner. Såsom beskrivs i J. E. Hansen: Spherical Near-Field Antenna Measurements, Peter Peregrinus 1988, kan fälten utanför varje utstrålande struktur beskri- vas som summan av sfäriska vågfunktioner. "Utanför" betyder på utsidan av varje sfär, som omsluter strukturen, och vågfunktionerna kan (utan detaljer) skrivas som Smm(r,9,@), där r är radialavståndet, 9 är vinkeln från zenit och Q är asimutvinkeln, alla i sfäriska koordinater. n och m är index och storleksordningen av denna tvådimensionella upp- sättning, och m är aldrig större än n. Smm(r,6,m) bildar en slags grund för en tvàdimensionell Fourier-serie om r är fix och således kan användas för att beskriva varje våg- mönster, om tillräckligt många termer tas med.
Två viktiga slutsatser från teorin om sfäriska vågfunktio- ner är (se ovannämnda referens av Hansen): Om sfären har en radie a och vågantalet är k (=2n/Ä, X är våglängden), så ger Smm som har n > 1,5 ka, mycket litet bidrag i fjärrfältet. Ett begränsat antal Smm kan således användas för att beskriva utstrålningsfältet långt bort med god precision. För en liten telefon vid < l GHz, kan n=2 redan vara för stort, vilket innebär ett dipolliknande fält (n=l motsvarar dipoler).
IO 75 20 25 30 515 228 _14- Smm(r,G,m) kommer för stort n att avta tvärt för ökande r, approximativt till kr > n. Detta innebär, att även om det är ett komplicerat strömmönster vid litet r (dvs "på tele- fonen"), kommer fältet på stora avstånd (kr >> n) inte att ändras.
Sammantaget innebär detta, att det är möjligt att finna en strömfördelning på en utstrålande kropp, som åtminstone i vissa riktningar ger ett tämligen svagt fält på korta av- stånd men inte påverkar utstrålningsfältet på stora av- stånd. Det extra elementet på antennen har visat sig ge önskad modifiering av närfältet utan att ändra fjarrfältet för mycket.
Praktiska provningar av moderna mobiltelefoner med fixa, utvändiga, meanderformade antenner har givit en stadig SAR- reducering om 40% eller mer, och vissa provningar indikerar att mer än 90% är ett realistiskt mål.
En slutsats är att POP reduceras kraftigt genom att man utnyttjar föreliggande uppfinning, och de lägsta värdena erhölls med prototypen enligt den första utföringsformen av föreliggande uppfinning Det är uppenbart att uppfinningen kan varieras på många sätt. Sådana variationer skall inte anses ligga utanför uppfinningens ram. Alla sådana modifieringar, som skulle vara uppenbara för en fackman, avses ligga inom ramen för patentkraven.

Claims (24)

