182355. lajstromszámú szabadalom • Antennaelrendezés kézi rádió adó-vevő készülékhez
3 182355 4 sa, amely csak az antenna test fölé való helyezésével csökkenthető, ez utóbbit pedig a kezelhetőség és a miniatürizálási követelmények nem engedik. A találmány feladata olyan antenna elrendezés létrehozása kézi rádió adó-vevő készülékekhez, amely a test jelenlétének hatását képes lényegesen lecsökkenteni és ezzel a készülék teljesítőképességét megnövelni. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a készülékdoboz ellensúlyként való alkalmazása a fenti problémák forrása, ezért kiküszöbölésükhöz egy segédantennát kell alkalmazni, amelynek feladata a teljes rendszer árameloszlásának olyan befolyásolása, amely mellett a készülékdoboz potenciálminimumra kerül. A találmány szerint a készülékdobozban lévő és egyik pólusával az antennához kapcsolódó nagyfrekvenciás csatlakozó másik pólusa egy rezonáns, a negyedhullámnál rövidebb segédantennával van összekötve, amely az antenna részére ellensúlyt képez. A „negyedhullámnál rövidebb” kifejezést abban az értelemben használjuk, hogy az elméleti negyedhullámhosszal legfeljebb azonos lehet az antenna lineáris kiteijedése. A segédantenna tengelye az antennával célszerűen 90° és 180° közötti szöget zár be és a két antenna a készülékdoboz célszerűen átellenes végeihez csatlakozik. A használat szempontjából előnyös, ha a segédantenna ésj vagy az antenna csukló révén elfordíthatóan kapcsolódik a készülékdobozhoz. A készülékdoboz készülhet villamos vezetőből vagy műanyagból, ez utóbbi esetben a segédantennát külön vezető kapcsolja össze a nagyfrekvenciás csatlakozással. A találmány szerint tökéletesített rezonáns antennát is létrehozhatunk kézi rádió adó-vevő készülékekhez, amely talppontból kinyúló vezetőt és ennek végéhez kapcsolódó normál módusú helixet tartalmaz, ahol a vezető hossza legalább a fele a teljes antennahossznak, de előnyösen kétharmada vagy még annál is nagyobb. Az így kiképzett antenna felhasználható segédantennaként vagy külön is, előnye abban van, hogy nagyobb villamos nyomatékot képes előállítani, és a villamos teret létrehozó helixet tárolva viszi a testtől és ezzel csökkenti az elhangolásból, takarásból és illesztetlenségből származó veszteségeket. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1—4. ábrák különböző ismert antenna-készülék elrendezések vázlatai, az 5. ábra ismert elrendezésnél a testbe folyó áram szemléltetése, a 6a—6f. ábrák a találmány szerinti elrendezés különböző kiviteli példáit mutatják, a 7. ábra az 5. ábra szerinti vázlat a találmány szerinti elrendezés használata esetén, a 8. ábra a találmány szerinti elrendezés áram- és feszültségeloszlását szemlélteti, a 9. ábra a találmány szerinti rezonáns antenna használata a találmány szerinti elrendezésben, és a 10. ábra a 9. ábra szerinti antenna nagyított vázlata eltávolított burkolattal Az 1—5. ábrákon a kézi rádiótelefon készülékekhez használt ismert antennák fő típusait szemléltettük. Az 1. ábrán negyedhullámú rezonáns botantenna látható. Ilyen antennákat elsősorban a 100 MHz feletti frekvenciákon működő rádiótelefon készülékeknél használnak, mert ennél alacsonyabb frekvenciákon az antenna mérete kényelmetlenül hosszúra adódik. A 2. ábrán egy az antenna talppontjába kapcsolt tekerccsel rezonanciára hangolt botantenna látható, amely a negyedhullámhossznál kisebb méretű. A 3. ábrán normál sugárzási módusú