EP1198026A2 - Antenna arrangement for mobile phones - Google Patents
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- EP1198026A2 EP1198026A2 EP01440288A EP01440288A EP1198026A2 EP 1198026 A2 EP1198026 A2 EP 1198026A2 EP 01440288 A EP01440288 A EP 01440288A EP 01440288 A EP01440288 A EP 01440288A EP 1198026 A2 EP1198026 A2 EP 1198026A2
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- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
- H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
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- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
Definitions
- Such an antenna arrangement is for example from the Document EP 0 884 796 A2, Fig. 61 known.
- the arrangement is two for two frequency bands Spotlights of slightly different lengths essentially parallel to each other at a distance from a ground plate and arranged parallel to this.
- the spotlights are bent, so they are on a relatively small piece of land can be accommodated.
- the feeding of every spotlight takes place at a small distance from that end of the radiator, which is connected to the ground plate.
- the other ends of the emitters are free.
- the length of each The emitter should be about a quarter of the operating wavelength correspond.
- the well-known antenna is very low-impedance with the lambda / 4 resonance, therefore a separate feed point with a higher one Impedance level can be chosen, which is generally additional needs to be adjusted.
- the range of known Order is restricted. (lambda is the wavelength in the frequency range of interest.)
- the invention is therefore based on the object of an arrangement of the type described at the beginning, in which no adaptation measures are required that the Can limit bandwidth.
- two or more Emitter provided for a single frequency range are the same length and therefore, taken individually, the same resonance frequency. It arises as a result of the narrow Coupling a widened compared to a single radiator resulting resonance curve.
- the broadening of the resonance curve can be supported that according to one embodiment the lengths of the individual radiators are different and therefore the individual emitters one have different resonance frequency.
- the radiators are bent. This enables a space-saving arrangement.
- a plurality of radiators are provided, the length of which is connected to the others Frequency range is adjusted, and the rest of the invention are trained.
- the invention also includes a mobile phone, which is an inventive Has antenna arrangement.
- radiator 1a has an antenna arrangement 11 a conductive ground plate 12, and parallel at a distance of these are two completely identical radiators 13 and 14 spaced apart. It is therefore sufficient to discuss the radiator 13.
- This essentially exists from an elongated loop of two in parallel mutually arranged conductor sections 13a (in FIG. 1a front) and 13b (in Fig. 1a rear), which in Fig. 1a on the right side through a section 13c conductive to each other are connected.
- the left end of the radiator section 13a is conductively connected to the ground plate 12, the left end of the other radiator section 13b forms the feed connection of the radiator 13.
- the arrangement in such a way that in 1a the rear radiator section 13b has the supply connection also strikes the radiator 14 to.
- the arrangement shown is like this realized that one was originally metallized on two sides Insulation plate made of low-loss material its upper side is etched so that the conductor tracks the radiators 13 and 14 result.
- the with the ground plate 12th Connections to be connected then become the ground plate forming lower metallization of this insulating plate plated through.
- the other two connections namely the supply connections, through the insulating plate to lead down and of course the metallization on the bottom in the area of passage of this implementation recess so that a feed line is connected there can be.
- the insulating material plate has a uniform thickness, are all radiator parts 13a, 13b, 14a and 14b from the circuit board arranged at the same distance, so are to this parallel; they are also parallel to each other; finally, is the mutual distance between the two radiator parts each individual radiator 13 and 14 compared to the wavelength in the frequency range of interest small, especially smaller than a tenth of the wavelength. Also the mutual distance between the two radiators 13 and 14 is chosen so small that there is between the two emitters results in a coupling to the desired extent.
- each of the heater parts 13a and 13b has approximately the length of a quarter wavelength when operating in the intended frequency range.
- the developed length of the entire radiator therefore corresponds half a wavelength.
- the high frequency currents in the long radiator sections running parallel to the circuit board flow in the same direction.
- the antenna arrangement 11 behaves with regard to its radiation characteristics due to the mirroring of the antenna arrangement on the ground plate 12 as if the ground plate 12 were not would exist and instead would be mirror symmetric to the Radiators 13 and 14 have two more radiators, their Currents in the opposite direction to the real ones Radiator sections flow.
- FIGS 1a to 1c show antenna arrangements that for operation in a single band are suitable. Instead of the there radiators 13 or 14 of exactly the same length could Spotlights also have a different length, so that the spotlights are already different in themselves Have resonance frequency in order to achieve a Resonance curve in the desired width with the participation of a to support the tight coupling of the radiators.
- the upper antenna arrangement is general is designated by the reference numeral 21 for a low one Frequency range provided, in the example for a range for mobile phones in the 900 MHz band, e.g. according to the standard GSM900.
- the individual radiators of this antenna arrangement have a longer length than in the other antenna arrangement 22 in Fig. 2.
- the lengths of the radiators of the radiator arrangement 22 are about half the length of the radiators at the arrangement 21, because the antenna arrangement 22 for one Frequency range determined in the band 1800 MHz. It goes without saying that with only minor changes the antenna arrangement instead 22 also for a frequency range for GSM1900 (range 1900 MHz) can be provided.
- FIG. 2 also schematically shows one shown as a coaxial cable 30 Feed cable that from below with the antenna arrangement is connected, the jacket of the coaxial cable 30 is to be connected to the ground plate and the center conductor of the coaxial cable with the supply connections of the individual Is to be connected.
- the antenna arrangement of FIG. 2 When operating the antenna arrangement of FIG. 2 in the lower Frequency range (as mentioned e.g. GSM 900) becomes the antenna arrangement 21 operated at least near the resonance frequency, the antenna arrangement 22 becomes far below its resonance frequency operated so that the antenna arrangement 22 like a load on the connection of the antenna arrangement 21 acts. This influence can occur when feeding the antenna arrangement 21 can be taken into account without further ado. Will the antenna arrangement 2, however, at the high resonance frequency operated, for which the antenna assembly 22 is provided the other antenna arrangement may be located 21 at such a frequency in a higher one Resonance.
- FIG. 3 shows the position of an antenna arrangement in a highly simplified manner 2 in a mobile phone that is convenient in a Can be held by hand.
- the antenna arrangement is in the top Area of the mobile phone housed, and orientation the antenna arrangement is such that the feed connections, which are also the points of greatest current flow are in the spotlights, as high up in the Device.
- the two radiators 51a and 51b of the antenna arrangement 51 go seamlessly over each other without kinking, with respect to the a conductor this transition between the two emitters through the connection point at which the connection with the connection 43 is made, is formed.
- the conductor of the two radiator elements 51a and 51b finds this Transition at the connection of the named conductor with the connection 44 instead.
- This last-mentioned connection lies as well as the first-mentioned connection with connection 43, above the connections 43 and 44 in Fig. 4. Below this The connections mentioned make the connection with the two Radiators 52a and 52b of the antenna arrangement 52. In the entire Figure 4 means no crossing of lines one electrical connection.
- the antenna arrangement 52 extends from the antenna arrangement 52 more than half of the total emitter length in an area (in the actual spatial arrangement) is not above the mass plate 52, but is laterally offset from this. Also in this Area is the antenna arrangement through the multilayer circuit board 41 supported. From the former antenna arrangement 51 runs the top, the long side of a rectangle engaging radiator part outside of the ground plate, moreover the one following the short circuit 51c parallel to the just mentioned part of the radiator part of the radiator element 51a, as well as those immediately adjacent to these elements, perpendicular to them and the connection with the remaining parts producing sections of the conductor elements.
- the mutual arrangement of the antenna arrangements can be 51 and 52 also partially describe such that the two arrangements are eccentric relative to each other, the arrangement for the area with short operating wavelength in percentage terms a lot further via the mass plate 52 protrudes than the other antenna arrangement.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung mit einer Masseplatte und mit einer Mehrzahl von Strahlern, die parallel zu der Masseplatte im Abstand von dieser angeordnet sind, wobei die Strahler zur Abdeckung eines vorgegebenen Frequenzbereichs eine ähnliche Länge haben und einander benachbart und zueinander parallel sind, ein erster Anschluss jedes Strahlers im Bereich des jeweils einen Endes jedes Strahlers angeordnet und mit der Masseplatte über eine erste Verbindung verbunden ist, die genannten ersten Verbindungen einander dicht benachbart sind oder zusammenfallen, und wobei an jedem Strahler in einem Abstand von seinem ersten Anschluss ein zweiter Anschluss für eine Speiseleitung vorgesehen ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an antenna arrangement with a ground plate and with a plurality of radiators in parallel are arranged at a distance from the mass plate, the radiator covering a predetermined frequency range have a similar length and are adjacent to each other and parallel to each other, a first connection each Spotlight in the area of one end of each Spotlight arranged and with the ground plate over a first Connection is connected, the first connections mentioned are close to each other or coincide, and wherein on each radiator at a distance from its first connection a second connection is provided for a feed line is, according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Antennenanordnung ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 884 796 A2, Fig. 61 bekannt. Bei der bekannten Anordnung sind für zwei Frequenzbänder jeweils mehrere Strahler von geringfügig abweichender Länge im wesentlichen parallel zueinander im Abstand von einer Masseplatte und parallel zu dieser angeordnet. Die Strahler sind abgebogen, damit sie auf einem verhältnismäßig kleinen Flächenstück untergebracht werden können. Die Speisung jedes Strahlers erfolgt in einem kleinen Abstand von demjenigen Ende des Strahlers, das mit der Masseplatte verbunden ist. Die anderen Enden der Strahler sind frei. Die Länge der einzelnen Strahler dürfte etwa einem Viertel der jeweiligen Betriebswellenlänge entsprechen.Such an antenna arrangement is for example from the Document EP 0 884 796 A2, Fig. 61 known. With the known The arrangement is two for two frequency bands Spotlights of slightly different lengths essentially parallel to each other at a distance from a ground plate and arranged parallel to this. The spotlights are bent, so they are on a relatively small piece of land can be accommodated. The feeding of every spotlight takes place at a small distance from that end of the radiator, which is connected to the ground plate. The other ends of the emitters are free. The length of each The emitter should be about a quarter of the operating wavelength correspond.
