ES2332324T3

ES2332324T3 - MULTIBAND ANTENNA.

Info

Publication number: ES2332324T3
Application number: ES06291225T
Authority: ES
Inventors: Fernando Romao
Original assignee: Sagem Mobiles SA
Current assignee: Vallaroche SAS
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2010-02-02
Anticipated expiration: 2026-07-26
Also published as: DE602006009032D1; EP1750325A1; EP1750325B1; FR2889359B1; FR2889359A1

Abstract

Antena para teléfono móvil que comprende un plano de masa (PM) y un elemento radiante (ER) destinado a recibir una señal de radiofrecuencia en un punto de estimulación (E) y un potencial de masa en un punto de masa (R), con dicha antena capaz de emitir radiaciones, por una parte, según una frecuencia alta y, por otra parte, según una frecuencia baja, comprendiendo dicho elemento (ER): - una parte que se extiende parcialmente enfrentada al plano de masa (PM) seguida de una parte (Zb) que no se encuentra enfrentada a dicho plano de masa (PM) y que define dicha frecuencia de resonancia baja, y - una parte (Zh) situada enfrentada a dicho plano de masa (PM) que define dicha frecuencia alta, con el elemento radiante (ER) posicionado ligeramente en paralelo y a una distancia de dicho plano de masa (PM).Mobile phone antenna comprising a ground plane (PM) and a radiating element (ER) intended to receive a radio frequency signal at a stimulation point (E) and a mass potential at a point of mass (R), with said antenna capable of emitting radiation, on the one hand, according to a high frequency and, on the other hand, according to a low frequency, said element (ER) comprising: - a part that extends partially facing the plane of mass (PM) followed by a part (Zb) that is not facing said mass plane (PM) and that defines said low resonance frequency, and - a part (Zh) located facing said mass plane (PM) that defines said high frequency, with the radiating element (ER) positioned slightly in parallel and at a distance from said plane of mass (PM).

Description

Antena multibanda.Multi-band antenna

La presente invención se refiere a una antena microcinta o patch que ocupa un espacio reducido, adaptada para resonar al menos una frecuencia de resonancia respetando al mismo tiempo la reglamentación en vigor referente a la protección de la salud de los usuarios.The present invention relates to an antenna micro tape or patch that occupies a small space, adapted to resonate at least one resonance frequency respecting it time the regulations in force regarding the protection of User health.

De modo general, un teléfono móvil es un dispositivo de comunicación por ondas de radiofrecuencia que comprende elementos metálicos tales como un circuito impreso, una batería, etc., y una antena destinada a resonar al menos a una frecuencia de resonancia. En el caso en que un teléfono móvil resuena según dos frecuencias cuyos valores son normalmente del orden de 1GHz (baja frecuencia) y 2 GHz (alta frecuencia), se habla de antena
bibanda.In general, a mobile telephone is a radio frequency wave communication device comprising metallic elements such as a printed circuit, a battery, etc., and an antenna intended to resonate at least one resonance frequency. In the case where a mobile phone resonates according to two frequencies whose values are normally of the order of 1GHz (low frequency) and 2 GHz (high frequency), it is referred to as an antenna
bibanda

En la tecnología actual, existen varios tipos de antenas bibandas y en particular las antenas denominadas antenas microcintas o patch. La patente europea EP 1113524 describe una antena multibanda para teléfono móvil.In today's technology, there are several types of bibandas antennas and in particular the antennas called antennas microcintas or patch. European patent EP 1113524 describes a multiband antenna for mobile phone.

