(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 08/28 EP B1 (13) T3 (1) Int. Cl. H01Q13/ H01Q1/28 H01Q1/08 H04B/00 (06.01) (06.01) (06.01) (06.01) (4) Tytuł wynalazku: Emisyjna antena koncentryczna (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 07/32 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 11/08 (73) Uprawniony z patentu: W.L.GORE & ASSOCIATES GMBH, Putzbrunn, DE PL/EP T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Müller Joachim, Pleinfeld, DE (74) Pełnomocnik: Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. rzecz. pat. Kowal Elżbieta Warszawa skr. poczt. 33 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 78P22233PL00 EP B1 Opis [0001 ] Wynalazek odnosi się do emisyjnej anteny koncentrycznej zawierającej przewodnik wewnętrzny, dielektryk wokół przewodnika wewnętrznego i ekranowy przewodnik umieszczony wokół dielektryka, ekranowy przewodnik ma otwory rozmieszczone w podłużnym kierunku przewodnika wewnętrznego i jest tak dostosowany, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez te otwory. W szczególności taka antena koncentryczna może być użyta w samolotach i w innych zastosowaniach. Emisyjne i/lub promieniujące kable koncentryczne mogą być zastosowane jako anteny podłużne w takich ograniczonych przestrzeniach, jak tunele, kopalnie, budynki i/lub w innych 1 wydłużonych przeznaczeniach tworzących wąski podłuży korytarz (jak linie kolejowe i drogi publiczne). W nowoczesnych zastosowaniach takie kable mogą być użyte w długich pojazdach, na przykład samolotach, gdzie występuje potrzeba jednodrogowej lub dwudrogowej łączności. Emisyjne kable koncentryczne wytwarzają fale powierzchniowe, gdzie część energii rozchodzi się promieniowo. Emisyjne kable koncentryczne pracują w trybie promieniowania lub sprzężenia. Takie rodzaje działania odpowiadają synfazowemu sumowaniu wszystkich uczestniczących otworów. 2 Większość ze znanych emisyjnych i/lub promieniujących kabli

3 2 koncentryczne są ciężkie, mają dużą średnicę i są nieelastyczne. Historycznie nie stanowiło to problemu, ponieważ przeznaczenia, w jakich się je stosuje, jak niektóre wspomniane powyżej, nie wymagają stosowania kabli lekkich lub elastycznych. Jednakże, zwłaszcza dla zastosowania na przykład w samolotach, takie wady mogą być niekorzystne. [0004] US dotyczy sposobu wytwarzania emisyjnego kabla koncentrycznego poprzez zastosowanie ciągłego plecionego ekranu posiadającego otwory, wytwarzanego poprzez opuszczenie końców ekranowego drutu podczas plecenia w procesie wytwarzania. [000] US A dotyczy promieniującego kabla koncentrycznego z zewnętrznym przewodnikiem utworzonym przez ciągłe wielokrotne pasma przewodzące. Liczne pasma 1 przewodzące są w sposób ciągły owijane we współosiowej zależności od środkowego przewodnika oraz są oddzielone przez rdzeń izolacyjny. Liczne pasma przewodzące tworzą w połączeniu drugi przewodnik kabla radiacyjnego i tworzą liczne szczeliny lub otwory pomiędzy przewodzącymi pasmami, dla promieniowania i odbioru energii elektromagnetycznej w odpowiedzi na wzbudzenie kabla. [0006] US dotyczy kabla radiacyjnego zawierającego co najmniej jeden środkowy przewodnik, rdzeń otaczający środkowy przewodnik i liczne radiacyjne osłony umieszczone we 2 współosiowej zależności względem środkowego przewodnika na długości rdzenia izplacyjnego. Osłony te są wykonywane jako struktury ciągłe, na przykład plecionki, struktury owijane

4 3 spiralnie lub wzdłużnie. [0007] DE A1 i US dotyczą promieniującej współosiowej linii transmisyjnej, która jest pokryta powłoką izolacyjną. Podobne cylindrycznie promieniujące elementy są umieszczone na linii w równych odstępach, z odległością od środka do środka równą długości fali centralnej częstotliwości, dla pasma wysokiej częstotliwości transmitowanego przez tę linię. Powłoka izolacyjna izoluje zewnętrzny przewodnik względem otoczenia i tworzy powierzchnię podpierającą dla elementów promieniujących. Każdy radiator ma korzystnie długość równą połowie długości fali centralnej częstotliwości pasma transmisyjnego, które będzie wypromieniowane. [0008] Żaden ze znanych emisyjnych i/lub promieniujących 1 kabli koncentrycznych, jakie przedstawiono w niektórych z wymienionych powyżej dokumentów, nie spełnia wszystkich wymagań dla wykorzystania w zastosowaniach dla przestrzeni powietrznej. Elastyczne rozwiązania z zastosowaniem otwartej struktury oplotu mają ograniczoną szerokość pasma i duże straty wzdłużne, a rozwiązania z usztywnionym zewnętrznym przewodem mają otwory o dużym promieniu gięcia oraz wykazują brak elastyczności. Emisyjny/promieniujący kabel koncentryczny przeznaczony do zastosowania jako rozkładowa antena dla bezprzewodowych zastosowań jak WLAN i GSM w 2 samolotach musi spełniać wiele szczególnych wymagań. Z wymagań tych wynika, że musi on być elastyczny (mieć promień gięcia 32 mm przy zmianie impedancji niższej, niż 1 Ohm),

