DE102007038001B4

DE102007038001B4 - Gedruckte Antenne und gedrucktes Antennenmodul

Info

Publication number: DE102007038001B4
Application number: DE200710038001
Authority: DE
Inventors: Shih-Chieh Yonkang Cheng
Original assignee: Arcadyan Technology Corp
Current assignee: Arcadyan Technology Corp
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2027-08-11
Also published as: TW200818598A; DE102007038001A1; DE102007038001B8; TWI325195B

Abstract

Gedruckte Antenne, umfassend:
einen Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt (21);
einen Kapazitäts-Anpassungsabschnitt (22), der parallel zu dem Antennenabschnitt angeordnet ist;
einen Induktivitäts-Anpassungsabschnitt (23), mit einem Ende (231), das elektrisch leitend mit dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt (21) verbunden ist, und dem anderen Ende (232), das elektrisch leitend mit dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt (22) verbunden ist; und
einen Einspeisungsabschnitt (24), der elektrisch leitend mit einer Innenseite (233) des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts (23) verbunden ist, wobei der Einspeisungsabschnitt im Wesentlichen senkrecht zu dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt (21) ist;
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einspeisungsabschnitt (24) zwischen dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt (22), Induktivitäts-Anpassungsabschnitt und dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt befindet und
die gedruckte Antenne weiterhin einen Erdungsabschnitt aufweist, der elektrisch leitend mit einer Außenseite (234) des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts verbunden ist und unmittelbar an dieser anliegt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Antenne und betrifft insbesondere eine gedruckte Antenne bzw. Platinen-Antenne sowie ein gedrucktes Antennenmodul bzw. Platinen-Antennenmodul.
Im Zusammenhang stehender Stand der Technik
Die rasch entwickelte Datenübermittlung per Funk hat zu zahlreichen Produkten und Technologien geführt, die auf dem Gebiet der Mehrband-Datenübertragung angewendet werden, so dass viele neue Produkte über das Merkmal einer Datenübertragung per Funk verfügen, um den Konsumentenwünschen zu entsprechen. Die Antenne stellt ein wichtiges Element zum Senden und Empfangen von Energie von elektromagnetischen Wellen in dem Funkübertragungssystem dar. Wenn die Antenne verloren geht, kann das Funkübertragungssystem keine Daten senden und empfangen. Somit spielt die Antenne eine unverzichtbare Rolle in dem Funkübertragungssystem.
In dem Funkübertragungssystem beinhalten die gegenwärtig verwendeten Frequenzbandnormen IEEE 802.11, IEEE 802.15.1 (Bluetooth-Datenübermittlung) und dergleichen. IEEE 802.11 ist weiter unterteilt in die Normen IEEE 802.11a, IEEE 802.11b und IEEE 802.11g. IEEE 802.11a ist die Norm, die dem Frequenzband von 5 GHz entspricht. IEEE 802.11b und IEEE 802.11g sind die Normen, die dem Frequenzband von 2,4 GHz entsprechen. IEEE 802.15.1 ist auch die Norm, die dem Frequenzband von 2,4 GHz entspricht.
Um die vorgenannten Normen zu erfüllen, wird häufig die aufgedruckte Antenne bzw. Platinen-Antenne (printed antenna) verwendet. Wie in der 1 gezeigt, umfasst eine herkömmlich gedruckte Antenne 1 ein Substrat 11, einen Erdungsabschnitt 12, einen Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 13 und einen Einspeisungsabschnitt 14 auf. Das Substrat 11 weist eine Oberfläche 111 auf, auf der der Erdungsabschnitt 12, der Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 13 und der Einspeisungsabschnitt 14 angeordnet sind. Der Erdungsabschnitt 12 ist elektrisch leitend mit dem Antennenabschnitt 13 verbunden. Der Einspeisungsabschnitt 14, der parallel zum Erdungsabschnitt 12 angeordnet ist, ist elektrisch leitend mit dem Antennenabschnitt 13 verbunden.
Außerdem beträgt der Spitzenwert der Leistungsverstärkung der gedruckten Antenne 1 etwa 2 bis 3 dBi. Die von der gegenwärtigen gedruckten Antenne 1 bereitgestellte Leistungsverstärkung ist jedoch nicht ausreichend und führt somit zu Problemen, weil die Konsumenten allmählich der Qualität der Datenübermittlung Aufmerksamkeit schenken. Weil beispielsweise die Leistungsverstärkung der gedruckten Antenne 1 nicht groß genug ist, verbessert der Hersteller typischerweise die Eigenschaft der Antenne 1 zum Empfangen und senden von Signalen dadurch, dass die Information verstärkt wird, die von der gedruckten Antenne 1 empfangen oder gesendet wird. Das empfangene oder gesendete Rauschen wird jedoch in entsprechender Weise verstärkt und die Qualität der Datenübermittlung kann nicht verbessert werden und der Leistungsverlust wird ebenso erhöht. Falls die gedruckte Antenne 1 in einer Diversity-Anwendung eingesetzt wird, beispielsweise der räumlichen Diversity, der polarisierten Diversity oder der Strahlungsmuster-Diversity, ist auch die Korrelation zwischen den Kanälen in dem Raum zu groß und wird somit die Qualität der Datenübermittlung verschlechtert.
Schulteis, S; Waldschmidt, C.; Sorgel, W.; Wiesbeck, W. „A small planar inverted F antenna with capacitive and inductive loading” IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Bd. 4, 4148–4151, 20–25, Juni 2004 offenbart eine gedruckte Antenne gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Form einer inverted-F-Antenne. Diese weist allerdings keinen Erdungsabschnitt auf.
Ein unmittelbares Anliegen des Erdungsabschnitt an einem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt ist ebenfalls nicht offenbart.
US 7,088,299 B2 offenbart eine Antennenstruktur, deren Erdungsabschnitt nicht im Sinne der vorliegenden Anmeldung unmittelbar mit einem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt ist sondern vielmehr nur indirekt über einen Abstrahlungsabschnitt.
Gyoo-Soo Chae; Youngmin Moon; Joong-Soo Lim, „Small printed antennas with a parasitic folded shorted-strip for dual-band WLAN”, Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings, Bd. 4, 3, 4–7 Dez. 2005 offenbart eine planare inverted F-Antenne (PIFA), deren Erdungsebene nicht im Sinne der vorliegenden Anmeldung unmittelbar mit einem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt verbunden ist.
EP 1 051 773 B1 offenbart eine Antennenstruktur, deren eigentlicher Antennenabschnitt beabstandet zu und oberhalb der Erfindungsebene angeordnet ist. Eine unmittelbare Verbindung eines Erdungsabschnitts mit einem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist ebenfalls nicht offenbart.
Karaboikis, M; Soras, C.; Tsachtsiris, G; Makios, V. „Compact dual-printed inverted-F antenna diversity systems for portable wireless devices,”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Bd. 3, 9–14, 2004, offenbart eine inverted-F-Antenne mit klassischem Aufbau.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine gedruckte Antenne mit einer verbesserten Leistungsverstärkung bereitzustellen. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung soll ferner ein gedrucktes Antennenmodul mit einer Mehrzahl solcher gedruckter Antennen bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gedruckte Antenne nach Anspruch 1 bzw. durch ein gedrucktes Antennenmodul nach Anspruch 11. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Ansprüche.
Um das Vorstehende zu erreichen, offenbart die Erfindung eine gedruckte Antenne, die einen Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt, einen Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, einen Induktivitäts-Anpassungsabschnitt, einen Einspeisungsabschnitt und einen Erdungsabschnitt umfasst. Der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt ist parallel zu dem Antennenabschnitt vorgesehen. Ein Ende des Induktivitäts-Anpassungsabschnittes ist elektrisch leitend mit dem Antennenabschnitt verbunden und das andere Ende des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts ist elektrisch leitend mit dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt verbunden. Der Einspeisungsabschnitt, der elektrisch leitend mit einer Innenseite des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts verbunden ist, befindet sich zwischen dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, dem Induktivitäts-Anpassungsanschnitt und dem Antennenabschnitt. Der Einspeisungsabschnitt ist im Wesentlichen senkrecht zu dem Antennenabschnitt. Der Erdungsabschnitt ist elektrisch leitend mit einer Außenseite des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts verbunden.
Ein gedrucktes Antennenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung weist somit eine Mehrzahl von Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitten, eine Mehrzahl von Kapazitäts-Anpassungsabschnitten, eine Mehrzahl von Einspeisungsabschnitten und einen Erdungsabschnitt auf. Die Kapazitäts-Anpassungsabschnitte sind jeweils parallel zu den Antennenabschnitten vorgesehen. Jeder der Induktivitäts-Anpassungsabschnitte weist ein Ende, das elektrisch leitend mit einem entsprechenden Antennenabschnitt verbunden ist, und das andere Ende auf, das elektrisch leitend mit einem entsprechenden Kapazitäts-Anpassungsabschnitt verbunden ist. Jeder der Einspeisungsabschnitte ist elektrisch leitend mit einer Innenseite des entsprechenden Induktivitäts-Anpassungsabschnittes verbunden und befindet sich zwischen dem entsprechenden Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, Induktivitäts-Anpassungsabschnitt und Antennenabschnitt. Die Einspeisungsabschnitte sind im Wesentlichen senkrecht zu den entsprechenden Antennenabschnitten. Der Erdungsabschnitt ist elektrisch leitend mit Außenseiten der Induktivitäts-Anpassungsabschnitte verbunden.