La figura 1 representa un esquema de un ejemplo de una antena microcinta o patch A1 bibanda según el estado actual de la técnica. La antena microcinta o patch A1 está constituida además por un plano de masa PM cuyas dimensiones geométricas se encuentran a menudo limitadas por las dimensiones geométricas del teléfono móvil y por un elemento radiante ER posicionado en forma paralela al plano de masa PM, situado a una distancia d de dicho plano de masa (típicamente algunos milímetros) y enfrentado a dicho plano de masa. La forma y las dimensiones geométricas del elemento radiante ER se determinan de modo que la antena A1 (plano de masa PM y elemento radiante ER) pueda resonar según, por una parte, una frecuencia de resonancia baja y, por otra parte, una frecuencia de resonancia alta cuando el elemento resonante ER está estimulado por una señal de radiofrecuencia en un punto de estimulación E y que dicho elemento radiante ER está conectado a un potencial de masa en un punto de masa R. Para ello, el elemento resonante ER puede ser considerado como un punto de radiofrecuencia constituido por dos partes Zb y Zh. Estas dos partes cuya separación virtual se encuentra representada esquemáticamente por el trazo discontinuo S, por sus formas, sus dimensiones geométricas y sus posicionamientos relativos definen respectivamente los valores de la frecuencia de resonancia baja y de la frecuencia de resonancia alta.Figure 1 represents a schematic of an example of a microband or patch A1 bibanda antenna according to the current state of technique The micro tape or patch A1 antenna is constituted also by a plane of mass PM whose geometric dimensions are often found limited by the geometric dimensions of the mobile phone and by an ER radiant element positioned in a parallel to the plane of mass PM, located at a distance d from said mass plane (typically a few millimeters) and faced said mass plane The shape and geometric dimensions of the element radiant ER are determined so that the antenna A1 (ground plane PM and radiant element ER) can resonate according to, on the one hand, a low resonance frequency and, moreover, a frequency of high resonance when the resonant element ER is stimulated by a radio frequency signal at a stimulation point E and that said radiant element ER is connected to a mass potential in a point of mass R. For this, the resonant element ER can be considered as a radiofrequency point consisting of two Zb and Zh parts. These two parts whose virtual separation is is schematically represented by the dashed line S, for its shapes, its geometric dimensions and its positioning relative respectively define the frequency values of Low resonance and high resonance frequency.

Las antenas microcintas o patch, tales como la antena A1 descrita en relación con la figura 1, están bien adaptadas a la telefonía móvil ya que su diagrama de radiación en campo lejano es comparable al de las antenas convencionales que, como recordamos, no utilizan plano de masa, mientras que en campo próximo generan pocas corrientes debido a su radiación en estructuras situadas en la proximidad del teléfono móvil. Esta propiedad de las antenas microcintas o patch es particularmente interesante ya que permite preservar al usuario que utiliza un teléfono equipado con tal antena de las radiaciones electromagnéticas emitidas por estas antenas. En efecto, considerando una antena microcinta o patch que comprendería un plano de masa MP con dimensiones geométricas consideradas como infinitas (típicamente 2 metros por 2 metros) y un elemento radiante que sería paralelo, situado a distancia y frente a dicho plano de masa (disposición similar a la de la antena A1), no habría radiación por debajo del plano de masa, es decir del lado de la cabeza del usuario cuando está comunicando.The microcintas or patch antennas, such as the antenna A1 described in relation to figure 1, are fine adapted to mobile telephony since its radiation diagram in Far field is comparable to that of conventional antennas that, as we remember, they do not use mass plane while in the field next generate few currents due to its radiation in structures located in the vicinity of the mobile phone. This property of microcintas or patch antennas is particularly interesting since it allows to preserve the user who uses a telephone equipped with such radiation antenna electromagnetic emitted by these antennas. Indeed, considering a micro tape or patch antenna that would comprise a plane of mass MP with geometric dimensions considered as infinite (typically 2 meters by 2 meters) and a radiant element that would be parallel, located at a distance and in front of said mass plane (arrangement similar to that of antenna A1), there would be no radiation from below the mass plane, that is, on the side of the user's head When you are communicating.

No obstante, en la práctica, las dimensiones del plano de masa PM al estar limitadas por las dimensiones geométricas del teléfono móvil cuya superficie proyectada es típicamente de algunos centímetros cuadrados, se producen unos rayos electromagnéticos por debajo del plano de masa PM, que pueden exceder los límites reglamentarios de exposición del usuario cuando estas radiaciones son demasiado grandes.However, in practice, the dimensions of PM mass plane being limited by geometric dimensions of the mobile phone whose projected area is typically of some square centimeters, some rays occur electromagnetic below the plane of mass PM, which can exceed the user's regulatory exposure limits when These radiations are too big.

Por precaución, instancias internacionales establecieron una reglamentación en base a observaciones efectuadas en laboratorio. La misma se traduce en términos de caudal de absorción específico D.A.S. igualmente conocido con el término S.A.R. (Specific Absorption Rate en inglés) cuya unidad se expresa en W/kg y representa el porcentaje de transferencia de potencia a una masa corporal unitaria. El D.A.S. se establece en función de la frecuencia, de la intensidad, de la configuración fuente de radiación-organismo, de la presencia o la ausencia de factores absorbentes o reflejantes, de la dimensión, de la forma y de las propiedades bioeléctricas del organismo considerado.As a precaution, international instances established a regulation based on observations made in the laboratory It is translated in terms of flow of specific absorption D.A.S. equally known with the term HE. (Specific Absorption Rate in English) whose unit is expressed in W / kg and represents the percentage of power transfer to a unit body mass. The D.A.S. is set based on the frequency, intensity, source configuration of radiation-organism, of the presence or absence of absorbing or reflecting factors, of the dimension, of the shape and of the bioelectric properties of the organism considered.

El objetivo de la presente invención es por tanto resolver el problema mencionado definiendo una antena microcinta o patch con ocupación reducida de espacio, que permita obtener diagramas de radiación convenientes garantizando al mismo tiempo unos valores de TAS inferiores a los valores límites fijados por la reglamentación vigente.The objective of the present invention is to both solve the problem mentioned by defining an antenna micro tape or patch with reduced space occupancy, which allows obtain convenient radiation diagrams guaranteeing it time TAS values lower than the set limit values by current regulations.

Para ello, la presente invención prevé una antena que comprende un plano de masa y un elemento radiante posicionado ligeramente en paralelo y distanciado de dicho plano de masa y destinado a recibir una señal de radiofrecuencia en un punto de estimulación y a un potencial de masa en un punto de masa, caracterizada porque una parte de dicho elemento radiante no se encuentra enfrentado a dicho plano de masa.For this, the present invention provides a antenna comprising a plane of mass and a radiating element positioned slightly in parallel and distanced from said plane of mass and intended to receive a radio frequency signal at one point of stimulation and a mass potential at a point of mass, characterized in that a part of said radiating element is not It is facing said mass plane.

Esta característica de la antena es particularmente ventajosa ya que el hecho de utilizar sólo parcialmente el plano de masa permite disminuir la ocupación de espacio de la antena sin por ello modificar significativamente el funcionamiento de la misma.This antenna feature is particularly advantageous since the fact of using only partially the mass plane allows to reduce the occupation of antenna space without significantly modifying the operation of it.

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Según un modo de realización de la presente invención, como dicha antena puede producir radiaciones según una frecuencia de resonancia baja, la forma y las dimensiones geométricas de dicha parte de dicho elemento radiante contribuyen a la definición del valor de dicha frecuencia de resonancia baja.According to an embodiment of the present invention, as said antenna can produce radiation according to a low resonance frequency, shape and dimensions geometric of said part of said radiant element contribute to the definition of the value of said low resonance frequency.