helix antenna látható, amelynek hossza lényegesen kisebb hullámhossz negyedénél. A 4. ábrán induktivitással terhelt, a hullámhossz negyedénél rövidebb antennát szemléltettünk. Mind a négy fenti antennatípusnál a sugárzó mellett szaggatott vonallal felrajzoltuk az árameloszlást. Az 5. ábra a fenti típusú ismert antennák közös hátrányát szemlélteti, ami abban áll, hogy a kéz és az emberi test hatására a készülék és az antenna közvetlen közelében az árameloszlás megváltozik és ennek hatására az eltolási áramnak csak egy kis része zárul a készülékdoboz felé (azaz a készülékdoboz ellensúlyként nem tud működni) és a fennmaradó rész az emberi test felé zárul és ott disszipálódik, azaz nem vesz részt az elektromágneses tér létrehozásában. Ebből adódik, hogy a fent ismertetett kézi rádiótelefon adási teljesítményének csak mintegy 10%-os része sugárzódik ki. Az emberi test zavaró hatása annál nagyobb, minél közelebb van a feszültségmaximum a testhez, ezért a 3. ábra szerinti antenna különösen hátrányos. Ezt a hátrányt fokozza az is, hogy az ilyen antennák testközelben elhangolódnak, és hatásfokuk az illesztetlenségből adódóan tovább romlik. A 6a, 6b,... 6f ábrákon a találmány szerinti antennaelrendezés különböző kiviteli alakjait szemléltettük. Az 1—4. ábrákon vázolt hagyományos megoldásokhoz képest a különbség egy 4 segédantenna alkalmazásában van, amely a 3 készülékdobozhoz (6a, 6b és 6c ábrák) vagy rádió adó-vevőt jelölő 2 generátor egyik végpontjához csatlakozik (6d, 6e és 6f ábrák). A 4 segédantenna a készülék 1 antennájához hasonlóan rezonáns negyedhullámú sugárzó, amely kialakítását tekintve tetszőleges lehet. Ez alatt azt értjük, hogy a 4 segédantenna kialakítható az 1—4. ábrákon vázolt antennák bármelyikéből, illetve azokkal ekvivalens sugárzási tulajdonságú egyéb rövid aszimmetrikus sugárzókból is. A 6. ábra lényegében az 1 antenna és a 4 segédantenna különböző variációs lehetőségeit mutatja a teljesség igénye nélkül. A 6a és 6d ábrákon például az la antennát és a 4a segédantennát egyaránt negyedhullámú sugárzó képezi. A 6b és 6e ábrákon az lb antenna továbbra is negyedhuliároú egyenes sugárzó, de a 4b segédantenna már normál módusú rezonáns helix, amelynek hossza lényegesen kisebb a hullámhossz negyedénél. A 6c és 6f ábrákon mind az le antenna, mind pedig a 4c segédantenna normál módusú rezonáns helix. A 6. ábrán megfigyelhetjük az antennák mentén az áramelosztást is, amelyet szaggatott vonal jelöl. Az árammaximum minden esetben a 2 generátornál, az antennák talppontjában van. A 6. ábrán azt is láthatjuk, hogy a 4 segédantenna a 3 készülékdoboznak az 1 antennával átellenes végéből oldalirányból nyúlik ki. Az oldalirányú kinyúlás a kezelhetőség szempontjából előnyös, a sugárzási viszonyokat lényegében nem befolyásolja, illetve esetleges befolyása térerősség egyenletesebb eloszlásában nyilvánul meg (bizonyos mértékig érzéketlen a polarizációval szemben). A 4 segédantenna az 1 antennához viszonyítva 90° és 180° között bármely szöghelyzetet felvehet. A találmány szerinti elrendezés működését és hatását a 7. és 8. ábrák kapcsán ismertetjük. A 7. ábra a 6a. ábrán vázolt elrendezést mutatja, amikor a készüléket üzem közben kézben tartjuk. A 2 generátorral rezonancia közelében geijesztett 1 antenna I árama az antenna hossza mentén közel szinuszos eloszlású és maximumát az 1 antenna talppontjá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
