RU2331146C2 - Aerial for ground-based digital multimedia broadcasting and mobile communication terminal containing such aerial - Google Patents
Aerial for ground-based digital multimedia broadcasting and mobile communication terminal containing such aerial Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331146C2 RU2331146C2 RU2005141108/09A RU2005141108A RU2331146C2 RU 2331146 C2 RU2331146 C2 RU 2331146C2 RU 2005141108/09 A RU2005141108/09 A RU 2005141108/09A RU 2005141108 A RU2005141108 A RU 2005141108A RU 2331146 C2 RU2331146 C2 RU 2331146C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- emitter
- mobile communication
- communication terminal
- radiating
- Prior art date
Links
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 title claims abstract description 46
- WIUGDTDEQHIWAS-UHFFFAOYSA-N sodium;[3-[[3-[(2-bromoacetyl)amino]phenoxy]-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [3-[(2-bromoacetyl)amino]phenyl] hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1OC(COP(O)(=O)OC=2C=C(NC(=O)CBr)C=CC=2)C(OP(O)(=O)OC=2C=C(NC(=O)CBr)C=CC=2)C1 WIUGDTDEQHIWAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 5
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к области антенн связи и радарных антенн и, в частности, к области складных антенн нижнего СВЧ-диапазона. В область применения описываемой антенны входит множество радиоэлектронных устройств, предназначенных для работы в нижнем СВЧ-диапазоне, таких как мобильные телефоны, оборудованные функцией цифрового телевидения, поддерживающие стандарт наземного цифрового мультимедийного вещания (Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, TDMB) при частотах 170-240 МГц.The present invention relates to the field of communication antennas and radar antennas and, in particular, to the field of folding antennas of the lower microwave range. The scope of the described antenna includes many electronic devices designed to operate in the lower microwave range, such as mobile phones equipped with digital television, supporting the standard of terrestrial digital multimedia broadcasting (Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, TDMB) at frequencies of 170-240 MHz.
Уровень техникиState of the art
В существующих мобильных телефонах, работающих в основных частотных диапазонах 800-900 МГц и 1800-1900 МГц, применяются различные типы антенн:In existing mobile phones operating in the main frequency ranges 800-900 MHz and 1800-1900 MHz, various types of antennas are used:
внутренние антенны (intennas), внешние штыревые антенны, спиральные антенны и др. Технология таких антенн и вопросы их изготовления хорошо известны.internal antennas (intennas), external whip antennas, spiral antennas, etc. The technology of such antennas and the issues of their manufacture are well known.
С другой стороны, проблему для изготовителей представляет разработка мобильных телефонов, способных принимать сигналы сравнительно низких частот. Если разработчик пытается максимизировать эффективность антенны мобильного телефона, то ввиду необходимости охвата сравнительно низких частот возникает тенденция к увеличению размеров антенны и телефона.On the other hand, the problem for manufacturers is the development of mobile phones capable of receiving signals of relatively low frequencies. If a developer tries to maximize the efficiency of a mobile phone’s antenna, then due to the need to cover relatively low frequencies, there is a tendency to increase the antenna and phone sizes.
Например, в распространенных ранее мобильных телефонах стандарта NMT-450 использовались складные штыревые или витые антенны с геометрической длиной до 100 мм. Поэтому размеры телефонов NMTC-450 были относительно большими.For example, previously common mobile phones of the NMT-450 standard used folding pin or twisted antennas with a geometric length of up to 100 mm. Therefore, the dimensions of the NMTC-450 phones were relatively large.
Эти проблемы усугубляются в тех случаях, когда возникает потребность в приеме сигналов еще более низких частот, например сигналов частотного диапазона в стандарте наземного цифрового мультимедийного вещания (TDMB), т.е. 174-240 MHz, в настоящее время приобретающего популярность во всем мире.These problems are exacerbated when there is a need to receive signals of even lower frequencies, for example, frequency band signals in the terrestrial digital multimedia broadcasting (TDMB) standard, i.e. 174-240 MHz, currently gaining popularity around the world.
Имеются многочисленные известные примеры мобильных телефонов, имеющих штыревые антенны для работы в этом частотном диапазоне. Штыревые антенны имеют различные конструкции: складные, выдвижные, с укорачивающими элементами на концах, в том числе с сосредоточенным реактивным сопротивлением в средней части штыря антенны, в качестве которого используются, например, сосредоточенные индуктивности, или сопротивления, или оба эти элемента. Длина штыревых антенн в нижнем СВЧ-диапазоне (к которому относится стандартная частота TDMB) может быть значительно меньше четверти длины волны на центральной частоте рабочего диапазона. Кроме того, штыревые антенны для мобильных телефонов должны быть очень тонкими. Потребность в тонких штыревых антеннах обусловлена невозможностью изготовления антенны, соответствующей четверти длины волны и имеющей геометрическую длину около 750 мм для установки в мобильный терминал, размеры которого не превышают 100 мм.There are numerous well-known examples of mobile phones having whip antennas for operating in this frequency range. The pin antennas have various designs: folding, extendable, with shortening elements at the ends, including with concentrated reactance in the middle of the antenna pin, for which, for example, concentrated inductances, or resistances, or both of these elements are used. The length of the pin antennas in the lower microwave range (to which the standard TDMB frequency refers) can be significantly less than a quarter of the wavelength at the center frequency of the operating range. In addition, the whip antennas for mobile phones must be very thin. The need for thin whip antennas is due to the impossibility of manufacturing an antenna corresponding to a quarter wavelength and having a geometric length of about 750 mm for installation in a mobile terminal whose dimensions do not exceed 100 mm.