5 4 dużą szerokość pasma oraz szerokie pasmo (400 MHz do 6 GHz), mały ciężar (190 g/m), niską stratność wzdłużną (tłumienność poniżej 0,36 db/m przy 6 GHz) dla umożliwienia pracy w zakresie pasma częstotliwości przykładowo do długości anteny 60 m. Emisyjny/promieniujący kabel koncentryczny do zastosowania w samolocie musi być elastyczny, ponieważ będzie on instalowany wewnątrz samolotu, gdzie ze względu na wiele innych przeszkód wymagane jest ułożenie anteny nie w linii prostej. Musi posiadać wysoką charakterystykę częstotliwościową, ponieważ wiele standardów komunikacyjnych pracuje w zakresie kilku GHz. Musi mieć dużą szerokość pasma, ponieważ każdy z bezprzewodowych standardów pracuje w swym własnym paśmie częstotliwości na jednej antenie. Musi być lekki, dla spełnienia norm lotniczych mających na celu 1 zmniejszenie ciężaru samolotu. Musi mieć małą stratność wzdłużną umożliwiając wystarczającą długość zasięgu, z jednocześnie wystarczającą stratnością promieniowania, dla działania jako antena odbiorcza i/lub antena nadawcza. Ostatecznie, stratność promieniowania powinna być jednorodna na długości oraz powinna umożliwiać obwodową charakterystykę promieniowania dla zachowania wymagań określonej odporności układu na zakłócenia, podanych przykładowo w danych technicznych samolotu. [0009] Przedmiotem wynalazku jest zatem dostarczenie 2 emisyjnej anteny koncentrycznej, która będzie w stanie poprawić co najmniej niektóre ze wspomnianych powyżej wad istniejących rozwiązań.

6 [00] Przedmiot ten rozwiązano poprzez emisyjną antenę koncentryczną według cech podanych w zastrz. 1 lub zastrz. 2. Przykłady wykonania upływnej anteny coaxial według wynalazku przedstawiono w zastrzeżeniach zależnych. [0011] Mianowicie, zgodnie z pierwszym aspektem wynalazku emisyjna antena koncentryczna zawiera przewodnik wewnętrzny, dielektryk otaczający przewodnik wewnętrzny i pierwszy ekranowy przewodnik umieszczony wokół dielektryka, pierwszy ekranowy przewodnik posiada otwory rozmieszczone w podłużnym kierunku przewodnika wewnętrznego, dostosowane tak, że przez te otwory przechodzi energia elektromagnetyczna. Drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony wokół pierwszego ekranowego przewodnika, przy czym drugi ekranowy przewodnik jest dostosowany do zakrycia co najmniej pewnej liczby 1 otworów pierwszego ekranowego przewodnika w ekranowanej sekcji, dla powstrzymania energii elektromagnetycznej przed wychodzeniem na zewnątrz anteny w ekranowanej sekcji. Ponadto, drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony nieciągle w podłużnym kierunku anteny, tworząc rurowe ekranowane sekcje i nie przykryte części pierwszego ekranowego przewodnika we wzdłużnym kierunku anteny, które są tak dostosowane, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez nie zakryte części. Każda z rurowych ekranowych sekcji ma poosiową długość zdecydowanie większą od połowy długości fali dla 2 częstotliwości roboczych. [0012] Zgodnie z innym aspektem wynalazku pod pierwszym ekranowym przewodnikiem jest umieszczony drugi ekranowy

7 6 przewodnik, przy czym drugi ekranowy przewodnik jest dostosowany do osłonięcia co najmniej pewnej liczby otworów pierwszego ekranowego przewodnika w ekranowanej sekcji, dla powstrzymania energii elektromagnetycznej przed wychodzeniem na zewnątrz anteny w obrębie ekranowanej sekcji. Ponadto, drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony nieciągle w podłużnym kierunku anteny, tworząc nieosłonięte części pierwszego ekranowego przewodnika w podłużnym kierunku anteny, które są tak dostosowane, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez nieosłonięte części. [0013] Wynalazek proponuje dwuwarstwowy ekran zawierający pierwszy ekranowy przewodnik i drugi ekranowy przewodnik dla poprawy właściwości emisyjnej anteny koncentrycznej, jak podano we wprowadzającej części tego opisu. Mianowicie, obie 1 ekranowe warstwy umożliwiają dostateczne zginanie kabla, jednakże, ponieważ druga warstwa ekranowa zawierająca drugi ekranowy przewodnik zakrywa lub osłania otwory pierwszej warstwy ekranowej zawierającej pierwszy ekranowy przewodnik ponad znacznymi długościami kabla, możliwe jest znaczne zmniejszenie stratności wzdłużnej koncentrycznego trybu transmisji. Umożliwia to połączenie elastycznej konstrukcji z małą stratnością wzdłużną. Wielkość stratności poprzecznej lub promieniowania a także szerokość pasma i długość zasięgu upływnego kabla koncentrycznego można kontrolować poprzez 2 różne atrybuty: poprzez pokrycie drugiej warstwy ekranowej na wierzchu pierwszej warstwy ekranowej lub poprzez osłonięcie drugiej warstwy ekranowej poniżej pierwszej warstwy

8 7 ekranowej, odpowiedni oraz przez długość nie zakrytych lub nieosłoniętych części pierwszej warstwy ekranowej (otwory drugiej warstwy ekranowej). Ponadto, można stosownie zmieniać otwory pierwszej warstwy ekranowej (na przykład szerokość/lub ilość). Umożliwia do wdrożenie wynalazku do wielu zastosowań. Ma to szczególne znaczenie, gdy wymagana jest duża szerokość pasma i duża długość zasięgu w połączeniu z elastycznością, jak na przykład w zastosowaniach lotniczych. [0014] Według przykładu wykonania obecnego wynalazku drugi ekranowy przewodnik zawiera liczne rurowe sekcje, które są rozmieszczone nieciągle w podłużnym kierunku anteny, tworząc nie zakryte lub nieosłonięte części, odpowiednio, pierwszego ekranowego przewodnika pomiędzy rurowymi sekcjami. [001] Według innego przykładu wykonania obecnego wynalazku 1 drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony do elektrycznego połączenia z pierwszym ekranowym przewodnikiem w ekranowanej sekcji, co najmniej w czasie pracy anteny. Tak więc, gdy pierwszy ekranowy przewodnik jest połączony do potencjału masy, drugi ekranowy przewodnik będzie również połączony do potencjału masy w celu spełnienia funkcji ekranowania. Według przykładu wykonania pierwszy ekranowy przewodnik i drugi ekranowy przewodnik utrzymują ze sobą galwaniczny styk, przez co oba ekranowe przewodniki są bezpośrednio połączone ze sobą. Z jednej strony pierwszy ekranowy przewodnik może być 2 również połączony do drugiego ekranowego przewodnika poprzez materiały mające zdolność zachowania pojemności, dla połączenia drugiego ekranowego przewodnika z pierwszym

9 8 ekranowym przewodnikiem w sprzężeniu pojemnościowym. Jest to połączenie stosowane zwłaszcza dla częstotliwości roboczych emisyjnej anteny koncentrycznej. W tym przypadku dielektryczny materiał umieszczony pomiędzy pierwszym ekranowym przewodnikiem i drugim ekranowym przewodnikiem może służyć jako element sprzężenia pojemnościowego. [0016] Według innego przykładu wykonania obecnego wynalazku taśma przewodząca jest ułożona podłużnie na obwodowej sekcji dielektryka, dla utworzenia ekranowanego segmentu wspomnianych otworów i nie ekranowanego segmentu wspomnianych otworów, gdzie energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez otwór na wspomnianym nie ekranowanym segmencie wspomnianych otworów. Taka taśma przewodząca może być przykładowo użyta dla zogniskowania energii elektromagnetycznej w korzystnym 1 kierunku emisyjnej anteny koncentrycznej. Ponadto, taka taśma przewodząca może być użyta do koncentracji energii elektromagnetycznej w pewnych miejscach anteny i zmniejszenia stratności wzdłużnej. [0017] Według jeszcze innego przykładu wykonania obecnego wynalazku pierwszy ekranowy przewodnik i drugi ekranowy przewodnik są elektrycznie połączone taśmą przewodzącą. [0018] Pierwszy ekranowy przewodnik może zawierać otwartą strukturę przewodników drutowych, która nie zakrywa całej powierzchni warstwy pod spodem. Według innego przykładu 2 wykonania pierwszy ekranowy przewodnik zawiera otwartą strukturę siatkową przewodzącej folii. Ponadto, przewodnik wewnętrzny może zawierać metalowy przewodnik, który jest

10 9 owinięty wokół rdzenia z tworzywa sztucznego. Taki plastikowy rdzeń lub rura są korzystnie wykonane z FEP (fluorowana żywica etylenowo-propylenowa). Dielektryk jest korzystnie politetrafluoroetylenem i najkorzystniej ekspandowanym politetrafluoroetylenem. Korzystnie, wokół drugiego ekranowego przewodnika i pierwszego ekranowego przewodnika jest umieszczony nie przewodzący płaszcz. [0019] W szczególnym przykładzie wykonania upływna emisyjna antena koncentryczna według obecnego wynalazku może zawierać podstawowy kabel koncentryczny opisany w US A i EP A1, który jest zmodyfikowany zgodnie z zasadami obecnego wynalazku jak opisano niniejszym. Do takiego kabla mogą być zastosowane podstawowe zasady opisane tutaj. W szczególności przewodnik wewnętrzny może być umieszczony 1 wokół rdzenia z tworzywa sztucznego, gdzie przewodnik wewnętrzny ponadto zawiera dwie warstwy z warstwą wewnętrzną w postaci nawarstwianej oraz spiralnie nawiniętej folii przewodzącej elektrycznie i zewnętrzną warstwę w postaci spiralnie ekranowanych przewodów, która pozostaje w elektrycznym kontakcie z warstwą wewnętrzną. [00] Według przykładu wykonania obecnego wynalazku nie zakryte lub nieosłonięte części, odpowiednio, pierwszego ekranowego przewodnika, który tworzy sekcje emisyjnej anteny koncentrycznej spełniające funkcję anteny, mają odległość 2 między nimi w podłużnym kierunku anteny, która zmienia się na długości anteny. W szczególności, odległość ta może się zmieniać w sposób losowy na długości anteny, z uniknięciem

11 okresowych rezonansów. Takie okresowe rezonanse mogą, jeśli wystąpią, mogą pogorszyć działanie emisyjnej anteny koncentrycznej. W tym przypadku zmiana w losowy sposób oznacza zmienną, nieokreśloną strukturę lub legalność odległości pomiędzy nie zakrytymi lub nieosłoniętymi częściami, odpowiadająco, pierwszego ekranowego przewodnika. [0021 ] Według innego przykładu wykonania wynalazku nie zakryte lub nieosłonięte części, odpowiednio, pierwszego ekranowego przewodnika mają szerokość w podłużnym kierunku anteny, która zmienia się na długości anteny. Mianowicie, nie zakryte lub nieosłonięte części, mogą mieć szerokość, która może być większa w miarę przesuwu wzdłuż kabla od końca transmisji do końca odbioru, dla wytworzenia bardziej jednorodnej stratności mocy promieniowania na długości 1 anteny. [0022] Według jeszcze innego przykładu wykonania wynalazku połączenie zmiennych szerokości nie zakrytych lub nieosłoniętych części, odpowiadająco, a także zmiana odległości pomiędzy częściami mają na celu uzyskanie w połączonym efekcie jednorodnej stratności i uniknięcie okresowych rezonansów, które mogą pogorszyć działanie. [0023] Poszczególne elementy składowe wynalazczej, emisyjnej anteny koncentrycznej mogą być umieszczone w odpowiedni sposób. Przykładowo, emisyjna antena koncentryczna ma ciężar 2 około 190 g/m lub poniżej (choć zależnie od docelowego zastosowania, ciężar może nie być istotny), promień gięcia jest mniejszy, niż 32 mm, szerokość pasma od 400 MHz do 6 GHz

12 11 i tłumienność wzdłużną poniżej 0,36 db na metr przy częstotliwości 6 GHz. [0024] Dalsze przykłady wykonania i korzystnie właściwości obecnego wynalazku są oczywiste na podstawie zastrzeżeń zależnych. [002] Wynalazek będzie lepiej zrozumiały w odniesieniu do następującego opisu przykładów wykonania wynalazku, podanych w połączeniu z załączonymi rysunkami, gdzie: Fig. 1 przedstawia przykładową emisyjną antenę koncentryczną według pierwszego przykładu wykonania obecnego wynalazku, w rzucie z boku; Fig. 2 przedstawia przykładową emisyjną antenę koncentryczną według przykładu wykonania obecnego wynalazku, ukazując każdy z różnych elementów składowych rozmieszczonych według 1 przykładu wykonania wynalazku, w rzucie z boku; Fig. 3 przedstawia przykładową emisyjną antenę koncentryczną według fig. 2, w przekroju; Fig. 4 przedstawia inny zespół emisyjnej anteny koncentrycznej według innego przykładu wykonania obecnego wynalazku, w rzucie z boku; Fig. przedstawia części innego przykładu wykonania emisyjnej anteny koncentrycznej według wynalazku. [0026] Wynalazek będzie obecnie opisany w odniesieniu do przykładów wykonania wynalazku zilustrowanych na załączonych 2 rysunkach. Fig. 1 przedstawia przykładową emisyjną antenę koncentryczną według przykładu wykonania obecnego wynalazku.

13 12 Antena koncentryczna jest łączona z łącznikiem 21 (nie pokazano) w co najmniej jej jednym końcu. Drugi ekranowy przewodnik jest nieciągle ułożony w podłużnym kierunku anteny, tworząc nie zakryte części pierwszego ekranowego przewodnika 4 w nieciągle odrębnych położeniach w podłużnym kierunku anteny. [0027] Więcej szczegółów emisyjnej anteny koncentrycznej według wynalazku pokazano w odniesieniu do fig. 2 i 3. Emisyjna antena koncentryczna zawiera przewodnik wewnętrzny 1, który może być metalowy lub który może być metalem owiniętym wokół rurki z tworzywa sztucznego, jak dokładniej opisano poniżej. Dielektryk 2 jest umieszczony wokół wewnętrznego lub środkowego przewodnika 1,przy czym dielektryk ten może być materiałem izolacyjnym. Przykładowo, 1 dielektryk 2 jest politetrafluoroetylenem (PTFE). Zwłaszcza, dielektryk 2 może być ekspandowanym politetrafluoroetylenem (eptfe). [0028] Według przykładu wykonania, emisyjna antena koncentryczna ma taśmę przewodzącą 3 ułożoną wzdłuż obwodowej sekcji dielektryka 2 w podłużnym kierunku anteny, dla utworzenia ekranowanego segmentu 31 i segmentu 32, w którym energia elektromagnetyczna może przechodzić na zewnątrz anteny we wspomnianym segmencie 32. Taśma przewodząca 3 może być metalem lub metalizowaną folią lub 2 inną warstwą przewodzącą. Poprzez umieszczenie taśmy 3 przewodzącej na długości anteny koncentrycznej pokrywającej tylko sekcję jej zewnętrznej powierzchni energia

14 13 elektromagnetyczna sprzęga się lub wypromieniowuje z nie ekranowego segmentu 32 w kierunku od taśmy przewodzącej 3. W ten sposób energię elektromagnetyczną i charakterystykę promieniowania można zogniskować w określonych kierunkach, kontrolując tym samym kierunkowość anteny koncentrycznej. Jest to szczególnie istotne, gdy występuje potrzeba kontrolowania elektromagnetycznej gęstości pola w części pola w pobliżu źródła promieniowania i/lub części pola w dużej odległości od źródła promieniowania w takich podatnych obszarach, jak obszary zawierające wyposażenie podatne na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI). [0029] Pierwszy ekranowy przewodnik 4 jest umieszczony wokół dielektryka 2 i taśmy przewodzącej 3, odpowiednio, gdzie pierwszy ekranowy przewodnik 4 ma otwory 41 rozmieszczone w 1 podłużnym kierunku przewodnika wewnętrznego 1. Tak więc pierwszy ekranowy przewodnik 4 jest umieszczony w taki sposób, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez otwory 41. Pierwszy ekranowy przewodnik 4 jest umieszczony współosiowo wokół dielektryka 2 i taśmy przewodzącej 3. Ekranowy przewodnik 4 może być oplotem lub siatką folii. Istotnym wymaganiem dla materiału ekranowego przewodnika 4 jest to, aby zawierał otwory, poprzez które energia elektromagnetyczna może być wypromieniowana lub sprzęgana. Ponadto, drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony wokół 2 pierwszego ekranowego przewodnika 4, drugi ekranowy przewodnik jest dostosowany do zakrycia co najmniej pewnej liczby otworów 41 pierwszego ekranowego przewodnika 4 w

15 14 ekranowanej sekcji, jak S1 - S12 pokazanej na fig. 1. W ekranowanych sekcjach S1 do S12 zabezpieczono przechodzenie energii elektromagnetycznej na zewnątrz lub od zewnątrz anteny w odnośnej ekranowanej sekcji. Drugi ekranowy przewodnik może być folią lub innym odpowiednim materiałem przewodzącym. Ponad wszystkimi elementami składowymi anteny koncentrycznej może być umieszczony nie przewodzący płaszcz 6. [0030] Poszczególne elementy składowe emisyjnej anteny koncentrycznej według obecnego wynalazku są pokazane na figurach w odnośnych przykładach wykonania. Przykładowo, drugi ekranowy przewodnik może być umieszczony poniżej pierwszego ekranowego przewodnika 4, gdzie drugi ekranowy przewodnik jest zastosowany do osłonięcia co najmniej 1 pewnej liczby otworów 41 pierwszego ekranowego przewodnika 4 w ekranowanych sekcjach S1 do S12. Odpowiednio, taki ekranowy przewodnik jest umieszczony nieciągle w podłużnym kierunku anteny, tworząc nieosłonięte części pierwszego ekranowego przewodnika 4 w podłużnym kierunku anteny. Takie nieosłonięte części AS1 do AS12 pierwszego ekranowego przewodnika 4 są dostosowane tak, aby energia elektromagnetyczna przechodziła poprzez nieosłonięte części AS1 do AS12. W ten sposób nieosłonięte części AS1 do AS12 są dostosowane do działania jako sekcje antenowe. Ponadto, taśma przewodząca 3 może być 2 umieszczona poniżej, pomiędzy lub ponad dowolnym lub dwoma, pierwszym ekranowym przewodnikiem 4 i drugim ekranowym przewodnikiem.

16 1 [0031] Według przykładu wykonania na fig. 1 drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony nieciągle w podłużnym kierunku anteny, określając nie przykryte części AS1 do AS12 pierwszego ekranowego przewodnika 4 umieszczonego nieciągle i w odrębnych miejscach w podłużnym kierunku anteny. Ta sama podstawowa zasada może być zastosowana, gdy drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony poniżej pierwszego ekranowego przewodnika 4, tworząc nieosłonięte części AS1 do AS12 pierwszego ekranowego przewodnika 4 w podłużnym kierunku anteny. W szczególności według fig. 1 drugi ekranowy przewodnik zawiera liczne rurowe sekcje S1 do S12, jak pokazano w przekroju na fig. 3 za pomocą odnośnika. Takie liczne rurowe sekcje są rozmieszczone nieciągle w podłużnym kierunku anteny tworząc nieciągłe bądź odrębne nie zakryte 1 lub nieosłonięte części AS1 do AS12 pomiędzy rurowymi sekcjami S1 do S12, przy czym niezakryte lub nieosłonięte części AS1 do AS12 mają kształt rurowy lub pierścieniowy i pracują jako sekcje antenowe emisyjnego kabla koncentrycznego. Przeciwstawnie, ekranowane sekcje S1 do S12 pracują jako ekran (funkcja nieantenowa). W szczególności, poosiowa długość każdej z rurowych sekcji S1 do S12 jest raczej duża i jest, przykładowo, zdecydowanie większa niż połowa długości fali częstotliwości roboczych. Możliwa będzie propagacja fal powierzchniowych. 2 [0033]Dla uzyskania funkcji ekranowej drugi ekranowy przewodnik jest umieszczony do elektrycznego połączenia z pierwszym ekranowym przewodnikiem 4 w ekranowanych sekcjach

17 16 S1 do S12, co najmniej dla odnośnej częstotliwości roboczej, gdy pracuje antena. Mianowicie, pierwszy ekranowy przewodnik 4 i drugi ekranowy przewodnik utrzymują galwaniczny kontakt między sobą, to jest drugi ekranowy przewodnik występuje pod potencjałem masy wtedy, gdy pierwszy ekranowy przewodnik 4 jest połączony do potencjału masy. Tak więc pierwszy ekranowy przewodnik 4 promieniuje lub sprzęga energię elektromagnetyczną na zewnątrz ekranowego przewodnika 4 na całej swej długości, to jest na całej długości anteny koncentrycznej, gdy pierwszy ekranowy przewodnik 4 jest umieszczony na całej długości anteny. Pierwszy ekranowy przewodnik 4 ma usytuowanie przy którym pełni funkcję anteny dla emisyjnej anteny koncentrycznej. Odmiennie, drugi ekranowy przewodnik pełni funkcję 1 blokowania w nieciągłych ekranowanych sekcjach S1 do S12, zapobiegając wyprowadzeniu energii elektromagnetycznej na zewnątrz anteny w odnośnej ekranowanej sekcji S1 do S12. [0034] W rezultacie energia elektromagnetyczna anteny koncentrycznej jest transmitowana poprzez nie zakryte lub nieosłonięte części AS1 do AS12, gdzie drugi ekranowy przewodnik tworzy otwory. Długość L nie zakrytych lub nieosłoniętych części AS1 do AS12 może być zmieniana, w celu dostrojenia anteny do specyficznych częstotliwości oraz regulacji tłumienności odbicia i tłumienności sprzężenia. 2 Ponadto, każda sekcja AS2 do AS11 jest umieszczona w odległości X 1 do X od sekcji AS1, a odległości te mogą się zmieniać w zakresie ich wzajemnej zależności. Mianowicie, nie

