AT521225A1 - Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einer Antennenanordnung - Google Patents

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AT521225A1
AT521225A1 AT503852018A AT503852018A AT521225A1 AT 521225 A1 AT521225 A1 AT 521225A1 AT 503852018 A AT503852018 A AT 503852018A AT 503852018 A AT503852018 A AT 503852018A AT 521225 A1 AT521225 A1 AT 521225A1
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housing part
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Demmer Andreas
Lukas Walter Mayer Dr
Resel Leopold
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Siemens Ag Oesterreich
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse (1) und einer Antennenanordnung (2), wobei das Gerät eine Trägerplattenanordnung mit einer Trägerplatte (3) und zumindest einem darauf angeordneten elektronischen Bauteil 10 (4) umfasst, das Gehäuse (1) zumindest einen ersten Gehäuseteil (5) und einen zweiten Gehäuseteil (6) aufweist und die Antennenanordnung (2) zumindest eine erste Einspeisevorrichtung (7) umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Antennenanordnung (2) zumindest einen in die Trägerplatte (3) integrierten ersten Wellenleiter (9) aufweist, welcher an seinem ersten Ende mit der zumindest ersten Einspeisevorrichtung (7) verbunden ist und dessen zweites Ende einer Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) zugewandt ist, wobei die Trägerplattenanordnung Kontakt mit der Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) oder mit einem elektrisch isolierenden Bereich des Gehäuses (1) aufweist. Dadurch wird ein besonders robustes und kompaktes Gerät mit integrierter Antenne erzielt.

Description

Zusammenfassung
Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einer Antennenanordnung
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse (1) und einer Antennenanordnung (2), wobei das Gerät eine Trägerplattenanordnung mit einer Trägerplatte (3) und zumindest einem darauf angeordneten elektronischen Bauteil (4) umfasst, das Gehäuse (1) zumindest einen ersten Gehäuseteil (5) und einen zweiten Gehäuseteil (6) aufweist und die Antennenanordnung (2) zumindest eine erste Einspeisevorrichtung (7) umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass die Antennenanordnung (2) zumindest einen in die Trägerplatte (3) integrierten ersten Wellenleiter (9) aufweist, welcher an seinem ersten Ende mit der zumindest ersten Einspeisevorrichtung (7) verbunden ist und dessen zweites Ende einer Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) zugewandt ist, wobei die Trägerplattenanordnung Kontakt mit der Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) oder mit einem elektrisch isolierenden Bereich des Gehäuses (1) aufweist.
Dadurch wird ein besonders robustes und kompaktes Gerät mit integrierter Antenne erzielt.
Fig. 1
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Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einer Antennenanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einer Antennenanordnung, wobei das Gerät eine Trägerplattenanordnung mit einer Trägerplatte und zumindest einem darauf angeordneten elektronischen Bauteil umfasst, das Gehäuse zumindest einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil aufweist und die Antennenanordnung zumindest eine erste Einspeisevorrichtung umfasst.
Elektronische Geräte, welche für einen Einsatz unter wechselhaften und belastenden Umgebungs- bzw.
Umweltbedingungen angeordnet sind (z.B. an Fahrzeug- oder Gebäudeaußenseiten), können häufig nur in metallischen Werkstoffen ausgebildet sein.
Wenn für derartige Geräte Funkvorrichtungen vorgesehen sein sollen (z.B. Antennen mit Steckern und Kabeln), so müssen diese, um Schäden zu vermeiden, aufgrund genannter Umgebungsbzw. Umweltbedingungen häufig in Gehäuse der Geräte integriert werden, d.h. können nicht an Gehäuseaußenseiten angeordnet sein.
Um Antennen in Gehäuse integrieren zu können, müssen die Gehäuse entsprechend ausgestaltet sein, um Strahlungsenergie in eine Gehäuseumgebung abgeben zu können. Häufig sind bei Gehäusen mit integrierten Antennen hierzu Öffnungen (z.B. Schlitze) vorgesehen, welche, um ein Eindringen von Partikeln, Feuchtigkeit etc. zu verhindern, abgedichtet sein müssen. Bei Auslegung und Dimensionierung dieser Öffnungen müssen geforderte mechanische Eigenschaften der Gehäuse berücksichtigt werden.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die EP 2 928 016 Al bekannt, in welcher ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Verbindungsabschnitt zwischen zwei Gehäuseteilen offenbart ist, welches insbesondere für Mobiltelefone eingesetzt sein kann. In diesen Verbindungsabschnitt ist eine
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Antennenstruktur zum Senden und Empfangen von Funksignalen integriert.
Weiterhin zeigt die DE 10 2004 011 032 Al ein zweiteiliges Gehäuse für einen Antennenverstärker. Eine Leiterplatte, auf welcher elektronische Bauteile und eine Steckverbindung vorgesehen sind, ist zwischen zwei Gehäuseteilen positioniert und eingeklemmt. Die beiden Gehäuseteile können mittels Rastlaschen miteinander verbunden sein.