W Ü 20 25 30 35 515 228 _.l5_ n. n . . Patentkrav
1. l. Antennanordning med förbättrade närfältstràlningsegen- skaper innefattande ett dielektriskt stödorgan (2), som kan monteras på en radiokommunikationsanordning (5), vilken kan användas av en människa, och ett utstràlande, forsta ele- (l, l', 18) varvid stödorganet och det utstràlande, forsta elementet (3), första elementet uppbärs av stödorganet och har forsta ment som kan arbeta i ett forsta frekvensband, har central längdaxel och det utstràlan- de, och l9) nat en gemensam, andra ändar, som utgör en forsta matningspunkt (6, 6', respektive en öppen ände (7, 7', 20), och det är anord- delvis kring den centrala längdaxeln (3), kännetecknad av ett làngsträckt, elektriskt ledande eller halvledande (8, (2) sig väsentligen parallellt med nämnda längdaxel (3), varvid organ 8'), som uppbärs av stödorganet och sträcker det elektriskt ledande eller halvledande organet har forsta (9, 9') ansluts till jord, när stodorganet är monterat på radiokommunikationsan- och andra ändar, som vid en punkt ordningen, respektive är en öppen ände (lO, lO').
2. Anordning enligt kravet l, kännetecknad av, att det (8, 8') sträcker sig utmed väsentligen hela längden av det utstrå- (l, l', 18) (3) elektriskt ledande eller halvledande organet lande, första elementet i nämnda längdaxels riktning.
3. Anordning enligt kravet l eller 2, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet (8') sträcker sig i tangentiell och/eller radiell riktning med avseende på nämnda längdaxel (3) i närheten av den första änden (9') av det elektriskt ledande eller halvledande organet.
4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet (8, 8') har särskilt begränsad, radiell utsträckning, vilken är (2) avsevärt mindre än stödorganets radiella utsträckning. 70 75 20 25 30 35 515 228 ..l6_
5. Anordning enligt kravet 4, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet (8, 8') upp- bärs av stodorganet (2) väsentligen vid det radiellt sett yttersta läget på stodorganet.
6. Anordning enligt något av kraven l-5, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet (8, 8') har särskilt begränsad, tangentiell utsträckning, vil- ken är väsentligt mindre än ett helt varv kring nämnda längdaxel (3).
7. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet (8) uppbärs av stodorganet (2) vid en position belägen radiellt sett utàt från nämnda längdaxel (3) och i riktning mot en avsedd plats for användarens huvud (12) under användning av radio- kommunikationsanordningen (5) med stodorganet (2) påmonte- rat.
8. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet uppbärs av stodorganet vid en position belägen radiellt sett utåt från nämnda längdaxel (3) och i en riktning, som bildar en vin- kel med riktningen mot en avsedd plats for användarens huvud under användning av radiokommunikationsanordningen med stödorganet pàmonterat, varvid nämnda vinkel ligger i intervallet 2-lO°, företrädesvis 5-103
9. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet (8') uppbärs av stodorganet (2) vid en position belägen radiellt sett utåt från nämnda längdaxel (3) och i riktning bort från en avsedd placering av användarens huvud (12) under användning av radiokommunikationsanordningen (5) med stodorganet pà- monterat. 15 20 25 30 35 515 228 _ 17 _ m i..
10. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av, att det elektriskt ledande eller halvledande organet utgörs av ett elektriskt ledande eller halvledande stift (8, 8'), tråd, band eller mönster.
11. Anordning enligt något av kraven 1-10, kännetecknad av, att nämnda första ände (9, 9') av det elektriskt ledande eller halvledande organet (8, 8') är avpassad för att an- slutas till ett kretskort i radiokommunikationsanordningen (5), när stödorganet (2) är monterat på radiokommunika- tionsanordningen (5), och därigenom anslutas till jord.
12. Anordning enligt något av kraven 1-11, kännetecknad av, att den innefattar åtminstone ett ytterligare, làngsträckt, elektriskt ledande eller halvledande organ, som uppbars av stödorganet (2) och sträcker sig väsentligen parallellt med nämnda längdaxel (3).
13. Anordning enligt något av kraven 1-12, kännetecknad av ett utstràlande, andra element (1"), som kan arbeta i ett andra frekvensband, vilket är skilt från det forsta fre- kvensbandet, varvid det utstràlande, andra elementet har en längdaxel (3), som är gemensam med stödorganets (2) och det utstrålande forsta elementets (l'), och uppbärs av stödor- ganet, varvid det utstràlande, andra elementet har forsta och andra ändar, som utgör en matningspunkt (6") respektive en öppen ände (7").
14. Anordning enligt något av kraven 1-13, kännetecknad av, att vardera av de utstràlande elementen (1, 1', 1", 18) har meanderform.
15. Anordning enligt något av kraven 1-14, kännetecknad av, att vardera av de utstrålande elementen (1, 1', 1", 18) sträcker sig i tangentiell riktning med avseende på nämnda längdaxel (3), varvid den tangentiella riktningen innefat- tar báde positiva och negativa vinkelriktningar. 10 15 20 25 30 35 515 228 _18-
16. Anordning enligt något av kraven 1-15, kännetecknad av, (1, 1', 1", 18) sträcker sig i vinkelintervall, som utgör mindre än 360° (3) att de elektriskt ledande eller halvledande organen att det eller de utstrålande elementen dvs mindre än ett helt varv, och (8, 8') sträcker sig i vinkelintervall, där det eller de utstràlan- (1, 1', 1", 18) kring nämnda längdaxel de elementen inte finns.
17. Anordning enligt något av kraven 1-16, kännetecknad av, (2) har en stödorgansyta, och det eller de utstrålande elementen (1, 1', 1", 18) utgör ett ledande som bildats på stödorgansytan. att stödorganet mönster,
18. Anordning enligt något av kraven 1-16, kännetecknad av, (2) och det eller de utstrålande elementen har en stödorgansyta, (1, 1', 1", 18) mönster, som bildats på en böjlig film (14, 14'), vilken är att stödorganet utgör ett ledande monterad på stödorgansytan.
19. Anordning enligt kravet 18, kännetecknad av, att det ledande mönstret är tryckt på den böjliga filmen (14, 14').
20. Anordning enligt kravet 18 eller 19, kännetecknad av, att stödorganet (2) väsentligen har formen av en cylinder, och den böjliga filmen (14, 14') har väsentligen formen av en cylinders mantelyta eller ett parti av denna.
21. Anordning enligt något av kraven 1-20, kännetecknad av, att stödorganet utgör en ram (2).
22. Anordning enligt något av kraven 1-21, kännetecknad av, att stödorganet (2) därjämte uppbär impedansanpassnings- kretsar för att anpassa impedansen hos det eller de utstrå- (1, 1', 1", 18) munikationsanordningen (5). lande elementen till kretsarna i radiokom-
23. Anordning enligt något av kraven 13-22, kännetecknad av, att stödorganet (2) därjämte uppbär åtminstone ett 515 228 19 utstràlande, tredje element, som kan arbeta i ett tredje frekvensband.
24. Radiokommunikationsanordning avsedd att användas av en människa, kännetecknad av, att den innefattar en antennan- ordning enligt nàgot av kraven l-23.
SE9903459A 1999-09-24 1999-09-24 Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper SE515228C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9903459A SE515228C2 (sv) 1999-09-24 1999-09-24 Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper
PCT/SE2000/001826 WO2001022527A1 (en) 1999-09-24 2000-09-20 Antenna device for a radio communications device
CNB008133352A CN1184719C (zh) 1999-09-24 2000-09-20 用于无线电通信装置的天线装置
KR1020027003727A KR100703937B1 (ko) 1999-09-24 2000-09-20 무선 통신 장치용 안테나 장치
AU78189/00A AU7818900A (en) 1999-09-24 2000-09-20 Antenna device for a radio communications device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9903459A SE515228C2 (sv) 1999-09-24 1999-09-24 Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9903459D0 SE9903459D0 (sv) 1999-09-24
SE9903459L SE9903459L (sv) 2001-03-25
SE515228C2 true SE515228C2 (sv) 2001-07-02

