DE102006027983A1 - Butterfly antenna with amplifier for digital video broadcast reception by mobile devices, includes conductive bridging strips making electrical connection between wings - Google Patents
Butterfly antenna with amplifier for digital video broadcast reception by mobile devices, includes conductive bridging strips making electrical connection between wings Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006027983A1 DE102006027983A1 DE102006027983A DE102006027983A DE102006027983A1 DE 102006027983 A1 DE102006027983 A1 DE 102006027983A1 DE 102006027983 A DE102006027983 A DE 102006027983A DE 102006027983 A DE102006027983 A DE 102006027983A DE 102006027983 A1 DE102006027983 A1 DE 102006027983A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wings
- receiving device
- amplifier
- transistor
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
- H01Q9/285—Planar dipole
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung für Rundfunksignale, mit mindestens einer Antenne, die mindestens zwei Flügel aufweist, welche als flächig ausgedehnte Leiterstrukturen ausgebildet sind, die als Butterfly-Anordnung im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind und sich symmetrisch gegenüberliegen.The The present invention relates to a receiving device for broadcasting signals. with at least one antenna having at least two wings, which as a flat extended conductor structures are formed as a butterfly arrangement are arranged substantially in one plane and become symmetrical are opposite.
Empfangseinrichtungen für terrestrisch abgestrahlte TV- und Hörfunkprogramme umfassen in der Regel eine auf den jeweiligen Übertragungs-Frequenzbereich abgestimmte Antenne zum Signalempfang, die an die eigentliche Empfängerschaltung angeschlossen ist, in der Regel einen sogenannten Tuner oder Receiver zur Aufbereitung und Wiedergabe der übertragenen Programme.receiving devices for terrestrial radiated TV and radio programs usually include one on the respective transmission frequency range tuned antenna for signal reception, to the actual receiver circuit is connected, usually a so-called tuner or receiver for the preparation and reproduction of the transmitted programs.
Seit einiger Zeit werden Video-Signale digital im internationalen DVB-T – Standard (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) übertragen. Ein Vorteil dieser Übertragungstechnik ist, dass TV- und Hörfunkprogramme digital, d.h. mit hoher Bild- und Tonqualität gesendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Signale terrestrisch, also von erdgebundenen Sendern abgestrahlt werden, und zwar im UHF-Frequenzbereich (Band IV: 470 bis 606 MHz und Band V: 606 bis 862 MHz), so dass zum Empfang insbesondere keine speziellen Satelliten-Empfangseinrichtungen wie Parabol-Antennen oder dergleichen erforderlich sind. Damit können DVB-T-Receiver relativ einfach in mobile Geräte integriert werden, beispielsweise auch als Empfangsteile für tragbare Computer, Mobiltelefone und dergleichen.since For some time video signals become digital in the international DVB-T standard (Digital Video Broadcasting - Terrestrial). An advantage of this transmission technology is that TV and radio programs digital, i. be sent with high picture and sound quality. Another The advantage is that the signals are terrestrial, ie of terrestrial ones Transmitters in the UHF frequency range (Volume IV: 470-606 MHz and band V: 606 to 862 MHz), allowing for reception in particular no special satellite receivers like parabolic antennas or the like required are. With that you can DVB-T receivers are relatively easy to integrate into mobile devices, for example also as reception parts for portable computers, mobile phones and the like.
Derzeit werden räumlich begrenzte, dicht besiedelte Regionen mit DVB-T versorgt. Im Kernbereich der DVB-T-Sendezonen, die die dicht mit Sendeeinrichtungen abgedeckt sind, ist die Feldstärke zumeist so hoch, dass ein Empfang mit einer einfachen λ/4-Stabantenne oder einem Dipol möglich ist, der aus Draht geformt und an den Antenneneingang eines DVB-T-Receivers angeschlossen wird. In Schattenbereichen und in den Randbereichen der DVB-T-Sendezonen, wo die Feldstärke geringer ist, ist zumeist noch ein Empfang mit aktiven Antennen möglich, bei denen ein HF-Verstärker unmittelbar an den Stab oder Dipol angeschlossen ist. Als Sonderform der Dipol-Antennen ist ebenfalls die Verwendung von sogenannten Butterfly-Antennen bekannt. Deren besonderes Merkmal ist, dass die sich gegenüberliegenden λ/4-Dipolelemente als flächige Flügel ausgebildet sind, die in etwa dreieck- oder trapezförmig spitz zulaufende Leiterstrukturen – elektrisch leitende Platten oder Bügel – aufweisen, welche mit ihren zulaufenden Enden gegeneinander gerichtet sind. Die Butterfly-Flügel liegen in der Regel in einer im wesentlichen ebenen Fläche, die zum Empfang senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Wellen gestellt wird.Currently become spatially limited, densely populated regions supplied with DVB-T. In the core area the DVB-T broadcast zones, which are tightly covered with transmitting devices, the field strength is mostly so high that a reception with a simple λ / 4-rod antenna or a dipole possible is formed of wire and connected to the antenna input of a DVB-T receiver is connected. In shadow areas and in the border areas the DVB-T broadcast zones, where the field strength is lower, is usually still a reception with active antennas possible at which an RF amplifier connected directly to the rod or dipole. As a special form The dipole antenna is also the use of so-called Butterfly antennas known. Their special feature is that the opposite λ / 4 dipole elements as a flat Wing trained are, in approximately triangular or trapezoidal tapered conductor structures - electrical conductive plates or stirrups - have, which are directed with their tapered ends against each other. The butterfly wings usually lie in a substantially flat surface, the set to receive perpendicular to the propagation direction of the waves becomes.
