AT396532B

AT396532B - Antennenanordnung, insbesondere für kommunikationsendgeräte

Info

Publication number: AT396532B
Application number: AT0245991A
Authority: AT
Inventors: Josef Dipl Ing Rasinger
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1993-10-25
Also published as: DE59203316D1; EP0616734B1; WO1993012559A1; EP0616734A1; ATE126629T1; ATA245991A

Description

AT 396 532 B

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung mit einem annähernd L-förmigen Antennenleiter, dessen kurzer Abschnitt an seinem freien Ende mit einer Grundplatte verbunden ist und dessen langer Abschnitt in einem bestimmten Abstand vom Knickpunkt des Antennenleiters mit einer Speisestelle versehen ist.

Derartige Antennen, die auch als "Inverted-F-Antennen" bezeichnet werden, sind aus "Research Studies Press 5 Ltd., Small Antennas", Seiten 116 -151, bekannt Inverted-F-Antennen haben sich als besonders geeignet für den Einsatz in tragbaren Mobilfunkgeräten erwiesen. Ihre Abmessungen, die sich im wesentlichen aus der vorgegebenen Resonanzfrequenz ergeben, erlauben jedoch keine vollständige Integration der Antenne in das Gehäuse von besonders kompakten Kommunikationsendgeräten, wie z. B. Schnurlostelefonen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Integrationsmöglichkeit einer Inverted-F-Antenne bei im 10 wesentlichen gleichbleibenden elektrischen Eigenschaften zu verbessern.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der lange Abschnitt des Antennenleiters zwischen der Speisestelle und dem freien Ende zumindest annähernd mäanderförmig gefaltet ist.

Diese Antennenanordnung weist eine gegenüber ein» herkömmlichen Inverted-F-Antenne deutlich verkürzte Längenausdehnung auf. Dadurch ist die Integration einer derartigen Antenne beispielsweise in ein besonders 15 kompaktes Schnurlostelefon möglich. Durch die vollständige Integration in das Gehäuse und die Vermeidung von herausragenden Antennenkomponenten ist die Antenne besser vor Beschädigung geschützt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung in der Weise, daß die Ebene, in welcher der mäanderförmige Teil des Antennenleiters verläuft, zumindest annähernd parallel zur Grundplatte verläuft, ermöglicht die besonders einfache Dimensionierung der Antenne für einen bestimmten Einsatzfall. 20 Vorteilhaft ist es, wenn der Antennenleiter aus Draht gefertigt ist Ein an sich bekannter Aufbau aus Draht bietet sich besonders bei kleinen Fertigungsstückzahlen an, da der Aufbau schnell und einfach erfolgen kann. Günstig ist es, wenn der Antennenleiter in an sich bekannter Weise aus Blech gefertigt ist. Eine Antenne aus Blech kann maschinell gestanzt und anschließend gebogen werden. Diese Lösung ist besonders bei hohen Stückzahlen und hoher Automatisierung der Fertigung vorteilhaft. 25 Günstig ist es ferner, wenn der Antennenleiter aus leitend beschichtetem Kunststoff besteht, wodurch die Fertigung der Antenne in einem Arbeitsgang mit dem Kunststoffgehäuse ermöglicht wird.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Antennenleiter in an sich bekannter Weise in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführt ist. Dadurch wird die automatisierte Fertigung hoher Stückzahlen begünstigt

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Antennenleit» und die Grundplatte 30 in das Gehäuse eines Kommunikationsendgerätes eingefügt sind. Dadurch werden besonders kompakte Kommuni kationsendgeräte ohne herausragende Antennenteile ermöglicht

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näh» erläutert Es zeigen:

Figur 1 ein Beispiel einer aus Messingblech gefertigten Antenne,

Figur 2 die Eingangsimpedanz ein» Antenne nach Figur 1 in Abhängigkeit von der Frequenz und 35 Figur 3 die Feldverteilung im Femfeld bei ein» Antenne nach Figur 1.