Die bekannte Antenne ist sehr niederohmig bei der lambda/4-Resonanz, deshalb muss ein separater Speisepunkt mit höherem Impedanzniveau gewählt werden, der im allgemeinen noch zusätzlich angepasst werden muss. Die Bandbreite der bekannten Anordnung ist eingeschränkt. (lambda ist die Wellenlänge beim interessierenden Frequenzbereich.)The well-known antenna is very low-impedance with the lambda / 4 resonance, therefore a separate feed point with a higher one Impedance level can be chosen, which is generally additional needs to be adjusted. The range of known Order is restricted. (lambda is the wavelength in the frequency range of interest.)
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der keine Maßnahmen zur Anpassung erforderlich sind, die die Bandbreite einschränken könnten.The invention is therefore based on the object of an arrangement of the type described at the beginning, in which no adaptation measures are required that the Could limit bandwidth.
Diese Aufgabe wird bei der Erfindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass jeder Strahler (13,14; 51a,51b; 52a,52b) in Form einer flachen Schleife mit zwei dicht benachbarten langen Leitern, die an benachbarten Enden durch einen kurzen Leiter verbunden sind, ausgebildet ist, und die zweiten Anschlüsse im Bereich des jeweils anderen Endes jedes Strahlers vorgesehen sind, und dass die gesamte Länge jedes einzelnen Strahlers etwa 1/2 Wellenlänge (= lambda/2) bei dem vorgegebenen Frequenzbereich entspricht.This object is achieved in the invention according to the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1 in that each radiator (13, 14; 51a, 51b; 52a, 52b) in the form of a flat loop with two closely adjacent long conductors that are at adjacent ends are connected by a short conductor, and the second connections in the area of the other End of each radiator are provided and that the entire Length of each individual radiator about 1/2 wavelength (= lambda / 2) for the specified frequency range.
Wenn man einen einzigen der Strahler betrachtet, so wird bei der Erfindung dieser somit an einem seiner Enden gespeist, während sein anderes Ende mit der Masseplatte verbunden ist. In Abweichung von einem halben Faltdipol, der rechtwinklig zu einer Masseplatte oder leitenden Ebene angeordnet ist, wobei das eine seiner beiden Enden mit der Masseplatte verbunden ist das andere Ende als Speiseanschluss dient, wobei die Leiterlänge insgesamt lambda/2 beträgt, ist bei der Erfindung der Strahler parallel zur Masseplatte und in relativ kleinen Abstand von dieser (im Vergleich zur Wellenlänge) angeordnet. Dieser halbe Faltdipol wird nachfolgend auch als Faltmonopol bezeichnet. Durch Führung des Strahlerelements parallel zu einer Masseplatte wird einerseits der Eingangswiderstand kleiner als bei Anordnung rechtwinklig zu einer Masseplatte. Andererseits wirkt dieser Eigenschaft bei der vorgesehenen Anordnung entgegen, dass ein Faltmonopol im Vergleich zu einem herkömmlichen Dipol einen um den Faktor 4 höheren Eingangswiderstand hat. Hierdurch wird zusätzlich die Parallelschaltung mehrerer Strahlerelemente (nämlich Faltmonopole) zur Vergrößerung der Bandbreite ermöglicht, ohne dass durch diese Parallelschaltung der Eingangswiderstand zu weit absinkt. Insbesondere kann der Eingangswiderstand in eine Größe gebracht werden, die für die Speisung von Antennen üblich ist und die daher leicht mit einer zum Speisen dienenden Schaltung, zum Beispiel einer Senderausgangsschaltung oder einer Empfangsschaltung, zu verbinden ist.If you look at a single one of the emitters, then at the invention of this thus fed at one of its ends, while its other end is connected to the ground plate. In deviation from half a folding dipole, the right angle is arranged to a ground plate or conductive plane, one of its two ends being connected to the ground plate the other end is used as a feed connection, whereby the total conductor length is lambda / 2, is in the invention the radiator parallel to the ground plate and in relative small distance from this (compared to the wavelength) arranged. This half folding dipole is also referred to below Folded monopoly. By guiding the radiator element the input resistance becomes parallel to a ground plate smaller than when arranged at right angles to one Ground plane. On the other hand, this property affects the provided that a folding monopoly in the Compared to a conventional dipole one by a factor of 4 has higher input resistance. This will additionally the parallel connection of several radiator elements (namely Folding monopolies) to increase the bandwidth, without the input resistance due to this parallel connection sinks too far. In particular, the input resistance be brought into a size for feeding of antennas is common and therefore easy to use with one Serving circuit, for example a transmitter output circuit or a receiving circuit is.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung haben zwei oder mehr Strahler, die für einen einzigen Frequenzbereich vorgesehen sind, die gleiche Länge und somit, einzeln betrachtet, die gleiche Resonanzfrequenz. Es ergibt sich infolge der engen Kopplung eine gegenüber einem Einzelstrahler verbreiterte resultierende Resonanzkurve. Die Verbreiterung der Resonanzkurve kann dadurch unterstützt werden, dass gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Längen der einzelnen Strahler unterschiedlich sind und somit die einzelnen Strahler eine unterschiedliche Resonanzfrequenz haben.In one embodiment of the invention have two or more Emitter provided for a single frequency range are the same length and therefore, taken individually, the same resonance frequency. It arises as a result of the narrow Coupling a widened compared to a single radiator resulting resonance curve. The broadening of the resonance curve can be supported that according to one embodiment the lengths of the individual radiators are different and therefore the individual emitters one have different resonance frequency.