Физическое ограничение геометрической длины штыревых антенн и их малый диаметр приводит к их существенному недостатку - все такие антенны имеют очень узкую полосу пропускания. Кроме того, при малой геометрической длине l<<λ/4 антенна обладает сравнительно низким усилением.The physical restriction of the geometric length of the pin antennas and their small diameter leads to their significant drawback - all such antennas have a very narrow bandwidth. In addition, with a small geometric length l << λ / 4, the antenna has a relatively low gain.
Существуют хорошо известные антенны, имеющие расширенный рабочий частотный диапазон. В таких антеннах, например, используется несколько штыревых излучающих элементов. Эти штыри могут иметь не круглую, а плоскую форму, например серповидную, и могут также быть довольно широкими. Такие штыри могут закрепляться на шарнирах в целях уменьшения размеров антенны в сложенном состоянии. Антенна, имеющая уменьшенные размеры в сложенном состоянии, описана в документе ЕР 1339134, МПК H 01 Q 9/44, 2003-08-27 "Wideband monopole or dipole antenna" ("Широкополосная несимметричная или симметричная антенна").There are well-known antennas having an extended operating frequency range. Such antennas, for example, use several pin emitting elements. These pins may not have a round, but a flat shape, for example a crescent, and can also be quite wide. Such pins can be hinged in order to reduce the size of the antenna when folded. An antenna having reduced dimensions when folded is described in EP 1339134, IPC H 01 Q 9/44, 2003-08-27, “Wideband monopole or dipole antenna”.
Антенна, состоящая из нескольких штыревых излучателей, имеет в два-три раза более широкую полосу пропускания по сравнению с одноштыревой антенной, однако ей присущи некоторые недостатки. Например, ее излучатели не могут складываться в длину, поэтому такие антенны могут использоваться в мобильных телефонах только при нормальной длине излучателей, т.е. около l~λ/4, а при более короткой (l<<λ/4) длине излучателя, имеющего серповидную форму, антенна имеет очень низкое усиление и ширину полосы пропускания.An antenna consisting of several pin emitters has a two to three times wider bandwidth than a single-pin antenna, but it has some drawbacks. For example, its emitters cannot be folded in length, therefore such antennas can be used in mobile phones only with normal emitters, i.e. about l ~ λ / 4, and with a shorter (l << λ / 4) crescent-shaped emitter, the antenna has very low gain and bandwidth.
Усиление антенны может быть повышено путем увеличения эффективной длины антенны за счет петлеобразной формы проводника излучателя. Если проводник имеет максимально возможную длину, будет обеспечено не только повышенное усиление, но и более широкий рабочий частотный диапазон. Такая антенна описана в документе WO 2005041355, МПК H 01 Q 9/42, 2005-05-06 "Folded antenna and communication device with same" ("Петлевая антенна и коммуникационное устройство, содержащее такую антенну"); в нем указано, что один конец излучателя свободен, а другой конец соединен с питающим генератором.The antenna gain can be increased by increasing the effective length of the antenna due to the loop-shaped shape of the transmitter conductor. If the conductor has the maximum possible length, not only increased gain, but also a wider operating frequency range will be provided. Such an antenna is described in WO2005041355, IPC H 01 Q 9/42, 2005-05-06 “Folded antenna and communication device with same” (“Loop antenna and communication device containing such an antenna”); it indicates that one end of the emitter is free, and the other end is connected to the supply generator.
Преимущество антенны, описанной в документе WO 2005041355, по сравнению с существующими похожими антеннами обуславливается ее характерной П-образной (п-образной) формой с трапециевидными расширениями на верхнем крае. Антенна по документу WO 2005041355 должна иметь геометрическую длину, почти в два раза превышающую ее высоту. Это позволяет использовать такую антенну при работе со сравнительно низкими частотами, например в диапазоне TDMB, если ее высота приблизительно равна высоте мобильного телефона. Большая ширина антенны в ее верхней части позволяет получить расширенный (до 20-30%) рабочий частотный диапазон.The advantage of the antenna described in WO2005041355 over existing similar antennas is due to its characteristic U-shaped (p-shaped) shape with trapezoidal extensions at the upper edge. The antenna according to WO2005041355 should have a geometric length that is almost twice its height. This allows you to use such an antenna when working with relatively low frequencies, for example in the TDMB range, if its height is approximately equal to the height of a mobile phone. The large width of the antenna in its upper part allows you to get an extended (up to 20-30%) operating frequency range.
К недостаткам антенны по документу WO 2005041355 относится большой поперечный размер П-образного излучателя в плоскости антенны, что необходимо для получения широкой полосы пропускания. Кроме того, такая антенна может складываться только путем вращения вокруг точки крепления к основе, т.е. должна располагаться вдоль всей длины плоскости корпуса телефона.The disadvantages of the antenna according to WO2005041355 include the large transverse dimension of the U-shaped emitter in the plane of the antenna, which is necessary to obtain a wide passband. In addition, such an antenna can only be folded by rotation around the attachment point to the base, i.e. should be located along the entire length of the plane of the phone.
Расширение полосы пропускания при использовании излучателей небольших размеров, изготовленных из тонких проводников, может быть получено путем установки дополнительных сопротивлений в разрывах проводников в верхней части излучателя около свободного конца. Такая антенна описана в патенте US 6768446, МПК H 01 Q 9/44, 2004-07-27 "Broad-band scissor-type antenna" ("Широкополосная антенна типа "ножницы""); в нем указано, что один конец излучателя свободен, а другой конец соединен с питающим генератором.The expansion of the passband when using small emitters made of thin conductors can be obtained by installing additional resistances in the breaks of the conductors in the upper part of the emitter near the free end. Such an antenna is described in patent US 6768446, IPC H 01 Q 9/44, 2004-07-27 "Broad-band scissor-type antenna" ("Broadband antenna type" scissors ""); it indicates that one end of the emitter is free, and the other end is connected to the supply generator.
