DE102007002023A1

DE102007002023A1 - Flüssigkeitsantenne mit Struktur zur Verhinderung von Auslaufen

Info

Publication number: DE102007002023A1
Application number: DE102007002023A
Authority: DE
Inventors: Jae Chan Suwon Lee; Gi Tae Suwon Do; Hyung Hak Osan Kim
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-01-13
Publication date: 2007-08-30
Also published as: FI20075046A0; GB2435549A; GB2435549B; GB0700692D0; FI20075046A; KR100735355B1

Abstract

Es wird eine Flüssigkeitsantenne vorgeschlagen, bei der ein fester und ein flüssiger Strahler in einem Antennenkörper untergebracht sind. Der Antennenkörper weist ein Einspeiseteil auf, das mit dem festen Strahler verbunden ist und dessen eines Ende abisoliert ist. Ein Speisekabel weist ein Ende auf, das in Anschlag mit einem Ende des Antennenkörpers angeordnet ist. Das Speisekabel umfasst einen leitfähigen Kern, der elektrisch mit dem Einspeiseteil des festen Strahlers verbunden ist, sowie einen äußeren Leiter, der elektrisch mit dem flüssigen Strahler verbunden ist. Ein Verbinder hält das Speisekabel in Anschlag mit dem Antennenkörper und verbindet elektrisch den flüssigen Strahler des Antennenkörpers mit dem äußeren Leiter des Speisekabels. Ebenfalls ist ein Element zum Verhindern von Auslaufen zwischen einem Endkantenabschnitt des Speisekabels und dem einen Ende des Antennenkörpers vorgesehen, um das Auslaufen des flüssigen Strahlers zu verhindern.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2006-19632, angemeldet am 28. Februar 2006 beim Koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsantenne, insbesondere eine Flüssigkeitsantenne mit einer auslaufsicheren Struktur, die in der Lage ist zu verhindern, dass ein flüssiger Strahler ausläuft, wobei eine Erde (Masse) vorgesehen ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Üblicherweise wird bei Antennen als Strahler ein Leiter verwendet, der bei einer bestimmten Frequenzbandbreite schwingt. Eine Chipantenne weist beispielsweise einen Leiter auf, der als Leiterbahn gleichförmig auf einem dielektrischen oder magnetischen Körper aufgebracht ist.

Eine derartige Antenne weist eine einzige Resonanzfrequenz auf, die durch die Leiterstruktur und/oder die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Körpers bestimmt wird. Dementsprechend kann, da der Leiter oder das dielektrische Material entsprechend spezifischen Eigenschaften festgelegt sind, die Resonanzfrequenz nicht angepasst werden, außer indem der Leiterkörper geometrisch verändert wird.

Insbesondere für ein mobiles Kommunikationsendgerät neuerer Zeit ist eine kompakte Chipantenne erforderlich, bei welcher die Resonanzfrequenz auf ein niedriges Band angepasst werden kann. In letzter Zeit wurden Anstrengungen unternommen, eine kompakte Antenne mit niedriger Bandbreite aus spezifischen magnetischen Materialien herzustellen. Jedoch wird mit einer herkömmlichen Chipantenne kaum eine ausreichende Resonanzlänge aufgrund der räumlichen Begrenztheit in dem Endgerät sichergestellt.

Die herkömmliche Antenne, welche für gewöhnlich lediglich eine schmale Bandbreite abdeckt, müsste vorzugsweise eine breite Bandbreite trotz einer leichten Abnahme der Verstärkung abdecken. Am vorteilhaftesten wäre es, wenn die Antenne Idealerweise alle Bandbreiten bei einheitlicher Verstärkung abdeckte. Dies ist jedoch mit der herkömmlichen Antenne, bei welcher ein leitfähiger Strahler verwendet wird, kaum zu erzielen.

Bei der herkömmlichen Antenne wie der oben beschriebenen Chipantenne wird ein leitfähiger Strahler mit einer spezifischen Struktur verwendet. Dadurch ist die Resonanzfrequenz der Antenne zum Beispiel in einem breiten Band und/oder einem niedrigen Band schwierig anpassbar.

Um dieses Problem zu überwinden, wird ein neuartiges Konzept einer Flüssigkeitsantenne unter Verwendung einer polaren Flüssigkeit als Strahler entwickelt. Um die Antenneneigenschaften der Flüssigkeitsantenne verschieden zu gestalten, werden Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen verwendet, die Konzentration und Art von Elektrolyten werden angepasst, und der Inhalt und die Art eines leitfähigen Pulvers werden festgelegt. Dadurch wird möglich, dass die Resonanzfrequenz einfach angepasst wird, zum Beispiel in einem breiten Band und/oder einem niedrigen Band.

