DE102006035125A1 - Antennenanordnung für Hörgeräteanwendungen - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung beschrieben, die eine elektrische und eine magnetische Antenne (20, 30) umfasst, wobei die Antennen (20, 30) räumlich in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Die elektrische Antenne (20) weist wenigstens einen stromführenden elektrischen Leiter (21) auf, der als Resonator für die elektrische Antenne (20) wirkt, während die magnetische Antenne (30) eine Spule (31) mit wenigstens einer stromführenden Leiterschleife (31') aufweist, die als Induktivität der magnetischen Antenne (30) wirkt. Dabei sind die elektrische und die magnetische Antenne (20, 30) räumlich so zueinander angeordnet, dass die Stromrichtung im elektrischen Leiter (21) der elektrischen Antenne (20) im Wesentlichen orthogonal zur Stromrichtung in der Leiterschleife (31') der magnetischen Antenne (30) verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, bei der eine magnetische Antenne für kurze Reichweite und eine elektrische Antenne für eine größere Reichweite in einem Gerät für Hörgeräteanwendungen so miteinander kombiniert werden, dass sie sich gegenseitig nicht stören.
  • Moderne Hörgeräte können zum Zwecke der Programmierung oder der Kopplung miteinander mit speziellen Einrichtungen für drahtlose Übertragungen ausgestattet werden. Hierbei kommen sowohl magnetische als auch elektrische Antennen zum Einsatz, die in das Hörgerät integriert werden. Allerdings ist die Integration der Antennen in einem Hörgerät aufgrund der beengten Platzverhältnisse schwierig. In der Regel ist für einen zufriedenstellenden Antennengewinn eine Mindestbaugröße erforderlich. Sollen in einem Hörgerät hingegen nicht nur eine, sondern gleich mehrere Antennen integriert werden, wie z.B. je eine Antenne für eine kurze und eine größere Reichweite, fällt die Integration umso schwieriger aus. Denn zusätzlich stellt sich noch das Problem, die Antennen in dem beengten Hörgerätegehäuse derart anzuordnen, dass sie sich möglichst wenig stören. Dieses Problem wurde bisher nicht zufriedenstellend gelöst.
  • Es sind bereits Hörgeräte bekannt, die zwei magnetische Antennen aufweisen. Wegen der gegenseitigen Störung der beiden Antennen ist jedoch ein Mindestabstand erforderlich. Um die beiden Antennen möglichst weit voneinander entfernt zu platzieren, sind aufwändige konstruktive Maßnahmen notwendig. Ferner sind auch bereits Hörgeräte bekannt, bei denen eine elektrische Bluetooth-Antenne in direkter Nähe zu magnetischen Antennen angeordnet wurde. Die durch diese Anordnung bedingte gegenseitige Störung der Antennen wird durch aufwändige, mehrstufige Filtermaßnahmen erreicht. Um solche aufwändige Filter in Gerätegehäuse anzuordnen, ist relativ viel Platz notwendig. Ferner steigen hierdurch die Herstellungskosten des Gerätes.