Ein Vorteil der Butterfly-Antenne ist, dass sie gegenüber einem einfachen Dipol breitbandiger ist. Die Grenzen der Butterfly-Antenne werden jedoch erreicht, wenn die Empfangs-Feldstärke gering wird, was aufgrund der Ausbreitungscharakteristik im UHF-Bereich bereits bei relativ geringem Abstand vom Randbereich der DVB-T-Sendezonen der Fall ist. Der Empfang ist dann zwar durch Einsatz leistungsfähigerer Hochfrequenz-Verstärkerstufen mit hoher Eingangsempfindlichkeit immer noch möglich, diese sind jedoch relativ aufwendig, entsprechend kostspielig und müssen auf die jeweilige Empfangs-Feldstärke eingestellt werden, um eine Übersteuerung durch zu hohe Feldstärken zu vermeiden. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung des Antennengewinns von Butterfly-Antennen im unteren Frequenzbereich, beispielsweise um 500 MHz, besteht darin, die Flügel zu verlängern. Nachteilig daran ist jedoch, dass damit zugleich eine Verschlechterung der Eigenschaften im oberen Frequenzbereich verbunden ist, also beispielsweise bei 800 MHz. Außerdem wird die Antenne mit zunehmender Größe unhandlicher, was insbesondere bei mobiler Nutzung stört.One Advantage of the butterfly antenna is that they are opposite one simple dipole broadband is. The limits of the butterfly antenna however, are reached when the reception field strength becomes low, due to the propagation characteristic in the UHF range already at relative short distance from the edge area of the DVB-T transmission zones. The reception is then through the use of more powerful high-frequency amplifier stages still possible with high input sensitivity, but these are relative consuming, correspondingly expensive and must be set to the respective reception field strength be overdriven due to excessive field strengths to avoid. One more way to increase the antenna gain of butterfly antennas in the lower frequency range, for example, around 500 MHz, is to extend the wings. The disadvantage of this, however, is that at the same time a deterioration of the properties in the upper Frequency range is connected, so for example at 800 MHz. Furthermore As the size increases, the antenna becomes more cumbersome, which in particular interferes with mobile use.
Angesichts der vorangehend erläuterten Situation ergibt sich die Motivation, insbesondere für den Empfang von DVB-T-Signalen eine verbesserte Empfangseinrichtung zu schaffen, welche die genannten Probleme vermeidet. Es soll ferner eine Verstärkerschaltung zur Verfügung gestellt werden, die eine gute Hochfrequenzverstärkung bei geringen parasitären Effekten ermöglicht.in view of the previously explained Situation results in the motivation, especially for the reception of DVB-T signals to provide an improved receiving device, which avoids the problems mentioned. It should also be an amplifier circuit to disposal which are a good high-frequency gain with low parasitic effects allows.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass mindestens eine im wesentlichen streifenförmige Verbindungsbrücke die beiden Flügel miteinander leitend verbindet, wobei die Verbindungsbrücke jeweils innerhalb der Fläche der Flügel angeschlossen ist und sich mit Abstand zu der Ebene der Flügel zwischen den Flügeln erstreckt.According to the invention, it is proposed that at least one substantially strip-shaped connecting bridge the two wings interconnecting with each other, wherein the connecting bridge respectively within the area the wing is connected and spaced by the level of the wings between the wings extends.
Gemäß der Erfindung wird die an sich bekannte, im wesentlichen ebene Butterfly-Antenne zu einer 3-dimensionalen Antennenstruktur erweitert. Konkret wird dies durch zumindest ein flächiges, langgestrecktes Verbindungselement erreicht. Dieses ist an seinen Enden leitend innerhalb deren Längserstreckung mit den Flügeln verbunden und überspannt den dazwischen liegenden Bereich mit Abstand zur Ebene der Flügel. Der größte Abstand zwischen den Flügeln und der Verbindungsbrücke kann bei einer typischen Gesamtlänge der Butterfly-Anordnung von 100 bis 140 mm bei etwa 5 bis 20 mm liegen. Andere Verhältnisse sind nach Maßgabe der jeweiligen Anwendung ebenfalls möglich.According to the invention, the per se known, substantially planar butterfly antenna is expanded to a 3-dimensional antenna structure. Specifically, this is achieved by at least one flat, elongated connecting element. This is conductively connected at its ends within its longitudinal extent with the wings and spans the intermediate region at a distance from the plane of the wings. The largest distance between the wings and the connecting bridge can be at a typical total length of the butterfly assembly of 100 to 140 mm at about 5 to 20 mm lie. Other conditions are also possible according to the particular application.
Ein besonderer Effekt der erfindungsgemäßen Verbindungsbrücken ist, dass die Bandbreite der Butterfly Anordnung zu niedrigeren Frequenzen hin erweitert wird, und zwar so ähnlich, als ob die Butterfly-Flügel in der Längserstreckung vergrößert würde. Man erhält also einen größeren Antennengewinn bei besonders kompakten Abmessungen.One special effect of the connecting bridges according to the invention, that the bandwidth of the butterfly arrangement to lower frequencies is extended, and in a similar way, as if the butterfly wings in the longitudinal direction would be enlarged. you receives So a bigger antenna gain in particularly compact dimensions.
Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass der Antennengewinn im oberen Frequenzbereich nicht beeinträchtigt wird. Bislang wurde nämlich eine Vergrößerung des Antennengewinns durch eine Vergrößerung der Antennenabmessungen immer erkauft durch eine Verkleinerung des Antennengewinns bei höheren Frequenzen, z. B. bei einer λ/4-Anpassung einer Stabantenne, die eine längere Antenne für niedrigere Frequenzen erforderlich macht. Durch die erfindungsgemäßen Verbindungsbrücken wird dieser Zielkonflikt erstmals ohne Kompromisse gelöst. Die Antenne kann kompakter gestaltet werden als im Stand der Technik und hat gleichzeitig einen verbesserten Antennengewinn über einen größeren Frequenzbereich. Im Vergleich dazu wäre beispielsweise eine Stabantenne, wie sie zum DVB-T-Empfang häufig verwendet wird, mindestens doppelt so lang wie die erfindungsgemäße Antenne und würde bei höheren Frequenzen eine deutlich schlechtere Empfindlichkeit haben.One Another particular advantage is that the antenna gain is not affected in the upper frequency range. So far namely an enlargement of the Antenna gain by increasing the Antenna dimensions always bought by a reduction of the antenna gain at higher Frequencies, e.g. B. at a λ / 4 adjustment a rod antenna that has a longer antenna for lower Frequencies required. By connecting bridges according to the invention is This conflict of objectives was first resolved without compromise. The Antenna can be made more compact than in the prior art and at the same time has an improved antenna gain over one larger frequency range. In comparison would be For example, a rod antenna, as often used for DVB-T reception is at least twice as long as the antenna according to the invention and would at higher Frequencies have a significantly lower sensitivity.
Durch ihre kompakten Abmessungen ist die erfindungsgemäße Antennenanordnung besonders gut geeignet zum Betrieb mobiler DVB-T-Empfänger, und zwar besonders auch in Randbereichen der DVB-T-Sendezonen, wo die Sende-Feldstärke bereits relativ gering ist.By their compact dimensions, the antenna arrangement according to the invention is particularly good suitable for the operation of mobile DVB-T receivers, and especially in peripheral areas of the DVB-T broadcast zones, where the transmission field strength is already is relatively low.
Vorzugsweise sind die Flügel gleichschenklig-trapezförmig bzw. dreieckig geformt, wobei die Seiten zum gegenüberliegenden Flügel hin zusammenlaufen. Dadurch wird bezüglich des in der Mitte zwischen den beiden Flügeln liegenden Einspeisepunkts eine symmetrische, schmetterlingsartige Struktur gebildet.Preferably are the wings isosceles trapezoid or triangular shaped, with the sides to the opposite wing converge. This will mean in the middle between the two wings lying feeding point a symmetrical, butterfly-like structure educated.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwei Verbindungsbrücken angebracht sind, und zwar vorzugsweise parallel zueinander. Die Verbindungsbrücken können damit symmetrisch zur Anordnung der Flügel angeordnet sein, das heißt auf beiden Seiten parallel zur Längserstreckung der Flügel. Durch die offene Anordnung aus zwei Streifen erhält die Verbindungsbrücke offensichtlich hochfrequenzmäßig eine größere Fläche, ohne den Empfang der dahinter liegenden der Butterfly-Anordnung zu beeinträchtigen. Die jeweils zur Mitte der Antenne zusammenlaufenden Flügel werden sind bei dieser symmetrischen Anordnung durch die erfindungsgemäßen Verbindungsbrücken jeweils in den Bereichen der äußeren Flügelspitzen miteinander verbunden.A particularly advantageous embodiment The invention provides that at least two connecting bridges attached are, preferably parallel to each other. The connection bridges can use it arranged symmetrically to the arrangement of the wings be, that is on both sides parallel to the longitudinal extent the wing. Due to the open arrangement of two strips, the connecting bridge becomes apparent high frequency one larger area, without to affect the reception of the underlying of the butterfly arrangement. The converging to the middle of the antenna wings are are in this symmetrical arrangement by the connecting bridges according to the invention respectively in the areas of the outer wing tips connected with each other.