Преимущество антенны, описанной в документе US 6768466, по сравнению с существующими похожими антеннами обуславливается включением активной нагрузки в проводник на верхнем крае. Такая антенна имеет более широкую полосу пропускания, что позволяет использовать эту антенну для работы на сравнительно низких частотах, например в диапазоне TDMB, если ее высота приблизительно равна высоте мобильного телефона. Недостатки этой антенны заключаются в наличии дискретных активных нагрузок в проводниках излучателей на верхнем краю, невозможности сложения излучателей в длину и больших габаритах антенны.The advantage of the antenna described in US Pat. No. 6,768,466 over existing similar antennas is due to the inclusion of an active load in the conductor at the upper edge. Such an antenna has a wider bandwidth, which allows you to use this antenna to operate at relatively low frequencies, for example in the TDMB range, if its height is approximately equal to the height of a mobile phone. The disadvantages of this antenna are the presence of discrete active loads in the conductors of the emitters on the upper edge, the impossibility of adding radiators in length and the large dimensions of the antenna.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Таким образом, задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании антенны диапазона TDMB для мобильного коммуникационного терминала, работающего в частотном диапазоне TDMB, которая может быть легко размещена в мобильном коммуникационном терминале, а также создании соответствующего мобильного коммуникационного терминала.Thus, the problem to which the present invention is directed is to create a TDMB antenna for a mobile communication terminal operating in the TDMB frequency range, which can be easily placed in a mobile communication terminal, as well as to create a corresponding mobile communication terminal.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Вышеописанные свойства и достоинства настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют вариант осуществления изобретения, не вносящий каких-либо ограничений. На чертежах:The above properties and advantages of the present invention will become apparent from the following description, which contains links to the accompanying drawings, which illustrate an embodiment of the invention without introducing any restrictions. In the drawings:
на фиг.1А показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в разложенном состоянии;on figa shows the antenna of a mobile communication terminal according to the first embodiment of the present invention in the unfolded state;
на фиг.1В показана антенна согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в сложенном состоянии;1B shows an antenna according to a first embodiment of the present invention in a folded state;
на фиг.1С показана структура антенны, изображенной на фиг.1А, в полностью сложенном состоянии, причем антенна размещается в корпусе мобильного коммуникационного терминала;on figs shows the structure of the antenna depicted in figa, in a fully folded state, and the antenna is placed in the housing of the mobile communication terminal;
на фиг.2A-2D показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;2A-2D illustrate a mobile communication terminal with an antenna according to a first embodiment of the present invention;
на фиг.3А показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в разложенном состоянии;3A shows an antenna of a mobile communication terminal according to a second embodiment of the present invention in the unfolded state;
на фиг.3В показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в сложенном состоянии;3B shows an antenna of a mobile communication terminal according to a second embodiment of the present invention in a folded state;
на фиг.4А показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно второму варианту осуществления;4A shows a mobile communication terminal with an antenna according to a second embodiment;
на фиг.4В показан процесс складывания антенны, изображенной на фиг.4А;on figv shows the process of folding the antenna depicted in figa;
на фиг.4С показана антенна, размещенная в корпусе мобильного коммуникационного терминала;on figs shows an antenna placed in the housing of a mobile communication terminal;
на фиг.5 изображены исследованные антенны TDMB;figure 5 shows the investigated TDMB antennas;
на фиг.6 приведены частотные зависимости входного сопротивления и реактивных компонентов антенн TDMB;figure 6 shows the frequency dependence of the input impedance and reactive components of the TDMB antennas;
на фиг.7 показаны разработанные варианты пассивных согласующих цепей для исследованных антенн TDMB;Fig. 7 shows developed passive matching circuits for the investigated TDMB antennas;
на фиг.8 приведены результаты измерения частотных зависимостей показателя КСВН антенн TDMB с согласующими цепями (антенна расположена по продольной оси корпуса телефона);Fig. 8 shows the results of measuring the frequency dependences of the VSWR indicator of TDMB antennas with matching circuits (the antenna is located along the longitudinal axis of the telephone casing);
на фиг.9 приведены результаты измерения частотных зависимостей показателя КСВН антенн TDMB с согласующими цепями (антенна расположена перпендикулярно продольной оси корпуса телефона);figure 9 shows the results of measuring the frequency dependences of the VSWR indicator of TDMB antennas with matching circuits (the antenna is located perpendicular to the longitudinal axis of the telephone casing);
на фиг.10 показана частотная зависимость радиочастотной выходной мощности телефона LGE с генератором ГУН (Voltage Control Oscillator; генератор, управляемый напряжением).10 shows the frequency dependence of the radio frequency output power of an LGE telephone with a VCO (Voltage Control Oscillator; voltage controlled oscillator).