Wie vorstehend ausgeführt, ist bei der gedruckten Antenne und dem gedruckten Antennenmodul gemäß der Erfindung der Erdungsabschnitt elektrisch leitend mit der Außenseite oder den Außenseiten der bzw. des Induktivitäts-Anpassungsabschnitte(s) verbunden. Mit anderen Worten, der Erdungsabschnitt ist elektrisch leitend mit dem bzw. den Antennenabschnitt(en) und dem bzw. den Kapazitäts-Anpassungsabschnitt(en) verbunden, und zwar über den bzw. die Induktivitäts-Anpassungsabschnitt(e). Im Vergleich zu der gedruckten Antenne gemäß dem Stand der Technik, bei der der Erdungsabschnitt elektrisch leitend nur mit einem Ende des Antennenabschnitts verbunden ist, ist der elektrische Verbindungsbereich zwischen dem Erdungsabschnitt der gedruckten Antenne und dem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt bei dieser Erfindung größer als zwischen dem Erdungsabschnitt der gedruckten Antenne und dem einen Ende des Antennenabschnittes gemäß dem Stand der Technik. Deshalb ist die Leistungsverstärkung der gedruckten Antenne und des gedruckten Antennenmoduls gemäß der Erfindung größer als die Leistungsverstärkung der herkömmlichen gedruckten Antenne und kann die Qualität der Datenübermittlung verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird man besser anhand der nachfolgend dargelegten ausführlichen Beschreibung verstehen, die nur zur Erläuterung dient und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken soll, worin:
1 eine schematische Darstellung ist, die eine herkömmliche gedruckte Antenne zeigt;
2 eine schematische Darstellung ist, die eine gedruckte Antenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
3 eine schematische Darstellung ist, die einen Winkel zwischen dem Erdungsabschnitt und dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt bei der gedruckten Antenne gemäß der 2 zeigt;
4 eine schematische Darstellung ist, die einen Winkel zwischen dem Erdungsabschnitt und dem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt bei der gedruckten Antenne gemäß der 2 zeigt;
5 eine schematische Darstellung ist, die einen Winkel zwischen dem Erdungsabschnitt und dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt sowie einen Winkel zwischen dem Erdungsabschnitt und dem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt bei der gedruckten Antenne gemäß der 2 zeigt;
6 eine schematische Darstellung ist, die eine gedruckte Antenne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
7 eine schematische Darstellung ist, die eine gedruckte Antenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung zeigt;
8 eine schematische Darstellung ist, die das Messergebnis des E-Ebenen-Strahlungsmusters zeigt, wenn die gedruckte Antenne gemäß der 7 bei 2,4 GHz betrieben wird; und
9 eine schematische Darstellung ist, die eine gedruckte Antenne gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden, die anhand der beigefügten Zeichnungen erfolgt, worin sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Elemente beziehen.
Gemäß der 2 umfasst eine gedruckte Antenne 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 21, einen Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, einen Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23, einen Einspeisungsabschnitt 24 und einen Erdungsabschnitt 25.
Der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22 und der Antennenabschnitt 21 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22 und der Antennenabschnitt 21 parallel zueinander, basierend darauf, dass der Kondensatoreffekt gemäß dem Prinzip von zueinander parallel angeordneten Platten erzeugt wird.
Der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23 weist ein Ende 231, das elektrisch leitend mit dem Antennenabschnitt 21 verbunden ist, und das andere Ende 232 auf, das elektrisch leitend mit dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22 verbunden ist. Der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23 kann eine halbkreisförmige Form, eine bogenförmige Form oder die Form eines Hufeisens aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23 die Form eines Hufeisens auf.
Der Einspeisungsabschnitt 24 ist elektrisch leitend mit einer Innenseite 233 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 verbunden und befindet sich zwischen dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, dem Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23 und dem Antennenabschnitt 21. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Einspeisungsabschnitt 24 senkrecht zu dem Antennenabschnitt 21.
Der Erdungsabschnitt 25 ist elektrisch leitend mit einer Außenseite 234 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 verbunden. Mit anderen Worten ist der Erdungsabschnitt 25 elektrisch leitend mit dem Antennenabschnitt 21 und dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22 über die Außenseite 234 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 verbunden. Im Vergleich zu der herkömmlichen gedruckten Antenne 1, bei der der Erdungsabschnitt 12 nur mit einem Ende des Antennenabschnitts 13 elektrisch leitend verbunden ist, ist der elektrische Verbindungsbereich zwischen dem Erdungsabschnitt 25 und der Außenseite 234 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 bei der gedruckten Antenne 2 gemäß der Erfindung größer als der elektrische Verbindungsbereich zwischen dem Erdungsabschnitt 12 und dem Ende des Antennenabschnitts 13 bei der herkömmlichen gedruckten Antenne 1.
Wie in der 3 gezeigt, ist der Erdungsabschnitt 25 außerdem elektrisch leitend mit einer Außenseite 211 des Antennenabschnitts 21 verbunden. Mit anderen Worten ist der Erdungsabschnitt 25 elektrisch leitend sowohl mit der Außenseite 211 des Antennenabschnitts 21 als auch mit der Außenseite 234 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 verbunden, um den elektrischen Verbindungsbereich zu verbessern bzw. vergrößern. Der Erdungsabschnitt 25 und die Außenseite 211 des Antennenabschnitts 21 schließen einen Winkel R1 ein. Hierbei unterliegt der Winkel R1 keinen besonderen Beschränkungen und kann je nach den vorherrschenden Bedingungen unterschiedliche Parameterwerte aufweisen. Vorzugsweise liegt der Winkel R1 im Bereich von 0 Grad bis 180 Grad.
Wie in der 4 gezeigt, kann der Erdungsabschnitt 25 außerdem elektrisch leitend mit einer Außenseite 221 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 22 verbunden sein. Mit anderen Worten ist der Erdungsabschnitt 25 elektrisch leitend mit der Außenseite 234 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 und der Außenseite 221 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 22 verbunden, um den elektrischen Verbindungsbereich zu vergrößern. Der Erdungsabschnitt 25 und die Außenseite 221 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 22 schließen einen Winkel R2 ein. Hierbei unterliegt der Winkel R2 keinen speziellen Beschränkungen und kann je nach den vorherrschenden Bedingungen unterschiedliche Parameterwerte aufweisen. Vorzugsweise liegt der Winkel R2 im Bereich von 0 Grad bis 180 Grad.
Gemäß der 5 kann der Erdungsabschnitt 25 auch elektrisch leitend mit der Außenseite 211 des Antennenabschnitts 21, der Außenseite 221 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 22 sowie der Außenseite 234 des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 23 verbunden sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 21, der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23, der Einspeisungsabschnitt 24 und der Erdungsabschnitt 25 einstückig ausgebildet. Außerdem bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel der Antennenabschnitt 21, der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23, der Einspeisungsabschnitt 24 und der Erdungsabschnitt 25 aus einem Metall.
Außerdem umfasst die gedruckte Antenne 2 gemäß der 6 ein Substrat S mit einer Oberfläche S1, auf der der Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 21, der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23, der Einspeisungsabschnitt 24 und der Erdungsabschnitt 25 angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Substrat S eine Leiterplatine, die aus einem BT-Kunststoff (Bismaleimid-Triazin-Kunstharz) oder einem FR4 (glasfaserverstärkter Epoxydharz) besteht. Das Substrat S kann auch ein Substrat aus einer flexiblen Schicht sein, die aus Polyimid besteht.
Es sei angemerkt, dass die gedruckte Antenne 2 in verschiedenen Frequenzbändern betrieben werden kann, beispielsweise dem Frequenzband gemäß der Norm IEEE 802.11, IEEE 802.15 oder IEEE 802.16 oder anderen häufig genutzten Frequenzbändern, je nach dem tatsächlichen Design, gemäß dem die Abmessung von jedem Teil oder Winkel abgestimmt ist. Natürlich kann die gedruckte Antenne 2 ausgelegt sein, um je nach den tatsächlichen Bedürfnissen in dem Zweiband-Modus oder Mehrband-Modus betrieben zu werden, und eine ausführliche Beschreibung davon wird ausgelassen.
Außerdem wird nachfolgend ein gedrucktes Antennenmodul gemäß der Erfindung beschrieben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das gedruckte Antennenmodul eine Mehrzahl von Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitten, eine Mehrzahl von Kapazitäts-Anpassungsabschnitten, eine Mehrzahl von Einspeisungsabschnitten und einen Erdungsabschnitt. Hierbei können ein Antennenabschnitt, ein Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, ein Einspeisungsabschnitt und der Erdungsabschnitt eine gedruckte Antenne bzw. Platinen-Antenne ausbilden.
Wie beispielsweise in der 7 gezeigt, umfasst das gedruckte Antennenmodul M_A mindestens eine erste gedruckte Antenne 3 und eine zweite gedruckte Antenne 4. Die erste gedruckte Antenne 3 umfasst einen ersten Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 31, einen ersten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 32, einen ersten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33, einen ersten Einspeisungsabschnitt 34 und einen Erdungsabschnitt P_G. Die zweite gedruckte Antenne 4 umfasst einen zweiten Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 41, einen zweiten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 42, einen zweiten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 43, einen zweiten Einspeisungsabschnitt 44 und den Erdungsabschnitt P_G. Die Strukturen und Gesichtspunkte des ersten Antennenabschnitts 31, ersten Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 32, ersten Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 33 und ersten Einspeisungsabschnitts 34 sind genauso wie bei dem Antennenabschnitt 21, Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23 und Einspeisungsabschnitt 24 der gedruckten Antenne 2, wie diese bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel dargelegt wurde. Die Strukturen und Gesichtspunkte des zweiten Antennenabschnitts 41, zweiten Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 42, zweiten Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 43 und zweiten Einspeisungsabschnitts 44 sind genauso wie für den Antennenabschnitt 21, Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 22, Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 23 und Einspeisungsabschnitt 24 der gedruckten Antenne 2, wie diese bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel dargelegt wurde. Deshalb werden ausführliche Beschreibungen ausgelassen.
Es sei angemerkt, dass sich die erste gedruckte Antenne 3 und die zweite gedruckte Antenne 4 den Erdungsabschnitt P_G teilen. Bei diesem Ausführungsbeispiel können der erste Antennenabschnitt 31, der erste Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 32, der erste Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33 und der erste Einspeisungsabschnitt 34 in einer beliebigen Ecke des Erdungsabschnitts P_G angeordnet sein und können der zweite Antennenabschnitt 41, der zweite Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 42, der zweite Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 43 und der zweite Einspeisungsabschnitt 44 in einer beliebigen anderen Ecke des Erdungsabschnitts P_G angeordnet sein. Der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33 bzw. 43 der gedruckten Antenne 3 bzw. 4 kann halbkreisförmig, bogenförmig oder hufeisenförmig sein. Der Erdungsabschnitt P_G ist elektrisch leitend mit Außenseiten 311 bzw. 411 des Antennenabschnitts 31 bzw. 41 verbunden. Der Erdungsabschnitt P_G und die Außenseite 311 des Antennenabschnittes 31 schließen einen Winkel ein und der Erdungsabschnitt P_G und die Außenseite 411 des Antennenabschnitts 41 schließen ebenfalls einen Winkel ein. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt bzw. liegen der bzw. die Winkel im Bereich zwischen 0 und 180 Grad. Außerdem ist der Erdungsabschnitt P_G weiterhin elektrisch leitend mit der Außenseite 321 bzw. 421 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 32 bzw. 42 verbunden. Der Erdungsabschnitt P_G und die Außenseite 321 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 32 schließen einen Winkel ein und der Erdungsabschnitt P_G und die Außenseite 421 des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 42 schließen ebenfalls einen Winkel ein. Hierbei liegt bzw. liegen der bzw. die Winkel im Bereich zwischen 0 und 180 Grad. Auf diese Weise können die Signale von dem gedruckten Antennenmodul gemäß der Erfindung zuverlässiger empfangen werden. Außerdem kann die Sende- und Empfangsleistung des gedruckten Antennenmoduls gemäß der Erfindung erhöht werden und kann so die Qualität der Datenübermittlung verbessert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der zweite Antennenabschnitt 41, der zweite Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 42, der zweite Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 43 und der zweite Einspeisungsabschnitt 44 symmetrisch zu dem ersten Antennenabschnitt 31, dem ersten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 32, dem ersten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33 bzw. dem ersten Einspeisungsabschnitt 34 angeordnet.
Wie vorstehend ausgeführt, ist das gedruckte Antennenmodul M_A mit den gedruckten Antennen 3 und 4, wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel gezeigt, so ausgelegt, dass dessen Leistungsverstärkung höher sein kann, um so die Qualität der Datenübermittlung zu verbessern.
Die 8 ist eine schematische Darstellung, die das Messergebnis für das Strahlungsmuster in der E-Ebene zeigt, wenn das gedruckte Antennenmodul M_A gemäß der 7 bei 2,4 GHz betrieben wird. Im Ergebnis wird beobachtet, dass der Spitzenwert der Leistungsverstärkung des erfindungsgemäßen gedruckten Antennenmoduls M_A etwa 5,15 dBi beträgt. Mit anderen Worten ist der Spitzenwert (5,15 dBi) der Leistungsverstärkung des gedruckten Antennenmoduls M_A gemäß der Erfindung größer als der Spitzenwert (2 bis 3 dBi) der Leistungsverstärkung der herkömmlichen gedruckten Antenne 1. Somit kann das gedruckte Antennenmodul M_A gemäß der Erfindung verbesserte Empfangs- und Sendeeigenschaften von Signalen mit der vorhandenen Betriebsleistung haben. Wenn das gedruckte Antennenmodul M_A gemäß der Erfindung in der Diversity-Technologie eingesetzt wird, beispielsweise räumliche Diversity, polarisierte Diversity oder Strahlungsmuster-Diversity, kann außerdem die Korrelation zwischen den Kanälen in dem Raum reduziert werden und kann die Qualität der Datenübermittlung verbessert werden.
Es sei angemerkt, dass natürlich das gedruckte Antennenmodul M_A gemäß der Erfindung nicht auf die Gesichtspunkte des vorstehenden Ausführungsbeispiels (wie in der 7 gezeigt) beschränkt ist und viele modifizierte Aspekte aufweisen kann.
Gemäß der 9 kann das gedruckte Antennenmodul M_A außerdem eine dritte gedruckte Antenne 5 und eine vierte gedruckte Antenne 6 aufweisen. Die dritte gedruckte Antenne 5 umfasst einen dritten Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 51, einen dritten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 52, einen dritten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 53 einen dritten Einspeisungsabschnitt 54 und den Erdungsabschnitt P_G und die vierte gedruckte Antenne 6 umfasst einen vierten Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt 61, einen vierten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 62, einen vierten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 63, einen vierten Einspeisungsabschnitt 64 und den Erdungsabschnitt P_G.
Die Strukturen und Gesichtspunkte des dritten Antennenabschnitts 51, dritten Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 52, dritten Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 53, dritten Einspeisungsabschnitts 54, vierten Antennenabschnitts 61, vierten Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 62, vierten Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 63 und vierten Einspeisungsabschnitts 64 sind so wie bei dem ersten Antennenabschnitt 31, ersten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 32, ersten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33, ersten Einspeisungs-Abschnitt 34, zweiten Antennenabschnitt 41, zweiten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 42, zweiten Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 43 und zweiten Einspeisungs-Abschnitt 44, so dass deren ausführliche Beschreibung ausgelassen wird. Der dritte Antennenabschnitt 51, dritte Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 52, dritte Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 53, dritte Einspeisungsabschnitt 54, vierte Antennenabschnitt 61, vierte Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 62, vierte Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 63 und vierte Einspeisungs-Abschnitt 64 sind bezüglich des jeweiligen ersten Antennenabschnitts 31, ersten Kapazitäts-Anpassungsabschnitts 32, ersten Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 33, ersten Einspeisungsabschnitt, zweiten Antennenabschnitts 41, zweiten Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 42, zweiten Induktivitäts-Anpassungsabschnitts 43 und zweiten Einspeisungs-Abschnitts 44 symmetrisch angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel können der erste Antennenabschnitt 31, erste Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 32, erste Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33 und der erste Einspeisungs-Abschnitt 34 der ersten gedruckten Antenne 3, der zweite Antennenabschnitt 41, zweite Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 42, zweite Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 43 und zweite Einspeisungsabschnitt 44 der zweiten gedruckten Antenne, der dritte Antennenabschnitt 51, dritte Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 52, dritte Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 53 und dritte Einspeisungsabschnitt 54 der dritten gedruckten Antenne 5 sowie der vierte Antennenabschnitt 61, vierte Kapazitäts-Anpassungsabschnitt 62, vierte Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 63 und vierte Einspeisungsabschnitt 64 der vierten gedruckten Antenne 6 in vier Ecken des Erdungsabschnitts P_G angeordnet sein. Der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt 33, 43, 53 bzw. 63 der gedruckten Antenne 3, 4, 5 bzw. 6 kann halbkreisförmig, bogenförmig oder hufeisenförmig sein. Der Erdungsabschnitt P_G ist elektrisch leitend mit einer Außenseite 311, 411, 511 bzw. 611 des Antennenabschnitts 31, 41, 51 bzw. 61 verbunden. Der Erdungsabschnitt P_G und jede der Außenseiten 311, 411, 511 und 611 schließt einen Winkel ein und der bzw. die Winkel liegt bzw. liegen im Bereich zwischen 0 und 180 Grad. Außerdem ist der Erdungsabschnitt P_G weiterhin elektrisch leitend mit Außenseiten 321, 421, 521 und 621 der Kapazitäts-Anpassungsabschnitte 32, 42, 52 und 62 verbunden. Der Erdungsabschnitt P_G und jede der Außenseiten 321, 421, 521 und 621 schließt einen Winkel ein und der bzw. die Winkel liegt bzw. liegen im Bereich zwischen 0 und 180 Grad. Auf diese Weise können die Signale von dem erfindungsgemäßen gedruckten Antennenmodul M_A zuverlässig empfangen werden. Außerdem kann die Sende- und Empfangsleistung des gedruckten Antennenmoduls M_A gemäß der Erfindung erhöht werden und kann somit die Qualität der Datenübermittlung verbessert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der gedruckten Antennen in einem gedruckten Antennenmodul M_A nicht auf 2 oder 4 beschränkt. In der Praxis kann die Anzahl der gedruckten Antennen je nach den tatsächlichen Bedürfnissen festgelegt werden. Natürlich sind die Positionen der gedruckten Antennen nicht auf die Ecken des Erdungsabschnitts P_G beschränkt.
Wie vorstehend ausgeführt, kann es sich bei der gedruckten Antenne 2 um eine Antenne für ein Funk-Datenübermittlungssystem, ein intelligentes Antennensystem oder ein System mit Mehrfacheingabe und Mehrfachausgabe handeln.
Zusammenfassend ist bei der gedruckten Antenne und dem gedruckten Antennenmodul gemäß der Erfindung der Erdungsabschnitt elektrisch leitend mit der Außenseite(n) des bzw. der Induktivitäts-Anpassungsschnitt(e) verbunden. Mit anderen Worten ist der Erdungsabschnitt elektrisch leitend mit dem bzw. den Antennenabschnitten) und dem bzw. den Kapazitäts-Anpassungsabschnitt(e) über den bzw. die Induktivitäts-Anpassungsabschnitt(en) verbunden. Im Vergleich zu der herkömmlichen gedruckten Antenne, bei der der Erdungsabschnitt elektrisch leitend nur mit einem Ende des Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnittes verbunden ist, ist bei dieser Erfindung der elektrische Verbindungsbereich zwischen dem Erdungsabschnitt der gedruckten Antenne und dem bzw. den Induktivitäts-Anpassungsabschnitt(en) größer als zwischen dem Erdungsabschnitt der gedruckten Antenne und einem Ende des Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnittes gemäß dem Stand der Technik. Deshalb ist die Leistungsverstärkung (mit einem Spitzenwert von 5,15 dBi) der gedruckten Antenne und des gedruckten Antennenmoduls gemäß der Erfindung größer als die Leistungsverstärkung (mit einem Spitzenwert von 2 bis 3 dBi) der herkömmlichen gedruckten Antenne und kann die Qualität der Datenübermittlung verbessert werden.

Claims

Gedruckte Antenne, umfassend: einen Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt (21); einen Kapazitäts-Anpassungsabschnitt (22), der parallel zu dem Antennenabschnitt angeordnet ist; einen Induktivitäts-Anpassungsabschnitt (23), mit einem Ende (231), das elektrisch leitend mit dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt (21) verbunden ist, und dem anderen Ende (232), das elektrisch leitend mit dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt (22) verbunden ist; und einen Einspeisungsabschnitt (24), der elektrisch leitend mit einer Innenseite (233) des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts (23) verbunden ist, wobei der Einspeisungsabschnitt im Wesentlichen senkrecht zu dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt (21) ist; dadurch gekennzeichnet, dass sich der Einspeisungsabschnitt (24) zwischen dem Kapazitäts-Anpassungsabschnitt (22), Induktivitäts-Anpassungsabschnitt und dem Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt befindet und die gedruckte Antenne weiterhin einen Erdungsabschnitt aufweist, der elektrisch leitend mit einer Außenseite (234) des Induktivitäts-Anpassungsabschnitts verbunden ist und unmittelbar an dieser anliegt.
Gedruckte Antenne nach Anspruch 1, wobei der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt (23) halbkreisförmig, bogenförmig oder hufeisenförmig ist
Gedruckte Antenne nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Erdungsabschnitt (25) elektrisch leitend mit einer Außenseite (211) des Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitts (21) verbunden ist.
Gedruckte Antenne nach Anspruch 3, wobei der Erdungsabschnitt (25) und die Außenseite (211) des Erdungsabschnitts (21) einen Winkel einschließen und der Winkel im Bereich zwischen 0 und 180 Grad liegt.
Gedruckte Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Erdungsabschnitt (25) außerdem elektrisch leitend mit einer Außenseite (221) des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts (22) verbunden ist und der Erdungsabschnitt und die Außenseite des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts einen Winkel einschließen und der Winkel im Bereich von 0 bis 180 Grad liegt.
Gedruckte Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: ein Substrat (S) mit einer Oberfläche (S1), wobei der Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt, der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt, der Einspeisungsabschnitt und der Erdungsabschnitt auf der Oberfläche vorgesehen sind.
Gedruckte Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gedruckte Antenne (2) in einem Frequenzband gemäß der Norm IEEE 802.11, IEEE 802.15 oder IEEE 802.16 betrieben wird.
Gedruckte Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gedruckte Antenne (2) eine Antenne für ein Funk-Datenübermittlungssystem, ein intelligentes Antennensystem oder ein System mit Mehrfacheingabe und Mehrfachausgabe ist.
Gedruckte Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt, der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt, der Einspeisungsabschnitt und der Erdungsabschnitt einstückig ausgebildet sind.
Gedruckte Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitt, der Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt, der Einspeisungsabschnitt und der Erdungsabschnitt aus einem Metall bestehen.
Gedrucktes Antennenmodul, umfassend: eine Mehrzahl von Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitten (31, 41); eine Mehrzahl von Kapazitäts-Anpassungsabschnitten (32, 42), die jeweils parallel zu den Antennenabschnitten angeordnet sind; eine Mehrzahl von Induktivitäts-Anpassungsabschnitten (33, 43), wobei jeder der Induktivitäts-Anpassungsabschnitte ein Ende, das elektrisch leitend mit dem entsprechenden Antennenabschnitt verbunden ist, und das andere Ende aufweist, das elektrisch leitend mit einem entsprechenden Kapazitäts-Anpassungsabschnitt verbunden ist; eine Mehrzahl von Einspeisungsabschnitten (34, 44), wobei jeder der Einspeisungsabschnitte elektrisch leitend mit einer Innenseite eines entsprechenden Induktivitäts-Anpassungsabschnitts verbunden ist, wobei die Einspeisungsabschnitte im Wesentlichen senkrecht zu den entsprechenden Ausstrahlungs- bzw. Antennenabschnitten sind; und ein Substrat (S), mit einer Oberfläche (S1), wobei die Antennenabschnitte, die Kapazitäts-Anpassungsabschnitte, die Induktivitäts-Anpassungsabschnitte und die Einspeisungsabschnitte auf der Oberfläche vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, dass sich jeder der Einspeisungsabschnitte (34, 44) zwischen einem entsprechenden Kapazitäts-Anpassungsabschnitt, einem entsprechenden Induktivitäts-Anpassungsabschnitt und einem entsprechenden Antennen- bzw. Ausstrahlungsabschnitt befindet, wobei ein Erdungsabschnitt auf der Oberfläche (S1) des Substrats (S) vorgesehen ist, der elektrisch leitend mit Außenseiten der Induktivitäts-Anpassungsabschnitte (P_G) verbunden ist und unmittelbar an diesen anliegt.
Gedrucktes Antennenmodul nach Anspruch 11, wobei der Induktivitäts-Anpassungsabschnitt halbkreisförmig, bogenförmig oder hufeisenförmig ist.
Gedrucktes Antennenmodul nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Erdungsabschnitt elektrisch leitend mit Außenseiten der Antennenabschnitte verbunden ist und der Erdungsabschnitt und die Außenseite des Antennenabschnitts miteinander einen Winkel einschließen und der Winkel im Bereich von 0 bis 180 Grad liegt.
Gedrucktes Antennenmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Erdungsabschnitt außerdem elektrisch leitend mit Außenseiten der Kapazitäts-Anpassungsabschnitte verbunden ist.
Gedrucktes Antennenmodul nach Anspruch 13, wobei der Erdungsabschnitt und die Außenseite des Kapazitäts-Anpassungsabschnitts miteinander einen Winkel einschließen und der Winkel im Bereich von 0 bis 180 Grad liegt.
Gedrucktes Antennenmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das gedruckte Antennenmodul in einem Frequenzband gemäß einer Norm IEEE 802.11, IEEE 802.15 oder IEEE 802.16 betrieben wird.
Gedrucktes Antennenmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei es sich bei dem gedruckten Antennenmodul um eine Antenne für ein Funk-Datenübermittlungssystem, ein intelligentes Antennensystem oder ein System mit Mehrfacheingabe und Mehrfachausgabe handelt.
Gedrucktes Antennenmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Antennenabschnitte, Kapazitäts-Anpassungsabschnitte, Induktivitäts-Anpassungsabschnitte, Einspeisungsabschnitte und der Erdungsabschnitt einstückig ausgebildet sind.
Gedrucktes Antennenmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Antennenabschnitte, Kapazitäts-Anpassungsabschnitte, Induktivitäts-Anpassungsabschnitte, Einspeisungsabschnitte und der Erdungsabschnitt aus einem Metall bestehen.
Gedrucktes Antennenmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die Anzahl der Antennenabschnitte, Kapazitäts-Anpassungsabschnitte, Induktivitäts-Anpassungsabschnitte, bzw. Einspeisungsabschnitte im Bereich von 2 bis 4 liegt.