Jedoch wird bei der Flüssigkeitsantenne als Strahler eine Flüssigkeit verwendet, wodurch unbedingt eine Struktur zum hermetischen Abdichten erforderlich wird, um das Auslaufen der Flüssigkeit zu verhindern. Ebenfalls sollte die Flüssigkeit, welche als Strahler dient, vorzugsweise geerdet sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Probleme im Stand der Technik zu lösen, und es ist somit ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeitsantenne mit einer auslaufsicheren Struktur zur Verhinderung des Auslaufens von polarer Flüssigkeit, welche einen flüssigen Strahler bildet, vorzusehen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Flüssigkeitsantenne vorzusehen, welche einen in dem flüssigen Strahler gebildeten Erdungsweg aufweist, um die Resonanzeigenschaften zu verbessern.

Gemäß einem Gegenstand der Erfindung ist mit der Erfindung eine Flüssigkeitsantenne vorgesehen, die einen Antennenkörper mit einem darin untergebrachten festen und flüssigen Strahler umfasst, und ein mit dem festen Strahler verbundenes Einspeiseteil, dessen eines Ende abisoliert ist, ein Speisekabel, dessen eines Ende in Anschlag mit dem einen Ende des Antennenkörpers angeordnet ist, wobei das Speisekabel einen leitfähigen Kern aufweist, der elektrisch mit dem Einspeiseteil des festen Strahlers verbunden ist, und einen äußeren Leiter, der elektrisch mit dem flüssigen Strahler verbunden ist, einen Verbinder, um das Speisekabel in Anschlag mit dem Antennenkörper zu halten und den flüssigen Strahler des Antennenkörpers mit dem äußeren Leiter des Speisekabels zu verbinden, und ein Element zum Verhindern von Auslaufen, das zwischen einem Endkantenabschnitt des Speisekabels und dem einen Ende des Antennenkörpers vorgesehen ist, um das Auslaufen des flüssigen Strahlers zu verhindern.

Der Verbinder umfasst einen Verbinderkörper aus einem Leiter, dessen unterer Teil um den äußeren Leiter des Speisekabels angebracht ist; und eine Erdungssäule, die fest eingebaut mit dem Verbinderkörper gebildet ist und sich in den Antennenkörper erstreckt, um mit dem flüssigen Strahler in Kontakt zu kommen.

Der Verbinderkörper weist ein Innengewinde auf, das in dessen unterem Innenteil gebildet ist, und das Speisekabel weist ein Außengewinde auf, das um dessen äußeren Leiter gebildet ist und in das Innengewinde eingreift.

Die Erdungssäule des Verbinders, der Verbinderkörper und der äußere Leiter des Speisekabels wirken zusammen, um einen Erdungsweg zu bilden.

Der Verbinderkörper weist ein Innengewinde auf, das in dessen unterem Innenteil gebildet ist, und die Flüssigkeitsantenne weist weiter ein leitfähiges Befestigungselement auf, das um den äußeren Leiter des Speisekabels gebildet ist, wobei das leitfähige Befestigungselement ein Außengewinde aufweist, das so gestaltet ist, dass es in das Innengewinde eingreift. Hier wirken die Erdungssäule des Verbinders, der Verbinderkörper, das Befestigungselement und der äußere Leiter des Speisekabels zusammen, um einen Erdungsweg zu bilden.

Der Verbinder ist so gestaltet, dass das eine Ende des Antennenkörpers untergebracht werden kann, und der Antennenkörper weist weiter einen Stift auf, der sich durch den Verbinder erstreckt und an dem einen Ende des Antennenkörpers befestigt ist.

Der Verbinder hat eine rohrförmige Struktur, um das eine Ende des Antennenkörpers aufzunehmen, und die Flüssigkeitsantenne weist weiter ein zweites Element zum Verhindern von Auslaufen auf, das zwischen einer Innenwand des Verbinders und einem Endkantenabschnitt des Antennenkörpers angeordnet ist.

Das Einspeiseteil des Antennenkörpers weist eine Breite auf, die größer ist als jene des festen Strahlers, und das Speisekabel weist weiter eine Verbindung auf, die an dessen einem Ende gebildet ist, um auf dem Einspeiseteil aufzuliegen bei einer Breite, die größer ist als jene des leitfähigen Kerns, so dass der leitfähige Kern elektrisch mit dem Einspeiseteil verbunden ist.

Die Flüssigkeitsantenne weist weiterhin eine Lötverbindung auf, die in einem Bereich angeordnet ist, der ein unteres Ende des Verbinders mit dem äußeren Leiter des Speisekabels verbindet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungsfiguren, in denen:
1 ein schematische perspektivische Ansicht ist, in welcher eine Flüssigkeitsantenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;
2 eine schematische perspektivische Ansicht ist, in welcher eine Flüssigkeitsantenne gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;
3 eine schematische perspektivische Ansicht ist, in welcher eine wendelförmige Flüssigkeitsantenne mit einem wendelförmigen Strahler gemäß der Erfindung dargestellt ist;
4 eine schematische perspektivische Ansicht ist, in welcher eine Flüssigkeits-Chipantenne unter Verwendung eines Resonanzfrequenz-Anpassers dargestellt ist;
5 eine teilweise unterbrochene Vorderansicht ist, in welcher eine Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung dargestellt ist;
6 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, in welcher der Bereich A aus 5 dargestellt ist;
7 eine Explosionsansicht von 6 ist;
8 eine Draufsicht ist, welche den Verbinder aus 7 darstellt;
9 eine Explosionsansicht von 6 ist;
10 eine modifizierte Ansicht ist, in welcher eine Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung entsprechend einer Anordnung, bei welcher ein Behälter und ein Verbinder angebracht sind, dargestellt ist;
11 eine modifizierte Ansicht ist, in welcher der Verbinder aus 7 dargestellt ist; und
12 ein Diagramm ist, in welchem die Wirkungen des Anpassens einer Resonanzfrequenz einer Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung dargestellt sind.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, in welcher eine Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 1 weist die Antenne 10 eine polare Flüssigkeit 15, einen Flüssigkeitsbehälter 11 zum Unterbringen der polaren Flüssigkeit 15 sowie ein Einspeiseteil 17, dass sich durch ein Ende des Behälters 11 in die polare Flüssigkeit 15 erstreckt, auf.
Die polare Flüssigkeit 15 gemäß der Erfindung wird als neuartiger Strahler verwendet. Die polare Flüssigkeit 15 bietet gleichförmige Leitfähigkeit durch Ionenkombination oder Molekularkombination und ebenfalls eine hohe Dielektrizitätskonstante. Als Ergebnis davon werden unterschiedliche Stromverteilungen erhalten. Somit wirkt die polare Flüssigkeit 15 als Strahler mit einer Resonanzfrequenz, die durch einen Strom, der über das Einspeiseteil 17 zugeführt wird, erzeugt wird. Beispielsweise ist bekannt, dass Wasser als polare Flüssigkeit 15 eine Dielektrizitätskonstante von ungefähr 80 und eine Leitfähigkeit von ungefähr 3 S/m aufweist. Wie soeben beschrieben, unterscheidet sich die polare Flüssigkeit 15 von üblichen dielektrischen und metallischen Leitermaterialien hinsichtlich elektromagnetischer Eigenschaften. Dadurch wird ermöglicht, dass die Resonanzfrequenz der Antenne in einem breiten Band und/oder einem niedrigen Band angepasst wird, was von üblichen Antennen nicht erwartet werden kann.
Vorzugsweise ist die polare Flüssigkeit leitfähig, um die Resonanzfrequenz der Antenne aus den folgenden Gründen anzupassen.
Zunächst wird die Polarität der polaren Flüssigkeit geändert, wenn sie einer Welle mit einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird, um zu schwingen, wie beispielhaft durch die Funktionen einer Mikrowelle dargelegt wird. Bezüglich der Mikrowelle bedeutet dies, dass eine Ultrakurzwelle auf Lebensmittel angewendet wird und Flüssigkeit in den Lebensmitteln (hauptsächlich Wasser) schwingt, um die Lebensmittel zu erwärmen. Hier kann die schwingende polare Flüssigkeit mit der durch sie hindurchgehenden Welle wechselwirken.
Als Zweites bildet die polare Flüssigkeit, wenn sie einer Welle ausgesetzt wird, einen geschlossenen Stromweg, wodurch sie mit der Welle wechselwirkt.
Als Drittes erhöht im Allgemeinen die polare Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, die Wellenlänge einer Welle, wodurch bei der Welle ein Energieverlust entsteht. Diese Änderung der Wellenlänge der Welle kann des Weiteren die oben genannten Effekte bewirken.
Beispiele für die polare Flüssigkeit 15 schließen Wasser, SAR-Lösung, elektrolytische Flüssigkeit, synthetische Flüssigkeit etc. ein. Insbesondere werden durch die polare Flüssigkeit 15 unterschiedliche Elektrolyte gelöst und die Leitfähigkeit wird mittels dissoziierter Ionen verändert, wodurch Leistung in einem niedrigen Band oder einem breiten Band sichergestellt wird, die von der herkömmlichen Antenne nicht erwartet werden kann. Alternativ kann statt des Elektrolyten magnetisch anziehbares leitfähiges Pulver, zum Beispiel Metallpulver wie beispielsweise Eisen, in die Flüssigkeit gemischt werden, um ähnliche Wirkungen zu erzielen.
Die Flüssigkeitsantenne kann so gestaltet sein, dass sie breite Antenneneigenschaften durch Variieren der Zusammensetzung der Flüssigkeit, Konzentration und Art des Elektrolyten und Inhalt und Art des leitfähigen Pulvers aufweist. Dies wird in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2005-0062352 (Titel: "Antenna Using Liquid Radiator", übertragen auf den Anmelder dieser Anmeldung) offenbart, deren Inhalt hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, in welcher eine Flüssigkeitsantenne 20 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
In 2 ist eine Monopolantenne 20 mit einem L-förmigen Strahler 25 dargestellt. Ein Ende des Strahlers 25 ist mit einer externen Schaltung verbunden, um als Einspeiseteil 25a zu wirken. Der Strahler 25 der Monopolantenne 20 ist in einem Flüssigkeitsbehälter 27 angeordnet, der mit einer polaren Flüssigkeit 29 gefüllt ist.
Weiterhin schließen Beispiele für die polare Flüssigkeit 29, die gemäß der Erfindung anwendbar sind, Wasser, Alkohol und SAR ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die polare Flüssigkeit 29 bietet gleichförmige Leitfähigkeit und ebenfalls eine hohe Dielektrizitätskonstante durch Ionenkombination oder Molekularkombination, wodurch eine Vielfalt der Stromverteilung, welche Antenneneigenschaften beeinflusst, sichergestellt wird. Dadurch wird die einzige Resonanzfrequenz des Strahlers 25 angepasst. Im Allgemeinen weist die polare Flüssigkeit eine höhere Dielektrizitätskonstante und eine niedrigere Leitfähigkeit als übliche dielektrische Materialien oder leitfähige Materialien, wie beispielsweise Metall, auf. Als Ergebnis stellt die polare Flüssigkeit sicher, dass die Resonanzfrequenz im Gegensatz zu dielektrischen Materialien oder Metall in einem breiten Band angepasst werden kann.
Bei der herkömmlichen Monopolantenne wird die Resonanzfrequenz durch Verlängerung oder geometrische Veränderung des leitfähigen Strahlers 25 angepasst. Die polare Flüssigkeit 29 ermöglicht jedoch, dass die Resonanzfrequenz in einem breiten Band angepasst und wie gewünscht modifiziert werden kann.
Bei dieser Anordnung wird der Hauptteil des Strahlers 25 in dem Flüssigkeitsbehälter 27 aufgenommen, sodass der gesamte Strahlungsbereich elektromagnetisch durch die polare Flüssigkeit 29 beeinflusst wird. Es ist jedoch grundsätzlich ausreichend, wenn die in dem Flüssigkeitsbehälter 27 untergebrachte polare Flüssigkeit 29 nur wenigstens einen Teil des Strahlers 25 elektromagnetisch beeinflusst. Somit ist alternativ nur einen Teil des Strahlers in dem Flüssigkeitsbehälter angeordnet oder der Flüssigkeitsbehälter ist in der Nähe des Strahlers angeordnet.
Dabei kann ein elektrolytisches oder leitfähiges Pulver zu der polaren Flüssigkeit 29, die verwendet wird, um die Resonanzfrequenz anzupassen, hinzugefügt werden, um eine Änderung von weiteren elektromagnetischen Eigenschaften zu bewirken. Üblicherweise steigert das hinzugefügte leitfähige Pulver oder der hinzugefügte Elektrolyt die Leitfähigkeit, wodurch die Resonanzfrequenz weiter angepasst werden kann. Dementsprechend wird die Konzentration (Inhalt) und Zusammensetzung des Elektrolyten und/oder des leitfähigen Pulvers, das zu der polaren Flüssigkeit 29 hinzugefügt wird, geändert, um die Resonanzfrequenz unterschiedlich anzupassen. Der Elektrolyt ist beispielsweise NaCl, und zahlreiche andere Elektrolyte können verwendet werden. Für das leitfähige Pulver wird magnetisch anziehbares Metall, wie beispielsweise Eisen (Fe) und Nickel (Ni), verwendet.
Auf diese Weise ermöglicht die polare Flüssigkeit, dass die Resonanzfrequenz der Antenne in einem breiten Band und/oder auf ein niedriges/hohes Band abhängig von der Antennenstruktur angepasst werden kann. Beispielsweise wird bei der L-förmigen Monopol-Drahtantenne aus 2 die Resonanzfrequenz eher an ein niedriges Band angepasst, wohingegen bei der Wendelantenne aus 3 die Resonanzfrequenz eher an ein hohes Band angepasst wird.
In 3 ist eine Wendelantenne 30 mit einem wendelförmigen Strahler 35 dargestellt. Ein Ende des Strahlers 35 ist mit einer externen Schaltung verbunden, um als Einspeiseteil 35a zu dienen. Gleich zu 2 ist der Strahler der Wendelantenne 30 in einem Flüssigkeitsbehälter 37, der mit einer polaren Flüssigkeit 39 gefüllt ist, angeordnet. Beispiele für die polare Flüssigkeit 39 umfassen Wasser, Alkohol und SAR, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die polare Flüssigkeit 39 dient als neuartige Stromverteilungsquelle, um die einzige Resonanzfrequenz des Strahlers 35 anzupassen.
Wie oben angegeben, wird die Resonanzfrequenz der Wendelantenne 30 entsprechend dem Spalt zwischen den Windungen des wendelförmigen Strahlers angepasst. Diese strukturellen Eigenschaften ermöglichen, dass die polare Flüssigkeit 39 einen elektromagnetischen Einfluss zwischen den Windungen ausübt, wodurch die Resonanzfrequenz in einem breiten Band und/oder an ein hohes Band angepasst wird.
Der Antennenaufbau unter Verwendung dieses Resonanzfrequenz-Anpassers ist bei einer Chipantenne anwendbar. In 4 ist eine Chipantenne dargestellt, bei welcher ein Resonanzfrequenz-Anpassungsmechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung angewendet wird. Die Chipantenne 40 mit der Struktur einer planaren invertierten F-Antenne (PIFA) ist auf einer Erdungsplatte 44 ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf 4 ist die Chipantenne 40 mit einem Einspeiseteil 42 verbunden und mit einer Strahlungselektrode 45 versehen, an deren einem Ende ein Kurzschlussteil 43 vorgesehen ist. Das Kurzschlussteil 43 kann eine mit der Erdungsplatte 44 verbundene PIFA-Struktur aufweisen. Bei dieser Struktur ist der Flüssigkeitsbehälter 47 mit der polaren Flüssigkeit 49 gefüllt und kann einen herkömmlichen dielektrischen Block ersetzen. Das heißt, dass eine Leiterbahn mit der Strahlungselektrode 45 auf der Oberfläche des Flüssigkeitsbehälters 47 gebildet ist.
Wie oben beschrieben, ermöglicht die polare Flüssigkeit 49 eine gleichförmige Leitfähigkeit und eine hohe Dielektrizitätskonstante mittels Ionenkombination oder Molekularkombination. Dadurch wird die Stromverteilung der Strahlungselektrode 45 verändert, wodurch die einzigartige Resonanzfrequenz aufgrund der Strahlungselektrode 45 angepasst wird.
Wie oben beschrieben, kann bei der Chipantenne der dielektrische Block durch den mit der polaren Flüssigkeit 49 gefüllten Flüssigkeitsbehälter 47 ersetzt werden. Alternativ kann der Flüssigkeitsbehälter 47 nahe der Strahlungselektrode 45 angeordnet sein, wenn ein dielektrischer Block verwendet wird, um die Resonanzfrequenz wie gewünscht anzupassen.
Die Resonanzfrequenz kann durch die in den 2 bis 4 dargestellten Anordnungen eingestellt werden. Details dazu sind in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2005-0070730 (Titel: "Broad Antenna Using Liquid Medium", übertragen auf den Anmelder dieser Anmeldung) beschrieben, deren Inhalt hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Eine Flüssigkeitsantenne wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 5 bis 9 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungsfiguren ist 5 eine teilweise geschnittene Vorderansicht, in welcher die Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung dargestellt ist. 6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, in welcher der Bereich A aus 5 dargestellt ist. 7 ist eine Explosionsansicht von 6. 8 ist eine Draufsicht, welche einen Verbinder aus 7 darstellt. 9 ist eine teilweise Explosionsansicht von 6.
Wie in 5 bis 9 dargestellt ist, weist die Flüssigkeitsantenne 100 gemäß der Erfindung einen Antennenkörper 110, einen Verbinder 130 und ein HF-Kabel 150 auf.
Der Antennenkörper 110 ist ein isolierender Behälter, in dem eine polare Flüssigkeit 124 untergebracht ist. Der Antennenkörper 110 besteht aus einer rohrförmigen Seitenwand 112, einem oberen Ende und einem unteren Ende 116. Ein wendelförmiger Strahler 120 ist in dem Behälter 112 durch eine Öffnung in dem unteren Ende 116 angeordnet. Ein unteres Ende des Strahlers 120 erstreckt sich durch das untere Ende 116 des Antennenkörpers zum Verbinden mit einem Einspeiseteil 122, das unter dem unteren Ende 116 des Antennenkörpers 110 angebracht ist. Das untere Ende des Strahlers 120 passt vorzugsweise in die Öffnung des unteren Endes 116 des Antennenkörpers, so dass die polare Flüssigkeit 124 in dem Antennenkörper 110 nicht durch einen Spalt zwischen dem Strahler 120 und dem unteren Ende 116 des Antennenkörpers 110 auslaufen kann. Indessen ist eine Nut 114 für einen Stift nahe dem unteren Ende 116 der Seitenwand 112 gebildet, um einen Stift 146 aufzunehmen, was später erläutert wird.
Hier wird, wie oben beschrieben, um die polare Flüssigkeit 124, die als Strahler wirkt, von dem Strahler 120 zu unterscheiden, die Erstgenannte als flüssiger Strahler bezeichnet, wohingegen der Letztgenannte als fester Strahler bezeichnet wird.
Der Verbinder 130 ist aus einem Leiter hergestellt, und der untere Teil des Antennenkörpers 110 und ein oberes Ende eines HF-Kabels 150 sind darin untergebracht, um miteinander verbunden zu werden.
Der Verbinder 130 ist speziell als rohrförmiger Körper 132 mit einem senkrecht geöffneten Innenraum 144 gestaltet. Weiterhin ist eine Nut 138 zwischen einer Außenwand 134 des oberen Endes des Antennenkörpers 132 und einer Erdungssäule 140 gebildet, um den unteren Teil der Seitenwand 122 des Antennenkörpers 110 aufzunehmen, und das untere Ende 116 des Antennenkörpers ist in die Erdungssäule 140 eingesetzt. Die Erdungssäule 140 erstreckt sich, wie in 8 dargestellt ist, als Paar gegenüberliegender Kreisbögen. Somit ist der untere Teil des Antennenkörpers 110 an dem Verbinder 130 so angebracht, dass die Erdungssäule 140 in den Behälter 112 durch die Öffnung 118, die in dem unteren Ende 116 des Behälters gebildet ist, vorsteht. Des Weiteren ist der Stift 146 in ein Loch 136 für den Stift des Verbinders 130 und die Nut 114 für den Stift des Behälters 112 eingreifend eingesetzt, wodurch sichergestellt wird, dass der Verbinder 130 und der Behälter 112 fest angebracht sind. Indessen ist ein Innengewinde 142 in einem unteren Teil des Innenraums 144 gebildet, das in ein Außengewinde 162 eines Befestigungselements 160, das in einem oberen Teil des HF-Kabels 150 angeordnet ist, wie später erläutert wird, eingreift.
Das HF-Kabel 150 ist so strukturiert, dass ein innerer Leiter, das heißt ein leitfähiger Kern, von einem Isolator 156 umgeben ist, welcher dann von einem äußeren Leiter 158 umgeben ist. Ein leitfähiges Speisekontaktteil 154 ist an einem oberen Ende des HF-Kabels 150 zur Verbindung mit dem darunter liegenden leitfähigen Kern 152 gebildet. Weiter ist das leitfähige Befestigungselement 160 um den oberen Endbereich des äußeren Leiters 158 angeordnet. Das Außengewinde 162 ist an dem Außenumfang des Befestigungselements 160 gebildet. Das Außengewinde 162 des Befestigungselements 160 wirkt mit dem Innengewinde 142 des Verbinders 130 zusammen, um das HF-Kabel 150 mit dem Verbinder 130 zusammenzubringen. Entsprechend schließt das Kontaktteil 154 des HF-Kabels 150 mit dem Einspeiseteil 122 der Antenne 120 ab, um elektrisch miteinander verbunden zu werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Antenne 120 über das HF-Kabel 150 gespeist wird. Weiterhin ist das Befestigungselement 160 aus einem Leiter hergestellt, um elektrisch mit dem Verbinderkörper 132 verbunden zu werden.
Durch die in 5 und 6 dargestellte Struktur sind die Erdungssäule 140, der Verbinderkörper 132, das Befestigungselement 160 und der äußere Leiter 158 in Reihe elektrisch miteinander verbunden, um einen Erdungsweg zu bilden, über welchen in der Antenne 110 auftretende Überspannung nach außen abgeleitet wird.
Ein Gehäuse 170 ist um das Kontaktteil 154 eingebaut. Das Gehäuse 170 ist vorzugsweise aus einem nicht transparenten Material, welches biegsam ist, wie beispielsweise Gummi. Das Gehäuse 170 hindert die polare Flüssigkeit 124 daran, über die Antenne 120 und das Einspeiseteil 122 auszulaufen, wenn das HF-Kabel 150 in den Verbinder 130 eingreift.
Wie oben beschrieben ist, wenn der Antennenkörper 110, der Verbinder 130 und das HF-Kabel 150 ineinander eingreifen, eine Lötverbindung in einem Bereich, der das untere Ende des Verbinders 130 und das HF-Kabel 150 verbindet, vorgesehen, um sicherzustellen, dass der Verbinder 130 und das HF-Kabel 150 fest verbunden sind. Die Lötverbindung 180 dient ebenfalls dazu, die polare Flüssigkeit 124 daran zu hindern, durch das Gehäuse auszulaufen.
Bei der Flüssigkeitsantenne 100 wie soeben beschrieben tritt das Problem des Auslaufens nicht auf, wenn die polare Flüssigkeit 124 als Frequenzanpasser verwendet wird. Weiterhin ist die Flüssigkeitsantenne 100 mit einem Erdungsweg versehen, über welchen Überspannung nach außen abgeleitet werden kann, wodurch die Stabilität erhöht wird.
10 ist eine modifizierte Ansicht, in welcher eine Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung dargestellt ist, welche der Konfigurationsansicht aus 9 entspricht, bei welcher der Behälter und der Verbinder angebracht sind.
Die Antenne aus 10 ist identisch zu der Flüssigkeitsantenne 100 der 5 bis 9 gestaltet, mit der Ausnahme, dass ein zweites Gehäuse 172 um den unteren Endbereich des Antennenkörpers 112 angeordnet ist. Somit sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und werden nicht genauer beschrieben.
Wie oben beschrieben, ist eine Nut in der Außenwand 134 des Verbinders 130 gebildet, und ein zweites Gehäuse 172 aus einem nicht transparenten und biegsamen Material ist darin eingebaut. Dadurch wird verhindert, dass die polare Flüssigkeit 124 zum oberen Ende der Außenwand 134 durch einen Spalt zwischen der in die Öffnung 118, die in dem unteren Ende 116 des Antennenkörpers gebildet ist, eingesetzten Erdungssäule 140 und dem unteren Ende des Antennenkörpers 116 ausläuft.
11 ist eine modifizierte Ansicht, in welcher der Verbinder aus 7 dargestellt ist.
Der Verbinder 130a aus 11 ist auf gleiche Weise wie der Verbinder 130 aus 7 strukturiert, mit der Ausnahme, dass bei dieser Anordnung die Erdungssäule 138a geändert ist. Somit sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und werden nicht genauer beschrieben.
Während sich die in 7 dargestellte Erdungssäule 138 senkrecht in einem Kreisbogen erstreckt, erstreckt sich die in 11 dargestellte Erdungssäule 138a senkrecht in Form eines Stifts. Dadurch wird der Spalt zwischen der Erdungssäule 138 und dem unteren Ende 116 des Antennenkörpers weiter verringert, wodurch das Auslaufen der polaren Flüssigkeit 124 noch vorteilhafter verhindert wird.
12 ist ein Diagramm, in welchem die Wirkungen des Anpassens der Resonanzfrequenz einer Flüssigkeitsantenne gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
Unter Bezugnahme auf 12 werden das Stehwellenverhältnis (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) oder der Welligkeitsfaktor (SWR = Standing Wave Ratio) (A) der herkömmlichen Flüssigkeitsantenne mit jenem (B) der Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung verglichen. Hier stellt sich heraus, dass die Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung eine bessere Bandbreite und eine bessere Ausgangsleistung aufweist. Somit ist die geerdete Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung vorteilhaft hinsichtlich des Verhinderns von Auslaufen und der Erdung und ebenfalls in den charakteristischen Eigenschaften einer breiten Bandbreite und einer hohen Ausgangsleistung.
Wie oben beschrieben, weist entsprechend beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung die Flüssigkeitsantenne eine auslaufsichere Struktur zum Verhindern des Auslaufens einer polaren Flüssigkeit, die einen flüssigen Strahler bildet, auf. Ebenfalls sieht die Flüssigkeitsantenne gemäß der Erfindung einen Erdungsweg für den flüssigen Strahler vor, um die Strahlungseigenschaften zu verbessern.
Die Erläuterung wurde beispielhaft hauptsächlich basierend auf der Struktur der in 3 dargestellten wendelförmigen Flüssigkeitsantenne gegeben, jedoch ist die Erfindung auf verschiedene Strukturen von Flüssigkeitsantennen, dargestellt in den 1, 2 und 4, anwendbar.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.

