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PRIORITÄTSBEANSPRUCHUNG
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Für diese
Anmeldung wird die Priorität
der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2005-56158, angemeldet am 28.
Juni 2005 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung
durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne eines mobilen Kommunikations-Endgeräts, und insbesondere
eine in einem Kommunikations-Endgerät eingebaute abstimmbare Antenneneinheit,
um mehrere Bänder
entsprechend der gewählten
Frequenz eines Empfangssignals zu verarbeiten, sowie eine Steuereinheit
dafür.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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In
letzter Zeit hat der Fortschritt bezüglich mobiler Technologien
für ein
mobiles Kommunikations-Endgerät
zu einer Vielfalt an Frequenzbändern geführt, die
von der Antenne des mobilen Kommunikations-Endgeräts verwendet
werden.
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Insbesondere
umfassen die von dem mobilen Kommunikations-Endgerät verwendeten
Frequenzbänder
800 MHz–2
GHz (Mobiltelefon), 2,4 GHz, 5 GHz (W-LAN), 113,56 MHz (berührungslose RFID),
2,4 GHz (Bluetooth), 1,575 GHz (GPS), 76–90 MHz (FM-Radio), 470–770 MHz
(TV-Übertragung), UWB,
Zigbee und DMB (Digital Multimedia Broadcasting) und DVB-H (Digital
Video Broadcasting). DMB ist aufgeteilt in Satelliten-DMB (S-DMB)
unter Verwendung ultrahoher Frequenzen (UHF) (2535-2655 MHz) und
terrestrisches DMB (T-DMB) unter Verwendung sehr hoher Frequenzen
(VHF) (174–216
MHz).
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Ebenfalls
ist DVB-H in UHF DVB-H unter Verwendung von UHF und Satelliten-DVB-H unter Verwendung
von L-Band-Frequenzen kategorisiert.
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Es
ist erforderlich, das mobile Kommunikations-Endgerät zu miniaturisieren
und dessen Gewicht zu verringern, wobei es gleichzeitig in der Lage
sein muss, verschiedene Dienste zu bieten.
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Um
diese Erfordernisse zu erfüllen,
werden die Antenne und andere in dem mobilen Kommunikations-Endgerät verwendete
Bestandteile immer multifunktionaler und kleiner. Heutzutage ist
die Antenne für
das mobile Kommunikations-Endgerät
in das Endgerät
eingebaut. Somit ist es erforderlich, dass die Antenne des mobilen
Kommunikations-Endgeräts
wenig Platz in dem Endgerät
belegt, wobei sie gleichzeitig mit zufriedenstellenden Fähigkeiten
arbeiten muss.
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Wie
oben beschrieben, werden unterschiedliche Arten abstimmbarer Antennen
zum Empfangen verschiedener Bänder
von Kommunikations- oder Übertragungssignalen
durch das mobile Kommunikations-Endgerät verwendet. Indem ein bestimmtes Steuersignal
an eine derartige abstimmbare Antenne gesendet wird, kann das Empfangs-Frequenzband angepasst
werden, um es dem mobilen Kommunikations-Endgerät zu ermöglichen, verschiedene Dienste
zu bieten.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Steuereinheit zum Anpassen eines
Bands einer herkömmlichen
Antenne darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst die herkömmliche
abstimmbare Antennen-Steuereinheit eine
abstimmbare Antenneneinheit 10 zum Empfangen verschiedener
Bänder
von HF-Signalen und einen Empfänger 13 zum
Aufbereiten des von der abstimmbaren Antenneneinheit 10 empfangenen HF-Signals.
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Die
abstimmbare Antenneneinheit 10 weist eine Antenne 11 und
einen Antennen-Abstimmkreis 12 auf.
Die Antenne 11 ist in der Lage, die Impedanz einzustellen, um
unterschiedliche Bänder
von Signalen zu empfangen. Der Antennen-Abstimmkreis 12 liefert ein
Antennen-Steuersignal, um ein Frequenzband zu wählen, das von der Antenne 11 verarbeitet wird.
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Der
Empfänger 13 weist
einen HF-Prozessor 14 und eine Antennensteuerung 15 auf.
Der HF-Prozessor 14 empfängt ein HF-Datensignal von
der Antenne 11 über
eine Datensignalleitung 16 und wandelt das HF-Signal in
ein Basisband-Signal um. Die Antennensteuerung 15 liefert
ein Steuersignal zum Wählen
des von der Antenne 11 verarbeiteten Signals an den Antennen-Abstimmkreis 12 über eine Steuersignalleitung 17.
Dadurch kann das Band des von der Antenne 11 verarbeiteten
Signals angepasst werden, damit das mobile Kommunikations-Endgerät verschiedene
Kommunikationsdienste bieten kann.
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Wie
oben beschrieben, ist die herkömmliche abstimmbare
Antennen-Steuereinheit mit der Datensignalleitung 16 zum
Empfangen eines Datensignals sowie mit der Steuersignalleitung 17 ausgestattet, um
ein Steuersignal zum Anpassen des Frequenzbands zu liefern, mit
welchem die Antenne 11 ein Signal empfängt, wobei sie die abstimmbare
Antenneneinheit 10 einschließlich Antenne 11 mit
dem Empfänger 13 verbindet.
Jedoch macht die separate Konfiguration der Datensignalleitung 16 und
der Steuersignalleitung 17 den Schaltkreis kompliziert,
und da die Steuersignalleitung 17 einen separaten Raum
in dem Endgerät
belegt, ist eine Miniaturisierung des mobilen Kommunikations-Endgeräts schwierig.
Des Weiteren kann, da die Steuersignalleitung 17 separat an
die Antenne 11 angrenzend gebildet ist, das über die
Steuersignalleitung 17 übertragene
Steuersignal die Leistungsfähigkeit
der Antenne 11 negativ beeinflussen, wodurch das Empfangssignal
verzerrt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Probleme
im Stand der Technik zu lösen,
und somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine in einem
mobilen Kommunikations-Endgerät
eingebaute abstimmbare Antenneneinheit geringer Größe vorzusehen,
um unterschiedliche Frequenzbänder
von Signalen zu empfangen und zu verarbeiten.
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Ein
anderes Ziel der Erfindung ist es, eine abstimmbare Antennen-Steuereinheit
vorzusehen, die in der Lage ist, die abstimmbare Antenneneinheit über eine
Datensignalleitung ohne Verwendung einer separaten Steuersignalleitung
zu steuern, wodurch die Auswirkungen eines äußeren Schaltkreises oder Strom
verhindert werden, die ein Datensignal verzerren können.
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Gemäß einem
Gegenstand der Erfindung ist eine abstimmbare Antennen-Steuereinheit vorgesehen,
welche aufweist: eine Antenne zum Verarbeiten von wenigstens zwei
unterschiedlichen Hochfrequenz- (HF-) Signalen; einen HF-Prozessor zum Empfangen
jedes der HF-Signale von der Antenne über eine Datensignalleitung,
um das HF-Signal in ein Basisband-Signal umzuwandeln; eine Antennensteuerung
zum Vorsehen eines Gleichstrom-Steuersignals über die Datensignalleitung,
um ein von der Antenne verarbeitetes Band anzupassen; und einen Antennen-Tuner
zum Empfangen des Gleichstrom-Steuersignals, um das von der Antenne
verarbeitete Band anzupassen.