  • Es ist Aufgabe der Erfindungen, ausgehend von diesem Stand der Technik eine Möglichkeit aufzuzeigen, mehrere Antennen in unmittelbarer Nähe zueinander anzuordnen, ohne dass sie sich gegenseitig stören. Diese Aufgaben wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung eine elektrische und eine magnetische Antenne auf, die räumlich in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Die elektrische Antenne weist dabei wenigstens einen stromführenden elektrischen Leiter auf, der als Resonator wirkt. Die magnetische Antenne weist hingegen eine Spule mit wenigstens einer stromführenden Leiterschleife auf, die als Induktivität der magnetischen Antenne wirkt. Die beiden Antennen (20, 30) sind dabei räumlich so zueinander angeordnet, dass die Stromrichtung im elektrischen Leiter der elektrischen Antenne im Wesentlichen orthogonal zur Stromrichtung in der Leiterschleife der magnetischen Antenne verläuft. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein von der elektrischen Antenne erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld keine Induktionsströme in den Wicklungen der magnetischen Antenne erzeugt. Somit ist eine enge Nachbarschaft der beiden Antennen ohne eine gegenseitige Störung möglich.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der elektrischen und der magnetischen Antenne ein Filter angeordnet ist. Durch diese zusätzliche Maßnahme kann sichergestellt werden, dass beide Antennen voneinander wirksam entkoppelt sind.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Filter als ein LC-Hochpass ausgebildet ist. Da die Frequenzen der beiden Antennen sich in der Regel stark voneinander unterscheiden, kann bereits mithilfe dieses einfachen Filters eine wirksame Entkopplung der Antennen erreicht werden. Ferner ist es besonders vorteilhaft, sofern die elektrische Antenne eine Anpassschleife aufweist, diese Anpassschleife als Induktivität des LC-Hochpasses zu verwenden. Hierdurch werden zusätzliche Bauteile eingespart. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Filter dadurch gebildet, dass an jedem Ende der Anpassschleife ein Kondensator angeordnet wird. Hierdurch wird eine besonders wirkungsvoll Entkopplung der elektrischen von der magnetischen Antenne erreicht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die magnetische Antenne als eine Zylinderspule mit einem ferromagnetischen Kern ausgebildet, wobei der ferromagnetische Kern aus einem Material besteht, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit sowie eine für die Frequenz der elektrischen Antenne niedrige frequenzabhängige relative Permeabilität aufweist, so dass eine Feldverzerrung der elektrischen Antenne vermieden wird. Durch die Verwendung des ferromagnetischen Kerns wird das magnetische Feld der Spule verstärkt. Die geringe elektrische Leitfähigkeit des Spulenkerns verhindert, dass in ihm Wirbelströme induziert werden. Seine niedrige frequenzabhängige relative Permeabilität stellt sicher, dass keine störende Feldverzerrung der elektrischen Antenne auftritt.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antennen auf gegenüberliegenden Seiten einer Leiterplatte angeordnet sind. Da die beiden Antennen hierbei die gleiche Grundfläche der Leiterplatte nutzen, ist hierdurch eine besonders platzsparende Antennenanordnung möglich.
  • Es ist sehr vorteilhaft, die elektrische Antenne als eine Leiterbahnstruktur auf der Leiterplatte auszubilden. Eine solche Antenne lässt sich sehr leicht und kostengünstig her stellen. Ferner ist der Platzbedarf dieser Antenne besonders gering.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Antenne als eine Monopolantenne ausgebildet ist, die von einem HF-Generator gespeist wird, wobei die elektrische Antenne eine transformatorische Anpassung an die Leitungsimpedanz des HF-Generators aufweist. Diese sogenannte Inverted-F Antenne ist aufgrund ihrer Bauweise und der einfachen Anpassungsfähigkeit an die Leitungsimpedanz gut geeignet für Übertragungsverfahren, die mit Frequenzen um die 2,5 GHz arbeiten. Aufgrund der bereits vorhandenen Induktivität, die durch einen Teil dieser Antenne gebildet wird, ist die Realisierung eines Filter zur Entkopplung der Antennen besonders einfach.
  • Schließlich sehen weitere Ausführungsformen der Erfindung vor, dass die Vorrichtung als ein Funk-Relaisgerät für Hörgeräteanwendungen bzw. als ein Hörgerät ausgebildet ist. Gerade aufgrund der beengten Platzverhältnisse in einem solchem Gerät eignet sich die vorgeschlagene platzsparende Antennenanordnung besonders gut für Hörgeräteanwendungen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen nähert dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine Leiterplatte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der magnetischen Antenne,
  • 2 die Rückseite der Leiterplatte mit einer elektrischen Antenne,
  • 3 eine Seitenansicht der Leiterplatte mit der elektrischen und der magnetischen Antenne, die jeweils auf einer Seite der Leiterplatte angeordnet sind.
  • Sollen elektrische Geräte über eine drahtlose Übertragungsstrecke miteinander kommunizieren, ist es notwendig alle Kom munikationspartner mit einer speziellen Schnittstelle auszustatten. Neben einer Sende-/Empfangsschaltung muss jedes Gerät auch über eine entsprechende Antenne verfügen, die für das jeweilige Übertragungsverfahren ausgelegt ist.