на фиг.11 изображена установка для исследования антенн TDMB;11 shows a setup for researching TDMB antennas;
на фиг.12 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 208 МГц;on Fig shows an experimental diagram of the investigated antennas at a frequency of 208 MHz;
на фиг.13 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 240 МГц;on Fig shows an experimental diagram of the investigated antennas at a frequency of 240 MHz;
на фиг.14 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 170 МГц;on Fig shows an experimental diagram of the studied antennas at a frequency of 170 MHz;
на фиг.15 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 208 МГц.on Fig shows an experimental diagram of the studied antennas at a frequency of 208 MHz.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Далее приводятся подробные ссылки на варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются прилагаемыми чертежами, при этом номера ссылок везде относятся к аналогичным элементам. Раскрываемые ниже варианты осуществления, описывающие настоящее изобретение, содержат ссылки на эти чертежи.The following are detailed references to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated by the accompanying drawings, with reference numbers everywhere referring to like elements. The embodiments disclosed below that describe the present invention contain references to these drawings.
На фиг.1А показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в разложенном состоянии. На фиг.1В показана антенна согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в сложенном состоянии.On figa shows the antenna of a mobile communication terminal according to the first embodiment of the present invention in the unfolded state. FIG. 1B shows an antenna according to a first embodiment of the present invention in a folded state.
Антенна 100 на фиг.1А включает в себя фидерную линию (не показана), блок 10 крепления и излучатель 30, включающий в себя набор излучательных компонентов 20.The
Блок 10 крепления соединяет фидерную линию с излучателем 30. В данном варианте осуществления крепление 10 предпочтительно представляет собой шаровой шарнир. В этом случае излучатель 30 может поворачиваться на 360 градусов в вертикальном направлении.The
Нижняя часть каждого излучательного компонента 20, из которых состоит излучатель 30, соединена с блоком 10 крепления. Каждый излучательный компонент 20 может поворачиваться на угол 120-160 градусов относительно блока 10 крепления в своей плоскости. Таким образом, при рабочем положении антенны 100 каждый из излучательных компонентов 20 излучателя повернут таким образом, что ни один излучательный компонент не параллелен другому излучательному компоненту; при этом излучательные компоненты образуют фигуру веерообразной формы. Поворот каждого излучательного компонента 20 более чем на 160 градусов не влияет на характеристики антенны. Оптимальный резонанс и достаточно высокая ширина полосы обеспечиваются при количестве излучательных компонентов 20 приблизительно от 5 до 6, и таком их положении, при котором каждый излучательный компонент 20 повернут таким образом, что ни один компонент не параллелен другому, а все излучательные компоненты 20 образуют веерообразную фигуру.The lower part of each radiating
На фиг.1В: каждый из излучательных компонентов 20 включает в себя первый излучательный элемент 20а, соединенный с фидерной линией посредством блока 10 крепления; второй излучательный элемент 20b соединен с одним концом первого излучательного элемента 10 и образует с ним угол от 0 до 180 градусов; третий излучательный элемент 20с соединен со вторым излучательным элементом 20b и образует с ним угол от 0 до 180 градусов. Каждый из излучательных компонентов 20с относительно узок на внутреннем краю и расширяется к внешнему краю.In FIG. 1B: each of the radiating
Излучательный компонент 20 имеет треугольную форму, поэтому он может иметь геометрическую длину, превышающую его высоту в два раза; таким образом, антенна, описываемая в настоящем изобретении, способна эффективно передавать и принимать сигналы на сравнительно низких частотах, таких как частоты TDMB.The radiating
Каждый из излучательных компонентов 20, изображенных на фиг.1, представляет собой фигуру треугольной формы, причем каждый из трех излучательных элементов 20а-20с сформирован посредством двукратного сложения в целях сокращения физической длины антенны 100. В то же время ограничения на форму излучательного компонента 20 и количество излучательных элементов 20а-20с, образующих излучательный компонент 20, отсутствуют. Таким образом, каждый излучательный компонент 20 не обязательно должен включать в себя три излучательных элемента 20а-20с для образования треугольника. Форма излучательного компонента 20 и нескольких излучательных элементов 20а-20с, образующих излучательный компонент 20, может изменяться. Например, антенна может образовывать фигуру прямоугольной формы, включающую один излучательный элемент, например дипольную антенну, и один угловой компонент, образованный двумя излучательными элементами. При этом, однако, необходимо учитывать физическую длину антенны с точки зрения ее размещения в корпусе мобильного коммуникационного терминала.Each of the radiating
На фиг.1С изображена конечная структура антенны, показанной на фиг.1А, в сложенном виде, предназначенная для размещения в корпусе мобильного коммуникационного терминала.On figs shows the final structure of the antenna shown in figa, folded, designed to be placed in the housing of a mobile communication terminal.
На фиг.2A-2D показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.2A-2D, a mobile communication terminal with an antenna according to a first embodiment of the present invention is shown.
Антенна на фиг.2А имеет наилучшие характеристики передачи и приема в те периоды, когда она находится в разложенном состоянии и имеет веерообразную форму.The antenna in FIG. 2A has the best transmission and reception characteristics in those periods when it is in the unfolded state and has a fan-shaped shape.
В период, когда пользователю не требуется использовать антенну 100 и он желает убрать антенну в корпус 120 мобильного коммуникационного терминала 200, как показано на фиг.2В, он поворачивает каждый излучательный компонент 20 таким образом, что все компоненты выстраиваются параллельно друг другу.At a time when the user does not need to use the
Когда пользователь помещает сложенную антенну 100 в корпус 120 мобильного коммуникационного терминала 200, как показано на фиг.2С, антенна 100 располагается в корпусе 120 вдоль направляющей, имеющейся в корпусе 120 мобильного коммуникационного терминала 200.When the user places the folded
Если блок 10 крепления представляет собой шарнир шарового типа, пользователь может повернуть излучатель 30 на 180 градусов по нормали к антенне 100 и убрать антенну 100 в корпус 120. Таким образом, антенна 100 размещается в корпусе 120 вдоль направляющей, имеющейся в корпусе 120; размещение антенны в корпусе 120 мобильного коммуникационного терминала 200 показано на фиг.2D.If the mounting
На фиг.3А показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в разложенном состоянии.FIG. 3A shows an antenna of a mobile communication terminal according to a second embodiment of the present invention in an unfolded state.
