АНТЕННА ДЛЯ НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО МУЛЬТИМЕДИЙНОГО ВЕЩАНИЯ И МОБИЛЬНЫЙ КОММУНИКАЦИОННЫЙ ТЕРМИНАЛ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКУЮ АНТЕННУ Российский патент 2008 года по МПК H01Q9/46 

Область техники, к которой относится изобретение

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.

Уровень техники

В существующих мобильных телефонах, работающих в основных частотных диапазонах 800-900 МГц и 1800-1900 МГц, применяются различные типы антенн:

внутренние антенны (intennas), внешние штыревые антенны, спиральные антенны и др. Технология таких антенн и вопросы их изготовления хорошо известны.

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.

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.

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.

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.

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.

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").

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Раскрытие изобретения

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.

Краткое описание чертежей

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:

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;

на фиг.1С показана структура антенны, изображенной на фиг.1А, в полностью сложенном состоянии, причем антенна размещается в корпусе мобильного коммуникационного терминала;

на фиг.2A-2D показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3А показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в разложенном состоянии;

на фиг.3В показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в сложенном состоянии;

на фиг.4А показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно второму варианту осуществления;

на фиг.4В показан процесс складывания антенны, изображенной на фиг.4А;

на фиг.4С показана антенна, размещенная в корпусе мобильного коммуникационного терминала;

на фиг.5 изображены исследованные антенны TDMB;

на фиг.6 приведены частотные зависимости входного сопротивления и реактивных компонентов антенн TDMB;

на фиг.7 показаны разработанные варианты пассивных согласующих цепей для исследованных антенн TDMB;

на фиг.8 приведены результаты измерения частотных зависимостей показателя КСВН антенн TDMB с согласующими цепями (антенна расположена по продольной оси корпуса телефона);

на фиг.9 приведены результаты измерения частотных зависимостей показателя КСВН антенн TDMB с согласующими цепями (антенна расположена перпендикулярно продольной оси корпуса телефона);

на фиг.10 показана частотная зависимость радиочастотной выходной мощности телефона LGE с генератором ГУН (Voltage Control Oscillator; генератор, управляемый напряжением).

на фиг.11 изображена установка для исследования антенн TDMB;

на фиг.12 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 208 МГц;

на фиг.13 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 240 МГц;

на фиг.14 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 170 МГц;

на фиг.15 показана экспериментальная диаграмма исследованных антенн при частоте 208 МГц.

Осуществление изобретения

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

На фиг.1С изображена конечная структура антенны, показанной на фиг.1А, в сложенном виде, предназначенная для размещения в корпусе мобильного коммуникационного терминала.

На фиг.2A-2D показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Антенна на фиг.2А имеет наилучшие характеристики передачи и приема в те периоды, когда она находится в разложенном состоянии и имеет веерообразную форму.

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.

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.

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.

На фиг.3А показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в разложенном состоянии.

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.

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.

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.

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.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения излучатель 320 имеет ромбическую форму, но не ограничивается такой формой. Излучатель 320 может также иметь форму четырехугольника.

На фиг.3В показана антенна мобильного коммуникационного терминала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения в сложенном состоянии.

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.

На фиг.4А показан мобильный коммуникационный терминал с антенной согласно второму варианту осуществления.

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.

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.

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.

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.

Экспериментальные данные

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.

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.

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.

Экспериментальные результаты измерений КСВН антенн с согласующими цепями были получены для двух расположении антенны:

(1) антенна расположена по продольной оси корпуса телефона (см. фиг.8);

(2) антенна расположена по нормали к продольной оси корпуса телефона (см. фиг.9).

Сравнение характеристик КСВН для двух положений антенны не выявило значительных различий между положениями антенны с учетом используемых согласующих цепей.

4. Усиление и диаграммы направленности антенн TDMB

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.

В таблице 1 приведен диапазон изменения усиления в азимутальной плоскости (f=208 МГц).

Таблица 1Положение антенныСкладная зигзагообр. антенна(вариант 2.1) усил., дБиСкладная ромбическая антенна(вариант 2.2) усил., дБиСкладная веерная антенна(вариант 2.3) усил., дБиМодифицир. складная веерная антенна(вариант 2.5) усил., дБиПечатная плоская зигзагообр. антенна(вариант 2.4) усил., дБиПараллельно корпусу-(0÷2,7)-(1,7÷4,4)-(1,2÷4,3)+0,5÷-2,1-(3,9÷7,5)Перпендикулярно корпусу-(0÷2,1)-(1,6÷4,7)-(2,2÷6,6)-(2,1÷5,1)-(2,2÷6,1)

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.