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Gemäß einem
anderen Gegenstand der Erfindung ist eine abstimmbare Antenneneinheit
vorgesehen, welche aufweist: eine Antenne mit einer Vielzahl von
Strahlern zum Verarbeiten von wenigstens zwei unterschiedlichen
HF-Signalen und Liefern von von der Vielzahl der Strahler empfangenen
HF-Signalen über
eine Datensignalleitung an einen HF-Prozessor; und einen Antennen-Tuner
zum Empfangen eines Gleichstrom-Steuersignals, um ein von der Antenne
verarbeitetes Band über
die Datensignalleitung anzupassen, wodurch das von der Antenne verarbeitete
Band angepasst wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden besser verständlich anhand
der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen,
in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, welches eine herkömmliche abstimmbare Antennen-Steuereinheit darstellt;
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2 ein
Blockdiagramm ist, welches eine abstimmbare Antennen-Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, welches eine abstimmbare Antenneneinheit gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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4 ein
Blockdiagramm ist, welches eine abstimmbare Antenneneinheit gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Es
werden durchgehend gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche oder ähnliche
Bestandteile zu kennzeichnen. In der folgenden Beschreibung werden
bekannte Funktionen und Konstruktionen nicht genauer beschrieben,
da sie die Erfindungsidee durch unnötige Details verschleiern würden.
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches eine abstimmbare Antennen-Steuereinheit
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf 2 weist die abstimmbare Antennen-Steuereinheit
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung eine abstimmbare Antenneneinheit 20 auf,
die in einem mobilen Kommunikations-Endgerät angebracht ist und in der
Lage ist, eine Vielzahl von Bändern
von Signalen zu empfangen, sowie einen Empfänger 23, um ein bei
der abstimmbaren Antenneneinheit 20 empfangenes Signal
aufzubereiten.
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Die
abstimmbare Antenneneinheit 20 weist eine Antenne 21 und
einen Antennen-Tuner 22 auf. Die
Antenne 21 ist in der Lage, die Impedanz einzustellen,
um zahlreiche Bänder
von Signalen zu empfangen. Der Antennen-Tuner 22 liefert
ein Antennen-Steuersignal, um ein von der Antenne 21 verarbeitetes
Frequenzband zu wählen.
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Der
Empfänger 23 weist
einen HF-Prozessor 24, eine Antennensteuerung 25,
einen Tiefpassfilter (LPF) 27 und einen Hochpassfilter
(HPF) 28 auf.
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Der
HF-Prozessor 24 ist mit der Antenne 21 über eine
Datensignalleitung 26 verbunden und empfängt über die
Datensignalleitung 26 ein HF-Datensignal von der Antenne 21.
Das von dem HF-Prozessor 24 empfangene HF-Signal wird an
ein Basisband-Signal angepasst, welches an einen Basisband-Prozessor
(nicht dargestellt) geliefert wird, wo die Daten ausgewertet werden.
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Die
Antennensteuerung 25 liefert über die Datensignalleitung 26 ein
Gleichstrom-Steuersignal, um
ein von der Antenne 21 verarbeitetes Band anzupassen.
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Ein
Ende des LPF 27 ist mit der Datensignalleitung 26 verbunden,
und das andere Ende ist mit der Antennensteuerung 25 verbunden.
Der LPF 27 lässt
das von der Antennensteuerung 25 gelieferte Gleichstrom-Steuersignal
durch, wobei das auf der Datensignalleitung 26 laufende
HF-Signal an dem Eintreten in die Antennensteuerung 25 gehindert wird.
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Der
HPF 28 verbindet die Antenne 21 mit dem HF-Prozessor 24 und
hat die Funktion, das Gleichstrom-Steuersignal, das von der Antennensteuerung 25 geliefert
wird, daran zu hindern, in den HF-Prozessor 24 einzutreten.
Ein Kondensator kann für
den HPF 28 verwendet werden, um zu verhindern, dass das
Gleichstrom-Steuersignal in den HF-Prozessor 24 eintritt,
wie in 2 dargestellt.
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3 ist
eine Konfigurationsansicht, welche eine abstimmbare Antenneneinheit
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf 3 weist die abstimmbare Antenneneinheit
gemäß der weiteren Ausführungsform
der Erfindung eine Antenne 21 mit einer Vielzahl von Strahlern
L1 und L2 (31 und 32) und einen Antennen-Tuner 22 zum
Anpassen eines von der Antenne 21 verarbeiteten Bands auf.
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Die
Antenne 21 weist einen ersten Strahler L1 zum Verarbeiten
eines HF-Signals eines ersten Bands und einen zweiten Strahler L2
zum Verarbeiten eines HF-Signals
eines zweiten Bands zusammen mit dem ersten Strahler L1 auf. Die
Antenne 21 liefert das empfangene HF-Signal über den
ersten und zweiten Strahler L1 und L2 an einen HF-Prozessor 24 eines
Empfängers 23 über eine
Datensignalleitung 26.
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Der
erste Strahler L1 kann, wenn er einzeln verwendet wird, entsprechend
einer elektrischen Resonanzlänge
gebildet sein, um beispielsweise ein Hochfrequenzband von 750 MHz
aus dem Ultrahochfrequenz-(UHF-) Band (470 bis 7500 MHz) zu übertragen
und zu empfangen. Wenn der zweite Strahler L2 in Verbindung mit
dem ersten Strahler L1 verwendet wird, kann die Summe der Längen des
ersten Strahlers L1 und des zweiten Strahlers L2 gleich zu einer
elektrischen Resonanzlänge
zum Übertragen und
Empfangen beispielsweise eines Niedrigfrequenzbands von 470 MHz
aus dem Ultrahochfrequenz- (UHF-) Band (470 bis 7500 MHz) sein.
Der erste und zweite Strahler L1 und L2 können auf verschiedene Arten
geformt sein, wie beispielsweise spiralförmig, mäanderförmig, flach und als Streifenleitung.
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Der
Antennen-Tuner 22 weist eine Diode D (33) und
einen Vormagnetisierungswiderstand R (34) auf und hat die
Funktionen, elektrisch zwischen dem ersten und zweiten Strahler
L1 und L2 zu verbinden oder die Verbindung zu trennen, wodurch die
Impedanz der Antenne 20 eingestellt wird, was es der Antenne 20 ermöglicht,
nur den ersten Strahler L1 oder die miteinander verbundenen ersten
und zweiten Strahler L1 und L2 zu verwenden.
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Die
Diode D weist eine Anode auf, die mit einem Ende des ersten Strahlers
L1 verbunden ist, und eine Kathode, die mit einem Ende des zweiten
Strahlers L2 verbunden ist. Die Diode D wird elektrisch abgeschaltet,
wenn sie mit einem Gleichstrom-Steuersignal von beispielsweise weniger
als 0,7 Volt von der Antennensteuerung 25 versorgt wird.
Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Antenne 20 nur den ersten Strahler
L1 31, um ein HF-Signal eines ersten Bands zu verarbeiten.
Andererseits wird die Diode D 33, elektrisch eingeschaltet,
wenn sie mit einem Gleichstrom-Steuersignal von beispielsweise mehr
als 0,7 Volt von der Antennensteuerung 25 versorgt wird.
Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Antenne 21 sowohl den
ersten als auch zweiten Strahler L1 und L2, die miteinander verbunden
sind, um ein HF-Signal eines zweiten Bands zu verarbeiten.
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Ein
Ende des Vormagnetisierungswiderstands R ist mit einem Kathodenweg
der Diode D verbunden und das andere Ende ist geerdet, um eine Vormagnetisierung
der Diode D vorzusehen. Somit kann, wie in 3 dargestellt
ist, ein Ende des Vormagnetisierungswiderstands R mit dem anderen Ende
des zweiten Strahlers L2 verbunden und das andere Ende geerdet sein.
Des Weiteren muss der Vormagnetisierungswiderstand R eine Gleichstrom-Verbindung
bilden, und somit kann ein Ende mit einem Kontaktpunkt eines Endes
des zweiten Strahlers L2 und der Kathode der Diode D verbunden sein
und das andere Ende geerdet sein.
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4 ist
eine Konfigurationsansicht, welche eine abstimmbare Antenneneinheit
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf 4 umfasst die abstimmbare Antenneneinheit
gemäß der weiteren Ausführungsform
der Erfindung eine Antenne 21 mit einer Vielzahl Strahler
L1, L2, ..., LN (41, 42, ..., 43) und
einen Antennen-Tuner 22 zum Anpassen eines von der Antenne 21 verarbeiteten
Bands.
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Wie
im Vergleich mit der Struktur aus 3 ersichtlich
ist, weist die Antenne 21 eine Vielzahl Strahler L1, L2,
..., LN auf, die kaskadenartig verbunden sind. Die Vielzahl Strahler
L1, L2, ..., LN sind in Reihe miteinander verbunden, um unterschiedliche Bänder von
Signalen, die verschieden miteinander kombiniert sind, unter Verwendung
des über
die Datensignalleitung 26 empfangenen Gleichstrom-Steuersignals
bei einem an einem Ende der Antenne 21 gebildeten Eingangsanschluss 40 zu
verarbeiten.
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Der
Antennen-Tuner 22 umfasst eine Vielzahl Dioden D1, ...,
DN-1 (44, ..., 45) und eine Vielzahl Vormagnetisierungswiderstände R1,
..., RN-1 (46, ..., 47). Die Vielzahl Dioden D1,
..., DN-1 sind zwischen der Vielzahl von Strahlern L1, L2, ...,
LN verbunden. Das heißt,
dass ein Ende der ersten Diode D1 eine mit dem ersten Strahler L1
verbundene Anode und eine mit dem zweiten Strahler L2 verbundene
Kathode aufweist. Die (N-1)te Diode DN-1 weist eine mit dem (N-1)ten
Strahler LN-1 (nicht dargestellt) verbundene Anode und eine mit
dem N-ten Strahler LN verbundene Kathode auf. Die Vielzahl Dioden
D1, ..., DN-1 werden unter Verwendung des über die Datensignalleitung 26 gelieferten
Gleichstrom-Steuersignal
ein- und ausgeschaltet, wodurch die elektrische Resonanzlänge der
Antenne 21 eingestellt wird. Wenn beispielsweise die erste
Diode D1 von dem Gleichstrom-Steuersignal ausgeschaltet ist, verwendet
die Antenne 20 nur den ersten Strahler L1, um ein HF-Signal
eines ersten Bands zu verarbeiten. Wenn andererseits die Vielzahl
Dioden D1, ..., DN-1 von dem Gleichstrom-Steuersignal alle eingeschaltet sind,
verwendet die Antenne 21 die Vielzahl Strahler L1, L2,
..., LN, die alle miteinander verbunden sind, um ein HF-Signal eines
anderen N-ten Bands zu verarbeiten. Das heißt, dass die Vielzahl Dioden
D1, ..., DN-1 selektiv von dem über
die Datensignalleitung 26 gelieferten Gleichstrom-Steuersignal
ein- und ausgeschaltet
werden, um verschiedene Bänder
zu verarbeiten.
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Jeder
der Vielzahl Vormagnetisierungswiderstände R1, ..., RN-1 weist ein
mit dem Kathodenweg der jeweils entsprechenden Diode D1, ..., DN-1
verbundenes Ende und ein anderes geerdetes Ende auf, um Vormagnetisierung
der Vielzahl Dioden D1, ..., DN-1 vorzusehen.
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Gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann eine abstimmbare Antenneneinheit
in einer einfachen Struktur mit geringen Abmessungen hergestellt
werden und kann vorteilhafterweise verschiedene Bänder von
Signalen empfangen.
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Des
Weiteren kann eine abstimmbare Antennen-Steuereinheit die abstimmbare
Antenneneinheit steuern, um unter Verwendung einer bereits bestehenden
Datensignalleitung ein von der abstimmbaren Antenneneinheit verarbeitetes
Band anzupassen, ohne eine zusätzliche
Steuersignalleitung bilden zu müssen,
wodurch vorteilhafterweise Verzerrung eines Datensignals durch einen
Außenkreis
oder Strom verhindert wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann offensichtlich,
dass Modifikationen und Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert
zu verlassen.