Bei Ausführungsformen der Erfindung sind die Strahler abgebogen. Dadurch ist eine platzsparende Anordnung möglich.In embodiments of the invention, the radiators are bent. This enables a space-saving arrangement.
Zur Abdeckung eines zusätzlichen abweichenden Frequenzbereichs ist bei Ausführungsformen der Erfindung eine weitere Mehrzahl von Strahlern vorgesehen, deren Länge an den weiteren Frequenzbereich angepasst ist, und die im übrigen erfindungsgemäß ausgebildet sind.To cover an additional deviating frequency range is another in embodiments of the invention A plurality of radiators are provided, the length of which is connected to the others Frequency range is adjusted, and the rest of the invention are trained.
Zur Erfindung gehört auch ein Mobiltelefon, das eine erfindungsgemäße Antennenanordnung aufweist.The invention also includes a mobile phone, which is an inventive Has antenna arrangement.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:
- Fig. 1a
- eine vereinfachte Darstellung einer Antennenanordnung für ein einziges Frequenzband mit zwei Strahlern
- Fig. 1b
- eine der Fig. 1a ähnliche Anordnung, bei der jedoch die Anschlüsse des hinteren Strahlers gegenüber Fig. 1a vertauscht sind,
- Fig. 1c
- eine aus der Fig. 1b abgeleitete Anordnung, bei der die beiden einander unmittelbar benachbarten Teile der beiden Strahler zu einem einzigen Leitungszug mit gegenüber Fig. 1a und 1b verdoppelter Breite zusammengefasst sind,
- Fig. 2
- eine Antennenanordnung mit insgesamt vier Strahlern, wobei zwei Strahler für ein Band mit niedrigerer Frequenz und zwei weitere Strahler für ein Band mit höherer Frequenz bestimmt sind,
- Fig. 3
- eine vereinfachte Ansicht eines Mobiltelefons, teilweise aufgebrochen, mit einer im oberen Teil des Mobiltelefons untergebrachten Antennenanordnung nach Fig. 2,
- Fig. 4
- eine Antennenanordnung mit insgesamt vier Strahlern, wobei zwei Strahler für ein Band mit niedrigerer Frequenz und zwei weitere Strahler für ein Band mit höherer Frequenz bestimmt sind, und alle Strahler mehrfach abgebogen sind und teilweise über eine Masseplatte hinausragen.
- Fig. 1a
- a simplified representation of an antenna arrangement for a single frequency band with two radiators
- Fig. 1b
- 1 a arrangement similar to FIG.
- Fig. 1c
- 1b, in which the two immediately adjacent parts of the two radiators are combined to form a single line with a width which is double that of FIGS. 1a and 1b,
- Fig. 2
- an antenna arrangement with a total of four radiators, two radiators for a band with a lower frequency and two further radiators for a band with a higher frequency,
- Fig. 3
- 2 shows a simplified view of a mobile phone, partially broken away, with an antenna arrangement according to FIG. 2 accommodated in the upper part of the mobile phone,
- Fig. 4
- an antenna arrangement with a total of four radiators, two radiators for a band with a lower frequency and two further radiators for a band with a higher frequency, and all radiators are bent several times and partially protrude from a ground plate.
Bei der Anordnung nach Fig. 1a weist eine Antennenanordnung
11 eine leitende Masseplatte 12 auf, und parallel im Abstand
von dieser sind zwei völlig gleich ausgebildete Strahler 13
und 14 im Abstand voneinander angeordnet. Es genügt daher,
den Strahler 13 zu besprechen. Dieser besteht im wesentlichen
aus einer langgestreckten Schleife aus zwei parallel
zueinander angeordneten Leiterabschnitten 13a (in Fig. 1a
vorn) und 13b (in Fig. 1a hinten), die in der Fig. 1a an der
rechten Seite durch einen Abschnitt 13c leitend miteinander
verbunden sind. Das linke Ende des Strahlerabschnitts 13a
ist mit der Masseplatte 12 leitend verbunden, das linke Ende
des anderen Strahlerabschnitts 13b bildet den Speiseanschluss
des Strahlers 13. Die Anordnung in der Art, dass in
der Darstellung der Fig. 1a der hintere Strahlerabschnitt
13b den Speiseanschluss aufweist, trifft auch auf den Strahler
14 zu. In der Praxis ist die dargestellte Anordnung so
verwirklicht, dass eine ursprünglich auf zwei Seiten metallisierte
Isolierstoffplatte aus verlustarmem Material auf
ihrer oberen Seite so geätzt wird, dass sich die Leiterzüge
der Strahler 13 und 14 ergeben. Die mit der Masseplatte 12
zu verbindenden Anschlüsse werden dann zu der die Masseplatte
bildenden unteren Metallisierung dieser Isolierstoffplatte
durchkontaktiert. Es ist bei Ausführungsformen der Erfindung
vorgesehen, auch die beiden anderen Anschlüsse, nämlich
die Speiseanschlüsse, durch die Isolierstoffplatte hindurch
nach unten zu führen und an der Unterseite natürlich die Metallisierung
im Bereich des Durchtritts dieser Durchführung
auszusparen, so dass dort eine Speiseleitung angeschlossen
werden kann.1a has an antenna arrangement
11 a
Da die Isolierstoffplatte eine gleichmäßige Dicke aufweist,
sind alle Strahlerteile 13a, 13b, 14a und 14b von der Leiterplatte
im gleichen Abstand angeordnet, sind also zu dieser
parallel; außerdem sind sie zueinander parallel;
schließlich ist der gegenseitige Abstand der beiden Strahlerteile
jedes einzelnen Strahlers 13 und 14 im Vergleich zu
der Wellenlänge im interessierenden Frequenzbereich sehr
klein, insbesondere kleiner als ein Zehntel der Wellenlänge.