Die in Figur 1 dargestellte beispielhafte Antenne besteht aus 0,3 mm dickem Messingblech, das gemäß der Darstellung A d» Figur geformt ist und gemäß den Darstellungen B und C gebogen ist

Die dargestellte Antenne wurde für den Einsatz in einem Schnurlostelefon bemessen. Dazu ist eine Mittenfrequenz von ca. 932 MHz und eine Bandbreite von 45 MHz notwendig. Die Bandbreite ist definiert für ein 40 Stehwellenv»hältnis von VSWR < 2. Für die Frequenz von 932 MHz beträgt λ/4 = 80 mm. Bei ein» Banhöhe d» Antenne von 4 mm beträgt die Längenausdehnung (L) ein» herkömmlichen Inverted-F-Antenne L = λ/4 - h = 80 - 4 = 76 mm. 45 Im Gegensatz dazu beträgt die Längenausdehnung der erfindungsgemäßen Antenne lediglich 56,5 cm, wodurch der Einbau in das Kunststoffgehäuse eines sehr kompakten Schnurlostelefones möglich ist

Figur 2 zeigt die berechnete Eingangsimpedanz der Antenne nach Figur 1 zwischen einer Startfrequenz fs von 850 MHz und einer Endfrequenz fe von 1300 MHz mit Meßwerten im Abstand von jeweils 25 MHz. Die Darstellungsform ist ein Smith-Diagramm wie es beispielsweise im Telefunken-Laborbuch, Band 2; 2. Ausgabe, 50 1962 beschrieben ist. Die Impedanzwerte wurden auf 50 Ohm normiert Der Bereich mit einem Stehwellen verhältnis VSWR 5 2 ist durch einen Kreis (K) gekennzeichnet

Bei dem beschriebenen Beispiel liegen die Impedanzwerte für Frequenzen von ca. 940 MHz bis 990 MHz innerhalb dieses Kreises. Bei Einbau der Antenne in ein Kunststoffgehäuse bewirkt die relative Dielektrizitätskonstante desselben üb» die Verringerung der Lichtgeschwindigkeit eine effektive V»läng»ung der Antenne, 55 wodurch ein B»eich von etwa 910 MHz bis 960 MHz innerhalb des Kreises (K) liegt Die Antenne entspricht somit den oben beschriebenen Anforderungen an eine Antenne für ein Schnurlostelefon.

Figur 3 zeigt in drei Diagrammen die Strahlungscharakteristik ein» Antenne nach Figur 1. Die Lage d» drei Darstellungsebenen yz, zx, xy zur Antenne ist in den Darstellungen B und C der Figur 1 gekennzeichnet In den drei bei Antennen üblichen Darstellungen werden jeweils die Werte der beiden Komponenten E φ und E fr des 60 elektrischen Feldstäikevektors in ein»n Punkt auf ein» Kugeloberfläche dargestellt φ ist der Winkel zwischen d» zx-Ebene und der durch die z-Achse und den Punkt auf der Kugeloberfläche -2-

Claims

AT 396 532 B bestimmten Ebene, auf welche die Feldkomponente E φ senkrecht steht Ό ist der Winkel zwischen der z-Achse und dem Zeiger vom Ursprung des Koordinatensystems zu dem Punkt auf der Kugeloberfläche. Die zweite Feldkomponente E ϋ steht senkrecht auf diesen Zeiger in der durch Punkt und z-Achse bestimmten Ebene. Die beiden Kurven zeigen dann jeweils die auf den idealen Isotropstrahler bezogenen Feldkomponenten E φ und E ϋ in den 3 Hauptebenen yz, zx und xy des Koordintensystems. Die Ergebnisse zeigen eine relativ gute Isotropieeigenschaft der Antenne, die somit auch in dieser Hinsicht den Anforderungen an Antennen für Schnurlostelefone entspricht PATENTANSPRÜCHE 1. Antennenanordnung mit einem annähernd L-förmigen Antennenleiter, dessen kurzer Abschnitt an seinem freien Ende mit einer Grundplatte verbunden ist und dessen langer Abschnitt in einem bestimmten Abstand vom Knickpunkt des Antennenleiters mit einer Speisestelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lange Abschnitt (F) des Antennenleiters zwischen der Speisestelle (S) und dem freien Ende zumindest annähernd mäanderförmig gefaltet ist.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in welcher der mäander-förmige Teil des Antennenleiters verläuft, zumindest annähernd parallel zur Grundplatte verläuft.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter aus Draht gefertigt ist.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter aus Blech gefertigt ist.
5. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter aus leitend beschichtetem Kunststoff besteht.
6. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführt ist.
7. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter und die Grundplatte in das Gehäuse eines Kommunikationsendgerätes eingefügt sind. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -3-