Антенна 300 на фиг.3А включает в себя блок подачи сигнала (не показан), блок 310 крепления, включающий в себя набор элементов 310a-310d крепления, и излучатель 320, который включает в себя набор излучательных элементов 320a-320d прямолинейной формы или формы узкого прямоугольника. Набор излучательных элементов 320a-320d изготавливается из проводящего материала. Помимо элементов, описанных здесь явно, антенна 300 может включать в себя и другие составляющие.The
На фиг.3А показана форма антенны 300 в рабочем положении. В рабочем положении излучатель 320 развернут и имеет ромбическую форму. Длина излучателя 320 примерно вдвое превышает его длину в сложенном состоянии. Это свойство позволяет обеспечить полную длину (L) излучателя 320, равную приблизительно λ/4. Ширина излучателя 320, образуемого четырьмя излучательными элементами 320a-320d, значительно превышает ширину одного излучательного элемента, что приводит к расширению рабочего частотного диапазона.On figa shows the shape of the
Блок 310 крепления включает в себя следующие компоненты: первый элемент 310а крепления, соединяющий питающий компонент с излучателем 310; второй элемент 310b крепления, соединяющий первый излучательный элемент 320а со вторым излучательным элементом 320b; третий элемент 310с крепления, соединяющий второй излучательный элемент 320b с третьим излучательным элементом 320с; четвертый элемент 310d крепления, соединяющий третий излучательный элемент 320с с четвертым излучательным элементом 320d.The
Излучатель 320 включает в себя четыре прямолинейных излучательных элемента, т.е. излучательные элементы от первого до четвертого, обозначенные соответственно 320a-320d. Излучатель 320 образует замкнутый контур при установке этих прямолинейных излучательных элементов 320a-320d в определенное положение. Первый излучательный элемент 320а прикреплен к четвертому излучательному элементу 320d и может с его помощью складываться или раскладываться. Для легкого складывания и раскладывания излучательных элементов длина второго излучательного элемента 320b и третьего излучательного элемента 320с предпочтительно не должна превышать длину первого излучательного элемента 320а и четвертого излучательного элемента 320d.The
Во втором варианте осуществления настоящего изобретения излучатель 320 имеет ромбическую форму, но не ограничивается такой формой. Излучатель 320 может также иметь форму четырехугольника.In a second embodiment of the present invention, the
На фиг.3В показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в сложенном состоянии.3B shows an antenna of a mobile communication terminal according to a second embodiment of the present invention in a folded state.
На фиг.3В третий элемент 310с крепления передвигается к первому элементу 310а крепления, после чего второй элемент 310b крепления поворачивается по часовой стрелке, четвертый элемент 310d крепления поворачивается против часовой стрелки и антенна складывается, однако процесс не ограничивается приведенным описанием. Так, второй элемент 310b крепления передвигается к четвертому элементу 310d крепления, далее третий элемент 310с крепления передвигается к первому элементу 310а крепления в направлении против часовой стрелки, и антенна 300 при этом складывается. Четвертый элемент 310d крепления передвигается ко второму элементу 310b крепления, далее третий элемент 310с крепления передвигается к первому элементу 310а крепления в направлении по часовой стрелке, и антенна 300 при этом складывается.3B, the
На фиг.4А показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно второму варианту осуществления.4A shows a mobile communication terminal with an antenna according to a second embodiment.
Мобильный коммуникационный терминал 400 на фиг.4А включает в себя основной блок 410, антенну 300, корпус 420, предназначенный для размещения антенны 300, блок 430 подачи сигнала. Блок 430 подачи сигнала может быть выполнен с возможностью подачи сигнала на монопольное или дипольное устройство. Блок 430 подачи сигнала включает в себя фидерную линию и предназначен для передачи электрической энергии на первый излучательный элемент и четвертый излучательный элемент посредством фидерной линии.The
Антенна 300 на фиг.4А имеет один излучатель 320, но излучателей может быть несколько. В последнем случае все излучатели соединяются единым образом с первым элементом 310а крепления.
На фиг.4В показано состояние в процессе складывания антенны TDMB, изображенной на фиг.4А.FIG. 4B shows the state during folding of the TDMB antenna of FIG. 4A.
В состоянии, показанном на фиг.4В, в период складывания антенны 300 происходит взаимное перекрывание всех излучательных элементов 320a-320d, образующих излучатель 320; при этом за счет элементов 310a-310d крепления образуется пакет. В этом случае длина и ширина второго излучательного элемента 320b и третьего излучательного элемента 320с предпочтительно не должна превышать длину и ширину первого излучательного элемента 320а и четвертого излучательного элемента 320d.In the state shown in FIG. 4B, during the folding period of the
На фиг.4С показана антенна 300, находящаяся в корпусе мобильного коммуникационного терминала. Антенна 300 на фиг.4С скользит по направляющей, предусмотренной в корпусе 420. Таким образом, антенна 300 убирается в корпус 420 мобильного коммуникационного терминала 400.FIG. 4C shows an
Экспериментальные данныеExperimental data
1. Было предложено, разработано и протестировано пять различных вариантов антенн TDMB, представленных на фиг.5. Необходимо отметить, что вариант 2.5 веерообразной конструкции следует рассматривать как новый усовершенствованный вариант 2.3 веерообразной конструкции.1. Five different versions of the TDMB antennas shown in FIG. 5 have been proposed, developed and tested. It should be noted that version 2.5 of the fan-shaped structure should be considered as a new and improved version 2.3 of the fan-shaped structure.