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).

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.

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.

Таблица 2Варианты исполнения антенн TDMBШтырьевая антенна LGСкладная зигзагообр. антенна (вариант 2.1)Складная ромбическая антенна (вариант 2.2)Складная веерная антенна (вариант 2.3)Модифицир. складная веерная антенна (вариант 2.5)Печатная плоская зигзагообр. антенна (вариант 2.4)Сред.усил. (170 Мгц)-20,95-6,08-10,94-11,85-10,7-21,2Сред. усил. (208 Мгц)-8,11-1,1-2,65-2,73-0,52-5,73Сред.усил. (240 Мгц)-6,290,17-9,74-9,22-3,17-7,62

Выводы.

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.

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.

3. Складная зигзагообразная антенна (вариант 2.1) демонстрирует усиление, существенно превышающее усиление антенн в других вариантах, но имеет более сложную конструкцию.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к складным антеннам нижнего СВЧ диапазона. Техническим результатом является создание антенны диапазона TDMB для мобильного коммуникационного терминала, работающего в этом частотном диапазоне, которая может быть легко размещена в этом терминале. Сущность изобретения состоит в том, что антенна, предназначенная для наземного цифрового мультимедийного вещания, а также мобильный коммуникационный терминал, содержащий такую антенну, включает в себя следующие компоненты: фидерная линия, излучатель, содержащий ряд излучательных компонентов, выполненных с возможностью шарнирного поворота в пределах заданного угла, блок крепления, соединяющий нижний конец каждого из поворотных излучательных компонентов с фидерной линией. Излучательные компоненты в рабочем положении образуют фигуру веерообразной формы, а в сложенном положении выровнены параллельно друг другу. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 23 ил., 2 табл.

