SE526987C2 - Matningsnät för antenner - Google Patents

Description

75 20 25 30 526 987 Anslutningar mellan ledningarna, här kallade ”överbryggare”, används vanligen genom att nyttja hål mellan ledningarna, och impedansmatchning görs genonl att variera. diametern, hos den inre ledaren. På ett sådant sätt kan den nödvändiga impedans- transformationen för splitter/kombinerare realiseras.

Den inre ledaren är upphängd i fyrkantiga rör genom att nytt- ja små dielektriska stödorgan, till exempel av polytetrafluo- roeten (PTFE). Dessa dielektriska stödorgan görs så små som möjligt i syfte att bibehålla ledningsimpedansen. Den nödvän- diga impedanstransformeringen erhålls med mekanisk bearbet- ning. Även förluster inuti antennen måste hållas vid ett minimum i syfte att erhålla en hög systemkänslighet hos mottagaren och hög verkningsgrad. hos sändaren. Förluster i antennen. beror huvudsakligen på missanpassning av impedansen eller förluster i matningsnätet för antennen.

Det inneboende problemet med alla dessa teknologier är att alla dielektriska stödorgan förutom luft inför förluster. Det är även svårt att med dessa teknologier realisera nät med stora dimensioner. Två saker krävs för att minimera förluster i matningsnätet. För det första måste transmissionsledningar- nas dimensioner vara så stora som möjligt i syfte att minska resistiva förluster. För det andra skall dielektrikumet som används i ledningarna ha låga förluster.

En nackdel med denna utformning är att den inre ledaren, som bildar mittledaren, måste bearbetas vilket är ett dyrt förfa- rande. Dessutom är avstämning omständlig eftersom den måste göras genom att bearbeta den inre ledaren igen.

K:\Patcxxt\040050SE\Slutföreliggande.ínLdoc , 2005-06-13 10 15 20 25 30 526 987 En ytterligare nackdel är att överföringen mellan ledningarna görs genom att nyttja hål nællan utrymmena, som också gör och det Det är dessutom svårt att bibehålla den korrekta hopsättningen omständlig, är svårt att inspektera resultatet. impedansen. Dålig hopsättning medför intermodulation.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till ett matnings- nät för antenner, inkluderande åtminstone en antennmatnings- ledning, varvid varje antennmatningsledning innefattar en koaxialledning med en inre mittledare och en omgivande yttre ledare, och utmärkes av, att den yttre ledaren utgörs av ett avlångt rörformigt utrymme med en avlàng öppning längs utrym- mets ena sida, och av att den inre ledaren är upphängd inuti det rörformiga utrymmet med hjälp av dielektriska stödorgan.

Nedan beskrivs uppfinningen närmare, delvis i samband med ett icke begränsande utföringsexempel av uppfinningen tillsammans med de bifogade ritningarna, där - figur 1 visar en schematisk vy av matningsnätet för anten- ner. - figur 2a visar en koaxialledning i en tvärsnittsvy av känd teknik. - figur 2b visar en koaxialledning i en längsgående tvär- snittsvy av känd teknik. - figur 3a visar en koaxialledning enligt föreliggande upp- finning med en avlàng öppning i en tvärsnittsvy. - figur 3b visar en koaxialledning enligt föreliggande upp- finning i en längsgående tvärsnittsvy. - figur 4a visar en vy sedd ovanifràn av anslutningen mellan två koaxialledningar enligt föreliggande uppfinning. - figur 4b visar en tvärsnittsvy av anslutningen mellan två ledningar enligt föreliggande uppfinning.

K:\Palent\040050SE\Slutförelâggande.in] .doc , 2005-06-1 3 10 15 20 25 30 526 9876 4 - figur 5a visar en vy ovanifrån av ett avlångt rörformigt utrymme innefattande det ledande locket enligt föreliggande uppfinning. - figur 5b visar en tvärsnittsvy av ett avlångt rörformigt utrymme innefattande det ledande locket enligt föreliggande uppfinning. - figur 6 visar schematiskt koaxialledningar tjänande som en reflektor för dipolerna.