  • Eine Antenne stellt ein spezielles Bauteil dar, das elektrische Energie in elektromagnetische Wellen umsetzt und umgekehrt. Die Arbeitsweise und die Charakteristik (Wirkrichtung) einer Antenne wird im Wesentlichen durch ihre Bauart bestimmt. Diese hängt wiederum in erster Linie von dem verwendeten Übertragungsverfahren sowie den verwendeten Frequenzen ab. Stark vereinfacht besteht eine Antenne aus einem elektrischen Leiterstück, durch den ein hochfrequenter elektrischer Strom fließt. Bei einer Sendeantenne wird der elektrische Strom mittels eines Generators erzeugt und in die Antenne gespeist. Die sich im Leiter bewegenden Ladungsträger bewirken ein elektromagnetisches Feld, das seine Richtung mit der Frequenz des Wechselstroms ändert und sich in einer für die jeweilige Antenne charakteristischen Weise im Raum ausbreitet. Bei einer auf die jeweilige Frequenz abgestimmten Geometrie der elektrischen Leitung kann diese als Resonator wirken. Der im Resonator fließende Strom bildet eine stehende Welle aus, deren elektrisches und/oder magnetisches Feld als elektromagnetische Welle in den Raum abstrahlt.
  • Im Unterschied zu der Sendeantenne wandelt eine Empfangsantenne ankommende elektromagnetische Wellen in elektrische Signale um, die anschließend verstärkt und weiterverarbeitet werden können. Hierbei wird durch das elektromagnetische Wechselfeld ein Wechselstrom in dem als Resonator wirkenden elektrischen Leiter der Empfangsantenne induziert. Vereinfacht gesagt spüren Ladungsträger in dem elektrischen Leiter, die einem sich ändernden elektromagnetischen Feld ausgesetzt werden, eine zur Richtung des Magnetfeldes orthogonale Kraft. Die hieraus resultierende Ladungsträgerbewegung bewirkt einen Stromfluss innerhalb des Leiters, den sogenannten Induktionsstrom. Da die Richtung des Induktionsstromes von der Magnetfeldrichtung abhängt, führt ein elektromagnetisches Wechsel feld zu einem Wechselstrom. Um einen bestmöglichen Empfang zu erreichen, muss die Geometrie der Antenne für die jeweilige empfangene Wellenlänge optimiert sein. Auch die Ausrichtung der Antenne spielt in diesem Zusammenhang eine sehr wichtige Rolle.
  • Typischerweise arbeiten Antennen, die für eine bidirektionale drahtlose Übertragungsstrecke vorgesehen sind, sowohl in Sende- als auch in Empfangsrichtung. Werden zwei solcher nahe beieinander angeordneter Antennen gemeinsam betrieben, besteht stets die Gefahr, dass aufgrund der beschriebenen Induktionseffekte der Betrieb einer Antenne durch das von der benachbarten Antenne erzeugte elektromagnetische Wechselfeld gestört wird und umgekehrt.
  • Es gibt eine Vielzahl von Antennen, die für die unterschiedlichsten Anwendungen vorgesehen sind. In Abhängigkeit davon, welchen Anteil des elektromagnetischen Feldes zur Übertragung von Daten oder Energie verwendet wird, kann grob zwischen den elektrischen bzw. elektromagnetischen und den magnetischen Antennen unterschieden werden. Diese Unterscheidung ist allerdings etwas irreführend, da ein rein magnetisches bzw. elektrisches Wechselfeld im Prinzip nicht existiert, sondern beide Feldkomponenten aufgrund der gegenseitigen Wechselwirkung im Verbund miteinander auftreten.
  • Aus diesem Grund handelt es sich auch bei der magnetischen Antenne streng genommen ebenfalls um eine elektromagnetische Antenne, die jedoch so aufgebaut und so angeordnet ist, dass nur der magnetische Anteil ihres elektromagnetischen Feldes genutzt wird, um mit weiteren magnetischen Antennen zu koppeln. Bei dieser Antennenart bildet sich die typische elektromagnetische Welle erst im sogenannten Fernfeld aus. Im Nahfeld hingegen zeigt sich lediglich die magnetische Komponente des elektromagnetischen Feldes. Daher wird diese Antennenart insbesondere für kurzreichweitige Funkverbindungen verwendet. Zur Unterscheidung wird eine magnetische Antenne häufig auch als induktive Antenne bzw. Induktionsantenne genannt.
  • Hauptbestandteile einer magnetischen Antenne sind in der Regel eine Spule mit einer Vielzahl von Wicklungen und ein mit der Spule verbundener Abstimmkondensator. Beide Komponenten zusammen bilden einen elektrischen Schwingkreis mit einer typischen Resonanzfrequenz. Ein in der Spule fließender Wechselstrom erzeugt dort ein wechselndes magnetisches Feld, das sich mit einer typischen Charakteristik in den Raum fortpflanzt. In der Regel weist eine Spulenantenne noch einen ferroelektrischen Kern auf, der das magnetische Feld im Inneren der Spule verstärkt.
  • Hingegen überträgt eine elektrische Antenne Signale vorwiegend mit dem elektrischen Anteil des elektromagnetischen Feldes. Eine einfache elektrische Antenne wird bereits aus einem geraden elektrischen Leiter gebildet, in dem ein hochfrequenter Strom über einen Speiseanschluss von einem HF-Generator eingekoppelt wird. Als elektrische Antenne wird häufig eine sogenannte Patchantenne verwendet. Diese Antennevariante eignet sich besonders gut zur Integration auf Leiterplatten. Die Patchantenne besteht häufig aus einer rechteckigen Metallisierung, deren Längsseite einer Länge von λ/2 entspricht. Die Metallisierung dient dabei als Resonator. Je nach Ausführung kann die Patchantenne eine starke Richtwirkung aufweisen.
  • Im vorliegenden Beispiel wird jedoch vorzugsweise eine Monopolantenne mit transformatorischer Anpassung an die Leitungsimpedanz des HF-Generators als elektrische Antenne verwendet. Diese Antennenart wird auch Inverted-F Antenne genannt. Aufgrund ihrer Bauform gehört sie prinzipiell zu der Familie der Patchantennen, benötigt jedoch im Unterschied zu dieser Antennenfamilie kein Substrat. Sie nimmt ebenso wie andere Bauformen interner Antennen, wie z.B. Spiralenantennen oder Rahmenantennen nur ein sehr geringes Volumen innerhalb des Gehäuses eines Gerätes ein. Im Unterschied zu den genannten Alternativen zeichnet sich die Inverted-F Antenne jedoch dadurch aus, dass eine Anpassung an das übliche Impedanzniveau von 50 Ohm sehr leicht durch die Wahl des Speisepunks möglich ist. Ferner lässt sich diese Art von Antennen sehr kostengünstig realisieren, da sie als Leiterbahnstruktur auf der Leiterplatte 11 leicht hergestellt werden kann. Der Name der Inverted-F Antenne leitet sich von ihrem Profil ab, das einem liegenden Buchstaben "F" entspricht. Der prinzipielle Aufbau dieser Antenne ist aus der 2 ersichtlich. Sie besteht im wesentlichen aus einem horizontalen Element 21, einem ersten vertikalen Element 22, das an einem Ende des horizontalen Elementes angeordnet und mit diesem verbunden ist, sowie einem zweiten vertikalen Element 23, das in einem bestimmten Abstand zu dem ersten vertikalen Element 22 angeordnet und ebenfalls mit dem horizontalen Element 21 verbunden ist. Die drei "F"-förmig angeordneten Elemente 21, 22, 23 bilden eine durchgehende Leiterstruktur. Die Länge des als Resonator wirkenden horizontalen Elementes 21 beträgt bei dieser Antennenart in der Regel λ/4. Das erste vertikalen Element 22 ist vorzugsweise mit der Masse verbunden, die in vorliegendem Fall eine metallische Schirmfläche 12' der Leiterplatte 11 darstellt. Hingegen bildet das zweite vertikale Element 23 einen Speisestift der elektrischen Antenne 20. Über diesen Signalanschluss speist ein HF-Generator Wellen in die elektrische Antenne 20 ein. Hierzu ist der Speisestift mit einer Zuleitung 24 des Generators verbunden. Die Geometrie der elektrischen Antenne 20, insbesondere die Anordnung des Speisestiftes 23 entlang des horizontalen Elementes 21 bestimmt dabei die Eingangsimpedanz. Diese kann durch entsprechende Ausgestaltung bzw. Anordnung des Speisestiftes 23 in weiten Grenzen variiert werden. Die Bandbreite der Inverted-F Antenne hängt von ihrer Bauhöhe und von der Fläche ihrer Grundplatte beziehungsweise vom Volumen des abschirmenden Gehäuses ab, auf dem sie montiert ist. Besonders geeignet ist diese Antennenart für Geräte kleiner Bauart, die insbesondere in höheren Frequenzbereichen um die 2,5 GHz arbeiten. Typischerweise kommt sie in Bluetooth-Geräten zum Einsatz.