2. Были проведены измерения частотных зависимостей активных и реактивных составляющих входного сопротивления для всех антенн TDMB, встроенных в телефон производства компании LG Electronics с открытой крышкой. Все указанные измерения были выполнены при прямом соединении антенны с питающим кабелем (без согласующих цепей). Для сравнения параметров антенн были также проведены аналогичные измерения для штыревой антенны производства компании LG Electronics (без согласующей цепи). Обобщенные экспериментальные данные о составляющих полного входного сопротивления для различных антенн представлены на фиг.6.2. We measured the frequency dependences of the active and reactive components of the input impedance for all TDMB antennas built into the LG Electronics phone with an open cover. All these measurements were performed with a direct connection of the antenna to the power cable (without matching circuits). To compare the parameters of the antennas, similar measurements were also performed for a whip antenna manufactured by LG Electronics (without matching circuit). Summarized experimental data on the components of the input impedance for various antennas are presented in Fig.6.
3. Проведенные измерения частотных зависимостей составляющих входного активного и реактивного сопротивления (см. фиг.6) позволили разработать пассивные согласующие цепи для антенн TDMB (см. фиг.7). Импедансные характеристики одинаковых антенн сравнительно близки (см. фиг.6), поэтому для антенн различных типов использовались одни и те же согласующие цепи. Например, одинаковые согласующие цепи были применены для вариантов 2.3 и 2.4 (см. фиг.7 (а)). Использовались наиболее простые согласующие цепи, так как было разработано достаточно большое количество вариантов антенн TDMB. Для антенн, окончательно выбранных для практического применения, могут быть разработаны более сложные и оптимизированные согласующие цепи.3. The measurements of the frequency dependences of the components of the input active and reactive impedances (see Fig.6) made it possible to develop passive matching circuits for TDMB antennas (see Fig.7). The impedance characteristics of the same antennas are relatively close (see Fig.6), therefore, for the antennas of different types used the same matching circuit. For example, identical matching circuits were used for options 2.3 and 2.4 (see Fig. 7 (a)). The simplest matching circuits were used, since a fairly large number of TDMB antenna variants were developed. For antennas finally selected for practical use, more complex and optimized matching circuits can be developed.
Экспериментальные результаты измерений КСВН антенн с согласующими цепями были получены для двух расположении антенны:The experimental results of measurements of VSWR antennas with matching circuits were obtained for two antenna locations:
(1) антенна расположена по продольной оси корпуса телефона (см. фиг.8);(1) the antenna is located along the longitudinal axis of the phone casing (see Fig. 8);
(2) антенна расположена по нормали к продольной оси корпуса телефона (см. фиг.9).(2) the antenna is located normal to the longitudinal axis of the telephone body (see Fig. 9).
Сравнение характеристик КСВН для двух положений антенны не выявило значительных различий между положениями антенны с учетом используемых согласующих цепей.Comparison of the VSWR characteristics for the two antenna positions did not reveal significant differences between the antenna positions, taking into account the used matching circuits.
4. Усиление и диаграммы направленности антенн TDMB4. Amplification and radiation patterns of TDMB antennas
Все измерения были выполнены на испытательной площадке с применением эталонной антенны. В целях повышения точности измерений за счет исключения паразитного влияния длинного кабеля был изготовлен специальный генератор, управляемый напряжением - ГУН (Voltage Control Oscillator) в частотном диапазоне 170-240 МГц; этот генератор был помещен в корпус телефона LGE.All measurements were performed at the test site using a reference antenna. In order to increase the accuracy of measurements by eliminating the parasitic effect of a long cable, a special voltage-controlled generator was produced - VCO (Voltage Control Oscillator) in the frequency range 170-240 MHz; this generator was placed in the housing of the LGE phone.
В таблице 1 приведен диапазон изменения усиления в азимутальной плоскости (f=208 МГц).Table 1 shows the range of gain in the azimuthal plane (f = 208 MHz).
Запись "складная ромбическая антенна" в таблице 1 означает антенну согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Запись "складная веерная антенна" означает антенну согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, излучательные компоненты которой имеют прямоугольную форму; запись "модифицированная складная веерная антенна" означает антенну согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, излучательные компоненты которой имеют треугольную форму.The entry “folding rhombic antenna” in Table 1 means an antenna according to a second embodiment of the present invention. The entry “folding fan antenna” means an antenna according to a first embodiment of the present invention, the radiating components of which are rectangular in shape; the entry “modified folding fan antenna” means an antenna according to a first embodiment of the present invention, the radiating components of which are triangular in shape.
Сравнение параметров антенн для двух различных расположении антенны на центральной частоте 208 МГц (в условиях практически идентичного показателя КСВН для всех антенн) не выявило существенных изменений усиления для всех антенн, за исключением модифицированной складной веерной антенны (вариант 2.5).A comparison of the antenna parameters for two different antenna locations at a center frequency of 208 MHz (under conditions of an almost identical VSWR indicator for all antennas) did not reveal significant gain changes for all antennas, except for a modified folding fan antenna (option 2.5).
По сравнению со значениями усиления на центральной частоте (см. табл.1), наблюдается снижение усиления примерно на -(1-6) дБи при частоте 240 МГц (см. табл. на фиг.13) и более чем на -10 дБи при частоте 170 МГц (см. табл. на фиг.14). Это уменьшение усиления не соответствует результатам измерений КСВН (см. фиг.8, фиг.9), так как максимальное ожидаемое уменьшение усиления при частотах 240 МГц и 170 МГц, вызванное несогласованностью, составляет соответственно -4 дБи и -6 дБи. В настоящее время ведется исследование этого явления.Compared to the gain values at the center frequency (see Table 1), there is a decrease in gain by about - (1-6) dBi at a frequency of 240 MHz (see table in Fig. 13) and by more than -10 dBi at frequency of 170 MHz (see table. Fig.14). This gain reduction does not correspond to the VSWR measurements (see FIG. 8, FIG. 9), since the maximum expected gain reduction at 240 MHz and 170 MHz caused by the inconsistency is −4 dBi and −6 dBi, respectively. A study is currently underway on this phenomenon.
На основе анализа результатов измерений усиления для различных азимутальных углов (см. таблицы на фиг.12 и фиг.13) для каждой антенны были определены значения среднего усиления по азимутальным углам для центральной частоты (208 МГц) и граничных частот (170 МГц и 240 МГц), которые представлены в таблице 2 и позволяют сравнить характеристики разработанных антенн.Based on the analysis of the results of gain measurements for different azimuthal angles (see tables in Fig. 12 and Fig. 13) for each antenna, we determined the average gain from the azimuthal angles for the center frequency (208 MHz) and boundary frequencies (170 MHz and 240 MHz ), which are presented in table 2 and allow you to compare the characteristics of the developed antennas.
Выводы.Findings.
1. Печатная плоская зигзагообразная антенна (вариант 2.4) может рассматриваться как наиболее простая и наиболее дешевая антенна с точки зрения изготовления. Эта антенна демонстрирует усиление в заданном частотном диапазоне, практически идентичное усилению телескопического стержня LGE, даже при использовании упрощенных (не полностью оптимизированных) согласующих цепей.1. A printed flat zigzag antenna (version 2.4) can be considered as the simplest and cheapest antenna from the point of view of manufacture. This antenna shows amplification in a given frequency range, which is almost identical to the gain of the LGE telescopic rod, even when using simplified (not fully optimized) matching circuits.
2. Складная веерная антенна (вариант 2.5) демонстрирует среднее усиление (усредненное по азимутальному углу) в заданном частотном диапазоне от ~-0.5 дБи (центральная частота) до ~-3 дБи и -10 дБи (границы диапазона) даже при использовании упрощенных (не полностью оптимизированных) согласующих цепей.2. A folding fan antenna (option 2.5) shows an average gain (averaged over the azimuthal angle) in a given frequency range from ~ -0.5 dBi (center frequency) to ~ -3 dBi and -10 dBi (range boundaries) even when using simplified (not fully optimized) matching circuits.
3. Складная зигзагообразная антенна (вариант 2.1) демонстрирует усиление, существенно превышающее усиление антенн в других вариантах, но имеет более сложную конструкцию.3. The folding zigzag antenna (version 2.1) shows a gain that is significantly higher than the antenna gain in other versions, but has a more complex structure.
4. Складная ромбическая антенна (вариант 2.2) имеет более простую конструкцию, является более жесткой в разложенном состоянии по сравнению с зигзагообразной антенной (вариант 2.1), однако демонстрирует более низкое усиление.4. The folding rhombic antenna (version 2.2) has a simpler design, is more rigid in the unfolded state compared to the zigzag antenna (version 2.1), but shows a lower gain.
5. Дополнительное снижение усиления для антенн на границах частотного диапазона имеет неизвестную причину и противоречит измерениям КСВН, которые показывают максимальное ожидаемое уменьшение усиления -6 дБи по сравнению с усилением на центральной частоте.5. The additional gain reduction for antennas at the frequency range has an unknown reason and contradicts the VSWR measurements, which show the maximum expected gain reduction of -6 dBi compared to the gain at the center frequency.
Согласно одному из аспектов первого варианта осуществления настоящего изобретения электрическая длина излучателя антенны вдвое превышает ее длину в сложенном состоянии, поскольку все излучательные компоненты имеют П-образную форму, что позволяет использовать такую антенну для работы при сравнительно низких частотах, например в частотном диапазоне TDMB.According to one aspect of the first embodiment of the present invention, the electric length of the antenna emitter is twice its length when folded, since all the emitting components are U-shaped, which makes it possible to use such an antenna for operation at relatively low frequencies, for example, in the TDMB frequency range.
Согласно другому аспекту первого варианта осуществления настоящего изобретения шарнирное соединение нескольких узких излучателей, каждый из которых расширяется к внешнему краю и образует трапецию, причем каждый из излучателей вращается относительно остальных излучателей, обеспечивает широкую полосу пропускания антенны. Это позволяет получить более широкую полосу пропускания на той же рабочей частоте, поскольку одиночные П-образные излучатели могут поворачиваться на угол до 120 градусов до 160 градусов.According to another aspect of the first embodiment of the present invention, the articulation of several narrow emitters, each of which extends to the outer edge and forms a trapezoid, with each of the emitters rotating relative to the other emitters, provides a wide antenna bandwidth. This allows you to get a wider bandwidth at the same operating frequency, since single U-shaped emitters can be rotated up to 120 degrees to 160 degrees.