Figurerna 1 och.I3 visar föreliggande uppfinning som hänför sig till ett matningsnät 1 för antenner. Figur l visar en vanlig antenn där de tjockare linjerna betecknar transmis- sionsledningar, även kallade matningsledningar. Dessa mat- ningsledningar realiseras genom att använda koaxialledningar 2. Varje koaxialledning 2 innefattar en inre mittledare 3 och en omgivande yttre ledare 4 med något slag av dielektriskt stödorgan 7 däremellan, se figur 3. Materialet i de dielekt- riska stödorganen 7 kan företrädesvis vara en polymer, såsom PTFE.

Enligt föreliggande uppfinning bildas den yttre ledaren 4 av ett avlångt rörformigt utrymme 5 med en avlàng öppning 6 längs utrymmets 5 ena sida, och den inre ledaren 3 är upp- hängd inuti det rörformiga utrymmet 5 med hjälp av dielekt- riska stödorgan 7, se figur 3 och jämför med figur 2 där det inte finns någon avlàng öppning 6.

Figur 3 visar vidare att de dielektriska stödorganen 7 och den inre ledaren 3 är insättbara. i det avlånga rörformiga utrymmet 5 från utrymmenas 5 ändar. Sålunda hjälper det att ha en öppning' i den yttre ledaren för att lätt flytta de dielektriska stödorganen 7 och förbättra matchningen av an- tennen. Eftersom öppningen 6 är parallell med de elektriska K:\Pa1ent\0400SOSE\Slutfl$relâggande. inLdoc , 2005-06- 13 10 75 20 25 30 526 987 strömmarna finns det en liten inverkan pà koaxialledningens impedans. Istället för att bearbeta den inre ledaren 3 för att ändra impedansen används dielektriska stödorgan 7, i form av cylindriska delar, och som nämnts företrädesvis framställ- da av polymermaterialet PTFE. Dessa stödorgan 7 tjänar två syften. För det första används stödorganen 7 för att bibehål- la den inre ledaren 3 i mitten av utrymmet 5. För det andra används stödorganen 7 för att matcha transmissionsledningar- na.

De dielektriska stödorganen '7 är företrädesvis placerade på avstånd från varandra längs den inre ledaren 3. De dielekt- riska stödorganen '7 är flyttbara längs den inre ledaren 3 inuti det avlånga rörformiga utrymmet 5. Vidare är de di- elektriska stödorganen 7 placerade vid den önskade positionen längs den inre ledaren 3 och kommer att fästas vid önskade positioner däri. intilliggande Figurerna 4a-b visar de inre ledarna 3 hos utrymmen 5. Där två ledningar ska anslutas avlägsnas väggen mellan de två utrymmena längs ett kort stycke. Ett över- bryggande element 8 placeras sedan i denna öppning och an- sluts till ledningarna på var sida om väggen. Överbryggningen är utformad på ett sådant sätt, tillsammans med koaxialled- ningarnas dimensioner och öppningen mellan de två koaxialled- ningarna, att den karakteristiska impedansen bibehålls. Det överbryggande elementet 8 kan anslutas till ledningarna med lod- olika förfaranden, till exempel med hjälp av skruvar, ning, limning eller en kombination därav, se figurerna 4a-b.

De inre ledarna 3 är med lätthet nàbara ovanifrân. Detta gör hopsättningen betydligt enklare.

K:\Pa1ent\040050SE\SlutfBrelággande.irildoc, 2005-06-13 10 15 20 25 30 526 987 6 Figurerna Sa-b visar utrymmena 5 vid det överbryggande ele- mentet 8 som är täckt med ett ledande lock 9. Strömmarna nära överbryggningen är inte längre parallella med ledningarna 2, men genom. att täcka det överbryggande elementet 8 med en liten metallisk yta tillåts strömmarna att flyta även i en riktning vinkelrät mot ledningarna 2.

I en utföringsform nyttjar antennen olika diametrar hos den inre ledaren 3 för att uppnå impedansmatchning.

I ytterligare en utföringsform nyttjar antennen en kombina- tion av olika inre ledares diametrar och dielektriska cylind- rar för att bibehålla impedansmatchning, se figur 5b.

I ytterligare en utföringsform består ett lock 9 av ett me- talliskt lock längs med hela utrymmets 5 avlånga öppning 6.