  • Neben der im vorliegenden Beispiel verwendeten Inverted-F Antenne kommen für die Erfindung grundsätzlich auch andere Antennenarten als elektrische Antenne infrage. Beispielhaft sei hier nur die der Inverted-F Antenne nahe verwandte Inverted-L Antenne, die ebenfalls als eine Monopolantenne ausgebildet ist, jedoch keine Anpassschleife aufweist und damit auch keine einfache transformatorische Anpassung an die Leitungsimpedanz des HF-Generators besitzt. Obwohl die Antennen grundsätzlich als diskrete Bauteile auf der Leiterplatte 11 montiert werden können, ist es aufgrund des geringeren Platzbedarfs vorteilhaft, dies im Herstellungsprozess der Leiterplatte als Leiterbahnstruktur herzustellen.
  • Um den im HF-Generator erzeugten hochfrequenten Wechselstrom in die elektrische Antenne 20 einzuspeisen, ist eine spezielle Zuleitung 24 notwendig. Im Unterschied zu niederfrequenten Strömen muss die Zuleitung 24 aufgrund der hohen Frequenzen besondere Bedingungen erfüllen, um den hochfrequenten Wechselstrom mit möglichst geringen Verlusten weiterzuleiten. Hierbei spielt insbesondere der Wellenwiderstand der Zuleitung 24 eine wichtige Rolle. Dieser hängt ganz besonders von der Geometrie der Leitung ab.
  • Aufgrund der geringen Baumaße werden die Signalzuleitungen 24 für die elektrische Antenne 20 auf der Leiterplatte 11 als sogenannte Mikrostreifenleitungen ausgebildet. Mikrostreifenleitungen sind planare Leitungen, die speziell für hochfrequente Anwendungen verwendet werden. Sie werden durch die als Substrat dienende Leiterplatte 11, einem auf der Leiterplatte 11 angeordneten metallischen Streifen und einer auf der der elektrischen Antenne 20 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 11 angeordnete Metallisierung 12 gebildet. Diese Metallisierung 12 auf der Unterseite der Leiterplatte 11 dient dabei als Massefläche. Die Welle wird durch den metallischen Streifen geleitet. Die Breite der Leitung und die Höhe des Substrats sowie die Dielektrizitätskonstante des Substrats bestimmen dabei den Wellenwiderstand der Leitung 24. Auch der seitliche Abstand des metallischen Streifens zu einer metallischen Schirmfläche 12', die als metallische Platte auf gleichen Seite der Leiterplatte 11 ausgebildet ist, wie die elektrische Antenne 20, spielt hierbei eine Rolle.
  • Da die magnetische Antenne 30 nach einem anderen Funkprinzip und mit einer deutlich geringeren Frequenz arbeitet als die elektrische Antenne 20 (z.B. Frequenz der magnetischen Antenne: ~100 kHz und Frequenz der elektrischen Antenne: ~2,4 GHz), ist auch eine andere Art von Zuleitung notwendig. Wie in der 1 dargestellt ist, besteht die Zuleitung 34 aus zwei parallel zueinander verlaufenden metallischen Leiterbahnen, die auf der als Substrat dienenden Leiterplatte 11 angeordnet sind. Zur Abschirmung sind die Leiterbahnen der Zuleitung 34 beidseitig von der Metallisierung 12 umgeben. Ferner bildet die metallische Platte 12' auf der der magnetischen Antenne 30 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 11 eine weitere Abschirmung der Zuleitung 34. Jede der beiden Leiterbahnen ist über Lötpunkte mit einem Ende der die Spulenwicklung bildenden elektrischen Leitung 31' verbunden.
  • Wie aus den beiden 1 oder 2 ersichtlich ist, sind die Spule 31 der magnetischen Antenne 30 und das horizontale Element 21 der elektrischen Antenne 20 parallel zueinander angeordnet. Hierdurch sind die stromführenden Leitungen 21, 31' der Antennen 20, 30, nämlich die Spulenwicklungen 31' der magnetischen Antenne 30 einerseits und das horizontale Element 21 der elektrischen Antenne 20 andererseits, orthogonal zueinander angeordnet. Damit wird erreicht, dass auch die Stromrichtungen im horizontalen Element 21 der elektrischen Antenne 20 und in der Spulenwicklung der magnetischen Antenne 30 im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufen.
  • Bereits mithilfe dieser erfindungsgemäßen Anordnungen kann bewirkt werden, dass ein von der elektrischen Antenne 20 erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld einen Wechselstrom in der benachbarten magnetischen Antenne 30 induziert und umgekehrt. Durch eine Überlagerung solcher Induktionsströme mit dem im Resonator der elektrischen Antenne 20 fließenden Wechselstrom wäre die Funktion der elektrischen Antenne 20 erheblich beeinträchtigt. Auch von einem elektromagnetischen Wechselfeld der elektrischen Antenne 20 in der Spule der magneti schen Antenne 30 erzeugte Induktionsströme würden die Funktion der dieser Antenne 30 sonst erheblich beeinträchtigen.
  • Um das Auftreten von Induktionsströmen in den Antennen 20, 30, die trotz der vorteilhaften Antennenanordnung möglichen sind, weiter zu reduzieren, wird ferner erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen der elektrischen und der magnetischen Antenne 20, 30 ein einfaches Filter 21', 22, 23 vorzusehen. Da die Frequenzbereiche der magnetischen und der elektrischen Strecke stark unterschiedlich sind (z.B. ~100 kHz und 2,5 GHz), führen bereits einfache Filter zu einer ausreichend starken Unterdrückung der gegenseitigen Störungen. Sehr effektiv und gleichzeitig einfach zu realisieren ist in diesem Zusammenhang ein LC-Hochpass für die elektrische Antenne 20. Sofern die elektrische Antenne 20, wie im vorliegenden Beispiel der Fall, als eine Inverted-F Antenne ausgebildet ist, bilden das erste und das zweite vertikale Element 25, 25' zusammen mit dem diese beiden Elemente 25, 25' verbindenden Teil 21' des horizontalen Elements 21 eine Anpassschleife für diese Antenne 20. Diese Anpassschleife stellt bereits eine Induktivität dar, die vorteilhafterweise für den LC-Hochpass verwendet werden kann. Dazu muss dann lediglich noch eine Kapazität in Reihe geschaltet werden. Vorzugsweise wird dabei jeweils ein Kondensator 25, 25' an jedem Ende der Anpassschleife angeordnet. Ein solches Filter ist in 2 dargestellt, wobei die beiden Kondensatoren 25, 25' vorzugsweise als SMD-Bauteile realisiert sind. In erster Näherung wirken die Kondensatoren 25, 25' für die elektrische Frequenz als geschlossene Schalter und für die magnetische Frequenz als offene Schalter. Da dieses Filter sowohl in Sende- als auch in Empfangsrichtung wirkt, ist eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Antennen 20, 30 trotz ihrer unmittelbaren Nachbarschaft weitgehend vermieden.
  • Um einen möglichst großen Antennengewinn für die elektrische Antenne 20 zu erhalten, ist es bei der Konzeption der magnetischen Antenne 30 ferner vorteilhaft, wenn für den ferromagnetischen Kern der magnetischen Antenne 30 ein Material vor gesehen wird, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Damit lassen sich Wirbelstromverluste vermeiden. Darüber hinaus sollte auch die frequenzabhängige relative Permeabilität des ferromagnetischen Materials für die Frequenz der elektrischen Antenne 20 sehr niedrig ausfallen, so dass eine Feldverzerrungen wirksam vermieden werden kann.
  • Wie in der 3 gezeigt ist, nutzen die beiden Antennen 20, 30 den ihnen zur Verfügung stehenden Platz maximal, da sie mit den beschriebenen Maßnahmen auf der gleichen Grundfläche der Geräteelektronik in enger Nachbarschaft zueinander platziert werden können. Trotz dieser engen Nachbarschaft, ist der Antennengewinn der beiden Antennen 20, 30 und damit ihre Signalqualität sehr hoch. Damit sind aufwändige Filtermaßnahmen zur Entkopplung der beiden Antennen nicht notwendig. Da solche zusätzlichen Filter mehr Platz benötigen und darüber hinaus größere Kosten verursachen würden, sind mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Antennen 20, 30 gegenüber dem Stand der Technik kleinere und kostengünstigere Vorrichtungen für Hörgeräteanwendungen möglich.
  • Es ist ersichtlich, dass der Gegenstand der Erfindung nicht auf die in dieser Beschreibung beispielhaft gezeigten und beschriebenen Antennen beschränkt werden soll. Vielmehr kommen hier alle im gleichen Sinne wirkenden elektrischen und magnetischen Antennen infrage. Aufgrund des geringen Platzbedarfs lässt sich die erfindungsgemäße Anordnung der elektrischen und der magnetischen Antenne besonders gut in allen Geräten der Hörgeräteanwendungen realisieren. Dies sind neben den Hörgeräten auch Fernbedienungen oder ähnliche Zubehörteile.

Claims (11)

  1. Vorrichtung umfassend eine elektrische und eine magnetische Antenne (20, 30), die räumlich in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind, wobei die elektrische Antenne (20) wenigstens einen stromführenden elektrischen Leiter (21) aufweist, der als Resonator wirkt, und wobei die magnetische Antenne (30) eine Spule (31) mit wenigstens einer stromführenden Leiterschleife (31') aufweist, die als Induktivität der magnetischen Antenne (30) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische und die magnetische Antenne (20, 30) räumlich so zueinander angeordnet sind, dass die Stromrichtung im elektrischen Leiter (21) der elektrischen Antenne (20) im wesentlichen orthogonal zur Stromrichtung in der Leiterschleife (31') der magnetische Antenne (30) verläuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der elektrischen und der magnetischen Antenne (20, 30) ein Filter (25) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (25) als ein LC-Hochpass ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antenne (20) eine Anpassschleife (22, 21', 23) aufweist, wobei die Anpassschleife (22, 21', 23) als Induktivität des LC-Hochpasses (25) dient.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende der Anpassschleife (22, 21', 23) ein Kondensator (251, 252) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Antenne (30) als eine Zylinderspule (31) mit einem ferromagnetischen Kern (32) ausgebildet ist, wobei der ferromagnetische Kern (32) aus einem das Material besteht, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit sowie eine für die Frequenz der elektrischen Antenne (20) niedrige frequenzabhängige relative Permeabilität aufweist, so dass eine Feldverzerrung der elektrischen Antenne (20) vermieden wird.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (20, 30) auf gegenüberliegenden Seiten einer Leiterplatte (11) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antenne (20) als eine Leiterbahnstruktur auf der Leiterplatte (11) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antenne (20) als eine Monopolantenne ausgebildet ist, die von einem HF-Generator gespeist wird, wobei die elektrische Antenne (20) eine transformatorische Anpassung an die Leitungsimpedanz des HF-Generators aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als ein Funk-Relaisgerät für Hörgeräteanwendungen ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als ein Hörgerät ausgebildet ist.
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DE (1) DE102006035125A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008022127A1 (de) * 2008-05-05 2009-11-12 Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. Verfahren zur Verminderung von Körpereffekten auf Hochfrequenzantenne in Hörgeräten
CN110650413A (zh) * 2019-08-29 2020-01-03 努比亚技术有限公司 一种助听实现电路、方法及移动终端

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