Family

ID=20417139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9903459A SE515228C2 (sv) 1999-09-24 1999-09-24 Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper

Country Status (5)

Country Link
KR (1) KR100703937B1 (sv)
CN (1) CN1184719C (sv)
AU (1) AU7818900A (sv)
SE (1) SE515228C2 (sv)
WO (1) WO2001022527A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100518035B1 (ko) * 2002-05-15 2005-09-29 (주) 코산아이엔티 외장형 마이크로 칩 듀얼밴드 안테나

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5826201A (en) * 1992-11-25 1998-10-20 Asterion, Inc. Antenna microwave shield for cellular telephone
US5335366A (en) * 1993-02-01 1994-08-02 Daniels John J Radiation shielding apparatus for a radio transmitting device
US5666125A (en) * 1993-03-17 1997-09-09 Luxon; Norval N. Radiation shielding and range extending antenna assembly
JP3442389B2 (ja) * 1993-05-27 2003-09-02 グリフィス・ユニヴァーシティー 携帯型通信装置用アンテナ
DE19518125A1 (de) * 1995-05-17 1996-11-21 Immo Dr Wegner Handfunkgerät mit einem Abschirmelement für elektromagnetische Wellen
DE19600041A1 (de) * 1996-01-02 1996-06-20 Kurt Dipl Ing Bluemel Hochfrequenzschutzvorrichtung an Mobilfunktelefonen
FR2747259B1 (fr) * 1996-04-09 1998-05-15 Alcatel Mobile Comm France Appareil radiotelephone portatif a antenne excentree
WO1998011625A1 (en) * 1996-09-11 1998-03-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001022527A1 (en) 2001-03-29
SE9903459L (sv) 2001-03-25
KR20020032615A (ko) 2002-05-03
CN1376322A (zh) 2002-10-23
CN1184719C (zh) 2005-01-12
KR100703937B1 (ko) 2007-04-04
AU7818900A (en) 2001-04-24
SE9903459D0 (sv) 1999-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1108641C (zh) 曲折状天线设备
JP4414437B2 (ja) 給電結合部と接地面結合部との間に電流値ゼロの部分を含む平面逆f字型アンテナおよび関連する通信装置
US6288682B1 (en) Directional antenna assembly
EP1018779B1 (en) Planar dual-frequency antenna and radio apparatus employing a planar antenna
KR100625121B1 (ko) 통신핸드셋 장치에서의 sar 노출 감소 방법 및 장치
TWI292639B (en) Low profile smart antenna for wireless applications and associated methods
US7427965B2 (en) Multiple band capacitively-loaded loop antenna
EP0920075B1 (en) Wide-angle circular polarization antenna
CA2529796C (en) Internal antenna with slots
JP2001352212A (ja) アンテナ装置およびそれを用いた無線装置
US20040217910A1 (en) Monolithic low profile omni-directional surface-mount antenna
CN100499262C (zh) 无线电通信终端
JP2002151949A (ja) 携帯端末機
KR101812653B1 (ko) 분기 uwb 안테나
EP2019448A1 (en) Antenna device
FI118069B (sv) Jordningsanordning för en apparat som använder trådlös dataöverföring
KR20000010756A (ko) 매칭수단을 갖춘 안테나장치
Chu et al. Simple folded monopole slot antenna for penta-band clamshell mobile phone application
CN1110105C (zh) 天线装置
JP2005312062A (ja) 小型アンテナ
US7274338B2 (en) Meander line capacitively-loaded magnetic dipole antenna
EP1445825B1 (en) A portable wireless apparatus
GB2303969A (en) Matched input antenna for a portable radio
SE515228C2 (sv) Antennanordning med förbättrade närfältsstrålningsegenskaper
Asthan et al. Development of quadrifilar conical-helix antenna for WLAN communication

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed