DE10142384A1

DE10142384A1 - Gemusterte Antenne und mit dieser versehene Vorrichtung für drahtlose Kommunikation

Info

Publication number: DE10142384A1
Application number: DE10142384A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Masuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: CN1218433C; DE10142384B4; US20020024466A1; JP3630622B2; JP2002076735A; US6404395B1; CN1341980A

Abstract

Ein Antennenmuster (1) mit umgekehrter F-Form ist als angesteuertes Element auf einer Fläche einer Glas-Epoxid-Leiterplatte (4) ausgebildet. Bei diesem Antennenmuster ist ein Speiseleitermuster (1b) mit einem Speiseübertragungspfad (2) verbunden, der auf der Oberfläche der Leiterplatte ausgebildet ist, und ein Masseleitermuster (1c) ist mit einem Masseleiterabschnitt (3) verbunden, der auf der Oberfläche der Leiterplatte ausgebildet ist. Das Speiseleitermuster ist so ausgebildet, dass es über eine solche sich verjüngende Form verfügt, dass seine Breite ausgehend von dort, wo es mit dem Speiseübertragungspfad verbunden ist, allmählich zu einem länglichen Muster (1a) des Antennenmusters zunimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine auf einer Leiterplatte ausgebil dete gemusterte Antenne. Die Erfindung betrifft insbesondere eine gemusterte Antenne, die kompakt und leicht ist, aber dennoch Sende- und Empfangsvorgänge über einen großen Be reich ermöglicht. Ferner betrifft die Erfindung eine mit ei ner derartigen gemusterten Antenne versehene Vorrichtung für drahtlose Kommunikation.

Bei der Mobilkommunikation unter Verwendung kompakter, drahtloser Vorrichtungen, wie Zellentelefonen oder drahtlo sen LAN(Local Area Network)-Heimterminals, müssen solche drahtlosen Vorrichtungen, die als mobile Einheiten verwendet werden, mit kompakten Antennen mit hohem Funktionsvermögen versehen sein. Als kompakte Antennen für derartige Anwendun gen zogen dünne Planarantennen viel Aufmerksamkeit auf sich, da sie in derartige Vorrichtungen eingebaut werden können. Als Planarantennen werden Mikrostreifenantennen verwendet, für die typische Beispiele Kurzschluss-Mikrostreifenanten nen, wie in der Fig. 20A dargestellt, und Planarantennen mit umgekehrter F-Form, wie in der Fig. 20B dargestellt, sind. In den letzten Jahren wurden, als drahtlose Vorrichtungen zunehmend kompakter wurden, z. B. in den Dokumenten JP-A-H5-347511 und JP-A-2000-59132, Planarantennen vorgeschlagen, die durch weiteres Miniaturisieren der in der Fig. 20A dar gestellten Mikrostreifenantennen erhalten werden.

Die in den eben genannten Dokumenten vorgeschlagenen Anten nen sind im Vergleich mit den herkömmlich verwendeten übli chen planaren oder linearen Antennen miniaturisiert. Jedoch ist jede dieser Antennen dreidimensional auf einer Leiter platte ausgebildet und benötigt demgemäß speziellen zu er denden Platz auf der Leiterplatte. Dies setzt der Miniaturi sierung dieser Arten von Antennen eine Grenze.

Die Fig. 22 zeigt die Frequenzantwort des Spannung/Stehwel le-Verhältnisses (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) einer Antenne 100 mit gedrucktem Muster mit umgekehrter F-Form, wie in Fig. 21 dargestellt. In der Fig. 21 besteht diese Antenne 100 aus einem länglichen Muster 100a, das parallel zu einem Seitenrand eines Masseleiterabschnitts 101 ausge bildet ist, wobei es diesem zugewandt ist, einem Masselei termuster 100c, das an einem Ende mit dem Ende des längli chen Musters 100a, entgegengesetzt zum offenen Ende 100d desselben, verbunden ist, und das am anderen Ende mit dem Masseleitermuster 101 verbunden ist, und einem Speiseleiter muster 100b, das an einem Ende mit einem Punkt am länglichen Muster 100a zwischen dem offenen Ende 100d desselben und dem Masseleitermuster 100c verbunden ist und am anderen Ende mit einem Speiseübertragungspfad 102 verbunden ist. Wie es die Fig. 22 zeigt, ist die auf diese Weise aufgebaute Antenne 100 nur in einem engen Frequenzbereich verwendbar.

Andererseits ist im Dokument JP-A-H6-334421 ein Erzeugnis für drahtlose Kommunikation vorgeschlagen, das eine auf ei ner Leiterplatte angebrachte Antenne wie eine Antenne mit gedrucktem Muster mit umgekehrter L-Form verwendet. Jedoch ist eine derartige Antenne nur in einem engen Frequenzbe reich verwendbar, wie oben beschrieben. Gemäß einem anderen Vorschlag wird eine Antenne mit gedrucktem Muster mit umge kehrter L-Form gemeinsam mit einer planaren Mikrostreifen antenne verwendet, um sie in einem größeren Frequenzbereich verwendbar zu machen. Jedoch ist es dann erforderlich, für die Antennen eine übermäßig große Fläche bereitzustellen, was die Miniaturisierung behindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine miniaturi sierte Musterantenne, zu schaffen, die als Muster auf der der Fläche oder im Inneren einer Leiterplatte ausgebildet ist, sowie eine mit einer derartigen gemusterten Antenne versehene Vorrichtung für drahtlose Kommunikation zu schaf fen.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich der gemusterten Antenne durch die Lehren der beigefügten unabhängigen Ansprüche 1, 9, 17, 20, 23 und 27 sowie hinsichtlich der Vorrichtung für draht lose Kommunikation durch die Lehre des Anspruchs 31 gelöst.

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den be vorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beige fügten Zeichnungen deutlich werden.

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines An tennenmusters mit umgekehrter F-Form bei einer gemusterten Antenne gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Span nung/Stehwelle-Verhältnisses der gemusterten Antenne der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 3A bis 3C sind Draufsichten, die andere Konfigurationen als die in der Fig. 1 dargestellte des Antennenmusters bei der gemusterten Antenne der ersten Ausführungsform zeigen;

Fig. 4 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines An tennenmusters mit umgekehrter F-Form bei der gemusterten An tenne einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines An tennenmusters mit umgekehrter L-Form bei einer gemusterten Antenne der zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der gemusterten Antenne der zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Span nung/Stehwelle-Verhältnisses der gemusterten Antenne der zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 8 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines An tennenmusters mit umgekehrter L-Form bei der gemusterten An tenne einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines an deren Antennenmusters mit umgekehrter L-Form bei der gemus terten Antenne der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der gemusterten Antenne der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Span nung/Stehwelle-Verhältnisses der gemusterten Antenne der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der gemusterten Antenne einer vierten Ausführungsform der Erfin dung zeigt;

Fig. 13 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration des An tennenmusters mit umgekehrter L-Form bei einer gemusterten Antenne einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 14 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration eines An tennenmusters mit umgekehrter F-Form bei der gemusterten An tenne der fünften Ausführungsform zeigt;

Fig. 15 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Ober fläche einer Leiterplatte zeigt, auf der die gemusterte An tenne der fünften Ausführungsform ausgebildet ist;

Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration der gemusterten Antenne der fünften Ausführungsform zeigt;

Fig. 17A und 17B sind Draufsichten, die die Konfigurationen von Antennenmustern mit hakenförmigem bzw. mäanderförmigem Muster zeigen;

Fig. 18A und 18B sind Draufsichten, die die Konfigurationen von Antennenmustern mit darauf platziertem Chipkondensator zeigen;

Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der internen Konfiguration eine die Erfindung realisierende Vorrichtung für drahtlose Kommunikation zeigt;

Fig. 20A und 20B sind perspektivische Außenansichten, die die Konfigurationen herkömmlicher Mikrostreifenantennen zei gen;

Fig. 21 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration einer herkömmlichen gedruckten gemusterten Antenne mit umgekehrter F-Form zeigt; und

Fig. 22 ist ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Steh welle-Spannungsverhältnisses einer herkömmlichen Antenne mit umgekehrter F-Form zeigt.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung beschrie ben.

Erste Ausführungsform

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die gemus terte Antenne dieser Ausführungsform besteht aus einem An tennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form, das auf der Oberflä che einer Glas-Epoxid-(d. h. aus Glasfaser-verstärktem Epo xidharz)-Leiterplatte 4 ausgebildet ist, wie in der Fig. 1 dargestellt. Das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form ist in einem Randabschnitt der Leiterplatte 4 ausgebildet, auf der auch andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind auf der Oberfläche der Leiterplatte 4 zwei Masseleiterabschnitte 3 ausgebildet, zwischen denen ein Speiseübertragungspfad 2 ausgebildet ist. Das auf der Oberfläche der Leiterplatte 4 ausgebildete An tennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form besteht aus einem länglichen Muster 1a, das parallel zu einem Seitenrand des Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, wobei es diesem zu gewandt ist, einem Masseleitermuster 1b, das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Muster 1a, entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben, verbunden ist, und das am anderen Ende mit dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden ist, und einem Speiseleitermuster 1b, das an einem Ende mit einem Punkt am länglichen Muster 1a zwischen dem offenen Ende 1d desselben und dem Masseleitermuster 1c verbunden ist und am anderen Ende mit dem Speiseübertragungspfad 2 verbunden ist.

Hier ist das Speiseleitermuster 1b so ausgebildet, dass es über sich verjüngende Form in solcher Weise verfügt, dass seine Breite von dort, wo es mit dem Speiseübertragungspfad 2 verbunden ist, zum länglichen Muster 1a hin zunimmt. Bei diesem Antennenmuster 1 beträgt, wenn angenommen wird, dass die effektive Wellenlänge der Antenne bei der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs λ ist, die bevorzugte Pfad länge Li des länglichen Musters 1a vom offenen Ende 1d über das Masseleitermuster 1c zum Masseleiterabschnitt 3 ungefähr 0,25 × λ.

Darüber hinaus ist der bevorzugte Zwischenraum zwischen dem länglichen Muster 1a und dem Masseleiterabschnitt 3 0,02 × λ oder größer. Der Grund dafür besteht darin, dass genauso wie der nutzbare Frequenzbereich einer Antenne mit umgekehrter F-Form oder einer ähnlichen Antenne schmaler wird, wenn der Zwischenraum zwischen ihrer Abstrahlplatte und dem Masselei terabschnitt kleiner wird, der nutzbare Frequenzbereich des erörterten Antennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form schmaler wird, wenn der Zwischenraum zwischen ihm und dem Masselei terabschnitt 3 kleiner wird. Ferner beträgt unter Berück sichtigung der Genauigkeit, mit der die Muster hergestellt werden, die bevorzugte Musterlinienbreite des die gemusterte Antenne bildenden Antennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form 0,5 mm oder mehr.

Bei der auf die obige Weise konfigurierten gemusterten An tenne ist das Speiseleitermuster 1b des Antennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form, das als angesteuertes Element wirkt, so ausgebildet, dass es über sich verjüngende Form verfügt. Im Ergebnis weist das längliche Muster 1a vom offenen Ende 1d durch den Speiseleiterabschnitt 1b zum Speiseübertra gungspfad 2 entlang seiner durch einen Pfeil A gekennzeich neten Innenseite sowie entlang seiner durch einen Pfeil B gekennzeichneten Außenseite verschiedene Pfadlängen auf.

So beeinflussen z. B., wenn die durch den Pfeil A gekenn zeichnete innere Pfadlänge kürzer als 0,25 λ gemacht wird und die durch den Pfeil B gekennzeichnete äußere Pfadlänge länger als 0,25 λ gemacht wird, der sich aus der inneren Pfadlänge ergebende und der sich aus der äußeren Pfadlänge ergebende nutzbare Frequenzbereich einander, so dass das Spannung/Stehwelle-Verhältnis der auf die in der Fig. 1 dar gestellte Weise konfigurierten gemusterten Antenne eine Fre quenzantwort zeigt, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, wodurch ein größerer Bereich mit VSWR < 2 als herkömmlich erzielt ermöglicht ist. Dies ermöglicht es, in einem großen Frequenzbereich zufriedenstellende Impedanzanpassung zu er zielen und damit Kommunikationssignale in einem großen Fre quenzbereich zu senden und zu empfangen.

Bei dieser Ausführungsform ist beschrieben, dass die gemus terte Antenne aus dem in der Fig. 1 dargestellten Antennen muster 1 mit umgekehrter F-Form besteht. Jedoch muss ihr Speiseleitermuster 1b nicht notwendigerweise so ausgebildet sein, dass es über eine sich radial erweiternde Form mit gleichen Verjüngungswinkeln auf beiden Seiten aufweist, son dern es kann so ausgebildet sein, dass es über eine sich ra dial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer Seite verfügt, wie es in der Fig. 3A dargestellt ist. Darüber hinaus kann zusätzlich zum Speiseleitermuster 1b das Masseleitermuster 1c ebenfalls so ausgebildet sein, dass es über sich verjüngende Form verfügt, wie es in der Fig. 3B dargestellt ist.

Ferner kann dann, wenn der Zwischenraum zwischen dem längli chen Muster 1a und dem Masseleiterabschnitt 3 ausreichend weit ist und demgemäß ausreichende Impedanzanpassung an ei ner Speiseleitung, mit der das längliche Muster 1a über den Speiseübertragungspfad 2 verbunden ist, erzielt wird, ohne dass das Masseleitermuster 1c, das an Ende des länglichen Musters 1a entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben an geschlossen ist, die gemusterte Antenne, wie es in der Fig. 3C dargestellt ist, aus einem Antennenmuster mit umgekehrter L-Form bestehen, das aus einem länglichen Muster 1a und ei nem sich verjüngenden Speiseleitermuster 1b besteht, das an einem Ende des länglichen Musters 1a, entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben, angeschlossen ist. Wenn ein An tennenmuster mit umgekehrter L-Form, wie in der Fig. 3C dar gestellt, verwendet wird, beträgt die bevorzugte Pfadlänge des länglichen Musters 1a vom offenen Ende 1d über das Spei seleitermuster 1b zum Speiseübertragungspfad 2 ungefähr 0,25 × λ.

Zweite Ausführungsform

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei zei gen die Fig. 4 und 5 die Vorder- bzw. Rückseite der gemus terten Antenne dieser Ausführungsform. Die Fig. 6 ist eine Schnittansicht der gemusterten Antenne dieser Ausführungs form entlang einer in den Fig. 1 und 2 dargestellten Linie X-Y. Die Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das die Frequenzantwort des Spannung/Stehwelle-Verhältnisse (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) der gemusterten Antenne dieser Ausführungsform zeigt. Elemente, die denselben Zwecken wie bei der gemuster ten Antenne der ersten Ausführungsform dienen, sind mit den selben Bezugszahlen gekennzeichnet, und die zugehörigen de taillierten Erläuterungen werden nicht wiederholt.

Die gemusterte Antenne dieser Ausführungsform besteht aus einem Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form, das auf der Vorderfläche einer Glas-Epoxid-Leiterplatte 4 ausgebildet ist, wie in der Fig. 4 dargestellt, und einem Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form, das auf der Rückseite der Leiter platte 4 ausgebildet ist, wie in der Fig. 5 dargestellt. Das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und das Antennenmus ter 5 mit umgekehrter L-Form sind in einem Randabschnitt der Leiterplatte 4 ausgebildet, auf der auch andere Schaltungs muster und dergleichen ausgebildet sind.

Wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, sind auf der Vorder seite der Leiterplatte 4 zwei Masseleiterabschnitte 3 ausge bildet, zwischen denen ein Speiseübertragungspfad 2 ausge bildet ist. In Randabschnitten der Masseleiterabschnitte 3 sind Durchgangslöcher 6 ausgebildet, die es ermöglichen, die Masseleiterabschnitte 3 elektrisch mit anderen Schaltungs mustern zu verbinden. Wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, ist auf der Rückseite der Leiterplatte 4, wie auf der Vor derseite derselben, ein Masseleiterabschnitt 3 ausgebildet, in dessen Randabschnitt Durchgangslöcher 6 vorhanden sind. Die zwei Masseleiterabschnitte 3 auf der Vorderseite der Leiterplatte 4 sind so ausgebildet, dass sie mit dem Masse leiterabschnitt 3 auf der Rückseite der Leiterplatte 4 über lappen, wobei das Material der Leiterplatte 4 dazwischen eingebettet ist.

Wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, besteht das auf der Vorderseite der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form aus einem länglichen Muster 1a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten Masselei terabschnitts 3 ausgebildet ist, einem Speiseleitermuster 1b, das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 1a, entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben, verbunden ist, und das am anderen Ende mit dem Speiseübertragungspfad 2 verbunden ist, und einem Masseleitermuster 1c, das an ei nem Ende mit einem Punkt am länglichen Muster 1a zwischen dem offenen Ende 1d desselben und dem Speiseleitermuster 1b verbunden ist und das am anderen Ende mit dem Masseleiterab schnitt 3 verbunden ist. Beim auf diese Weise konfigurierten Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form sind sowohl das Speiseleitermuster 1b als auch das Masseleitermuster 1c so ausgebildet, dass sie über sich radial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer Seite, wie in der Fig. 3B dargestellt, verfügen.

Andererseits besteht, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, das auf der Rückseite der Leiterplatte 4 ausgebildete Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form aus einem länglichen Mus ter 5a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, und einem Masselei termuster 5b, das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 5a, entgegengesetzt zum offenen Ende 5c desselben, verbunden ist, und das am anderen Ende mit dem Masseleiter abschnitt 3 verbunden ist. Beim auf diese Weise konfigurier ten Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form ist das Masse leitermuster 5b wie das Masseleitermuster 1c des in der Fig. 4 dargestellten Antennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form so ausgebildet, dass es über sich radial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer Seite verfügt.

Das Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form ist so ausgebil det, dass es das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form so überlappt, dass die Leiterplatte 4, d. h. das Material der selben, auf solche Weise dazwischen eingebettet ist, dass das längliche Muster 5a des Antennenmusters 5 mit umgekehr ter L-Form direkt unter dem länglichen Muster 1a des Anten nenmusters 1 mit umgekehrter F-Form liegt, und dass außer dem, wie es in der Schnittansicht der Fig. 6 dargestellt ist, das Masseleitermuster 5b des Antennenmusters 5 mit um gekehrter L-Form unmittelbar unter dem Speiseleitermuster 1b des Antennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form liegt.

Hierbei ist die Pfadlänge Lp vom offenen Ende des länglichen Musters 5a des Antennenmusters 5 mit umgekehrter L-Form über das Masseleitermuster 5b zum Masseleiterabschnitt 3 gering fügig länger als die Pfadlänge Li vom offenen Ende 1d des länglichen Musters 1a des Antennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form über das Masseleitermuster 1c zum Masseleiterab schnitt 3 eingestellt. Genauer gesagt, sind, wenn angenommen wird, dass die effektive Wellenlänge der Antenne bei der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs derselben λ beträgt, die Pfadlängen Li und Lp so eingestellt, dass Fol gendes gilt: 0,236 × λ ≦ Li < 0,25 × λ und 0,25 × λ ≦ Lp < 0,273 × λ.

Darüber hinaus beträgt, caie bei der ersten Ausführungsform, beim Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und beim Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form der bevorzugte Zwischen raum zwischen dem länglichen Muster 1a oder 5a und dem Mas seleiterabschnitt 3 0,02 × λ oder mehr. Ferner beträgt, wenn die Genauigkeit berücksichtigt wird, mit der die Muster her gestellt werden, die bevorzugte Musterlinienbreite des An tennenmusters 1 mit umgekehrter F-Form und des Antennenmus ters 5 mit umgekehrter L-Form, die die gemusterte Antenne bilden, 0,5 mm oder mehr.

Da die Antennenmuster 1 und 5 mit umgekehrter F-Form bzw. mit umgekehrter L-Form auf die oben beschriebene Weise aus gebildet sind, wirken sie jeweils als angesteuertes Element, dem elektrische Energie zugeführt wird, bzw. als passives Element, das durch das als angesteuertes Element wirkende Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form angesteuert wird. Darüber hinaus sind die Pfadlängen der Antennen 1 und 5 mit umgekehrter F-Form bzw. mit umgekehrter L-Form so einge stellt, dass es sich um zwei Werte handelt, die in entgegen gesetzten Richtungen von 0,25 × λ abweichen. Im Ergebnis sind, einzeln betrachtet, die nutzbaren Frequenzbereiche der Antennenmuster 1 und 5 mit umgekehrter F-Form bzw. mit umge kehrter L-Form zur niederfrequenten bzw. hochfrequenten Sei te der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs des An tennenmusters insgesamt verschoben, d. h. zur Frequenz, die der zugehörigen effektiven Wellenlänge entspricht.

Die Antennenmuster 1 und 5 mit umgekehrter F-Form bzw. mit umgekehrter L-Form, deren nutzbare Frequenzbereiche zur nie derfrequenten bzw. hochfrequenten der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs der gemusterten Antenne insge samt, d. h. zur Frequenz, die der zugehörigen effektiven Wellenlänge λ entspricht, auf die oben beschriebene Weise verschoben sind, beeinflussen einander. Im Ergebnis zeigt das Spannung/Stehwelle-Verhältnis für die auf die oben be schriebene Weise konfigurierte gemusterte Antenne die in der Fig. 7 dargestellte Frequenzantwort, die einen größeren Fre quenzbereich, in dem VSWR < 2 erhalten wird, als die erste Ausführungsform (Fig. 2) zeigt. Dies ermöglicht es, eine zu friedenstellende Impedanzanpassung in einem großen Frequenz bereich zu erzielen und dadurch Kommunikationssignale in ei nem großen Frequenzbereich zu senden und zu empfangen.

Für diese Ausführungsform ist beschrieben, dass die Anten nenmuster mit umgekehrter F-Form und mit umgekehrter L-Form über ein Masseleiter- und ein Speiseleitermuster verfügen, die so ausgebildet sind, dass sie über sich radial erwei ternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer Seite verfügen. Jedoch können diese Leitermuster so ausgebildet sein, dass sie über sich radial erweiternde Form mit glei chen Verjüngungswinkeln auf beiden Seiten verfügen. Beim An tennenmuster mit umgekehrter F-Form kann nur das Speiselei termuster mit der Verjüngungsform ausgebildet sein, wie bei der ersten Ausführungsform (Fig. 1).

Dritte Ausführungsform

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 11 beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 8 und 9 die Vorder- bzw. die Rückseite der gemusterten Antenne dieser Ausführungsform. Die Fig. 10 ist eine Schnittansicht dieser Antenne entlang der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Linie X-Y. Die Fig. 11 ist ein Kurven bild, das die Frequenzantwort des Spannung/Stehwelle-Ver hältnisses dieser Antenne zeigt. Hierbei sind Elemente, die zu denselben Zwecken caie bei der gemusterten Antenne der zweiten Ausführungsform verwendet werden, mit denselben Be zugszahlen gekennzeichnet, und detaillierte Erläuterungen zu diesen werden nicht wiederholt.

Die gemusterte Antenne dieser Ausführungsform besteht aus einem auf der Vorderseite einer Glas-Epoxid-Leiterplatte 4 ausgebildeten Antennenmuster 7 mit umgekehrter L-Form, wie in der Fig. 8 dargestellt, und einem auf der Rückseite der Leiterplatte 4 ausgebildeten Antennenmuster 8 mit umgekehr ter L-Form, wie in der Fig. 9 dargestellt. Die Antennenmus ter 7 und 8 mit umgekehrter L-Form sind in einem Randab schnitt der Leiterplatte 4 ausgebildet, auf der auch andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind. Auf der Vorderseite der Leiterplatte 4 sind, wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 4), ein Speiseübertragungspfad 2 und ein Masseleiterabschnitt 3 mit Durchgangslöchern 6 im Rand abschnitt desselben ausgebildet. An der Rückseite der Lei terplatte 4 ist, wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 5), ein Masseleiterabschnitt 3 mit Durchgangslöchern 6 in seinem Randabschnitt ausgebildet.

Wie es in der Fig. 8 dargestellt ist, besteht das auf der Rückseite der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster mit umgekehrter L-Form aus einem länglichen Muster 7a, das par allel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten Masseleiterab schnitts 3 ausgebildet ist, und einem Speiseleitermuster 7b, das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 7a, entgegengesetzt zum offenen Ende 7c desselben, verbunden ist und das am anderen Ende mit dem Speiseübertragungspfad 2 verbunden ist. Andererseits besteht, wie es in der Fig. 9 dargestellt ist, das auf der Rückseite der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster 8 mit umgekehrter L-Form aus, wie bei der zweiten Ausführungsform, einem länglichen Muster 8a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, und einem Masselei terabschnitt 8b, der an einem Ende mit dem Ende des längli chen Musters 7a, entgegengesetzt zum offenen Ende 8c dessel ben, verbunden ist, und am anderen Ende mit dem Masseleiter abschnitt 3 verbunden ist. Das Speiseleitermuster 7b und das Masseleitermuster 8b sind, wie das Speiseleitermuster 1b des in der Fig. 4 dargestellten Antennenmusters 1 mit umgekehr ter F-Form und dergleichen, so ausgebildet, dass sie über sich radial verbreiternde Form mit einem Verjüngungswinkel auf einer Seite verfügen.

Das Antennenmuster 8 mit umgekehrter L-Form ist so ausgebil det, dass es das Antennenmuster 7 mit umgekehrter L-Form so überlappt, dass die Leiterplatte 4, d. h. das Material der selben, so dazwischen eingebettet ist, dass das offene Ende 8c des einen Musters 8 mit umgekehrter L-Form unmittelbar unter dem offenen Ende 7b des Antennenmusters 7 mit umge kehrter L-Form liegt und dass außerdem, wie es in der Schnittansicht der Fig. 10 dargestellt ist, das Masseleiter muster 8b des Antennenmusters 8 mit umgekehrter L-Form nicht mit dem Speiseleitermuster 7b des Antennenmusters 7 mit um gekehrter L-Form überlappt.

Hierbei ist, wie bei der zweiten Ausführungsform, die Pfad länge Lp vom offenen Ende 8c des länglichen Musters 8a des Antennenmusters 8 mit umgekehrter L-Form über das Masselei termuster 8b zum Masseleiterabschnitt 3 geringfügig länger als die Pfadlänge Li vom offenen Ende 7c des länglichen Mus ters 7a des Antennenmusters 7 mit umgekehrter L-Form über den Speiseleiterabschnitt 7b zum Speiseübertragungspfad 2 eingestellt. Genauer gesagt, sind, wenn angenommen wird, dass die effektive Wellenlänge der Antenne bei der Mitten frequenz ihres nutzbaren Frequenzbereichs λ ist, die Pfad längen Li und Lp so eingestellt, dass die folgenden Bedin gungen erfüllt sind: 0,236 × λ ≦ Li < 0,25 × λ und 0,25 × λ ≦ Lp < 0,273 × λ.

Darüber hinaus beträgt, wie bei der zweiten Ausführungsform, bei den Antennenmustern 7 und 8 mit umgekehrter L-Form der bevorzugte Zwischenraum zwischen dem länglichen Muster 7a oder 8a und dem Masseleiterabschnitt 3 0,02 × λ oder mehr. Ferner beträgt, unter Berücksichtigung der Genauigkeit, mit der die Muster hergestellt werden, die bevorzugte Musterlei tungsbreite der Antennenmuster 7 und 8 mit umgekehrter L-Form, die die gemusterte Antenne bilden, 0,5 mm oder mehr.

Bei der auf die oben beschriebene Weise konfigurierten ge musterten Antenne wirkt das Antennenmuster 7 mit umgekehrter L-Form als angesteuertes Element, und das Antennenmuster 8 mit umgekehrter L-Form wirkt als passives Element. Im Ergeb nis zeigt diese gemusterte Antenne das in der Fig. 11 darge stellte Spannung/Stehwelle-Verhältnis, das, wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 7), einen breiteren Frequenz bereich, in dem VSRW < 2 gilt, zeigt, als er bei der ersten Ausführungsform (Fig. 2) erhalten wird. Dies ermöglicht es, in einem großen Frequenzbereich zufriedenstellende Impedanz anpassung zu erzielen und Kommunikationssignale in einem großen Frequenzbereich zu senden und zu empfangen.

Es wurde beschrieben, dass bei dieser Ausführungsform die Antennenmuster mit umgekehrter L-Form über ein Masseleiter- und ein Speiseleitermuster verfügen, die so ausgebildet sind, dass sie über sich radial verbreiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer Seite verfügen. Jedoch kön nen diese Leitermuster so ausgebildet sein, dass sie über sich radial verbreiternde Form mit gleichen Verjüngungswin keln auf beiden Seiten verfügen.

Vierte Ausführungsform

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 eine vier te Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Hierbei sind Elemente, die zu denselben Zwecken wie bei der gemusterten Antenne der zweiten Ausführungsform verwendet werden, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und eine detaillierte Erläuterung zu diesen wird nicht wiederholt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Schnittansicht der Fig. 12, wie dieje nige der Fig. 6, eine Schnittansicht entlang der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Linie X-Y ist.

Wie es in der Fig. 12 dargestellt ist, ist die gemusterte Antenne dieser Ausführungsform auf und in einer mehrschich tigen Glas-Epoxid-Leiterplatte 9 aus drei Schichten von Glas-Epoxid-Leiterplatten 4a, 4b und 4c ausgebildet (diese Leiterplatten 4a, 4b und 4c entsprechen der Leiterplatte 4). In der nachfolgenden Beschreibung werden diese Leiterplatten von oben nach unten als Leiterplatte 4a einer ersten Schicht, als Leiterplatte 4b einer zweiten Schicht und als Leiterplatte 4c einer dritten Schicht bezeichnet. Die auf diese Weise konfigurierte mehrschichtige Leiterplatte 9 ver fügt, wie die Leiterplatte 4 der zweiten Ausführungsform, über andere auf ihr ausgebildete Schaltungsmuster.

Bei der mehrschichtigen Leiterplatte 9 ist auf jeder der Vorderseiten der Leiterplatten 4b und 4c der zweiten und der dritten Schicht ein Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form, wie in der Fig. 4 dargestellt, ausgebildet, und sowohl auf der Vorderseite der Leiterplatte 4a der ersten Schicht als auch der Rückseite der Leiterplatte 4c der dritten Schicht ist ein Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form ausgebildet. Die Form des in der Fig. 5 dargestellten Antennenmusters mit umgekehrter L-Form entspricht der Form des Antennenmusters 5 mit umgekehrter L-Form, das auf der Vorderseite der Leiter platte 4a der ersten Schicht ausgebildet ist, wie durch die Leiterplatte 4a der ersten Schicht durch die Rückseite der selben gesehen.

Die Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und die Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form sind in einem Randab schnitt der mehrschichtigen Leiterplatte 9 ausgebildet, auf der auch andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind. Auf jeder der Vorderseiten der Leiterplatten 4b und 4c der zweiten und der dritten Schicht sind, wie bei der zwei ten Ausführungsform (Fig. 4), ein Speiseübertragungspfad 2 und ein Masseleiterabschnitt 3 mit in dessen Umfangsab schnitt ausgebildeten Durchgangslöchern 6 ausgebildet. Ande rerseits ist sowohl auf der Vorderseite der Leiterplatte 4a der ersten Schicht als auch der Rückseite der Leiterplatte 4c der dritten Schicht, wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 5), ein Masseleiterabschnitt 6 mit in seinem Randab schnitt ausgebildeten Durchgangslöchern 6 ausgebildet.

Auf jeder Schicht dieser mehrschichtigen Leiterplatte 9 sind, wie bei der ersten Ausführungsform, das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und das Antennenmuster 5 mit umge kehrter L-Form so ausgebildet, dass ihre jeweiligen längli chen Muster 1a und 5a, die parallel zu einem Seitenrand des ihnen zugewandten Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet sind, einander so überlappen, dass das Material der Leiterplatte 9 dazwischen eingebettet ist, wobei außerdem das Speiseleiter muster 1b des ersteren, das mit dem Speiseübertragungspfad 2 verbunden ist, und das Masseleitermuster 5b des letzteren, das mit dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden ist, einander so überlappen, dass das Material der Leiterplatte 9 dazwi schen eingebettet ist.

Die Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und die Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form, die die gemusterte An tenne dieser Auführungsform bilden, verfügen über dieselben Merkmale wie die vergleichbaren Elemente bei der zweiten Ausführungsform, weswegen detaillierte Erläuterungen, wie sie zuvor in Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform erfolgten, nicht wiederholt werden.

Bei einer gemusterten Antenne, die dadurch aufgebaut wird, dass mehrere Musterantennen mit umgekehrter F-Form und meh rere Musterantennen mit umgekehrter L-Form auf diese Weise zusammengebaut werden, zeigt das Spannung/Stehwelle-Verhältnis eine solche Frequenzantwort, dass das Maximum des Span nung/Stehwelle-Verhältnisses um den nutzbaren Frequenzbe reich herum niedriger als bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 4) ist. Dies ermöglicht es, bessere Impedanzanpassung in einem großen Frequenzbereich zu erzielen, in dem VSWR < 2 gilt, und dadurch Kommunikationssignale in einem großen Fre quenzbereich zu senden und zu empfangen.

Diese Ausführungsform beschäftigt sich mit einem Beispiel, bei dem die gemusterte Antenne aus mehreren Antennenmustern mit umgekehrter F-Form und mehreren Antennenmustern mit um gekehrter L-Form besteht. Jedoch ist es auch möglich, die gemusterte Antenne dadurch aufzubauen, dass auf und in der mehrschichtigen Leiterplatte 9 mehrere Antennenmuster mit umgekehrter L-Form, wie das eine Muster 7, das bei der drit ten Ausführungsform als angesteuertes Element wirkt, und mehrere Antennenmuster mit umgekehrter L-Form, wie das Mus ter 8, das bei der dritten Ausführungsform als passives Ele ment wirkt, ausgebildet werden. In der mehrschichtigen Lei terplatte 9 können die als angesteuerte Elemente wirkenden Antennenmuster und die als passive Elemente wirkenden Anten nenmuster auf andere Weise ausgebildet werden, als es spe ziell in der Schnittansicht der Fig. 12 dargestellt ist, und zwar hinsichtlich der Reihenfolge, mit der sie einander überlappen, sowie auch hinsichtlich anderer Gesichtspunkte. Zum Beispiel kann die gemusterte Antenne aus einem angesteu erten Element und mehreren passiven Elementen mit verschie denen Pfadlängen bestehen.

Fünfte Ausführungsform

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 16 ei ne fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 13 und 14 die Vorder- bzw. Rückseite der ge musterten Antenne dieser Ausführungsform. Die Fig. 15 zeigt die Vorderseite, gemeinsam mit auf dieser ausgebildeten er habenen Mustern, einer Leiterplatte, auf der die gemusterte Antenne dieser Ausführungsform angebracht ist. Die Fig. 16 ist eine Schnittansicht der gemusterten Antenne entlang der in den Fig. 13 bis 15 dargestellten Linie X-Y. Hierbei sind solche Elemente, wie sie zu denselben Zwecken wie bei der gemusterten Antenne der zweiten Ausführungsform verwendet werden, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und eine detaillierte Erläuterung derselben wird nicht wiederholt.

Im Gegensatz zu den gemusterten Antennen der ersten bis vierten Ausführungsform, die auf derselben Leiterplatte aus gebildet sind, auf der andere Schaltungsmuster und derglei chen ausgebildet sind, ist die gemusterte Antenne dieser Ausführungsform auf einer Leiterplatte ausgebildet, die ge trennt von einer Leiterplatte vorhanden ist, auf der andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind, und die Leiterplatte, auf der die gemusterte Antenne ausgebildet ist, ist auf der anderen genannten Leiterplatte montiert.

Genauer gesagt, besteht die gemusterte Antenne dieser Aus führungsform aus einem auf der Vorderseite einer in der Fig. 13 dargestellten Glas-Epoxid-Leiterplatte 4d ausgebildeten Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form und einem auf der Rückseite dieser Leiterplatte 4d ausgebildeten Antennenmus ter 1 mit umgekehrter F-Form, wie in der Fig. 14 darge stellt. Wie es in der Fig. 13 dargestellt ist, ist auf der Vorderseite der Leiterplatte 4d ein streifenförmiger Masse leiterabschnitt 3a ausgebildet. Wie es in der Fig. 14 darge stellt ist, sind auf der Rückseite der Leiterplatte 4d zwei streifenförmige Masseleiterabschnitte 3a sowie mehrere Er hebungen 11a für elektrische Verbindung mit relevanten Ab schnitten einer anderen, später beschriebenen Leiterplatte 10 vorhanden.

Hierbei sind, wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 4 und 5), die auf der Vorderseite und der Rückseite der Lei terplatte 4d ausgebildeten Masseleiterabschnitte 3a so aus gebildet, dass sie einander unter Einbettung der Leiterplat te 4d, d. h. des Materials derselben, überlappen, und in diesen Masseleiterabschnitten 3a sind Durchgangslöcher 6a ausgebildet. Die auf der Rückseite der Leiterplatte 4d aus gebildeten Erhebungen 11a befinden sich in den vier Ecken der Leiterplatte 4d auf den Masseleiterabschnitten 3a und zwischen den zwei Masseleiterabschnitten 3a.

Das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und das Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form, die auf die oben be schriebene Weise auf der Leiterplatte 4d ausgebildet sind, sind, wie das Antennenmuster mit umgekehrter F-Form und das Antennenmuster mit umgekehrter L-Form, die auf der Leiter platte bei der ersten Ausführungsform ausgebildet sind, so geformt, dass ihre jeweiligen länglichen Muster 1a und 5a sowie das Speiseleitermuster 1b des ersteren und das Masse leitermuster 5b des letzteren einander unter Einbettung der Leiterplatte 4d, d. h. des Materials derselben, überlappen. Darüber hinaus ist beim auf diese Weise ausgebildeten Anten nenmuster 1 mit umgekehrter F-Form das Speiseleitermuster 1b mit dem Erhebungsmuster 11a verbunden, das sich am Ort zwi schen den zwei Masseleiterabschnitten 3a befindet.

Das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und das Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form, die die gemusterte An tenne dieser Ausführungsform bilden, weisen dieselben Merk male wie ihre entsprechenden Elemente bei der zweiten Aus führungsform auf, und daher wird keine zugehörige Erläute rung detailliert wiederholt, wie sie bereits in Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform erfolgte.