Auch der gegenseitige Abstand der beiden Strahler 13 und 14
ist so klein gewählt, dass sich zwischen den beiden Strahlern
eine Kopplung im gewünschten Ausmaß ergibt.Since the insulating material plate has a uniform thickness,
are all
Obwohl die beiden Strahler 13 und 14, je einzeln für sich
gesehen die gleiche Resonanzfrequenz haben, wird durch die
Kopplung eine Verbreiterung der Resonanzkurve gegenüber dem
Fall eines einzelnen Strahlers erreicht, wie dies bei Bandfiltern
an sich bekannt ist. Die Länge jedes der Strahlerteile
13a und 13b hat etwa die Länge einer viertel Wellenlänge
beim Betrieb im vorgesehenen Frequenzbereich.Although the two
Die abgewickelte Länge des gesamten Strahlers entspricht daher
einer halben Wellenlänge. Die Hochfrequenzströme in den
parallel zur Leiterplatte verlaufenden langen Strahlerabschnitten
fließen jeweils in gleicher Richtung. Die Antennenanordnung
11 verhält sich hinsichtlich ihrer Strahlungscharakteristik
infolge der Spiegelung der Antennenanordnung
an der Masseplatte 12 so, als wäre die Masseplatte 12 nicht
vorhanden und stattdessen wären spiegelsymmetrisch zu den
Strahlern 13 und 14 zwei weitere Strahler vorhanden, deren
Ströme in umgekehrter Richtung wie bei den real vorhandenen
Strahlerabschnitten fließen.The developed length of the entire radiator therefore corresponds
half a wavelength. The high frequency currents in the
long radiator sections running parallel to the circuit board
flow in the same direction. The
Bei der Anordnung nach Fig. 1b sind die beiden Anschlüsse
des weiter hinten liegenden Strahlers, der hier das Bezugszeichen
13' trägt, bezüglich Masseanschluß und Speiseleitungsanschluss
vertauscht. Dadurch befinden sich nun die
beiden Strahlerabschnitte 13a und 14a unmittelbar nebeneinander
und werden gemeinsam an ihrem in der Fig. 1b linken
Ende mit der Speiseleitung verbunden.In the arrangement according to Fig. 1b, the two connections
of the radiator further back, which here is the reference symbol
13 'carries, with respect to ground connection and feed line connection
reversed. This is where the
two
Bei der Anordnung nach Fig. 1c sind diese beiden einander
benachbarten Strahlerabschnitte 13a und 14a der Fig. 1b
durch einen gemeinsamen leitenden Abschnitt 16 ersetzt, der
die doppelte Breite aufweist wie die Leiterzüge, die die
Strahlerteile 13a und 14a der Fig. 1b jeweils bilden.In the arrangement according to Fig. 1c, these two are each other
Die Figuren 1a bis 1c zeigen Antennenanordnungen, die für
den Betrieb in einem einzigen Band geeignet sind. Statt der
dort exakt gleich langen Strahler 13 bzw. 14 könnten die
Strahler auch eine unterschiedliche Länge aufweisen, so dass
die Strahler je für sich gesehen bereits eine unterschiedliche
Resonanzfrequenz haben, um hiermit das Erreichen einer
Resonanzkurve in der gewünschten Breite unter Mitwirkung einer
entsprechend engen Kopplung der Strahler zu unterstützen.Figures 1a to 1c show antenna arrangements that for
operation in a single band are suitable. Instead of the
there
Bei der Mehrbandantennenanordnung nach Fig. 2 sind zwei unterschiedliche Antennenanordnungen, die für zwei unterschiedliche Frequenzbänder dimensioniert sind, gemeinsam auf einer Isolierstoffplatte mit darunter befindlicher Masseplatte vorgesehen. Jede dieser Antennenanordnungen weist, wie auch bei den Fig. 1a bis 1c, zwei Strahler auf, die, wie bereits erläutert, zwei dicht benachbarte und parallel zueinander verlaufende Leiterabschnitte aufweisen, die an einem Ende miteinander verbunden sind, und an den anderen Enden dieser Leiterabschnitte sind diese mit der Masseplatte bzw. mit einer Speiseleitung zu verbinden.2 are two different ones Antenna arrangements for two different Frequency bands are dimensioned together an insulating plate with a ground plate underneath intended. Each of these antenna arrangements has as in FIGS. 1a to 1c, two radiators, which, like already explained, two closely adjacent and parallel to each other have running conductor sections which on a End connected together, and at the other ends these conductor sections are these with the ground plate or to connect to a feed line.