Es sind in der DE 10 2004 011 032 Al keine Funkvorrichtungen ersichtlich, welche auf dem Gehäuse oder auf der Leiterplatte angeordnet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes elektronisches Gerät mit robustem, effektiv abgedichtetem Gehäuse und integrierter Antenne anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem elektronischen Gerät der eingangs genannten Art, bei dem die Antennenanordnung zumindest einen in die Trägerplatte integrierten ersten Wellenleiter aufweist, welcher an seinem ersten Ende mit der zumindest ersten Einspeisevorrichtung verbunden ist und dessen zweites Ende einer Umgebung außerhalb des Gehäuses zugewandt ist, wobei die Trägerplattenanordnung Kontakt mit der Umgebung außerhalb des Gehäuses oder mit einem elektrisch isolierenden Bereich des Gehäuses aufweist.
Die Trägerplattenanordnung kann beispielsweise zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil angeordnet bzw. eingeklemmt sein oder von einer Gehäuseinnenseite mit der ersten Seitenfläche voran in eine Gehäuseöffnung bzw. einen Gehäuseschlitz ragen. Weiterhin kann die Trägerplattenanordnung von einem Bereich des Gehäuses, welcher in einem elektrisch isolierenden Werkstoff ausgeführt ist, umgrenzt sein. Hierbei ist das Gehäuse im Kontaktbereich zwischen der Trägerplattenanordnung und dem Gehäuse als
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Schulter bzw. Lagersitz ausgebildet, in welcher bzw. in welchem die Trägerplattenanordnung gelagert ist. Es kann dabei nicht nur ein Bereich des Gehäuses aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein, sondern auch das ganze Gehäuse.
Aufgrund der Lagerung der Trägerplattenanordnung in dem Gehäuse sowie des in die Trägerplatte integrierten ersten Wellenleiters wird ein mechanischer Verschluss des Gehäuses erzielt, welcher jedoch ein Austreten von elektromagnetischen Signalen aus dem Gehäuse nicht verhindert. Die elektromagnetischen Signale werden von dem ersten Wellenleiter über die Trägerplatte, welche als Antennenträger fungiert, und über eine erste Seitenfläche der Trägerplattenanordnung aus dem Gehäuse heraus in eine Umgebung geführt.
Dabei ist es möglich, nicht nur den ersten Wellenleiter und die erste Seitenfläche zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen zu nutzen, sondern beispielsweise auch weitere Seitenflächen, welchen weitere Wellenleiter zugeordnet sind. Es ist in diesem Zusammenhang auch vorstellbar, dass alle Seitenflächen Kontakt mit der Umgebung außerhalb des Gehäuses aufweisen und dass mehrere, zu den Seitenflächen führende Wellenleiter vorgesehen sind. Dadurch werden Mehrantennensysteme bzw. eine günstige Antennendiversität bewirkt. Sind die Seitenflächen, zu welchen Wellenleiter führen, beispielsweise um 90° gegeneinander verdreht angeordnet, so sind auch die Strahlungsrichtungen dieser Wellenleiter um 90° gegeneinander verdreht.
Weiterhin wird aufgrund des Verschlusses des Gehäuses mittels der Trägerplattenanordnung ein besonders kompaktes und robustes elektronisches Gerät erzielt. Es ist nicht erforderlich, auf einer Gehäuseaußenseite Antennenkomponenten, welche dort den Umgebungs- bzw. Umweltbedingungen und möglichen Beschädigungen bzw.
Verschleiß und Alterung ausgesetzt sind und abbrechen können, anzuordnen.
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Ferner fungiert die Trägerplatte, welche beispielsweise in widerstandsfähigem, glasfaserverstärktem Kunststoff ausgeführt ist, als Aussteifung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil bzw. im Bereich der Öffnung bzw. des Schlitzes des Gehäuses. Das elektronische Gerät weist daher vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf. Darüber hinaus bewirkt der Verschluss des Gehäuses mittels der Trägerplatte eine gewisse Dichtwirkung, wodurch ein Eindringen von Partikeln, Feuchtigkeit etc. in das Gehäuse erschwert ist.
Es ist günstig, wenn die Trägerplattenanordnung zumindest an einer ersten Seitenfläche versiegelt ausgeführt ist.
Die Trägerplattenanordnung kann beispielsweise eine Versiegelungsschicht oder einen mit der Trägerplatte verbunden Versiegelungsteil aus nichtleitendem Werkstoff aufweisen.
Sofern die Trägerplattenanordnung über die erste Seitenfläche sowie weitere Seitenflächen Kontakt mit der Umgebung des Gehäuses aufweist, so können auch diese weiteren Seitenflächen versiegelt sein. Beispielsweise kann die Versiegelungsschicht auch auf den weiteren Seitenflächen vorgesehen sein oder der Versiegelungsteil auf Seitenkanten der Trägerplatte angeordnet sein.
Dadurch wird eine zusätzliche Dichtwirkung gegen ein Eindringen von Partikeln, Feuchtigkeit etc. in das Gehäuse sowie ein zusätzlicher mechanischer Schutz von Außenbereichen der Trägerplattenanordnung bzw. von Kontaktbereichen zwischen der Trägerplattenanordnung und dem Gehäuse erzielt.
In korrosionsgefährdeten Umgebungen kann es weiterhin vorteilhaft sein, die Kontaktbereiche zwischen der Trägerplatte und dem Gehäuse elektrisch voneinander zu isolieren. Die elektrische Leitfähigkeit bei entsprechenden Antennen-Betriebsfrequenzen wird hierbei mittels kapazitiver Effekte einer als Isolierbeschichtung ausgebildeten Versiegelung erzielt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn zumindest die erste Seitenfläche der Trägerplattenanordnung bündig mit einer Gehäuseaußenfläche abschließend angeordnet ist.
Durch diese Maßnahme wird vermieden, dass Bereiche der Trägerplattenanordnung über das Gehäuse herausragen und dadurch leicht beschädigt werden können.
Weiterhin kann es auch günstig sein, wenn zumindest die erste Seitenfläche der Trägerplattenanordnung von der Gehäuseaußenfläche aus in Richtung eines Gehäuseinnenraums versetzt angeordnet ist.
Dadurch ist die Trägerplattenanordnung im Bereich der ersten Seitenfläche noch besser vor mechanischen Einflüssen und somit vor Beschädigungen geschützt.
Eine günstige Lösung wird erreicht, wenn die Trägerplatte das Gehäuse kontaktiert, wobei die Trägerplatte in Kontaktbereichen mit dem Gehäuse metallisiert ausgeführt ist. Dadurch wird einerseits eine gute elektrische Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem Gehäuse erzielt und andererseits eine von dem Gehäuse verursachte Beeinflussung der von dem ersten Wellenleiter abgestrahlten elektromagnetischen Signale vermieden, d.h. eine gewisse Abschirmung bewirkt.
Es ist günstig, wenn zumindest der erste Gehäuseteil eine den Gehäuseinnenraum umgrenzend angeordnete erste Nut aufweist, wobei in der ersten Nut ein erster Dichtring vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme wird eine besonders starke Dichtwirkung erreicht und es kann dadurch beispielsweise vermieden werden, dass über einen Kontaktbereich zwischen dem ersten Gehäuseteil und der Trägerplatte Partikel, Feuchtigkeit etc. in das Gehäuse bzw. in das elektronische Gerät eindringen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn der zumindest erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil
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201803951 mittels zumindest eines ersten Verschraubungselements verschraubt ist.
Durch diese Maßnahme werden einerseits günstige mechanische Eigenschaften des Gehäuses erzielt und andererseits Wartungsund Instandhaltungsmaßnahmen des elektronischen Geräts vereinfacht. Beispielsweise muss für einen Tausch der Trägerplattenanordnung lediglich das erste Verschraubungselement gelöst werden. Daraufhin können das Gehäuse geöffnet bzw. der erste Gehäuseteil von dem zweiten Gehäuseteil getrennt und die Trägerplattenanordnung entnommen werden. Ist eine Dichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und der Trägerplattenanordnung vorgesehen, so wird durch ein Anziehen des ersten Verschraubungselements ein Anpressen des ersten Gehäuseteils an die Trägerplattenanordnung und somit eine Druckwirkung der Dichtung erzielt. Unmittelbar nach einem Einbau bzw. dem Tausch der Trägerplattenanordnung und dem Anziehen des ersten Verschraubungselements ist zwischen dem ersten Gehäuseteil und der Trägerplattenanordnung eine Dichtwirkung erreicht.
Es ist günstig, wenn das zumindest erste Verschraubungselement außerhalb eines von in einer Außenmantelfläche der ersten Nut, orthogonal zu einer Gehäusegrundfläche verlaufenden Geraden gebildeten geometrischen Körpers angerordnet ist.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das erste Verschraubungselement außerhalb eines abgedichteten Bereichs um den Gehäuseinnenraum angeordnet ist und dass daher auf Dichtmittel im Bereich des ersten Verschraubungselements (z.B. in Bohrungen, Trennfugen etc.) verzichtet werden kann.
Eine günstige Lösung wird erzielt, wenn zwischen dem zumindest ersten Verschraubungselement und der ersten Seitenfläche der Trägerplatte ein Luftspalt vorgesehen ist. Dadurch wird, wenn das erste Verschraubungselement im Bereich des ersten Wellenleiters (beispielsweise diesem vorgelagert) angeordnet ist, erreicht, dass von dem ersten Wellenleiter
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201803951 abgestrahlte elektromagnetische Signale von dem ersten Verschraubungselement unbeeinflusst bleiben.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn der zumindest erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil verklebt ist.
Dadurch werden eine stabile Verbindung des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils sowie zugleich eine Dichtwirkung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten 10 Gehäuseteil erzielt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1: Einen schematischen Seitenriss einer ersten beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts mit Antennenanordnung sowie einem verschraubten Gehäuse in Schnittdarstellung,
Fig. 2: Einen schematischen Seitenriss einer zweiten beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts mit Antennenanordnung sowie einem verklebten Gehäuse in Schnittdarstellung, und
Fig. 3: Einen schematischen Grundriss einer beispielhaften Ausführungsvariante einer Trägerplattenanordnung für ein erfindungsgemäßes elektronisches Gerät.
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Fig. 1 zeigt einen Seitenriss einer ersten beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts mit einer nicht gezeigten Spannungsversorgung. Es ist eine Trägerplattenanordnung vorgesehen, welche eine Trägerplatte 3 aufweist, auf der ein elektronischer Bauteil 4 angeordnet ist und welche zwischen einem ersten Gehäuseteil 5 und einem zweiten Gehäuseteil 6, welche ein Gehäuse 1 des elektronischen Geräts bilden, angeordnet ist.
Das Gehäuse 1 ist in metallischem Werkstoff ausgeführt. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch vorstellbar, das Gehäuse 1 beispielsweise zur Gänze oder teilweise in Kunststoff auszubilden.
Der erste Gehäuseteil 5 und der zweite Gehäuseteil 6 sind über ein erstes Verschraubungselement 24 mit einer ersten Sechskantschraube 31, einer ersten Mutter 33 und einem dem ersten Gehäuseteil 5 und dem zweiten Gehäuseteil 6 zwischengeordneten ersten Distanzstück 35 sowie über ein zweites Verschraubungselement 25 mit einer zweiten Sechskantschraube 32, einer zweiten Mutter 34 und einem dem ersten Gehäuseteil 5 und dem zweiten Gehäuseteil 6 zwischengeordneten zweiten Distanzstück 36 miteinander verschraubt.
Auf der Trägerplatte 3 sind ein erster Wellenleiter 9 und ein in Fig. 3 sichtbarer zweiter Wellenleiter 10 vorgesehen. Der erste Wellenleiter 9 ist entlang einer in Fig. 3 gezeigten ersten Seitenfläche 11 angeordnet. Er ist als RechteckHohlleiter mit einem ebenfalls in Fig. 3 gezeigten ersten Schlitz 38, welcher innerhalb eines Gehäuseinnenraums 19 vorgesehen ist, ausgeführt. Sein erstes Ende, d.h. Bereiche des ersten Schlitzes 38, ist mit einer ersten Einspeisevorrichtung 7 verbunden. Ein zweites Ende des ersten Wellenleiters 9 ist einer Gehäuseaußenseite, d.h. einer Umgebung außerhalb des Gehäuses 1 zugewandt. Dieses zweite Ende ist durch die erste Seitenfläche 11 gebildet.
Der zweite Wellenleiter 10 ist entlang einer in Fig. 3 gezeigten zweiten Seitenfläche 12 angeordnet.
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Die erste Seitenfläche 11 sowie die zweite Seitenfläche 12 und damit der erste Wellenleiter 9 sowie der zweite Wellenleiter 10 verlaufen parallel zueinander, wodurch der erste Wellenleiter 9 und der zweite Wellenleiter 10 um 180° gegeneinander verdrehte Abstrahlrichtungen aufweisen.
Ein Massebereich des ersten Wellenleiters 9 bzw. der erste Wellenleiter 9 ist von Durchkontaktierungen, welche als erster Kontaktstift 37 sowie weitere Kontaktstifte ausgebildet sind, umgrenzt, welche in die Trägerplatte 3 integriert sind und diese von einer Grundfläche 15 zu einer Deckfläche 16 durchdringen.
Der erste Wellenleiter 9 weist eine Gesamtlänge von 30 mm auf. Diese Gesamtlänge entspricht einer Wellenlänge abgestrahlter elektromagnetischer Signale im Mikrowellenbereich.
Erfindungsgemäß sind jedoch auch andere Gesamtlängen des ersten Wellenleiters 9 und somit andere Wellenlängenbereiche denkbar.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorstellbar, dass der erste Wellenleiter 9 von einer in die Trägerplatte 3 integrierten Drahtstruktur oder Microvias etc. umgeben ist.
Der erste Kontaktstift 37 sowie die weiteren Kontaktstifte oder die Drahtstrukturen bzw. die Microvias sind zwischen der Grundfläche 15 und der Deckfläche 16 der Trägerplatte 3 vorgesehen, müssen die Trägerplatte 3 jedoch nicht zur Gänze durchdringen.
Der erste Wellenleiter 9 und der zweite Wellenleiter 10 sind im Hinblick auf konstruktive Eigenschaften gleich ausgeführt und bilden zusammen mit der ersten Einspeisevorrichtung 7 und einer in Fig. 3 sichtbaren zweiten Einspeisevorrichtung 8 eine Antennenanordnung 2 des elektronischen Geräts.
Die erste Einspeisevorrichtung 7 und die zweite Einspeisevorrichtung 8 sind als Schlitzantennen ausgeführt, wobei die erste Einspeisevorrichtung 7 mit dem ersten Schlitz 38 des ersten Wellenleiters 9 und die zweite
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Einspeisevorrichtung 8 mit einem zweiten Schlitz 39, welcher innerhalb eines Gehäuseinnenraums 19 vorgesehen ist, des zweiten Wellenleiters 10 signalübertragungsmäßig verbunden ist.
In dem elektronischen Bauteil 4, welches eine Recheneinheit aufweist, werden über den ersten Wellenleiter 9 und den zweiten Wellenleiter 10 zu übertragende Signale erzeugt. Diese Signale werden von dem elektronischen Bauteil 4 über einen in Fig. 3 sichtbaren ersten Leitungsweg 42 an die erste Einspeisevorrichtung 7 und über einen zweiten Leitungsweg 43 an die zweite Einspeisevorrichtung 8 übertragen.
Von der ersten Einspeisevorrichtung 7 werden die Signale als Hochfrequenzsignale an einer bestimmten Stelle des ersten Schlitzes 38 in den ersten Wellenleiter 9 eingebracht und über die erste Seitenfläche 11 in eine Umgebung außerhalb des Gehäuses abgestrahlt.
Die erste Seitenfläche 11 ist, um eine entsprechende Abstrahlung elektromagnetischer Signale zu ermöglichen bzw. nicht einzuschränken, nicht von dem Gehäuse 1 ummantelt, sondern frei, d.h. weist Kontakt mit der Umgebung des Gehäuses 1 auf.
Erfindungsgemäß ist es jedoch auch denkbar, dass die erste Seitenfläche 11 zwar nicht frei ist, dafür aber Kontakt mit einem elektrisch isolierenden Bereich des Gehäuses 1 aufweist. Auch hierdurch wird die Abstrahlung elektromagnetischer Signale ermöglicht bzw. nicht behindert.
Über Einstellung einer geeigneten Einspeiseposition in den ersten Schlitz 38 werden Impedanzen der Antennenanordnung 2 gesteuert.
Im Bereich des ersten Schlitzes 38 ist weiterhin ein als Varaktordiode ausgeführtes erstes Abstimmelement 40 vorgesehen, über welches Mittenfrequenzen der Antennenanordnung 2 eingestellt werden. Das erste Abstimmelement 40 kann erfindungsgemäß beispielsweise auch als geschaltete Kapazitäten ausgebildet sein.
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Von der zweiten Einspeisevorrichtung 8 werden die Signale als Hochfrequenzsignale an einer bestimmten Stelle des zweiten Schlitzes 39 in den zweiten Wellenleiter 10 eingebracht und über die zweite Seitenfläche 12 in eine Umgebung außerhalb des Gehäuses 1 abgestrahlt. Im Bereich des zweiten Schlitzes 39 ist ein zweites Abstimmelement 41 vorgesehen.
Die zweite Seitenfläche 12 ist, um eine entsprechende Abstrahlung elektromagnetischer Signale zu ermöglichen bzw. nicht einzuschränken, nicht von dem Gehäuse 1 ummantelt, sondern frei, d.h. weist Kontakt mit der Umgebung des Gehäuses 1 auf.
Die Trägerplatte 3 ist in Kontaktbereichen mit dem Gehäuse 1 metallisiert ausgeführt. Auf der Deckfläche 16 der Trägerplatte 3 ist eine die Trägerplatte 3 umgrenzende erste Metallschicht 44, welche den ersten Gehäuseteil 5 kontaktiert, vorgesehen und auf der Grundfläche 15 der Trägerplatte 3 eine die Trägerplatte 3 umgrenzende zweite Metallschicht 45, welche den zweiten Gehäuseteil 6 kontaktiert.
Aufgrund der ersten Metallschicht 44 und der zweiten Metallschicht 45 wird einerseits eine gute elektrische Verbindung zwischen der Trägerplatte 3 und dem Gehäuse 1 erzielt und andererseits eine Beeinflussung von dem ersten Wellenleiter 9 und dem zweiten Wellenleiter 10 abgestrahlter elektromagnetischer Signale durch das Gehäuse 1 erschwert.
Der erste Gehäuseteil 5 weist eine erste Nut 20 auf, welche den Gehäuseinnenraum 19 umgrenzt und in welcher ein erster Dichtring 22 vorgesehen ist.
Der zweite Gehäuseteil 6 weist eine zweite Nut 21 auf, welche den Gehäuseinnenraum 19 umgrenzt und in welcher ein zweiter Dichtring 23 vorgesehen ist.
Der erste Dichtring 22 und der zweite Dichtring 23 sind aufgrund von Vorspannkräften des ersten Verschraubungselements 24 und des zweiten
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Verschraubungselements 25 an die Trägerplatte 3 gepresst, wodurch der Gehäuseinnenraum 19 abgedichtet ist, d.h. ein Eindringen von Partikeln, Feuchtigkeit etc. in den Gehäuseinnenraum 19 verhindert ist.
Das erste Verschraubungselement 24 und das zweite Verschraubungselement 25 sind außerhalb eines von in einer Außenmantelfläche 26 der ersten Nut 20, orthogonal zu einer Gehäusegrundfläche 27 verlaufenden Geraden 28 gebildeten geometrischen Körpers in Form eines Quaders angeordnet.