El hecho de que la parte del elemento radiante que no está enfrentada al plano de masa contribuye a la definición del valor de la frecuencia de resonancia baja es particularmente ventajoso ya que, a valores de frecuencia baja típicamente del orden de 1GHz, los valores de caudal de absorción específico DAS sólo se degradan ligeramente por la supresión parcial del plano de masa. En efecto, en estos valores de frecuencia, no es la antena (elemento radiante y plano de masa) la que irradia propiamente dicho sino principalmente los elementos metálicos que comprende el teléfono móvil, y principalmente el circuito impreso, con el elemento radiante dimensionado a fin de hacer coincidir la frecuencia de resonancia de dichos elementos metálicos a la frecuencia de resonancia deseada.The fact that the radiating element part that is not facing the mass plane contributes to the definition of the value of the low resonance frequency is particularly advantageous since, at low frequency values typically of 1GHz order, DAS specific absorption flow values they only degrade slightly by the partial suppression of the plane of mass. Indeed, in these frequency values, it is not the antenna (radiating element and mass plane) which radiates properly said but mainly the metallic elements that comprise the mobile phone, and mainly the printed circuit, with the radiant element sized to match the resonance frequency of said metallic elements at the desired resonance frequency.

Según un modo de realización de la presente invención, dicha parte del elemento radiante está constituida por una primera zona y al menos una segunda zona perpendicular a dicha primera zona.According to an embodiment of the present invention, said part of the radiating element is constituted by a first zone and at least a second zone perpendicular to said first zone.

Esta característica es ventajosa porque permite aumentar el perímetro de la parte del elemento radiante que contribuye a la definición de la frecuencia de resonancia baja, aumentando así las potencialidades de la antena (en particular la banda pasante localizada alrededor de la frecuencia de resonancia) cuando la misma resuena a esta frecuencia baja. Así, el elemento radiante comprende elementos paralelos al plano de masa pero igualmente elementos que le son perpendiculares. Si tales elementos radiantes fuesen utilizados en las antenas existentes con la técnica actual, las potencialidades de la antena se verían degradadas porque todas las partes del elemento radiante se encuentran enfrentadas al plano de masa, y la función primera de la antena que es la de resonar podría ser anulada en el caso en que una parte del elemento radiante tocara el plano de masa.This feature is advantageous because it allows increase the perimeter of the part of the radiant element that contributes to the definition of the low resonance frequency, thus increasing the potential of the antenna (in particular the thru band located around the resonant frequency) when it resonates at this low frequency. So, the element radiant comprises elements parallel to the plane of mass but similarly perpendicular elements. If such items radiants were used on existing antennas with the current technique, the antenna potentials would look degraded because all parts of the radiant element are they face the mass plane, and the first function of the antenna that is to resonate could be canceled in the case where a part of the radiating element will touch the plane of mass.

Las características de la invención mencionadas anteriormente, así como otras, surgirán con más claridad con la lectura de la descripción siguiente de un ejemplo de realización, descripción realizada con referencia a los dibujos adjuntos, donde:The characteristics of the invention mentioned previously, as well as others, they will emerge more clearly with the reading the following description of an embodiment example, description made with reference to the attached drawings, where:

La figura 1, representa un esquema sinóptico de una antena microcinta o patch según el estado actual de la técnica.Figure 1 represents a synoptic scheme of a micro tape or patch antenna according to the current state of the technique.

La figura 2, representa un esquema sinóptico de la vista en planta de una antena microcinta o patch según la presente invención.Figure 2 represents a synoptic scheme of the plan view of a micro tape or patch antenna according to the present invention

La figura 3, representa un esquema sinóptico de una antena microcinta o patch según un modo de realización de la presente invención.Figure 3 represents a synoptic scheme of a micro tape or patch antenna according to an embodiment of the present invention

La figura 2 representa un esquema sinóptico de la vista en planta de una antena microcinta o patch A2 según la presente invención. Los elementos de la antena A2 idénticos a los de la antena A1 descritos en relación con la figura 1 llevan las mismas referencias.Figure 2 represents a synoptic scheme of the plan view of a micro tape or patch A2 antenna according to the present invention The antenna elements A2 identical to those of the antenna A1 described in relation to figure 1 carries the Same references.