Согласно другому аспекту второго варианта осуществления настоящего изобретения длина излучателя в разложенном состоянии вдвое превышает его длину в сложенном состоянии. Это увеличение длины позволяет использовать излучатель с полной длиной, равной λ/4, что в свою очередь позволяет использовать такую антенну для работы в диапазоне сравнительно низких частот, например в частотном диапазоне TDMB.According to another aspect of the second embodiment of the present invention, the length of the emitter in the unfolded state is twice its length in the folded state. This increase in length allows the use of an emitter with a total length equal to λ / 4, which in turn allows the use of such an antenna for operation in the relatively low frequency range, for example, in the TDMB frequency range.
Согласно первому и второму варианту осуществления настоящего изобретения преимущества изобретения состоят в создании антенны TDMB для мобильного коммуникационного терминала, работающего в полосе частот TDMB и легко адаптируемого для размещения в нем антенны TDMB.According to the first and second embodiment of the present invention, the advantages of the invention are to provide a TDMB antenna for a mobile communication terminal operating in the TDMB band and easily adaptable to accommodate a TDMB antenna therein.
Выше было показано и описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, однако специалисту в данной области техники будет ясно, что в эти варианты осуществления могут быть внесены изменения, не влекущие за собой отступление от принципов и основных положений изобретения, область которого определена в формуле изобретения и эквивалентах ее пунктов.Several embodiments of the present invention have been shown and described above, however, it will be clear to a person skilled in the art that changes may be made to these embodiments without causing a departure from the principles and main provisions of the invention, the scope of which is defined in the claims and equivalents her points.
Claims (32)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005141108/09A RU2331146C2 (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Aerial for ground-based digital multimedia broadcasting and mobile communication terminal containing such aerial |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005141108/09A RU2331146C2 (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Aerial for ground-based digital multimedia broadcasting and mobile communication terminal containing such aerial |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005141108A RU2005141108A (en) | 2007-07-20 |
| RU2331146C2 true RU2331146C2 (en) | 2008-08-10 |
Family
ID=38430636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005141108/09A RU2331146C2 (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Aerial for ground-based digital multimedia broadcasting and mobile communication terminal containing such aerial |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331146C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188127U1 (en) * | 2018-11-22 | 2019-03-29 | Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" | ANTENNA |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175801C1 (en) * | 1998-07-20 | 2001-11-10 | Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН" | Portable receiver-indicator for satellite radio navigation systems |
| EP1339134A1 (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Thales | Wideband monopole or dipole antenna |
| US6768466B1 (en) * | 1999-11-26 | 2004-07-27 | Centre National De La Recherche Scientifiques (C.N.R.S.) | Broad-band scissor-type antenna |
| WO2005041355A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Murata Manufacturing.Co., Ltd. | Folded antenna and communication device with same |
-
2005
- 2005-12-28 RU RU2005141108/09A patent/RU2331146C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175801C1 (en) * | 1998-07-20 | 2001-11-10 | Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН" | Portable receiver-indicator for satellite radio navigation systems |
| US6768466B1 (en) * | 1999-11-26 | 2004-07-27 | Centre National De La Recherche Scientifiques (C.N.R.S.) | Broad-band scissor-type antenna |
| EP1339134A1 (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Thales | Wideband monopole or dipole antenna |
| WO2005041355A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Murata Manufacturing.Co., Ltd. | Folded antenna and communication device with same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188127U1 (en) * | 2018-11-22 | 2019-03-29 | Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" | ANTENNA |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005141108A (en) | 2007-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10734723B2 (en) | Couple multiband antennas | |
| US6734825B1 (en) | Miniature built-in multiple frequency band antenna | |
| Ren | Compact dual-band slot antenna for 2.4/5GHz WLAN applications | |
| CN100470927C (en) | Antenna device and module including the device | |
| US7333067B2 (en) | Multi-band antenna with wide bandwidth | |
| US8184060B2 (en) | Low profile antenna | |
| US8922449B2 (en) | Communication electronic device and antenna structure thereof | |
| US20090262028A1 (en) | Handheld device with two antennas, and method of enhancing the isolation between the antennas | |
| Inserra et al. | Compact crossed dipole antenna with meandered series power divider for UHF RFID tag and handheld reader devices | |
| US20050237255A1 (en) | Small footprint dual band dipole antennas for wireless networking | |
| Cho et al. | An internal PIFA for 2.4/5 GHz WLAN applications | |
| RU2331146C2 (en) | Aerial for ground-based digital multimedia broadcasting and mobile communication terminal containing such aerial | |
| KR101152217B1 (en) | Wideband integrated antenna | |
| Boldaji et al. | Method of decoupling and independently tuning the second mode of a microstrip-fed slot antenna using series inductive loading | |
| Wu et al. | Wideband dipole antenna and array based on liquid crystal polymer for 5G applications | |
| Rajendran et al. | A Multi-Band Open Loop Resonator loaded Self Complementary Bent Dipole Antenna | |
| CN112864627A (en) | Portable antenna applied to double-satellite communication | |
| Huitema et al. | Miniature antenna for micro SD card | |
| Zhong | A coupled-fed reconfigurable antenna for internal LTE mobile phone applications | |
| Niamien et al. | Miniature switchable wideband notch antenna for multistandard wireless terminals | |
| Chan et al. | The small UWB hybrid antenna | |
| Ahmad et al. | Multiband MIMO antenna on variable-sized tablet PCs | |
| Huang et al. | 2.4/5-GHz dual-band PIFA for portable devices | |
| Latif et al. | Wideband and reduced size microstrip slot antennas for wireless applications | |
| Dong et al. | Dual-band omnidirectional antenna for in-vehicle application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161229 |