Damit die Antennenanordnungen bei den heute üblichen Frequenzbereichen und den heute üblichen Größen von Mobiltelefonen in einem solchen Gerät untergebracht werden können, insbesondere wenn an einen Betrieb im Bereich von etwa 900 MHz und von etwa 1800 MHz gedacht ist, sind die einzelnen Strahler im Gegensatz zu den Fig. 1a bis 1c, wo sie geradlinig verlaufen, einmal bzw. mehrfach um jeweils 90° gebogen. Wenn die Anordnung so getroffen ist, dass die Enden und Anfänge der Strahler bei weitgehend paralleler Anordnung zu einer rechteckigen Masseplatte jeweils im gleichen Abstand von dem Rand der Masseplatte enden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, weisen somit die beiden Strahler, die zu einer einzelnen Antennenanordnung gehören, eine etwas abweichende Länge auf, weil sich sozusagen der eine Strahler etwas innerhalb von dem anderen befindet. Je kleiner der Abstand der beiden Strahlerabschnitte untereinander ist, je kleiner der Abstand der beiden Strahler voneinander ist, und je kleiner die Leiterbreite der einzelnen Strahlerabschnitte ist, umso kleiner ist auch dabei der Längenunterschied der beiden einzelnen Strahler.So that the antenna arrangements in the frequency ranges common today and the sizes of mobile phones that are common today can be accommodated in such a device, especially when connected to an operation in the range of around 900 MHz and is thought of around 1800 MHz are the individual Spotlights in contrast to FIGS. 1a to 1c, where they are straight run, bent once or several times by 90 °. When the arrangement is made so that the ends and beginnings the radiator with a largely parallel arrangement a rectangular mass plate at the same distance end from the edge of the ground plate as shown in FIG. 2 is, the two emitters point to one belong to individual antenna arrangement, a slightly different Length because, so to speak, the one spotlight is a bit inside from the other. The smaller the distance between the the two radiator sections, the smaller the The distance between the two emitters is, and the smaller the conductor width of the individual radiator sections is all the more the difference in length between the two is also smaller Radiator.
In der Fig. 2 ist die obere Antennenanordnung, die allgemein
mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet ist, für einen niedrigen
Frequenzbereich vorgesehen, im Beispiel für einen Bereich
für Mobiltelefone im 900 MHz-Band, z.B. nach dem Standard
GSM900. Die einzelnen Strahler dieser Antennenanordnung haben
eine größere Länge als bei der anderen Antennenanordnung
22 in Fig. 2. Die Längen der Strahler der Strahleranordnung
22 sind etwa halb so groß wie die Längen der-Strahler bei
der Anordnung 21, denn die Antennenanordnung 22 für einen
Frequenzbereich im Band 1800 MHz bestimmt. Es versteht sich,
dass mit nur geringen Änderungen stattdessen die Antennenanordnung
22 auch für einen Frequenzbereich für GSM1900 (Bereich
1900 MHz) vorgesehen werden kann.In Fig. 2, the upper antenna arrangement is general
is designated by the
Fig. 2 zeigt noch schematisch ein als Koaxialkabel 30 dargestelltes
Speisekabel, das von unten her mit der Antennenanordnung
verbunden ist, wobei der Mantel des Koaxialkabels 30
mit der Masseplatte zu verbinden ist und der Mittelleiter
des Koaxialkabels mit den Speiseanschlüssen der einzelnen
Strahler zu verbinden ist.FIG. 2 also schematically shows one shown as a
Beim Betrieb der Antennenanordnung der Fig. 2 im unteren
Frequenzbereich (wie erwähnt z.B. GSM 900) wird die Antennenanordnung
21 zumindest nahe der Resonanzfrequenz betrieben,
die Antennenanordnung 22 wird weit unterhalb ihrer Resonanzfrequenz
betrieben, so dass die Antennenanordnung 22
wie eine Belastung des Anschlusses der Antennenanordnung 21
wirkt. Dieser Einfluss kann bei der Speisung der Antennenanordnung
21 ohne weiteres berücksichtigt werden. Wird die Antennenanordnung
der Fig. 2 dagegen bei der hohen Resonanzfrequenz
betrieben, für die die Antennenanordnung 22 vorgesehen
ist, so befindet sich möglicherweise die andere Antennenanordnung
21 bei einer derartigen Frequenz in einer höheren
Resonanz.When operating the antenna arrangement of FIG. 2 in the lower
Frequency range (as mentioned e.g. GSM 900) becomes the
Wenn hierdurch unerwünschte Einflüsse auftreten, beispielsweise
ein scharfer Resonanzverlauf oder eine verringerte
Bandbreite, so kann diesen Einflüssen durch mehrere Maßnahmen
(einzeln oder in Kombination) entgegengewirkt werden:
Fig. 3 zeigt stark vereinfacht die Lage einer Antennenanordnung gemäß Fig. 2 in einem Mobiltelefon, das bequem in einer Hand gehalten werden kann. Die Antennenanordnung ist im oberen Bereich des Mobiltelefons untergebracht, und die Orientierung der Antennenanordnung ist so, dass die Speiseanschlüsse, die gleichzeitig die Stellen des größten Stromflusses in den Strahlern sind, sich möglichst weit oben im Gerät befinden.3 shows the position of an antenna arrangement in a highly simplified manner 2 in a mobile phone that is convenient in a Can be held by hand. The antenna arrangement is in the top Area of the mobile phone housed, and orientation the antenna arrangement is such that the feed connections, which are also the points of greatest current flow are in the spotlights, as high up in the Device.