I ytterligare en utföringsform finns det ett metalliskt le- dande lock 9 som täcker det överbryggande elementet 8. Resten av ledningarna 2 behöver inte något ledande lock 9 utan kan täckas med hjälp av ett lock vilket skyddar mot omgivningen framställt av ett billigt material såsom, men inte begränsat till, plast.

I ytterligare en utföringsform kan det ledande locket 9 elektriskt anslutas till den yttre ledaren 4, eller så kan det isoleras från den yttre ledaren 4 genom att använda ett tunt 'isoieringsskikt.

Figur 6 visar' ett xnatningsnät l, i. detalj utrymmena 5 för koaxialledningarna 2, vilka används som en reflektor 10 för dipolerna ll i en kommunikationsantenn l. Utrymmena för koax- ialledningarna tillsammans med reflektorn bildar en självbä- K:\Patent\040050SE\Slutfbrelàggande.in1.doc, 2005-06-13 10 526 987 7 rande stomme. Följaktligen är det inte längre nödvändigt att ha en separat stomme.

Ovan har ett antal utföringsformer för ett matningsnät för antenner beskrivits. Emellertid kan föreliggande uppfinning användas i vilken konfiguration som helst av ett matningsnät för antenner där impedansförlusterna och matchningen kan kompenseras med en koaxialledning enligt uppfinningen.

Föreliggande uppfinning är således inte begränsad till någon specifik utföringsform, utan kan varieras inom dess av bifo- gade patentkrav angivna ram.

K:\Patent\0400S0SE\Slutíöre1âggande.ír1l.doc , 2005-06-13

Claims (10)

10 15 20 25 30 526 987 8 Patentkrav

1. Matningsnät (1) för antenner, inkluderande åtminstone en antennmatningsledning, varvid varje antennmatningsledning (2) med en inre mittledare (3) (4), är framställd av ett avlångt innefattar en koaxialledning och en omgivande yttre ledare k ä n n e t e c k n a t av att den yttre ledaren (4) rörformigt utrymme (5) med en avlång öppning (6) längs utrym- mets (5) ena sida, och av att den inre ledaren (3) är upp- hängd inuti det rörformiga utrymmet (5) med hjälp av dielekt- riska stödorgan (7). k ä n n e -

2. Matningsnät (1) för antenner enligt krav 1, t e c k n a t av att det avlånga rörformiga utrymmet (5) har ett fyrkantigt tvärsnitt. antenner enligt krav l eller 2,

3. Matningsnät (1) för k ä n n e t e c k n a t av att de dielektriska stödorganen (7) är flyttbara inuti det avlånga rörformiga utrymmet (5) och säkrade vid önskade positioner däri.

4. Matningsnät (l) för antenner enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att de inre ledarna (3) ghos intilliggande utrymmen (5) kan anslutas till varandra med ett överbryggande element (8) infört genom en öppning i en vägg mellan de intilliggande utrymmena (5).

5. Matningsnät (1) för antenner enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a t av att utrymmena (5) vid det överbryggande elementet (8) är täckta med ett ledande lock (9). K:\Patent\040050SE\Slutßreläggande.inLdoc, 2005-06-13 10 75 20 526 987

6. Matningsnät (1) för antenner enligt krav 5, k ä n n e - av att det ledande locket (9) den yttre ledaren (4). t e c k n a t är anslutet till

7. Matningsnät (l) för antenner enligt krav 5, k ä n n e ~ t e c k n a t av att det ledande locket (9) har ett iso- lerande skikt.

8. Matningsnät (1) för antenner enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att utrymmets (5) sida med den avlånga öppningen (6) är täckt med hjälp av ett lock i plast vilket skyddar mot omgivningen.

9. Matningsnät (1) för antenner enligt något av de föregående k ä n n e t e c k n a t av (10) kraven, att matningsnätet (1) används som en reflektor (ll) i en kommuni- (1). för dipoler kationsantenn

10. Matningsnät (1) för antenner enligt krav 9, k ä n n e - t e c k n a t av att utrymmena för koaxialledningarna till- sammans med reflektorn bildar en självbärande stomme. K:\Pa1em\040050SE\S1utföreliggnndc. inLdoc , 2005-06-13