La característica esencial de la antena A2 es el posicionamiento de una parte Zb del elemento radiante ER por fuera de la superficie delimitada por el perímetro del plano de masa PM y proyectada en un plano P paralelo al plano de masa PM, es decir que la parte Zb no se encuentra enfrentada al plano de masa PM.The essential characteristic of the A2 antenna is the positioning of a part Zb of the radiant element ER on the outside of the surface delimited by the perimeter of the mass plane PM and projected on a plane P parallel to the plane of mass PM, that is to say the part Zb is not facing the plane of mass PM.

Según un modo de realización de la presente invención, la parte Zb de dicho elemento radiante ER contribuye a la definición del valor de dicha frecuencia de resonancia baja.According to an embodiment of the present invention, the part Zb of said radiant element ER contributes to the definition of the value of said low resonance frequency.

La figura 3 representa un esquema sinóptico de una antena microcinta o patch A3 según un modo de realización de la presente invención. Los elementos de la antena A3 idénticos a los de la antena A2 descritos en relación con la figura 2 llevan las mismas referencias.Figure 3 represents a synoptic scheme of a micro tape or patch A3 antenna according to an embodiment of the present invention The antenna elements A3 identical to those of the antenna A2 described in relation to figure 2 carry the Same references.

Según este modo de realización de la presente invención, la parte Zb comprende una primera zona Zb_{1}, una segunda zona Zb_{2} perpendicular a la primera zona Zb_{1} y una tercera zona Zb_{3} igualmente perpendicular a las zonas Zb_{1} y Zb_{2}. Las zonas Zb_{1}, Zb_{2} y Zb_{3} del elemento radiante están formadas, por ejemplo, por plegado de la parte del elemento radiante ER que no se encuentra enfrentado al plano de masa PM. De este modo, el perímetro de la zona Zb aumenta pero ocupando poco espacio comparado con el espacio ocupado por una zona de idéntica superficie que no fuera plegada.According to this embodiment of the present invention, part Zb comprises a first zone Zb1, a second zone Zb_ {perpendicular to the first zone Zb_ {1} and a third zone Zb_ {3} equally perpendicular to the zones Zb_ {1} and Zb_ {2}. Zb_ {1}, Zb_ {2} and Zb_ {3} zones of radiant element are formed, for example, by folding the part of the radiant element ER that is not facing the PM mass plane. In this way, the perimeter of the zone Zb increases but taking up little space compared to the space occupied by a area of identical surface that was not folded.

Claims

1. Antenna for mobile phone comprising a mass plane (PM) and a

radiant element (ER) intended to receive a radio frequency signal at a stimulation point (E) and a mass potential at a point of mass (R), with said antenna capable of emitting radiation, on the one hand, according to a high frequency and, on the other hand, according to a low frequency, said said element (ER):

--: una parte que se extiende parcialmente enfrentada al plano de masa (PM) seguida de una parte (Zb) que no se encuentra enfrentada a dicho plano de masa (PM) y que define dicha frecuencia de resonancia baja, ya part that extends partially facing the mass plane (PM) followed by a part (Zb) that is not facing said mass plane (PM) and defining said low resonance frequency, Y

--: una parte (Zh) situada enfrentada a dicho plano de masa (PM) que define dicha frecuencia alta, con el elemento radiante (ER) posicionado ligeramente en paralelo y a una distancia de dicho plano de masa (PM).a part (Zh) located facing said plane of mass (PM) that defines said high frequency, with the radiating element (ER) positioned slightly in parallel and at a distance from said mass plane (P.M).

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the part that is not facing said plane of mass (PM) is constituted by a first zone (Zb1), a second zone (Zb2) and a third zone (Zb3), with the second zone (Zb2) perpendicular to the first zone (Zb1) and the third zone (Zb3) perpendicular to the first zone and the second zone.