1. Антенна мобильного оконечного устройства связи, включающая в себя следующие компоненты: фидерную линию; излучатель, содержащий ряд излучательных компонентов, выполненных с возможностью шарнирного поворота в пределах заданного угла, причем излучательные компоненты образуют фигуру веерообразной формы в рабочем положении антенны и выровнены параллельно друг другу в ее сложенном положении; блок крепления, соединяющий излучатель с фидерной линией, причем нижний конец каждого излучательного компонента соединен с блоком крепления.2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что каждый излучательный компонент выполнен с возможностью шарнирного поворота в пределах от 0° до 160°.3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что каждый излучательный компонент представляет собой фигуру прямоугольной формы.4. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что антенна включает в себя пять или шесть излучательных компонентов.5. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что излучатель выполнен с возможностью поворота на угол в пределах 360° в вертикальном направлении относительно блока крепления.6. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что имеет рабочую частоту, входящую в полосу частот TDMB.7. Мобильный коммуникационный терминал, включающий в себя следующие компоненты: основной блок терминала; антенну, содержащую следующие компоненты: фидерная линия, излучатель, содержащий ряд излучательных компонентов, выполненных с возможностью шарнирного поворота в пределах заданного угла, причем излучательные компоненты образуют фигуру веерообразной формы в рабочем положении антенны и выровнены параллельно друг другу в ее сложенном положении, и блок крепления, соединяющий излучатель с фидерной линией, причем нижний конец каждого излучательного компонента соединен с блоком крепления; корпус для размещения в нем излучателя, расположенный на одной из сторон основного блока терминала.8. Мобильный коммуникационный терминал по п.7, отличающийся тем, что в корпусе размещен излучатель, выполненный с возможностью скольжения вдоль направляющей, сформированной в корпусе, причем излучательные компоненты поворачиваются таким образом, что они перекрывают друг друга.9. Мобильный коммуникационный терминал по п.7, отличающийся тем, что блок крепления включает в себя шаровой шарнир.10. Мобильный коммуникационный терминал по п.7, отличающийся тем, что в корпусе размещен излучатель, выполненный с возможностью поворота на 180° в вертикальном направлении относительно блока крепления.11. Мобильный коммуникационный терминал по п.7, отличающийся тем, что излучатель может поворачиваться на угол в пределах 360° в вертикальном направлении относительно блока крепления.12. Мобильный коммуникационный терминал по п.7, отличающийся тем, что антенна имеет рабочую частоту, входящую в пределы полосы частот TDMB.13. Антенна мобильного оконечного устройства связи, включающая в себя следующие компоненты: блок подачи электрического сигнала; излучатель, соединенный с блоком подачи электрического сигнала, причем излучатель содержит ряд прямолинейных излучательных компонентов, соединенных между собой элементами крепления с возможностью сложения и разложения таким образом, что излучательные компоненты образуют замкнутый контур в рабочем положении антенны и перекрывают друг друга в ее сложенном положении.14. Антенна по п.13, отличающаяся тем, что все излучательные компоненты, образующие замкнутый контур, находятся в одной плоскости.15. Антенна по п.13, отличающаяся тем, что указанная антенна включает в себя по меньшей мере один излучатель.16. Антенна по п.13, отличающаяся тем, что ряд прямолинейных излучательных компонентов образуют четырехугольник.17. Антенна по п.13, отличающаяся тем, что включает в себя блок крепления, причем блок крепления соответственно соединяет фидерную линию и первый излучательный компонент, первый излучательный компонент и второй излучательный компонент, второй излучательный компонент и третий излучательный компонент, третий излучательный компонент и четвертый излучательный компонент, четвертый излучательный компонент и линию подачи электрического сигнала, таким образом, что каждый из компонентов от первого до четвертого взаимно перекрываются.18. Антенна по п.17, отличающаяся тем, что первый излучательный компонент или четвертый излучательный компонент выполнены с возможностью отделения от блока крепления.19. Антенна по п.13, отличающаяся тем, что излучатель образует фигуру ромбической формы.20. Антенна по п.13, отличающаяся тем, что длина излучателя изменяется от λ/4 до λ, где λ - длина волны, соответствующая частоте принимаемых и передаваемых сигналов.21. Антенна по п.20, отличающаяся тем, что частота принимаемых и передаваемых сигналов находится в пределах полосы частот TDMB.22. Антенна по п.17, отличающаяся тем, что излучатель может поворачиваться на угол в пределах 360° в вертикальном направлении относительно блока крепления.23. Мобильный коммуникационный терминал, включающий в себя следующие компоненты: основной блок терминала; антенну, содержащую следующие компоненты: блок подачи электрического сигнала, излучатель, подключенный к блоку подачи электрического сигнала, причем излучатель содержит ряд прямолинейных излучательных компонентов, соединенных между собой элементами крепления с возможностью сложения и разложения таким образом, что излучательные компоненты образуют замкнутый контур в рабочем положении антенны и перекрывают друг друга в ее сложенном положении; корпус для размещения в нем излучателя, расположенный на одной из сторон основного блока терминала.24. Мобильный коммуникационный терминал по п.23, отличающийся тем, что все излучательные компоненты, образующие замкнутый контур, находятся в одной плоскости.25. Мобильный коммуникационный терминал по п.23, отличающийся тем, что антенна включает в себя по меньшей мере один излучатель.26. Мобильный коммуникационный терминал по п.23, отличающийся тем, что ряд прямолинейных излучательных компонентов образуют четырехугольник.27. Мобильный коммуникационный терминал по п.23, отличающийся тем, что антенна включает в себя блок крепления, причем блок крепления соответственно соединяет фидерную линию и первый излучательный компонент, первый излучательный компонент и второй излучательный компонент, второй излучательный компонент и третий излучательный компонент, третий излучательный компонент и четвертый излучательный компонент, четвертый излучательный компонент и линию подачи электрического сигнала, таким образом, что каждый из компонентов от первого до четвертого взаимно перекрываются.28. Мобильный коммуникационный терминал по п.27, отличающийся тем, что первый излучательный компонент или четвертый излучательный компонент выполнены с возможностью отделения от блока крепления.29. Мобильный коммуникационный терминал по п.27, отличающийся тем, что в корпусе размещаются излучательные компоненты от первого до четвертого, причем указанные излучательные компоненты от первого до четвертого могут скользить вдоль направляющей, сформированной в корпусе, в таком положении, что все указанные излучательные компоненты от первого до четвертого взаимно перекрываются.30. Мобильный коммуникационный терминал по п.27, отличающийся тем, что излучатель может поворачиваться на угол в пределах 360° в вертикальном направлении относительно блока крепления.31. Мобильный коммуникационный терминал по п.23, отличающийся тем, что его антенна имеет рабочую частоту, находящуюся в пределах полосы частот TDMB.32. Мобильный коммуникационный терминал по п.23, отличающийся тем, что в корпусе размещается излучатель, выполненный с возможностью поворота на 180° в вертикальном направлении относительно блока крепления.