Bevorzugt sind die Verbindungsbrücken bogenförmig ausgebildet. Das bedeutet, dass eine Verbindungsbrücke bezüglich ihrer Fläche so durchgebogen ist, dass sie die beiden Flügel in einem Bogenabschnitt überspannt, wobei der Abstand zur Fläche der Flügel im Scheitelpunkt, d.h in der Mitte über der Symmetrieachse der beiden Flügel am größten ist.Prefers are the connection bridges arc educated. This means that a connecting bridge with respect to their area so bent that it spans the two wings in an arc section, the distance to the surface of the wing in the apex, that is, in the middle above the axis of symmetry of the two wings is greatest.
Alternativ können die Verbindungsbrücken rechteckförmig ausgebildet sein. In dieser Ausführung verlaufen sie vom Anschlusspunkt senkrecht vom Flügel hoch, dann abgeknickt parallel zu den Flügeln und über dem gegenüberliegenden Flügel entsprechend senkrecht nach unten.alternative can the connecting bridges formed rectangular be. In this version they run up from the connection point vertically from the wing, then bent parallel to the wings and over the opposite Wings accordingly vertically down.
Zur Anpassung und Optimierung der spezifischen Vorteile der Erfindung können Abmessungen, Anzahl und Form der Verbindungsbrücken auch abweichend von den vorangehend beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen gestaltet werden.to Adaptation and optimization of the specific advantages of the invention can Dimensions, number and shape of the connecting bridges also differ from the previously described advantageous embodiments are designed.
Üblicherweise sind die Verbindungsbrücken im äußeren Bereich an die Flügel angeschlossen ist, beispielweise in den äußeren 25% bis 2% bezogen auf die Längsabmessung der Flügel.Usually are the connection bridges in the outer area to the wings connected, for example, in the outer 25% to 2% based on the longitudinal dimension the wing.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass sich von den Flügeln im Bereich unter der Verbindungsbrücke seitliche Ausleger erstrecken. Dabei handelt es sich um Erweiterungen der Flügel, die von der Butterfly-Grundstruktur in der Ebene der Flügel liegend seitlich abstehen. Diese Ausleger können streifenförmig, winkel- oder auch T-förmig. Sie können unter den Verbindungsbrücken seitlich vorstehen. Durch die Größe und Form der Ausleger ist eine weitere Optimierung der Antenneneigenschaften möglich.A advantageous embodiment The invention provides that of the wings in the area below the connecting bridge lateral Extend boom. These are extensions of the wings, the from the butterfly basic structure lying in the plane of the wings protrude laterally. These cantilevers can be strip-shaped, angular or T-shaped. You can under the connection bridges on the side protrude. Due to the size and shape the boom is a further optimization of antenna characteristics possible.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist mit Abstand zur Ebene der Flügel ein Reflektor angebracht, dessen Fokus in der Ebene der Flügel liegt. Dadurch kann die Feldstärke auf die Butterfly-Anordnung konzentriert werden, wodurch der Antennengewinn erhöht wird. Durch einen Parabolreflektor ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung bei nochmals gesteigerter Empfangsleistung. Bevorzugt wird der Reflektor rinnenförmig ausgebildet ist, dessen linienförmiger Fokus auf der Verbindungslinie der beiden Flügel liegt. Dadurch ist die Geometrie des Reflektors optimal an die Geometrie der Butterfly-Flügel-Anordnung angepasst. Außerdem lässt sich der Reflektor als gebogenes Blech-, Gitter- oder Folienteil besonders einfach, kostengünstig und dennoch präzise fertigen.at A preferred development of the invention is by far to the level of the wings mounted a reflector whose focus is in the plane of the wings. This can change the field strength be focused on the butterfly arrangement, reducing the antenna gain is increased. A parabolic reflector results in a particularly compact Arrangement with further increased reception power. Prefers the reflector becomes channel-shaped is formed, whose line-shaped Focus is on the connecting line of the two wings. This is the result Geometry of the reflector optimally to the geometry of the butterfly-wing assembly customized. In addition, can be the reflector as a bent sheet metal, mesh or foil part especially simple, inexpensive and yet precise finished.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die beiden Flügel als Leiterbahnen einer Leiterplatte ausgebildet sind. Derartige Leiterplatten sind als Platinen zum Aufbau von gedruckten Schaltungen seit langem bekannt. Dabei handelt es sich um Platten aus nichtleitendem Material, zumeist Epoxy-Material, die mit einer Kupferschicht versehen sind, aus der in der Regel durch Ätzverfahren einzelne Leiterbahnen gebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die erfindungsgemäßen Butterfly-Flügel als leitende Flächen auf einer solchen Leiterplatte einfach und kostengünstig herzustellen. Die erfindungsgemäßen Verbindungsbügel können einfach auf die leitenden Flächen aufgelötet werden.An advantageous embodiment of the invention provides that the two wings are formed as tracks of a printed circuit board. Such printed circuit boards have long been known as circuit boards for building printed circuits. These are plates made of non-conductive material, usually epoxy material, which are provided with a copper layer, from which individual tracks are usually formed by etching. In this way it is possible to manufacture the butterfly blades according to the invention as conductive surfaces on such a printed circuit board simply and inexpensively. The connecting straps according to the invention can simply be soldered onto the conductive surfaces.
Auch wird vorgeschlagen, dass ein Anschluss des Hochfrequenzverstärkers derart mit einem Massepotential verbunden ist, dass der induktive Hochfrequenzwiderstand der Verbindung minimal ist. Hierbei ist die Verschaltung insbesondere derart, dass im Wechselstrombetrieb der Anschluss im Wesentlichen auf Massepotential liegt. Bevorzugt ist ein Widerstand von weniger als 1 Ohm, bevorzugt wenige mOhm. Um einen Kurzschluss mit der Masse für Gleichanteile zu verhindern, sind bevorzugt Kapazitäten zwischen Anschluss und Masse angeordnet.Also It is proposed that a connection of the high frequency amplifier in such a way connected to a ground potential that the inductive high frequency resistance the connection is minimal. Here, the interconnection is particular such that in AC operation the terminal is substantially is at ground potential. Preferred is a resistance of less as 1 ohm, preferably a few mOhm. To make a short circuit to the ground for equal shares Prevent capacities between connection and Mass arranged.
Diese Ausgestaltung ist bereits eigenständig auf einer erfinderischen Idee beruhend und unabhängig vom Gegenstand des Anspruchs 1 erfinderisch.These Design is already self-contained on an inventive Idea based and independent from the subject of claim 1 inventive.
Eine Ausführung der Butterfly-Struktur auf einer Leiterplatte wie sie nachfolgend erläutert wird, hat den Vorteil, dass eine aktive Antenne mit integriertem Verstärker einfach dadurch realisiert werden kann, dass ein Verstärker als gedruckte Schaltung zusammen mit den Flügeln auf derselben Leiterplatte aufgebaut sein kann. Dadurch kann ein günstig herstellbarer und zugleich besonders kompakter Aufbau realisiert werden.A execution the butterfly structure on a circuit board as below explained It has the advantage that an active antenna with integrated amplifier is easy can be realized by using an amplifier as a printed circuit along with the wings can be constructed on the same circuit board. This can be a Cheap realized and at the same time very compact design realized become.
Dadurch, dass der Anschluss der Hochfrequenzverstärkers derart mit einem Massepotential verbunden ist, dass der induktive Hochfrequenzwiderstand der Verbindung minimal ist, wird erreicht, dass der Verstärkergewinn maximiert wird. Im Wechselspannungsbetrieb ist die Verbindung bevorzugt ein elektrischer Kurzschluss, wohingegen im Gleichspannungsbetrieb ein ohmscher Widerstand notwendig ist, um den Verstärker vor einem Kurzschlussstrom zu schützen. Es hat sich gezeigt, dass beim Leiterplattendesign die freie Wegstrecke der Leiterbahn zwischen dem Anschluss des Hochfrequenzverstärkers und dem Massepotential minimal sein muss.Thereby, the connection of the high-frequency amplifier is thus connected to a ground potential is that the inductive high frequency resistance of the connection is minimal is achieved is that the amplifier gain is maximized. In AC operation, the connection is preferably an electrical Short circuit, whereas in DC operation, an ohmic resistance necessary to the amplifier to protect against a short-circuit current. It has shown, that in printed circuit board design, the free path of the conductor between the connection of the high-frequency amplifier and the ground potential must be minimal.
Besonders bevorzugt hat sich eine freie Weglänge der Leiterbahn zwischen Massepotential und Anschluss von 0,002 λF bis 0,01 λF herausgestellt. Hierbei ist λF die Wellenlänge der mittleren Empfangsfrequenz. Bevorzugt ist beispielsweise eine freie Weglänge von 1,5 mm. Bei einer Betriebswellenlänge von 0,6 m ergibt sich somit ein Verhältnis von 0,0025, welches bevorzugt ist. Für eine Betriebswellenlänge von 0,375 m ergibt sich für die Länge der Verbindung ein Verhältnis von 0,004.Particularly preferably, a free path length of the track between ground potential and terminal of 0.002 λ F to 0.01 λ F has been found. Here, λ F is the wavelength of the average reception frequency. For example, a free path length of 1.5 mm is preferred. With an operating wavelength of 0.6 m, this results in a ratio of 0.0025, which is preferred. For an operating wavelength of 0.375 m, the ratio of the length of the connection is 0.004.
Bevorzugt ist ebenfalls, wenn die freie Weglänge zwischen 1,5 mm und 2,5 mm liegt. Bei einer Weglänge von 2,5 mm ergibt sich ein Verhältnis von Länge der Verbindung zur Betriebswellenlänge zwischen bevorzugt 0,0042 und 0,0067.Prefers is also when the free path is between 1.5mm and 2.5 mm is located. At a path length of 2.5 mm results in a ratio of length the connection to the operating wavelength between preferably 0.0042 and 0.0067.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass gerade diese freien Weglängen einen guten Kompromiss zwischen Leiterplattendesign und Verstärkergewinn darstellen. Beim Leiterplattendesign muss darauf geachtet werden, dass der Hochfrequenzverstärker, der bevorzugt diskret aus einem Transistor gebildet ist, zwischen Antenne und Massepotential angeordnet ist. Bei einer Verwendung eines FET Transistors ergibt sich ein bevorzugtes Layout bei dem bevorzugt der Source-Anschluss des Transistors derart auf der Leiterplatte angeordnet ist, dass diese maximal 2,5 mm lang ist, bis sie an die Anschlussfläche der Masse-Kondensatoren kontaktiert ist.It has surprisingly proved that just these free path lengths make a good compromise represent between PCB design and amplifier gain. At the PCB design must be taken to ensure that the high frequency amplifier, the preferably discretely formed from a transistor, between antenna and ground potential is arranged. When using a FET Transistor results in a preferred layout in the preferred the source terminal of the transistor in such a way on the circuit board is arranged that this is a maximum of 2.5 mm long, until they reach the terminal area the ground capacitors is contacted.
Besonders bevorzugt ist eine hochohmige Ankopplung des Transistors an die passive Antennenstruktur, dies wird durch Verwendung eines Feldeffekttransistors erreicht. Hierbei wird bevorzugt, wenn der Gate-Anschluss des Transistors mit der Antenne verbunden ist und der Source-Anschluss des Transistors mit dem Massepotential. Bei FET Transistoren wird häufig für den Gate-Anschluss und den Drain-Anschluss ein Kontaktsockel verwendet. Für den Source-Anschluss werden oft zwei schräg gegenüberliegende Anschlusssockel verwendet. In diesem Fall wird vorgeschlagen, dass jeder dieser Anschlusssockel derart auf der Leiterbahn angeordnet ist, dass die Verbindung zu den Anschlussflächen der Kapazitäten, die wechselstrommäßig die Masseverbindung herstellen, zwischen 1,5 mm und 2,5 mm liegt.Especially preferred is a high-impedance coupling of the transistor to the passive antenna structure, this is done by using a field effect transistor reached. In this case, it is preferred if the gate terminal of the transistor is connected to the antenna and the source terminal of the transistor to the ground potential. When FET transistors become common for the Gate terminal and the drain terminal uses a contact socket. For the Source connection are often two diagonally opposite connection sockets used. In this case it is suggested that each of these Terminal base is arranged on the conductor track such that the Connection to the connection surfaces the capacities, the AC Make ground connection, between 1.5 mm and 2.5 mm.
Ebenfalls bevorzugt ist eine niederohmige Ankopplung, bei der die Antenne über den Source-Anschluss mit dem Transistor verbunden ist und bei der der Gate-Anschluss des Transistors wechselstrommäßig mit dem Massepotential verbunden ist.Also preferred is a low-impedance coupling, wherein the antenna over the Source terminal is connected to the transistor and at the Gate terminal of the transistor AC-current with the ground potential connected is.
Um zu verhindern, dass Gleichanteile der Versorgungsspannung über den Source-Anschluss mit Masse kurzgeschlossen sind, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Massepotential und dem Transistor zumindest zwei parallel geschaltete Kondensatoren angeordnet sind. Bevorzugt ist, wenn über jeweils einen Anschlusskontakt jeweils zwei parallel geschaltete Kondensatoren mit Massepotential verbunden sind. Bevorzugt sind Keramik-Kondensatoren, wobei die beiden parallel geschalteten Kondensatoren bevorzugt ein 1 nF und 100 nF haben.In order to prevent DC components of the supply voltage from being short-circuited to ground via the source connection, it is proposed that at least two capacitors connected in parallel be arranged between the ground potential and the transistor. It is preferred if in each case two parallel-connected capacitors are connected to ground potential via in each case one connection contact. Preference is given to ceramic condensates gates, wherein the two capacitors connected in parallel preferably have a 1 nF and 100 nF.
Die vorgenannte Ausführung der Butterfly-Struktur auf einer Leiterplatte hat den weiteren wesentlichen Vorteil, dass eine aktive Antenne mit integriertem Verstärker einfach dadurch realisiert werden kann, dass ein Verstärker als gedruckte Schaltung zusammen mit den Flügeln auf derselben Leiterplatte aufgebaut sein kann. Dadurch kann ein günstig herstellbarer und zugleich besonders kompakter Aufbau realisiert werden.The aforementioned design the butterfly structure on a circuit board has the other essential Advantage that an active antenna with integrated amplifier easy can be realized by using an amplifier as a printed circuit along with the wings can be constructed on the same circuit board. This can be a inexpensive to produce and at the same time a particularly compact construction can be realized.
Es ist vorteilhaft, dass der Verstärker zwischen den Flügeln angeordnet ist. Im Zentrum der Butterfly-Antenne, wo die zulaufenden Spitzen der Flügel gegeneinander gerichtet sind, befindet sich der Einspeisepunkt der Antenne. Dort können dann die Flügel bevorzugt direkt mit den Eingängen der Verstärkerschaltung verbunden sein. Dadurch können die Verbindungsleitungen zwischen den Flügeln und dem Verstärker als kurze Leiterbahnen ausgebildet werden, was im Hinblick auf geringe Verluste, einfache Herstellung und kompakten Aufbau Vorteile bringt.It is advantageous that the amplifier between the wings is arranged. In the center of the butterfly antenna, where the tapered Tips of the wings directed against each other, is the entry point of the Antenna. There you can then the wings preferably directly with the entrances the amplifier circuit be connected. Thereby can the connecting lines between the wings and the amplifier as short interconnects are formed, resulting in regard to low Losses, ease of manufacture and compact construction brings benefits.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference explained in more detail in the accompanying drawings. In detail show:
In
Zwei
schraffiert hervorgehobene, streifenförmige Verbindungsbrücken
Im
zentralen Bereich zwischen den Flügeln
Vorzugsweise
ist der Verstärker
als push-pull-Verstärker
aufgebaut. Dabei handelt es sich um eine Verstärkeranordnung mit zwei symmetrisch
angeordneten Eingangstransistoren, die auf einen Übertrager
arbeiten. Aufgrund der 180°-Signalumkehr
werden Intermodulationsverzerrungen
Bevorzugt werden für den Verstärker Feldeffekt-Transistoren (FET) eingesetzt, die eine hochohmige Ankopplung der Antenne gewährleisten. Besonders gute Ergebnisse werden mit extrem rauscharmen PHEMT-FETs und HJ-FETs auf Gallium-Arsenid-Basis erreicht.Prefers be for the amplifier Field effect transistors (FET) used to ensure a high-impedance coupling of the antenna. Particularly good results are achieved with extremely low-noise PHEMT FETs and gallium-arsenide-based HJ-FETs.
Der
Transitstor T1 wird über
die Induktivität L1
mit der Versorgungsspannung VCC gespeist. Die Induktivität L1 entkoppelt
den Transistor T1 von der Versorgungsspannung VCC im Hochfrequenzbereich. Über die
Kapazität
C3 wird das verstärkte Hochfrequenzsignal
ausgekoppelt. Die Verstärkerschalt
operiert wie folgt:
Das über
den Flügel
That over the wing
Um
nun zu erreichen, dass die Verstärkung durch
den Transistor T1 groß ist
und geringe Rauscheinflüsse vorhanden
sind, wird vorgeschlagen, dass die Verbindung zwischen dem Source-Anschluss
des Transistors T1 und der Masse-Kapazität C1, C2 bzw. des Massepotentials
möglichst
kurz ist. Hierzu ist eine besondere Anordnung des Transistors T1
auf einer Leiterplatte notwendig, wie sie schematisch in
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Länge d der Verbindung zwischen Source-Anschluss S1, S2 und dem Massepotential, hier den Anschlüssen der Kapazitäten C1, C2 möglichst klein sein soll. Bevorzugt ist hier eine Länge zwischen 1,5 mm und 2,5 mm. Im Verhältnis zu der Betriebswellenlänge ist der Abstand d bevorzugt zwischen 0,002 und 0,01. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis von 0,004 der Betriebswellenlänge.According to the invention is recognized been that length d the connection between source terminal S1, S2 and the ground potential, here the connections the capacities C1, C2 as possible should be small. Preferred here is a length between 1.5 mm and 2.5 mm. In relation to to the operating wavelength the distance d is preferably between 0.002 and 0.01. Especially preferred is a relationship of 0.004 the operating wavelength.
Durch die dargestellte Anordnung des Transistors T1 ergibt sich eine kurze freie Weglänge d der Leiterbahn zwischen den Source-Anschlüssen S1, S2 und den Kapazitäten C1 und C2, welche im Hochfrequenzbereich einen sehr geringen Widerstand, bevorzugt zwischen 1 mOhm und 1 Ohm, besonders bevorzugt zwischen 1 mOhm und 100 mOhm aufweisen. Bevorzugt sind die Kapazitäten C1 und C2 als Keramik-Kondensatoren (X7R bzw. NP0 Material) gebildet. Diese weisen geringe parasitäre Effekte auf.By the illustrated arrangement of the transistor T1 results in a short free path d the track between the source terminals S1, S2 and the capacitors C1 and C2, which in the high frequency range a very low resistance, preferred between 1 mOhm and 1 ohm, more preferably between 1 mOhm and 100 mOhms. The capacitors C1 and C2 are preferably ceramic capacitors (X7R or NP0 material) formed. These have low parasitic effects on.
Durch
die gezeigte Verstärkerschaltung
ist es möglich,
den Transistor T1 im Hochfrequenzbereich mit geringen Störungen zu
betreiben. Dies wird besonders dadurch erreicht, dass der Transistor
T1 hochohmig an die Flügel
Bei
der in
In
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006027983A DE102006027983A1 (en) | 2005-09-02 | 2006-06-14 | Butterfly antenna with amplifier for digital video broadcast reception by mobile devices, includes conductive bridging strips making electrical connection between wings |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005042949 | 2005-09-02 | ||
DE102005042949.1 | 2005-09-02 | ||
DE200620008899 DE202006008899U1 (en) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | Digital video broadcasting terrestrial receiving device for mobile device, has high-frequency push-pull amplifier arranged in central region between foils of butterfly-antenna, where terminal of amplifier is connected with ground potential |
DE202006008899.7 | 2006-06-02 | ||
DE102006027983A DE102006027983A1 (en) | 2005-09-02 | 2006-06-14 | Butterfly antenna with amplifier for digital video broadcast reception by mobile devices, includes conductive bridging strips making electrical connection between wings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006027983A1 true DE102006027983A1 (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=37775957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006027983A Withdrawn DE102006027983A1 (en) | 2005-09-02 | 2006-06-14 | Butterfly antenna with amplifier for digital video broadcast reception by mobile devices, includes conductive bridging strips making electrical connection between wings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006027983A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013012776A1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Sebastian Schramm | receiving antenna |
CN112577613A (en) * | 2020-11-02 | 2021-03-30 | 南京大学 | Bowknot antenna coupled terahertz detector and preparation method thereof |
-
2006
- 2006-06-14 DE DE102006027983A patent/DE102006027983A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013012776A1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Sebastian Schramm | receiving antenna |
CN112577613A (en) * | 2020-11-02 | 2021-03-30 | 南京大学 | Bowknot antenna coupled terahertz detector and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10142384B4 (en) | Microstrip line antenna | |
EP1619752B1 (en) | Antenna module | |
EP1195845B1 (en) | Miniaturised microwave antenna | |
DE10030402B4 (en) | Surface mounting antenna and communication device using the same | |
DE60023062T2 (en) | antenna design | |
DE10124142B4 (en) | Planar antenna and wireless communication equipment equipped therewith | |
DE60115131T2 (en) | Chip antenna element and this having message transmission device | |
DE102005047418B4 (en) | Multi-band antenna device, wireless data transmission device and radio frequency chip | |
DE112004000869T5 (en) | Variable frequency antenna and communication device comprising the same | |
DE19713929A1 (en) | Transmitting and receiving antenna system | |
DE102004059648A1 (en) | antenna | |
DE60128700T2 (en) | WIRELESS RADIO | |
DE60210689T2 (en) | Internal antenna for a mobile communication device | |
WO2001047056A2 (en) | Antenna for a communications terminal | |
DE10304911A1 (en) | Combination antenna arrangement for several radio services for vehicles | |
EP1759438A1 (en) | Antenna | |
DE19534382B4 (en) | Monolithic integrated circuit with a microwave power amplifier with a matching circuit using distributed lines | |
EP1955406A1 (en) | Multiband omnidirectional antenna | |
DE60204204T2 (en) | Mobile phone with an integrated element in the space between the antenna and the circuit board | |
EP3244483A1 (en) | Screened casing for use in hf applications | |
DE10242935B3 (en) | Antenna arrangement with an area dipole | |
DE60033140T2 (en) | Multi-frequency band antenna | |
DE102006027983A1 (en) | Butterfly antenna with amplifier for digital video broadcast reception by mobile devices, includes conductive bridging strips making electrical connection between wings | |
EP1361624A1 (en) | Antenna of polygonal shape | |
EP1517402A1 (en) | Antenna system, in particular for vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |