166972. lajstromszámú szabadalom • Antenna hordozható készülék számára
3 166972 4 ban van gerjesztve. A sugárzó villamos hosszának megnövelésével, azzal az antirezonanciához tartozó sugárzóhossz csökkentésével az antenna mérete a rezonáns antennákéval közel azonos szintre hozható. A találmánnyal antennát hozunk létre hordozható személyi rádiókészülékek számára, amelynek egyik vége közvetlenül vagy impedancia illesztő áramkörön keresztül a rádiókészülékhez csatlakozik, és a találmány szerint az antenna a szabad térben mért félhullámhossz 60%-ánál nagyobb mértékben rövidített, legalább részben hélikális kiképzésű félhullám sugárzóból áll, amelynek két vége között a feszültség fáziskülönbsége 150 és 210 elektromos fok között van. Az antenna egy célszerű kiviteli alakjánál a sugárzó középső részén egyetlen hélikális vezetőszakaszt tartalmaz. Az antenna szerkezetének egyszerűsítése céljából a találmány egy változatánál a sugárzó és az impedancia illesztő áramkör közös szerkezeti egységben van egyesítve. Az antirezonáns pontban gerjesztett antenna és a rádiókészülék csatlakozója között elhelyezett impedancia illesztő áramkört a találmány egy célszerű kiviteli alakjánál megcsapolásos negyedhullámú helix rezonátor képezi, amelyben a hélix egyik vége a sugárzó végéhez, másik vége a rezonátor külső vezetőjéhez, megcsapolása pedig a rádiókészülék antennakapcsához csatlakozik, és a rezonátor külső vezetője a rádiókészülék testével van összekötve. A találmányt a továbbiakban egy példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az la. ábra hordozható rádiókészülék ismert, rezonáns sugárzóval, az lb. ábra az la. ábra szerinti rendszer jellegzetes feszültség- és árameloszlása, a 2a. ábra hordozható rádiókészülék a találmány szerinti antennával és hélix rezonátoros impedancia illesztő áramkörrel, és a 2b. ábra a 2a. ábra szerinti sugárzó jellegzetes feszültség és árameloszlása. Az ismert rezonáns antennák hátrányos tulajdonságait az la. és lb. ábrák kapcsán ismertetjük. A rádiókészülék F dobozának felső részén antennacsatlakozó helyezkedik el, amelyhez negyedhullámú St • sugárzó csatlakozik. Az St sugárzót Li tekercs rövidíti, de a tekercs mentén a nagyfrekvenciás U feszültség fázisa folytonos és azonos előjelű. Az Sí sugárzó R talppontjában áramrezonancia van, tehát az U feszültség értéke 0, az I áram pedig maximális. A nagy talpponti áramok következtében az F doboz is nagyfrekvenciás gerjesztést kap, feszültsége pedig az Sí sugárzó U feszültségével ellentétes fázisúvá válik. Ebből következik, hogy az £>i sugárzó felső szakaszából kiinduló villamos erővonalak jelentős része a készülékdoboz felé záródik. Az F doboz kézzel való érintésekor a villamos tér eltorzul, a nagyfrekvenciás árameloszlás pedig megváltozik. Ez a változás illetve'torzulás az antennát elhangolja, reflexiós és sugárzási veszteség lép fel, továbbá az emberi testtel való csatolás dielektromos veszteségeket okoz. A 2a. ábrán a találmány szerinti antennát 5 vázoltuk, ahol az elrendezés S2 sugárzóból, azt rövidítő L2 tekercsből, impedancia illesztő áramkörből és a rádiókészülék F dobozából áll. Az St ismert és S2 találmány szerinti sugárzók látszólagos hasonlósága ellenére az S2 sugárzó hatása lényegéin ben eltér az Sj sugárzóétól, mivel a működési sávban az S2 sugárzó félhullámú dipólus antennaként szerepel, azaz két végén feszültségmaximum, és áramminimum van. Az L2 tekercs hélikális kiképzésű, tengelye egybeesik az S2 sugárzó 15 egyenes részeinek tengelyével. Az L2 tekercs normál (megjegyzés: a normál itt a tengelyre merőleges geometriát jelöli!) módusu hélix sugárzónak tekinthető, és az S2 sugárzó kiképezhető félhullámú normál módusu hélix antennaként is. 20 A félhullámú antennakiképzés előnye, hogy az S2 sugárzó két végén az U feszültségnek maximuma van, de a feszültségek fázisa ellentétes (2b. ábra). Ebből következik, hogy az antenna két végétől kiinduló villamos erővonalak egymás felé 25 zárulnak, tehát az F doboz és a dobozt tartó személy az erővonalakat nem keresztezi. A rádiókészülék antennacsatlakozója felé folyó minimális értékű I áram biztosítja, hogy az F doboz nagyfrekvenciás szempontból közel ekvipotenciális, 30 és a dobozt tartó személy ezt az árameloszlást nem befolyásolja. A gyakorlatban ezek a kiváló tulajdonságok nemcsak az antirezonancia frekvenciáján érvényesülnek, hanem az antenna és az F doboz csatolásmentesnek tekinthető mindaddig, 35 ameddig az S2 sugárzó két vége között a fáziskülönbség 150 és 210 fok között van. Az antirezonáns kiképzésű S2 sugárzónak talppontjában nagy impedanciája van. Az 50—75 ohm közötti szabványos csatlakozó impe-40 danciájú rádiókészülékek és az S2 sugárzó alsó vége közé ezért célszerű megfelelő illesztőáramkört alkalmazni. A rádiókészülék kiképezhető úgy is, hogy közvetlenül illeszkedjen a sugárzó magas talpponti impedanciájához. 45 A 2a. ábrán feltüntetett illesztőáramkört negyedhullámú hélix rezonátor képezi. A rezonátor külső T vezetőjének belsejében 4 tekercs helyezkedik el, amelynek felső 1 vége az S2 sugárzó alsó végéhez, alsó vége pedig a külső T vezetőhöz csatlakozik. 50 Az így keletkező negyedhullámú rezonátor 3 megcsapolása a rádiókészülék antennakapcsához vezet. Az ismertetett negyedhullámú hélix rezonátoros impedancia illesztő áramkör helyett bármely ismert 55 olyan illesztő áram alkalmazható, amely adott sávszélességen belül képes az S2 sugárzó talppontja és a rádiókészülék antennacsatlakozója között elfogadható illesztést megvalósítani. Az illesztő áramkörök közül különösen célszerű 60 olyan megoldások alkalmazása, amelyeknél az S2 sugárzó az illesztő egységgel egyetlen mechanikai egységet képez. A 2a. és 2b. ábrák kapcsán látható, hogy az így kialakuló nagyfrekvenciás tér jelentősen eltér az 65 ismert rezonáns antennáknál kialakuló tértől, 2