Es versteht sich, dass die Art der Abknickung in Form eines
Buchstaben L, wie er für die Antennenanordnung 22 vorgesehen
ist, oder wie in Form eines Buchstaben U, wie für die Antennenanordnung
21 vorgesehen, beispielhaft ist und durch andere
Konfigurationen, bei denen die Strahler in irgendeiner
Weise abgeknickt oder aufgewickelt sind, ersetzt werden
kann.It is understood that the type of kink in the form of a
Letter L, as provided for the
Bei der für zwei Frequenzbänder vorgesehenen Anordnung nach
Fig. 4 ist die in Fig. 4 sichtbare Struktur der Strahler in
Form von verschiedenen Layern oder Lagen eines Trägermaterials
angeordnet. Zur Vereinfachung der Darstellung sind jedoch
alle Strahler als für den Betrachter voll sichtbar gezeigt.
Die so gebildete Multilayerplatte 41 liegt an einer
Masseplatte 42 an. Im Beispiel ist die Masseplatte 42 die im
wesentlichen durchlaufend ausgeführte rückseitige Metallisierung
einer Leiterplatte, deren andere Seite zumindest
Teile einer Schaltung eines Mobiltelefons bildet. Die Schaltungselemente
dieser Schaltung befinden sich daher in der
Draufsicht der Fig. 4 unterhalb der Masseplatte 42.According to the arrangement provided for two frequency bands
FIG. 4 is the structure of the radiators in FIG. 4 that is visible in FIG
Form of different layers or layers of a carrier material
arranged. However, to simplify the illustration
all spotlights are shown as fully visible to the viewer.
The
Die Speisung aller Strahlerelemente erfolgt über einen Anschluss
43, und der Masseanschluß für alle Strahlerelemente
erfolgt über einen Anschluss 44, der mit der Masseplatte 42
verbunden ist. Für den Betriebsfrequenzbereich mit größerer
Wellenlänge ist eine Antennenanordnung 51 vorgesehen, die
zwei als Faltmonopole ausgebildete Strahlerelemente 51a und
51b aufweist. Jedes dieser Strahlerelemente ist im wesentlichen
durch zwei in dichtem Abstand voneinander und parallel
geführte Leiterbahnen gebildet, und am Ende der Strahler
sind die beiden genannten Leiterbahnen jeweils durch einen
Kurzschluss 51c bzw. 51d miteinander verbunden. Für den Betriebsfrequenzbereich
mit kürzerer Wellenlänge ist eine Antennenanordnung
52 vorgesehen, die in der Blickrichtung des
Betrachters der Fig. 4 oberhalb der Ebene liegt, in der sich
die Antennenanordnung 51 befindet. Diese räumliche Anordnung
ist auch aus der Zeichnung klar erkennbar.All radiator elements are supplied via a
Im folgenden werden bei der Beschreibung der Konfiguration
der Fig. 4 die Begriffe oben und unten sowie links und
rechts jedoch nicht auf die tatsächliche räumliche Anordnung,
sondern auf die Fig. 4, wie sie sich dem Betrachter
darstellt, bezogen. Gemäß dieser Ausdrucksweise liegt beispielsweise
der Anschluss 43 weiter unten und weiter links
als die Kurzschlussverbindung 52c der Strahler 52a. The following are the description of the configuration
4 the terms top and bottom and left and
on the right, however, not the actual spatial arrangement,
but on Fig. 4 as it affects the viewer
represents related. According to this expression, for example
the
Die beiden Strahler 51a und 51b der Antennenanordnung 51 gehen
ohne Knick nahtlos in einander über, wobei bezüglich des
einen Leiters dieser Übergang zwischen den beiden Strahlern
durch den Anschlusspunkt, an dem die Verbindung mit dem Anschluss
43 hergestellt ist, gebildet ist. Für den anderen
Leiter der beiden Strahlerelemente 51a und 51b findet dieser
Übergang an der Verbindung des genannten Leiters mit dem Anschluss
44 statt. Diese zuletzt genannte Verbindung liegt,
wie auch die erstgenannte Verbindung mit dem Anschluss 43,
oberhalb der Anschlüsse 43 und 44 in Fig. 4. Unterhalb dieser
genannten Anschlüsse erfolgt die Verbindung mit den beiden
Strahlern 52a bzw. 52b der Antennenanordnung 52. In der
gesamten Figur 4 bedeutet keine Überkreuzung von Linien eine
elektrische Verbindung.The two radiators 51a and 51b of the
Die Antennenanordnung 51 ist insgesamt durch eine an ihren
beiden Enden kurzgeschlossene Anordnung zweier dicht benachbarter
paralleler Leiter gebildet, die insgesamt sieben Mal
rechtwinklig abgebogen sind, und zwar immer im gleichen
Sinn, so dass sich eine spiralartige Anordnung mit etwas weniger
als zwei Windungen ergibt. Dabei sind die beiden
Strahler 51a und 51b in einem Abstand voneinander angeordnet,
der sehr viel kleiner ist als die kurze Seite des
Rechtecks, das von dieser Antennenanordnung 51 im wesentlichen
ausgefüllt wird.The
Die Antennenanordnung 52 liegt teilweise innerhalb und teilweise
außerhalb (in der Draufsicht der Fig. 4 gesehen) der
Antennenanordnung 51. Die beiden in dichten Abstand voneinander
parallel geführten Leiter, die diese Antennenanordnung
52 bilden, verlaufen beginnend an dem Kurzschluss 52c ganz
oben in Fig. 4 zunächst parallel zu dem obersten Zweig der
Antennenanordnung 51 nach links, mit einem rechtwinkligen
Knick dann nach unten, anschließend nach rechts bis in die
Nähe des vertikalen Teils des weiter innen liegenden Strahlers
51a, dann mit einer Abbiegung um 90° im gleichen Sinne
wie bisher nach oben bis auf die gleiche Höhe wie der erste
Abschnitt 52a dieser Antennenanordnung, anschließend mit einer
Abbiegung von 90° in anderem Sinne weiter nach rechts
und schließlich mit einer Abbiegung um 90° nach unten. Dieser
zuletzt genannte nach unten verlaufende Abschnitt des
Strahlers 52b endet etwa dort, wo auch die obere Kante der
Masseplatte 42 endet. Demzufolge verläuft von der Antennenanordnung
52 mehr als die Hälfte der gesamten Strahlerlänge
in einen Bereich, der (bei der tatsächlichen räumlichen Anordnung)
nicht oberhalb der Masseplatte 52 liegt, sondern
seitlich außerhalb von dieser versetzt ist. Auch in diesem
Bereich ist die Antennenanordnung durch die Mehrschichtleiterplatte
41 gestützt. Von der erstgenannten Antennenanordnung
51 verläuft der oberste, die Längsseite eines Rechtecks
einnehmende Strahlerteil außerhalb der Masseplatte, außerdem
der sich an den Kurzschluss 51c anschließende parallel zum
soeben genannten Strahlerteil laufende Teil des Strahlerelements
51a, sowie die diesen Elementen unmittelbar benachbarten,
rechtwinklig zu ihnen verlaufenden und die Verbindung
mit den übrigen Teilen herstellenden Abschnitte der Leiterelemente.The
Insgesamt lässt sich die gegenseitige Anordnung der Antennenanordnungen
51 und 52 teilweise auch so beschreiben, dass
die beiden Anordnungen relativ zueinander exzentrisch sind,
wobei die Anordnung für den Bereich mit kurzer Betriebswellenlänge
prozentual sehr viel weiter über die Masseplatte 52
hinausragt als die andere Antennenanordnung.Overall, the mutual arrangement of the antenna arrangements can be
51 and 52 also partially describe such that
the two arrangements are eccentric relative to each other,
the arrangement for the area with short operating wavelength
in percentage terms a lot further via the
Die Antennenanordnung 52 befindet sich somit mit einigen ihrer
Teile relativ weit entfernt von benachbarten Teilen der
Antennenanordnung 51, und dort, wo Überkreuzungen zwischen
den unterschiedlichen Antennenanordnungen erforderlich sind,
erfolgen diese rechtwinklig und somit mit geringer Kopplung.
Die Antennenanordnung 4 ist für ein Mobiltelefon gemäß den
Normen GSM 900 und GSM 1800 vorgesehen, kann jedoch wie ohne
weiteres verständlich ist, ohne Schwierigkeiten für den Bereich
GSM 900 und GSM 1900 modifiziert werden. The
Da eine parallele Führung der Strahlerelemente in kleinem Abstand weitgehend vermieden ist, ist eine starke Verkopplung verhindert. Daher treten auch beim Betrieb im 1800-MHz-Bereich, bei dem die für den Bereich 900 MHz bestimmte Antennenanordnung in Resonanz sein kann, keine schwerwiegenden Störungen auf.Because a parallel guidance of the radiator elements in small Distance is largely avoided, is a strong coupling prevented. Therefore, even when operating in the 1800 MHz range, in which the antenna arrangement intended for the 900 MHz range can resonate, not serious Interference on.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Strahler (13,14; 51a,51b; 52a,52b) in Form einer flachen Schleife mit zwei dicht benachbarten langen Leitern, die an benachbarten Enden durch einen kurzen Leiter verbunden sind, ausgebildet ist, und die zweiten Anschlüsse im Bereich des jeweils anderen Endes jedes Strahlers vorgesehen sind,
und dass die gesamte Länge jedes einzelnen Strahlers etwa 1/2 Wellenlänge (= lambda/2) bei dem vorgegebenen Frequenzbereich entspricht.Antenna arrangement with a ground plate and with a plurality of radiators, which are arranged parallel to the ground plate at a distance therefrom, the radiators for covering a predetermined frequency range having a similar length and being adjacent and mutually parallel, a first connection of each radiator in Area of each end of each radiator is arranged and connected to the ground plate via a first connection, said first connections are closely adjacent to one another or coincide, and a second connection for a feed line is provided on each radiator at a distance from its first connection .
characterized in that
each radiator (13, 14; 51a, 51b; 52a, 52b) is designed in the form of a flat loop with two closely adjacent long conductors, which are connected at adjacent ends by a short conductor, and the second connections in the area of the other End of each radiator are provided
and that the total length of each individual radiator corresponds to approximately 1/2 wavelength (= lambda / 2) for the given frequency range.
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