Das erste Verschraubungselement 24 und das zweite Verschraubungselement 25 sind somit außerhalb eines abgedichteten Bereichs um den Gehäuseinnenraum 19 angeordnet. Auf Dichtmittel in Bereichen des ersten Verschraubungselements 24 und des zweiten Verschraubungselements 25 (z.B. in Bohrungen, Trennfugen etc.) kann deshalb verzichtet werden.
Zwischen dem zumindest ersten Verschraubungselement 24 und einer dritten Seitenfläche 13 der Trägerplatte 3 ist ein erster Luftspalt 29 vorgesehen sowie zwischen dem zweiten Verschraubungselement 25 und einer vierten Seitenfläche 14 der Trägerplatte 3 ein zweiter Luftspalt 30.
Dadurch wird erreicht, dass von dem ersten Wellenleiter 9 und dem zweiten Wellenleiter 10 abgestrahlte elektromagnetische Signale möglichst wenig von dem ersten Verschraubungselement 24 und dem zweiten Verschraubungselement 25 beeinflusst werden.
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, anstatt des ersten Verschraubungselements 24 und des zweiten Verschraubungselements 25 einen Schnappverschluss oder weitere Verschlussvarianten (z.B. einen Schnappverschluss auf einer ersten Gehäuseseite und ein Scharnier auf einer zweiten Gehäuseseite etc.) vorzusehen.
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Die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 der Trägerplatte 3 weisen eine Versiegelungsschicht 17 auf, wodurch die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 selbst sowie Übergangsbereiche zwischen der Trägerplatte 3 und dem ersten Gehäuseteil 5 und dem zweiten Gehäuseteil 6 vor mechanischen Belastungen (z.B. vor Stößen) geschützt sind und eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt wird.
In Fig. 2 ist ein Seitenriss einer zweiten beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts mit einer nicht gezeigten Spannungsversorgung dargestellt.
Das elektronische Gerät ist im Hinblick auf seine konstruktiven und funktionalen Eigenschaften ähnlich wie jene Ausführungsvariante, die in Fig. 1 gezeigt ist, ausgeführt.
Es werden daher in Fig. 2 teilweise gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.
Im Unterschied zu Fig. 1 ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Gerät eine Trägerplattenanordnung, welche eine Trägerplatte 3 umfasst, mit einem Gehäuse 1 verklebt, wodurch eine besonders gute Dichtwirkung erzielt wird.
Das Gehäuse 1 weist einen in einer ersten Nut 20 verlaufenden ersten Dichtring 22 sowie einen in einer zweiten Nut 21 verlaufenden zweiten Dichtring 23 auf. Erfindungsgemäß ist es bei einer Verklebung des Gehäuses 1 mittels eines entsprechend stark dichtenden Klebstoffes jedoch auch vorstellbar, auf die erste Nut 20 mit dem ersten Dichtring 22 sowie die zweite Nut 21 mit dem zweiten Dichtring 23 zu verzichten.
Die Trägerplatte 3 ist zwischen einem ersten Gehäuseteil 5 und einem zweiten Gehäuseteil 6 angeordnet, wobei der erste Gehäuseteil 5 und der zweite Gehäuseteil 6 mittels Klebstoff miteinander verbunden sind. Auf einer ersten Seitenfläche 11, einer zweiten Seitenfläche 12, welche in Fig. 2 nicht sichtbar sind, sowie einer dritte Seitenfläche 13 und einer
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201803951 vierten Seitenfläche 14 der Trägerplatte 3 ist eine aus dem Klebstoff gebildete Versiegelungsschicht 17 vorgesehen. Über die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 bzw. die Versiegelungsschicht 17 weist die Trägerplattenanordnung Kontakt zu einer Umgebung außerhalb des Gehäuses 1 auf.
Die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 sind bündig abschließend mit einer Gehäuseaußenfläche 18 angeordnet.
Erfindungsgemäß ist es jedoch auch vorstellbar, die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 in Richtung eines Gehäuseinnenraums 19 zurück versetzt vorzusehen, wodurch ein besonders guter Schutz vor mechanischer Überlastung (z.B. aufgrund von Stößen) bewirkt wird.
Fig. 3 zeigt eine Trägerplattenanordnung für ein erfindungsgemäßes Gerät, wie sie beispielsweise für jene im Zusammenhang mit Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen Ausführungsvarianten eingesetzt sein kann.
Es ist auf einer Trägerplatte 3 ein elektronischer Bauteil 4 angeordnet, welcher über einen in die Trägerplatte 3 integrierten ersten Leitungsweg 42 mit einer als Schlitzantenne ausgebildeten ersten Einspeisevorrichtung 7 verbunden ist. Die erste Einspeisevorrichtung 7 ist mit Rändern eines ersten Schlitzes 38 eines ersten Wellenleiters 9 verbunden. Weiterhin ist ein erstes Abstimmelement 40 mit Rändern des ersten Schlitzes 38 verbunden. Der erste Schlitz 38 ist innerhalb eines in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Gehäuseinnenraums 19 angeordnet.