Die gemusterte Antenne, die dadurch aufgebaut wird, dass das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und das Antennenmus ter 5 mit umgekehrter L-Form auf diese Weise auf der Leiter platte 4d ausgebildet werden, wird auf der Fläche einer an deren Leiterplatte 10 montiert. Diese Leiterplatte 10 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 15 beschrieben. Auf der Vorderseite der Leiterplatte 10 sind, wie auf der Leiterplatte 4 der zweiten Ausführungsform (Fig. 3), zwei Masseleiterabschnitte 3b mit darin ausgebildeten Durchgangs löchern 6 ausgebildet, und zwischen diesen zwei Masseleiter abschnitten 3b ist ein Speiseübertragungspfad 2a ausgebil det.

Darüber hinaus sind, für elektrische Verbindung mit den auf der Rückseite der Leiterplatte 4d ausgebildeten Erhebungs mustern 11a, in den Ecken der Leiterplatte 10, auf den Mas seleiterabschnitten 3b und auf dem Speiseübertragungspfad 2a Erhebungsmuster 11b ausgebildet. So wird die gemusterte An tenne auf solche Weise auf der Leiterplatte 10 montiert, dass die auf der Leiterplatte 4d ausgebildeten Erhebungsmus ter 11a, insbesondere diejenigen auf den Masseleiterab schnitten 3a und zwischen diesen, mit den auf der Leiter platte 10 ausgebildeten Erhebungsmustern 11b überlappen, speziell mit denen auf den Masseleiterabschnitten 3b und dem Speiseübertragungspfad 2a.

Als Ergebnis dieser Montageweise überlappen die Masseleiter abschnitte 3a auf der Rückseite der Leiterplatte 4d und die Masseleiterabschnitte 3b auf der Vorderseite der Leiterplat te 10 und damit die in den Masseleiterabschnitten 3a ausge bildeten Durchgangslöcher 6a und die in den Masseleiterab schnitten 3b ausgebildeten Durchgangslöcher 6b. Darüber hin aus ist, beim Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form, das Speiseleitermuster 1b über die Erhebungsmuster 11a und 11b elektrisch mit dem Speiseübertragungspfad 3a verbunden, und das Masseleitermuster 1c ist über den Masseleiterabschnitt 3a und die Erhebungsmuster 11a und 11b elektrisch mit den Masseleiterabschnitten 3b verbunden. Ferner ist beim Anten nenmuster 5 mit umgekehrter L-Form das Masseleitermuster 5b über den Masseleiterabschnitt 3a, die Durchgangslöcher 6a und die Erhebungsmuster 11a und 11b elektrisch mit den Mas seleiterabschnitten 3b verbunden.

Wenn die gemusterte Antenne auf diese Weise auf der Leiter platte 10 montiert ist, sind die Leiterplatte 10, die Glas-Epoxid-Leiterplatte 4b, das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form und das Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form so angeordnet, wie es in der Schnittansicht der Fig. 16 darge stellt ist. Genauer gesagt, ist das Antennenmuster 1 mit umgekehrter F-Form zcaischen der Vorderseite der Leiterplatte 10 und der Rückseite der Glas-Epoxid-Leiterplatte 4d ausge bildet, und das Antennenmuster 5 mit umgekehrter L-Form ist auf der Vorderseite der Glas-Epoxid-Leiterplatte 4d ausge bildet.

Bei dieser Ausführungsform weist die auf einer anderen Lei terplatte angebrachte gemusterte Antenne eine ähnliche Kon figuration wie die gemusterte Antenne der zweiten Ausfüh rungsform auf. Jedoch ist es auch möglich, eine gemusterte Antenne mit einer Konfiguration, die derjenigen der gemus terten Antenne bei der ersten, dritten oder vierten Ausfüh rungsform ähnlich ist, auf einer anderen Leiterplatte anzu bringen.

Die erste bis fünfte Ausführungsform beschäftigen sich mit Beispielen, bei denen die Antennenmuster mit umgekehrter F-Form und mit umgekehrter L-Form rechteckige, längliche Mus ter sind. Jedoch können diese Antennenmuster mit beliebiger anderer Form ausgebildet werden, als sie speziell oben be schrieben ist; z. B. können sie über hakenförmige Muster verfügen, wobei das offene Ende des länglichen Musters rechtwinklig zum Masseleiterabschnitt hin abgebogen ist, wie in der Fig. 17A dargestellt, oder es kann ein Mäandermuster sein, wobei der Abschnitt des offenen Endes des länglichen Musters mäanderförmig gebogen ist, wie in der Fig. 17B dar gestellt. Diese Anordnungen tragen dazu bei, die Fläche des Bereichs zu verringern, der für jedes Antennenmuster bereit gestellt werden muss, um dadurch die Antenne insgesamt kom pakt auszubilden. Obwohl die Fig. 17A und 17B angesteuerte Elemente zeigen, die jeweils mit einem Speiseleitermuster und einem Masseleitermuster versehen sind, können ähnliche Anordnungen auch bei einem angesteuerten Element angewandt werden, das nur mit einem Speiseleitermuster versehen ist, oder bei einem passiven Element, das nur mit einem Masselei termuster versehen ist.

Es ist auch möglich, zwischen dem offenen Ende des längli chen Musters und dem Masseleiterabschnitt einen Chipkonden sator C1 anzubringen, wie es in der Fig. 13A dargestellt ist, oder das längliche Muster in zwei Teile zu unterteilen und zwischen diesen einen Chipkondensator C2 zu platzieren, wie es in der Fig. 188 dargestellt ist. Das Anbringen eines als Kapazität wirkenden Chipkondensators C1 oder C2 auf die se Weise trägt dazu bei, die Pfadlänge jedes Antennenmusters zu verkürzen. Dies trägt dazu bei, die Fläche des Bereichs zu verringern, der für jedes Antennenmuster bereitgestellt werden muss, um dadurch die Antenne insgesamt kompakt auszu bilden. Obwohl die Fig. 18A und 18B angesteuerte Elemente zeigen, die jeweils mit einem Speiseleitermuster und einem Masseleitermuster versehen sind, können ähnliche Anordnungen auch bei einem angesteuerten Element angewandt werden, das nur mit einem Speiseleitermuster versehen ist, oder bei ei nem passiven Element, das nur mit einem Masseleitermuster versehen ist.

Bei den Ausführungsformen ist die gemusterte Antenne auf ei ner Glas-Epoxid-Leiterplatte ausgebildet, die über eine ver gleichsweise niedrige Dielektrizitätskonstante verfügt. Je doch ist es bei Antennen zum Senden und Empfangen hochfre quenter Signale mit Frequenzen von 3 GHz oder mehr auch mög lich, eine Teflon-Glas-Leiterplatte zu verwenden, die eine noch geringere Dielektrizitätskonstante und geringere di elektrische Verluste zeigt.

Die einzelnen Antennenmuster, d. h. die Antennenmuster mit umgekehrter F-Form und mit umgekehrter L-Form, werden durch einen Strukturierungsprozess auf Grundlage von Ätz-Druck- oder ähnlichen Vorgängen hergestellt, genauso wie Schal tungsmuster, die auf normalen Leiterplatten hergestellt wer den.

Beispiel einer Vorrichtung für drahtlose Kommunikation, die mit einer die Erfindung verkörpernden Antenne versehen ist

Nachfolgend wird eine Vorrichtung für drahtlose Kommunikati on beschrieben, die mit einer Antenne versehen ist, die wie bei einem der Ausführungsformen 1 bis 5 konfiguriert ist. Die Fig. 19 zeigt die interne Konfiguration einer derartigen Vorrichtung als Blockdiagramm.

Die in der Fig. 19 dargestellte Vorrichtung für drahtlose Kommunikation verfügt über einen Eingangsabschnitt 20, in den Ton-, Bild- oder Datensignale von einer externen Vor richtung eingespeist werden, eine Codierschaltung 21 zum Co dieren der in den Eingangsabschnitt 20 eingespeisten Daten signale, eine Modulationsschaltung 22 zum Modulieren der von der Codierschaltung 21 codierten Datensignale, eine Sende schaltung 23 zum Verstärken der durch die Modulationsschal tung 22 modulierten Signale zum Erzeugen eines stabilen, zu sendenden Signals, eine Antenne 24 zum Senden und Empfangen von Signalen, eine Empfangsschaltung 25 zum Verstärken der von der Antenne 24 empfangenen Signale und zum Durchlassen nur eines Signals innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbe reichs, eine Demodulationsschaltung 26 zum Erfassen und da mit Demodulieren des von der Empfangsschaltung 25 verstärk ten empfangenen Signals, eine Decodierschaltung 27 zum Deco dieren des von der Demodulationsschaltung 26 zugeführten Signals und einen Ausgangsabschnitt 28 zum Ausgeben der von der Decodierschaltung 27 decodierten Ton-, Bild- oder Daten signale.

Bei dieser Vorrichtung für drahtlose Kommunikation werden dem Eingangsabschnitt 20 über ein Mikrofon, eine Kamera oder eine Tastatur zugeführte Ton-, Bild- oder Datensignale durch die Codierschaltung 21 codiert. Dann werden die codierten Daten durch die Modulationsschaltung 22 mit einer Trägerwel le vorbestimmter Frequenz moduliert. Dann wird das modulier te Signal durch die Sendeschaltung 23 verstärkt. Das Signal wird dann von der Antenne 24 als Sendesignal abgestrahlt. Die Antenne ist dabei als gemusterte Antenne gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 5 konfiguriert.

Wenn dagegen Signale von der Antenne 24 empfangen werden, werden sie als Erstes von der Empfangsschaltung 25 ver stärkt, und von einer Filterschaltung oder dergleichen in dieser Empfangsschaltung 25 wird nur ein Signal innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs durchgelassen und so der Demodulationsschaltung 26 zugeführt. Dann erfasst die Demodulationsschaltung 26 das Signal von der Empfangsschal tung 25 und demoduliert es dadurch, und dann wird das demo dulierte Signal von der Decodierschaltung 27 decodiert. Dann werden die als Ergebnis der Decodierung durch die Decodier schaltung 27 erhaltenen Ton-, Bild- oder Datensignale an den Ausgangsabschnitt 28, wie einen Lautsprecher oder ein Dis play, ausgegeben.

Bei dieser Vorrichtung für drahtlose Kommunikation sind, wenn eine gemusterte Antenne wie eine gemäß den Ausführungs formen 1 bis 4 als Antenne 24 verwendet wird, die Codier schaltung 21, die Modulationsschaltung 22, die Sendeschal tung 23, die Empfangsschaltung 25, die Demodulationsschal tung 26, die Decodierschaltung 27 auf derselben Leiterplat te, auf der die Antenne 24 ausgebildet ist, ebenfalls als Schaltungsmuster ausgebildet. Wenn dagegen als gemusterte Antenne diejenige der fünften Ausführungsform als Antenne 24 verwendet wird, ist die Leiterplatte, auf der diese Antenne 24 ausgebildet ist, auf einer anderen Leiterplatte mon tiert, auf der die Codierschaltung 21, die Modulationsschal tung 22, die Sendeschaltung 23, die Empfangsschaltung 25, die Demodulationsschaltung 26, die Decodierschaltung 27 als Schaltungsmuster ausgebildet sind, wobei auf diesen zwei Leiterplatten ausgebildete Erhebungsmuster miteinander ver bunden sind.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform betrifft ein Beispiel einer Vorrichtung für drahtlose Kommunikation, bei der die gemusterte Antenne gemäß einer der bereits beschrie benen Ausführungsformen 1 bis 5 als Antenne für sowohl Sen de- als auch Empfangsvorgänge verwendet ist. Jedoch kann die gemusterte Antenne jeder dieser Ausführungsformen bei einer Vorrichtung für drahtlose Kommunikation als Antenne nur zum Empfang oder nur zum Senden verwendet werden.

Gemäß der Erfindung besteht eine gemusterte Antenne aus An tennenmustern. Dies beseitigt das Erfordernis, dreidimensio nalen Raum bereitzustellen, wie er von einer herkömmlichen Antenne benötigt wird, und außerdem ist es durch Umbiegen der die Antenne bildenden Antennenmuster möglich, die Fläche des Bereichs zu verringern, der zum Ausbilden dieser Anten nenmuster bereitgestellt werden muss. Dies trägt nicht nur zu einer Miniaturisierung der Antennen selbst bei, sondern es trägt auch zur Miniaturisierung von Vorrichtungen für drahtlose Kommunikation bei, die die Erfindung verkörpernde gemusterte Antennen enthalten. Darüber hinaus ist es durch Ausbilden von Speise- und Massemustern mit sich verjüngender Form möglich, eine Impedanzanpassung in einem großen Fre quenzbereich zu erzielen, um so eine Antenne zu realisieren, die Signale in einem großen Frequenzbereich senden und emp fangen kann.

Claims

1. Gemusterte Antenne, die auf einer Leiterplatte ausge bildet ist und Folgendes aufweist:
ein Antennenmuster mit umgekehrter F-Form;
das auf einer Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist;
das über ein als Speiseabschnitt dienendes Ende und ein anderes Ende verfügt, das als offenes Ende belassen ist;
das einen umgebogenen Abschnitz aufweist, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des Antennenmusters mit umgekehrter F- Form zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Ab schnitt als Speiseleitermuster dient; und
das über ein Masseleitermuster verfügt, das so ausgebil det ist, dass es sich von einem Punkt zwischen dem Speiseab schnitt und dem offenen Ende aus erstreckt;
wobei das Speiseleitermuster und/oder das Masseleiter muster trapezförmig ausgebildet ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, im Antennenmuster, das Speiseleitermuster oder das Masselei termuster als trapezförmiges Muster ausgebildet ist, dessen Breite ausgehend vom auf der Leiterplatte ausgebildeten Speiseleiter- oder Masseleiterabschnitt aus zunimmt.

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, im Antennenmuster, ein zwischen dem offenen Ende und dem um gebogenen Abschnitt ausgebildetes Muster ein hakenförmiges Muster mit einer am offenen Ende ausgebildeten Umbiegung oder ein Muster ist, bei dem ein Teil mäanderförmig gebogen ist.

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Antennenmuster ein Chipkondensator platziert ist.

5. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmuster in einem Randabschnitt der Leiterplatte ausgebildet ist.

6. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte eine Glas-Epoxid- oder eine Teflon-Glas-Leiterplatte ist.

7. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte das Muster einer anderen Schaltung aus gebildet ist.

8. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte ein Erhebungsmuster für Verbindung mit einer anderen Leiterplatte ausgebildet ist.

9. Gemusterte Antenne, die auf einer Leiterplatte ausge bildet ist und Folgendes aufweist:
ein Antennenmuster mit umgekehrter L-Form;
das auf einer Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist;
das über ein als Speiseabschnitt dienendes Ende und ein anderes Ende verfügt, das als offenes Ende belassen ist; und
das einen umgebogenen Abschnitt aufweist, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des Antennenmusters mit umgekehrter L-Form zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Ab schnitt als Speiseleitermuster dient;
wobei das Speiseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist.

10. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, im Antennenmuster, das Speiseleitermuster als trapezförmiges Muster ausgebildet ist, dessen Breite ausgehend vom auf der Leiterplatte ausgebildeten Speiseleiter- oder Masseleiterab schnitt aus zunimmt.

11. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, im Antennenmuster, ein zwischen dem offenen Ende und dem um gebogenen Abschnitt ausgebildetes Muster ein hakenförmiges Muster mit einer am offenen Erde ausgebildeten Umbiegung oder ein Muster ist, bei dem ein Teil mäanderförmig gebogen ist.

12. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Antennenmuster ein Chipkondensator platziert ist.

13. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmuster in einem Randabschnitt der Leiterplatte ausgebildet ist.

14. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte eine Glas-Epoxid- oder eine Teflon-Glas-Leiterplatte ist.

15. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte das Muster einer anderen Schaltung aus gebildet ist.

16. Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte ein Erhebungsmuster für Verbindung mit einer anderen Leiterplatte ausgebildet ist.

17. Gemusterte Antenne, die auf einer Leiterplatte ausge bildet ist und Folgendes aufweist:
ein erstes Antennenmuster mit umgekehrter F-Form;
das auf einer Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist;
das über ein als Speiseabschnitt dienendes Ende und ein anderes Ende verfügt, das als offenes Ende belassen ist;
das einen umgebogenen Abschnitt aufweist, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des Antennenmusters mit umgekehrter F-Form zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Ab schnitt als Speiseleitermuster dient; und
das über ein Masseleitermuster verfügt, das so ausgebil det ist, dass es sich von einem Punkt zwischen dem Speiseab schnitt und dem offenen Ende aus erstreckt;
wobei das Speiseleitermuster und/oder das Masseleitermus ter trapezförmig ausgebildet ist; und
ein zweites Antennenmuster mit umgekehrter L-Form;
das auf einer Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist;
das über ein als Speiseabschnitt dienendes Ende und ein anderes Ende verfügt, das als offenes Ende belassen ist; und
das einen umgebogenen Abschnitt aufweist, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des Antennenmusters mit umgekehrter L-Form zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Ab schnitt als Speiseleitermuster dient;
wobei das Speiseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist.

18. Antenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass, bei den Antennenmustern, das Speiseleitermuster und das Mas seleitermuster des ersten Antennenmusters oder das Masselei termuster des zweiten Antennenmusters als trapezförmiges Muster ausgebildet sind, deren Breite von einem auf der Lei terplatte ausgebildeten Speiseleiter- oder Masseleiterab schnitt aus zunimmt.

19. Antenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass, das erste und das zweite Antennenmuster so ausgebildet sind, dass sie einander unter Einbettung des Materials der Leiter platte überlappen.

20. Gemusterte Antenne, die auf einer Leiterplatte ausge bildet ist und Folgendes aufweist:
ein erstes Antennenmuster mit umgekehrter L-Form;
das auf einer ersten Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist;
das über ein als Speiseabschnitt dienendes Ende und ein anderes Ende verfügt, das als offenes Ende belassen ist; und
das einen umgebogenen Abschnitt aufweist, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des ersten Antennenmusters zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Abschnitt als Speiselei termuster dient;
wobei das Speiseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist, und
ein zweites Antennenmuster mit umgekehrter L-Form;
das auf einer zweiten Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist;
das über ein als Speiseabschnitt dienendes Ende und ein anderes Ende verfügt, das als offenes Ende belassen ist; und
das einen umgebogenen Abschnitt aufweist, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des zweiten Antennenmusters zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Abschnitt als Speiselei termuster dient;
wobei das Speiseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist.

21. Antenne nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass, in den Antennenmustern, das Speiseleitermuster des ersten Antennenmusters oder das Masseleitermuster des zweiten An tennenmusters als trapezförmiges Muster ausgebildet ist, dessen Breite von einem auf der Leiterplatte ausgebildeten Speiseleiter- oder Masseleiterabschnitt aus zunimmt.

22. Antenne nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass, das erste und das zweite Antennenmuster so ausgebildet sind, dass sie einander unter Einbettung des Materials der Leiter platte überlappen.

23. Gemusterte Antenne, die auf und in einer mehrschichti gen Leiterplatte ausgebildet ist, mit
mehreren ersten Antennenmustern mit umgekehrter F-Form, die jeweils
auf einer Fläche einer Schicht oder auf einer Grenzfläche zwischen die mehrschichtige Leiterplatte bildenden Schichten ausgebildet sind;
über ein Ende verfügen, das als Einspeiseabschnitt dient, und ein anderes Ende verfügen, das als offenes Ende belassen ist;
über einen umgebogenen Abschnitt verfügen, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des ersten Antennenmusters zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Abschnitt als Speiselei termuster dient; und
über ein Masseleitermuster verfügen, das so ausgebildet ist, dass es sich von einem Punkt zcaischen dem Speiseab schnitt und dem offenen Ende erstreckt;
wobei das Speiseleitermuster und/oder das Masseleitermus ter trapezförmig ausgebildet ist; und
mehreren zweiten Antennenmustern mit umgekehrter L-Form, die jeweils
auf einer Fläche einer Schicht oder auf einer Grenzfläche zwischen die mehrschichtige Leiterplatte bildenden Schichten ausgebildet sind; und
über ein Ende verfügen, das als Einspeiseabschnitt dient, und ein anderes Ende verfügen, das als offenes Ende belassen ist;
über einen umgebogenen Abschnitt verfügen, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des zweiten Antennenmusters zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Abschnitt als Speiselei termuster dient; und
wobei das Masseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist.

24. Antenne nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass, in den Antennenmustern, das Speiseleitermuster oder das Mas seleitermuster jedes der ersten Antennenmuster oder das Mas seleitermuster jedes der zweiten Antennenmuster als trapez förmiges Muster ausgebildet ist, dessen Breite von einem auf oder in der mehrschichtigen Leiterplatte ausgebildeten Spei seleiter- oder Masseleiterabschnitt aus zunimmt.

25. Antenne nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass, das erste und das zweite Antennenmuster so ausgebildet sind, dass sie einander unter Einbettung des Materials der Leiter platte überlappen.

26. Antenne nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Antennenmuster alle auf verschiedenen Flächen der die mehrschichtige Leiterplatte bildenden Schichten ausgebildet sind.

27. Gemusterte Antenne, die auf und in einer mehrschichti gen Leiterplatte ausgebildet ist, mit mehreren ersten Antennenmustern mit umgekehrter L-Form, die jeweils
auf einer Fläche einer Schicht oder auf einer Grenzfläche zwischen die mehrschichtige Leiterplatte bildenden Schichten ausgebildet sind;
über ein Ende verfügen, das als Einspeiseabschnitt dient, und ein anderes Ende verfügen, das als offenes Ende belassen ist; und
über einen umgebogenen Abschnitt verfügen, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des ersten Antennenmusters zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Abschnitt als Speiselei termuster dient; und
wobei das Speiseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist; und
mehreren zweiten Antennenmustern mit umgekehrter L-Form, die jeweils
auf einer Fläche einer Schicht oder auf einer Grenzfläche zwischen die mehrschichtige Leiterplatte bildenden Schichten ausgebildet sind; und
über ein Ende verfügen, das als Einspeiseabschnitt dient, und ein anderes Ende verfügen, das als offenes Ende belassen ist;
über einen umgebogenen Abschnitt verfügen, der zwischen dem Speiseabschnitt und dem offenen Ende ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des zweiten Antennenmusters zwischen dem Speiseabschnitt und dem umgebogenen Abschnitt als Speiselei termuster dient; und
wobei das Masseleitermuster trapezförmig ausgebildet ist.

28. Antenne nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in den Antennenmustern, das Speiseleitermuster jedes ersten Antennenmusters oder das Masseleitermuster jedes zweiten An tennenmusters als trapezförmiges Muster ausgebildet ist, dessen Breite ausgehend von einem auf oder in der mehr schichtigen Leiterplatte ausgebildeten Speiseleiter- oder Masseleiterabschnitt aus zunimmt.

29. Antenne nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass, das erste und das zweite Antennenmuster so ausgebildet sind, dass sie einander unter Einbettung des Materials der Leiter platte überlappen.

30. Antenne nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Antennenmuster alle auf verschiedenen Flächen der die mehrschichtige Leiterplatte bildenden Schichten ausgebildet sind.

31. Vorrichtung für drahtlose Kommunikation mit einer Mus terantenne, die das Senden und/oder Empfangen eines Kommuni kationssignals an bzw. von einer externen Vorrichtung zu lässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmuster ein solches gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ist.