Claims

Flüssigkeitsantenne, welche aufweist: einen Antennenkörper mit einem darin untergebrachten festen und flüssigen Strahler und ein mit dem festen Strahler verbundenes Einspeiseteil, dessen eines Ende abisoliert ist; ein Speisekabel, dessen eines Ende in Anschlag mit dem einen Ende des Antennenkörpers angeordnet ist, wobei das Speisekabel einen leitenden Kern aufweist, der elektrisch mit dem Einspeiseteil des festen Strahlers verbunden ist, und einen äußeren Leiter, der elektrisch mit dem flüssigen Strahler verbunden ist; einen Verbinder, um das Speisekabel in Anschlag mit dem Antennenkörper zu halten und den flüssigen Strahler des Antennenkörpers mit dem äußeren Leiter des Speisekabels zu verbinden; und ein Element zum Verhindern von Auslaufen, das zwischen einem Endkantenabschnitt des Speisekabels und dem einen Ende des Antennenkörpers vorgesehen ist, um das Auslaufen des flüssigen Strahlers zu verhindern.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder aufweist: einen Verbinderkörper aus einem Leiter, dessen unterer Teil um den äußeren Leiter des Speisekabels angebracht ist; und eine Erdungssäule, die integral mit dem Verbinderkörper gebildet ist und sich in den Antennenkörper erstreckt, um mit dem flüssigen Strahler in Kontakt zu kommen.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinderkörper ein Innengewinde aufweist, das in dessen unterem Innenteil gebildet ist, und das Speisekabel ein Außengewinde aufweist, das um dessen äußeren Leiter gebildet ist und in das Innengewinde eingreift.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungssäule des Verbinders, der Verbinderkörper und der äußere Leiter des Speisekabels zusammenwirken, um einen Erdungsweg zu bilden.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinderkörper ein Innengewinde aufweist, das in dessen unterem Innenteil gebildet ist, und die Flüssigkeitsantenne weiter ein leitfähiges Befestigungselement aufweist, das um den äußeren Leiter des Speisekabels gebildet ist, wobei das leitfähige Befestigungselement ein Außengewinde aufweist, das so gestaltet ist, dass es in das Innengewinde eingreift.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungssäule des Verbinders, der Verbinderkörper, das Befestigungselement und der äußere Leiter des Speisekabels zusammenwirken, um einen Erdungsweg zu bilden.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder so gestaltet ist, dass das eine Ende des Antennenkörpers untergebracht werden kann, und der Antennenkörper weiter einen Stift aufweist, der sich durch den Verbinder erstreckt und mit dem einen Ende des Antennenkörpers befestigt ist.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder eine rohrförmige Struktur hat, um das eine Ende des Antennenkörpers aufzunehmen, und die Flüssigkeitsantenne weiter ein zweites Element zum Verhindern von Auslaufen aufweist, das zwischen einer Innenwand des Verbinders und einem Endkantenabschnitt des Antennenkörpers angeordnet ist.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeiseteil des Antennenkörpers eine Breite aufweist, die größer ist als jene des festen Strahlers, und das Speisekabel weiter eine Verbindung aufweist, die an dessen einem Ende gebildet ist, um auf dem Einspeiseteil aufzuliegen bei einer Breite, die größer ist als jene des leitfähigen Kerns, so dass der leitfähige Kern elektrisch mit dem Einspeiseteil verbunden ist.
Flüssigkeitsantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter aufweist: eine Lötverbindung, die in einem Bereich angeordnet ist, der das untere Ende des Verbinders mit dem äußeren Leiter des Speisekabels verbindet.