Es werden von dem elektronischen Bauteil 4 erzeugte Signale über den ersten Leitungsweg 42 und die erste Einspeisevorrichtung 7 in den ersten Schlitz 38 des ersten Wellenleiters 9 eingebracht und über eine erste Seitenfläche
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201803951 der Trägerplatte 3 als elektromagnetische Signale abgestrahlt.
Der erste Schlitz 38 ist an einem ersten Ende des ersten Wellenleiters 9, welches einem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Gehäuseinnenraum 19 zugewandt ist, angeordnet. Über ein einem Außenbereich eines in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Gehäuses 1 zugewandtes zweites Ende des ersten Wellenleiters 9, d.h. die erste Seitenfläche 11, erfolgt eine Abstrahlung der elektromagnetischen Signale.
Erfindungsgemäß kann das zweite Ende des ersten Wellenleiters 9 beispielsweise auch auf in einem Randbereich einer Deckfläche 16 oder einer in Fig. 1 und Fig. 2 sichtbaren Grundfläche 15 der Trägerplattenanordnung vorgesehen sein. Wie beschrieben ist das zweite Ende des ersten Wellenleiters 9 einer Umgebung außerhalb des Gehäuses 1 zugewandt, wobei vorgesehen ist, dass das zweite Ende des ersten Wellenleiters 9 weiter außen auf der Trägerplatte 3 angeordnet ist als das erste Ende des ersten Wellenleiters 9.
Der erste Wellenleiter 9 ist als Rechteck-Hohlleiter ausgebildet und von Durchkontaktierungen, die als erster Kontaktstift 37 sowie weitere Kontaktstifte ausgeführt sind und welche an drei Seiten eines Rechtecks angeordnet sind sowie teilweise zu der ersten Seitenfläche 11 geführt sind, umgrenzt.
Es sind weiterhin ein in die Trägerplatte 3 integrierter zweiter Leitungsweg 43, eine zweite Einspeisevorrichtung 8 sowie ein von weiteren Durchkontaktierungen umgrenzter zweiter Wellenleiter 10 mit einem zweiten Schlitz 39, welcher innerhalb eines in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Gehäuseinnenraums 19 angeordnet ist, und einem zweiten Abstimmelement 41 vorgesehen, welche im Hinblick auf ihre konstruktiven und funktionalen Eigenschaften gleich wie der erste Leitungsweg 42, die erste Einspeisevorrichtung 7 und der erste Wellenleiter 9 ausgebildet sind.
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Über den zweiten Wellenleiter 10 werden elektromagnetische Signale über eine zweite Seitenfläche 12 der Trägerplatte 3 abgestrahlt.
Der erste Leitungsweg 42 und der zweite Leitungsweg 43 sind als Hochfrequenzleitungen ausgebildet. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch denkbar, den ersten Leitungsweg 42 und den zweiten Leitungsweg 43 als Mikrostreifenleiter etc. auszuführen.
Die erste Einspeisevorrichtung 7, die zweite Einspeisevorrichtung 8, der erste Wellenleiter 9 sowie der zweite Wellenleiter 10 bilden eine Antennenanordnung 2 des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts.
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass beispielsweise ein dritter Wellenleiter und ein vierter Wellenleiter vorgesehen sind, wobei vom dem dritten Wellenleiter elektromagnetische Signale über eine dritte Seitenfläche 13 der Trägerplatte 3 und von dem vierten Wellenleiter elektromagnetische Signale über eine vierte Seitenfläche 14 der Trägerplatte 3 abgestrahlt werden.
Da die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 jeweils um 90° gegeneinander verdreht angeordnet sind, wird in einer Ausführungsvariante, in der der erste Wellenleiter 9, der zweite Wellenleiter 10, der dritte Wellenleiter und der vierte Wellenleiter vorgesehen sind, eine in 90°-Schritten gegeneinander verdrehte Signalabstrahlung erzielt.
Die Trägerplatte 3 weist auf ihrer Deckfläche 16 eine rahmenförmige erste Metallschicht 44 auf, über welche die Trägerplatte 3 das Gehäuse 1 kontaktiert.
Auf einer in Fig. 1 und Fig. 2 sichtbaren Grundfläche 15 der Trägerplatte 3 ist eine rahmenförmige zweite Metallschicht 45 vorgesehen, welche Kontakt mit dem Gehäuse 1 aufweist.
Der erste Kontaktstift 37 und die weiteren Kontaktstifte sind innerhalb jener Bereiche der Trägerplatte 3 vorgesehen, auf
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201803951 welchen die erste Metallschicht 44 und die zweite Metallschicht 45 aufgetragen sind.
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass die erste Metallschicht 44 und die zweite Metallschicht 45 ausschließlich in jenen Bereichen der Trägerplatte 3 vorgesehen sind, in welchen der erste Kontaktstift 37 und die weiteren Kontaktstifte angeordnet sind, d.h. dass die erste Metallschicht 44 und die zweite Metallschicht 45 als lokal abgegrenzte, beispielsweise rechteckige Bereiche ausgebildet 10 sind.
Die erste Seitenfläche 11, die zweite Seitenfläche 12, die dritte Seitenfläche 13 und die vierte Seitenfläche 14 weisen eine Versiegelungsschicht 17 auf. Erfindungsgemäß kann jedoch 15 auch vorgesehen sein, dass die Trägerplattenanordnung
Versiegelungsteile aufweist, welche mit Seitenkanten der Trägerplatte 3 verbunden sind.
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Liste der Bezeichnungen
Gehäuse
Antennenanordnung
Trägerplatte
Bauteil
Erster Gehäuseteil
Zweiter Gehäuseteil
Erste Einspeisevorrichtung
Zweite Einspeisevorrichtung
Erster Wellenleiter
Zweiter Wellenleiter
Erste Seitenfläche
Zweite Seitenfläche
Dritte Seitenfläche
Vierte Seitenfläche
Grundfläche
Deckfläche
Versiegelungsschicht
Gehäuseaußenfläche
Gehäuseinnenraum
Erste Nut
Zweite Nut
Erster Dichtring
Zweiter Dichtring
Erstes Verschraubungselement
Zweites Verschraubungselement
Außenmantelfläche
Gehäusegrundfläche
Gerade
Erster Luftspalt
Zweiter Luftspalt
Erste Sechskantschraube
Zweite Sechskantschraube
Erste Mutter
Zweite Mutter
Erstes Distanzstück
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Zweites Distanzstück
Erster Kontaktstift
Erster Schlitz
Zweiter Schlitz
40 Erstes Abstimmelement
Zweites Abstimmelement
Erster Leitungsweg
Zweiter Leitungsweg
Erste Metallschicht
45 Zweite Metallschicht
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Claims (15)

  1. Patentansprüche
    1. Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einer
    Antennenanordnung, wobei das Gerät eine Trägerplattenanordnung mit einer Trägerplatte und zumindest einem darauf angeordneten elektronischen Bauteil umfasst, das Gehäuse zumindest einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil aufweist und die Antennenanordnung zumindest eine erste Einspeisevorrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (2) zumindest einen in die Trägerplatte (3) integrierten ersten Wellenleiter (9) aufweist, welcher an seinem ersten Ende mit der zumindest ersten Einspeisevorrichtung (7) verbunden ist und dessen zweites Ende einer Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) zugewandt ist, wobei die Trägerplattenanordnung Kontakt mit der Umgebung außerhalb des Gehäuses (1) oder mit einem elektrisch isolierenden Bereich des Gehäuses (1) aufweist.
  2. 2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (3) zwischen dem zumindest ersten Gehäuseteil (5) und dem zweiten Gehäuseteil (6) angeordnet ist.
  3. 3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplattenanordnung zumindest an einer ersten Seitenfläche (11) versiegelt ausgeführt ist.
  4. 4. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Seitenfläche (11) der Trägerplattenanordnung bündig mit einer Gehäuseaußenfläche (18) abschließend angeordnet ist.
  5. 5. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Seitenfläche (11) der Trägerplattenanordnung von der Gehäuseaußenfläche (18) aus in Richtung eines Gehäuseinnenraums (19) versetzt angeordnet ist.
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  6. 6. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (3) das Gehäuse (1) kontaktiert, wobei die Trägerplatte (3) in Kontaktbereichen mit dem Gehäuse (1) metallisiert ausgeführt ist.
  7. 7. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Wellenleiter (9) als von Durchkontaktierungen umgrenzter RechteckHohlleiter ausgebildet ist.
  8. 8. Elektronisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierungen als Kontaktstifte ausgeführt sind.
  9. 9. Elektronisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierungen als Drahtstruktur ausgeführt sind.
  10. 10. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest erste Einspeisevorrichtung (7) als Schlitzantenne ausgeführt ist.
  11. 11. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Gehäuseteil (5) eine den Gehäuseinnenraum (19) umgrenzend angeordnete erste Nut (20) aufweist, wobei in der ersten Nut (20) ein erster Dichtring (22) vorgesehen ist.
  12. 12. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Gehäuseteil (5) mit dem zweiten Gehäuseteil (6) mittels zumindest eines ersten Verschraubungselements (24) verschraubt ist.
  13. 13. Elektronisches Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest erste
    Verschraubungselement (24) außerhalb eines von in einer
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    Außenmantelfläche (26) der ersten Nut (20), orthogonal zu einer Gehäusegrundfläche (27) verlaufenden Geraden (28) gebildeten geometrischen Körpers angerordnet ist.
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  14. 14. Elektronisches Gerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zumindest ersten Verschraubungselement (24) und der ersten Seitenfläche (11) der Trägerplatte (3) ein erster Luftspalt (29) vorgesehen ist.
  15. 15. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Gehäuseteil (5) mit dem zweiten Gehäuseteil (6) verklebt ist.
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