18 17 zakryte lub nieosłonięte części AS1 do AS12 mogą mieć taką odległość w podłużnym kierunku anteny, która zmienia się na długości anteny. Mianowicie, odległość ta może się zmieniać w sposób losowy na długości anteny, z uniknięciem okresowych rezonansów. Zatem, odległości X 1 do X pokazane na fig. 1 mogą być dobrane w sposób losowy, zwłaszcza z uniknięciem równo rozstawionych lub nieosłoniętych części AS1 do AS12. W połączeniu, można zmieniać długość L części AS1 do AS12 i odległość między nimi, dla dostrojenia anteny do specyficznych częstotliwości i dla ustawienia tłumienności odbicia oraz tłumienności sprzężenia. [003] Ponieważ sygnały muszą być przenoszone wzdłuż anteny koncentrycznej, wokół anteny koncentrycznej jest również umieszczony koncentrycznie ekranowy przewodnik 4 o 1 otwartej strukturze, przy czym ekranowy przewodnik 4 jest umieszczony wokół kabla na całej jego długości, przez co jest zachowana przewodność wzdłużna. Ze względu na otwartą strukturę ekranowego przewodnika 4 energia elektromagnetyczna może się sprzęgać bądź promieniować poprzez otwartą strukturę ekranowego przewodnika 4 w otworach 41. [0036] Na fig. pokazano w widoku z boku części innej przykładowej emisyjnej anteny koncentrycznej według przykładu wykonania obecnego wynalazku. Według tego przykładu wykonania przewodnik środkowy lub przewodnik wewnętrzny 1 zawiera 2 odmienną strukturę zgodnie z zasadami opisanymi w US A. Według tego przykładu wykonania przewodnik wewnętrzny 1 jest umieszczony wokół rdzenia 11 z tworzywa sztucznego,

19 18 przewodnik wewnętrzny zawiera dwie warstwy 12 i 13. Warstwa wewnętrzna 12 ma postać zachodząco i śrubowo owiniętej folii przewodzącej elektrycznie, natomiast warstwa zewnętrzna 13 ma postać spiralnie ekranowanych przewodów, które pozostają w elektrycznym kontakcie z wewnętrzną warstwą 12. Warstwa 12 może mieć postać srebrzonej folii miedzianej owiniętej wokół rdzenia 11 z tworzywa sztucznego, gdzie w obecnym przykładzie wykonania jest zastosowane połączenie skręconych okrągłych srebrzonych przewodów miedzianych 13, nałożonych na miedzianą folię 12. Dielektryk 14 zakrywa przewodnik wewnętrzny 1. Przy takiej konstrukcji może być uzyskany kompatybilny elektryczny kabel koncentryczny o szerokim paśmie wysokich częstotliwości, który łączy kompatybilne właściwości transmisyjne szerokiego pasma wysokich częstotliwości 1 spełniające potrzebę dla niskotłumiennego kabla koncentrycznego, jaki optymalizuje pożądane właściwości elektryczne i mechaniczne a także koszty wytwarzania, w połączeniu z właściwościami anteny, jak opisano niniejszym. Ponadto, może być uzyskany kabel o małym ciężarze i dużej elastyczności. [0037] Na fig. 4 przedstawiono w rzucie z boku inną przykładową emisyjną antenę koncentryczną według innego przykładu wykonania obecnego wynalazku, z pokazaniem konkretnych odległości pomiędzy odnośnymi częściami AS1 do 2 AS. Zgodnie z tym przykładem szerokość L części AS1 do AS jest stała na pokazanej długości kabla. [0038] Obecny wynalazek proponuje zatem dwuwarstwowy ekran

20 19 dla poprawy właściwości emisyjnej anteny koncentrycznej. Mianowicie, obie ekranowe warstwy umożliwiają dostateczne zginanie kabla, jednakże, ponieważ druga warstwa ekranowa zawierająca drugi ekranowy przewodnik zakrywa lub osłania otwory pierwszej warstwy ekranowej zawierającej pierwszy ekranowy przewodnik ponad znacznymi długości kabla, możliwe jest znaczne zmniejszenie strat wzdłużnego koncentrycznego trybu transmisji. Umożliwia to połączenie elastycznej konstrukcji z małą stratnością wzdłużną. Wielkość strat poprzecznych lub promieniowania oraz szerokość pasma i długość zasięgu emisyjnego kabla koncentrycznego mogą być kontrolowane poprzez pokrycie pierwszej warstwy ekranowej lub przez osłonięcie pierwszej warstwy ekranowej, odpowiednio, a także długość nie zakrytych lub nieosłoniętych części 1 pierwszej warstwy ekranowej (otwory drugiej warstwy ekranowej). Umożliwia do wdrożenie wynalazku do wielu zastosowań. Ma to szczególne znaczenie, gdy wymagana jest duża szerokość pasma i duża długość zasięgu w połączeniu z elastycznością, jak na przykład w zastosowaniach lotniczych. [0039] Zgłaszający wykonał przykłady wynalazczej emisyjnej anteny koncentrycznej i porównał je z tradycyjnymi kablami koncentrycznymi. Przykłady i wyniki badania są przedstawione poniżej. Przykład 1: 2 [0040] Antena koncentryczna według obecnego wynalazku została zbudowana jak pokazano na fig. 4. W celu sprawdzenia praktycznej skuteczności przedstawionego wynalazku

21 przeprowadzono następujące badania. [0041] Promień gięcia zmierzono poprzez owinięcie anteny koncentrycznej według fig. 4 o 180 wokół trzpieni o różnych średnicach i przez zmierzenie zmian impedancji charakterystycznej. Impedancję charakterystyczną zmierzono za pomocą reflektometru (Time Domain Reflectometer [Tektronix TDS 8000 z modułem próbkowania TDR, 80E04]). Wyniki wykazały, że zmiana impedancji charakterystycznej była mniejsza od 1 Ω dla średnic trzpienia większych lub równych 32 mm. Badanie to dało dobre wskazanie, że antena koncentryczna może być użyta w zastosowaniach wymagających gięcia i/lub pewnej sprężystości. [0042] Charakterystykę częstotliwościową anteny koncentrycznej w Przykładzie 1 zmierzono za pomocą 1 analizatora (Agilent 873ES Vector Network Analyzer). Tłumienność wtrąceniową S21 oraz tłumienność odbicia S11 zmierzono w zakresie częstotliwości 300 khz do 6 GHz. Dla uzyskania linii podstawy poziomu działania pomiary wykonano najpierw dla anteny koncentrycznej według Przykładu 1 przed wykonaniem otworów w zewnętrznym drugim ekranowym przewodniku (tłumienność wzdłużna) i następnie po wprowadzeniu takich otworów w antenę koncentryczna (tłumienność wzdłużna i poprzeczna). Wyniki podano poniżej: kabel linii podstawy (nie antena) miał wzdłużną tłumienność wtrąceniową 0,19 db/m przy 2 2, GHz i 0,31 db/m przy 6 GHz. Po wprowadzeniu otworów zmierzono połączenie stratności wzdłużnej i stratności poprzecznej, które wyniosło 0,24 db/m przy 2, GHz i 0,7

22 21 db/m przy 6 GHz. Tłumienność odbicia upływnej linii antenowej zmierzono jako niższą, niż -18 db dla częstotliwości poniżej 6 GHz. Dodatkowo wykonano pomiar impedancji przejściowej dla wyprowadzenia sprawności anteny za pomocą analizatora (Vector Network Analyzer ZVCE z Rhode & Schwarz). Badanie wykonano w ekranowanym pomieszczeniu. Zastosowano metodę iniekcji przewodu opisaną w normach IEC (International Electrotechnical Commission, ) w zakresie częstotliwości khz do 3 GHz. Próbką badaną była antena koncentryczna o długości 0, m z jednym otworem. Oba końce włączono w mosiężne uchwyty dla dostarczenia określonych warunków uziomu. Zmierzona sprawność anteny wyniosła -1 db przy 800 MHz i - db przy 2, GHz. Eksperymenty te wykazały, że promieniująca/ emisyjna antena koncentryczna w Przykładzie 1 1 miała dużą szerokość pasma to jest 400 MHz do 6 GHz. [0043] W innym eksperymencie antenę koncentryczną według Przykładu 1 podłączono w praktycznej sytuacji reprezentującej system w zastosowaniu: utworzono sieć WLAN z zastosowaniem anteny koncentrycznej według tego przykładu pomiędzy dwoma komputerami. Punkt dostępu WLAN [SMC EliteConnect Universal Wireless Access Point SMC2W-AG] połączono do 60 m anteny koncentrycznej według przykładu. metrową sekcję zawieszono na wysokości 2 metrów ponad ziemią, a odbiornik ustawiano w różnych miejscach poniżej zawieszonej anteny i mierzono 2 osiągi. Odbiornik zawierał przenośny komputer [Dell Lattitude] z bezprzewodową kartą LAN SMC EliteConnect Universal Wireless Card-bus Adapter SMC236W-AG]. Zmierzono

23 22 jakość łącza WLAN stosując oprogramowanie pochodzące od anteny WLAN i oznaczono maksymalną jakość łącza w zakresie odległości metrów od zawieszonej anteny. W.L.GORE & ASSOCIATES GMBH Pełnomocnik:

24 78P22233PL00 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Emisyjna antena koncentryczna () zawierająca: - przewodnik wewnętrzny (1), - dielektryk (2) wokół przewodnika wewnętrznego (1), - pierwszy ekranowy przewodnik (4) umieszczony wokół dielektryka (2), pierwszy ekranowy przewodnik ma otwory (41) rozmieszczone w podłużnym kierunku przewodnika wewnętrznego (1) tak dostosowane, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez otwory (41), znamienna tym, że - drugi ekranowy przewodnik () jest umieszczony wokół pierwszego ekranowego przewodnika (4), drugi ekranowy przewodnik () jest dostosowany do zakrycia co najmniej pewnej liczby otworów (41) pierwszego ekranowego przewodnika w ekranowanej sekcji (S1 - S12), w której drugi ekranowy przewodnik () jest umieszczony nieciągle w podłużnym kierunku anteny (), tworząc rurowe ekranowane sekcje (S1 - S12) i nie zakryte części (AS1 - AS12) pierwszego ekranowego przewodnika (4) w podłużnym kierunku anteny, które są tak dostosowane, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez części (AS1 - AS12), i w której każda z rurowych ekranowych sekcji (S1 - S12) ma poosiową długość zdecydowanie większą, niż połowa długości

25 2 fali częstotliwości roboczych dla powstrzymania przechodzenia energii elektromagnetycznej na zewnątrz anteny wewnątrz każdej z rurowych ekranowych sekcji (S1 - S12). 2. Emisyjna antena koncentryczna () zawierająca: przewodnik wewnętrzny (1), dielektryk (2) umieszczony wokół przewodnika (1), pierwszy ekranowy przewodnik (4) umieszczony wokół dielektryka (2), pierwszy ekranowy przewodnik ma otwory (41) rozmieszczone w podłużnym kierunku przewodnika wewnętrznego (1) tak dostosowane, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez otwory (41), znamienna tym, że drugi ekranowy przewodnik () jest umieszczony pod pierwszym ekranowym przewodnikiem (4), drugi ekranowy przewodnik () jest dostosowany do osłonięcia co najmniej pewnej liczby otworów (41) pierwszego ekranowego przewodnika w ekranowanej sekcji (S1 - S12) dla powstrzymania przechodzenia energii elektromagnetycznej na zewnątrz anteny w ekranowanej sekcji (S1 - S12), w której drugi ekranowy przewodnik () jest umieszczony nieciągle w podłużnym kierunku anteny () tworząc nieosłonięte części (AS1 - S12) pierwszego ekranowego przewodnika (4) w podłużnym kierunku anteny, które są tak dostosowane, że energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez nieosłonięte części (AS1-AS12). 3. Emisyjna antena koncentryczna według zastrz. 1 lub 2, w

26 3 której drugi ekranowy przewodnik () zawiera liczne rurowe sekcje (, S1 - S12) rozmieszczone nieciągle w podłużnym kierunku anteny () tworzące nie zakryte lub nieosłonięte części (AS1 - AS12) odpowiadająco, pierwszego ekranowego przewodnika (4) pomiędzy rurowymi sekcjami (S1 - S12). 4. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 3, w której drugi ekranowy przewodnik () jest umieszczony do elektrycznego połączenia z pierwszym ekranowym przewodnikiem (4) w ekranowanej sekcji (S1 - S12) co najmniej, gdy pracuje antena ().. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 4, w której pierwszy ekranowy przewodnik (4) i drugi ekranowy przewodnik () zachowują galwaniczny kontakt ze sobą. 6. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do, ponadto zawierająca taśmę przewodzącą (3) podłużnie umieszczoną wzdłuż obwodowej sekcji dielektryka (2) dla utworzenia ekranowanego segmentu (31) wspomnianych otworów (41) i nie ekranowanego segmentu (32) wspomnianych otworów (41), gdzie wspomniana energia elektromagnetyczna przechodzi poprzez wspomniane otwory (41) we wspomnianym nie ekranowanym segmencie (32) wspomnianych otworów. 7. Emisyjna antena koncentryczna według zastrz. 6, w której pierwszy ekranowy przewodnik (4) i drugi ekranowy przewodnik

27 4 () są połączone elektrycznie poprzez wspomnianą taśmę przewodzącą (3). 8. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 7, w której pierwszy ekranowy przewodnik (4) zawiera otwartą strukturę przewodników drutowych, która nie zakrywa całej powierzchni warstwy (2, 3) pod spodem. 9. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 7, w której pierwszy ekranowy przewodnik (4) zawiera przewodzącą folię o strukturze otwartej, przewodzącą siatkę, spiralnie ekranowane przewody lub przewody plecione.. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 9, w której nie zakryte lub nieosłonięte części (AS1 - AS12) odpowiadająco, pierwszego ekranowego przewodnika (4) mają odległość (X1 - X) pomiędzy nimi w podłużnym kierunku anteny (), która zmienia się na długości anteny (), zwłaszcza zmienia się w sposób losowy na długości anteny z uniknięciem okresowych rezonansów. 11. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do, w której nie zakryte lub nieosłonięte części (AS1 - AS12) odpowiednio, pierwszego ekranowego przewodnika (4) mają szerokość (L) w podłużnym kierunku anteny (), która zmienia się na długości

28 anteny (). 12. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 11, w której przewodnik wewnętrzny (1) zawiera przewodnik metalowy (12, 13) nawinięty wokół rdzenia (11) z tworzywa sztucznego. 13. Emisyjna antena koncentryczna według jednego z zastrz. 1 do 12, w której przewodnik wewnętrzny (1) jest umieszczony wokół rdzenia (11) z tworzywa sztucznego i w której przewodnik wewnętrzny ponadto zawiera dwie warstwy (12, 13), warstwę wewnętrzną (12) w postaci nawarstwianej i spiralnie nawiniętej folii przewodzącej elektrycznie oraz warstwę zewnętrzną (13) w postaci spiralnie ekranowanych przewodów, która pozostaje w elektrycznym kontakcie z warstwą wewnętrzną (12). W.L.GORE & ASSOCIATES GMBH Pełnomocnik:

29

30