DE102008031936A1

DE102008031936A1 - Chipantenne und mobiles Kommunikationsendgerät, welches diese aufweist

Info

Publication number: DE102008031936A1
Application number: DE102008031936A
Authority: DE
Inventors: Chang Mok Han; Ki Won Suwon Chang; Duk Woo Suwon Lee; Dae Kyu Suwon Lee; Jeong Sik Suwon Seo; Hyun Do Yongin Park
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2009-01-29
Also published as: US20090015486A1; US8159400B2; KR100867507B1

Abstract

Es werden eine Chipantenne sowie ein mobiles Telekommunikationsendgerät, das die Chipantenne aufweist, vorgeschlagen. Die Chipantenne weist auf: einen dielektrischen Block mit sich gegenüberliegenden oberer und unterer Fläche sowie eine Mehrzahl an Seitenflächen, die die obere und die untere Fläche verbinden; eine erste Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem externen Speisungsteil verbunden ist; eine zweite Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, um mit der ersten Leiterbahn verbunden zu werden, und deren eines Ende mit einem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine dritte Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten und der zweiten Leiterbahn beabstandet ist, um jeweils kapazitiv mit der ersten und zweiten Leiterbahn gekoppelt zu werden, wobei das untere Ende der dritten Leiterbahn mit dem externen Erdungsteil verbunden ist.

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2007-70046 , angemeldet am 12. Juli 2007 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chipantenne sowie ein mobiles Telekommunikationsendgerät, das die Chipantenne aufweist, und insbesondere eine Chipantenne, die eine Leiterbahn aufweist, die mit einem Speisungsteil und einem Erdungsteil verbunden ist, sowie eine andere Leiterbahn, die kapazitiv mit der einen Leiterbahn gekoppelt und mit dem Erdungsteil verbunden ist, sowie ein mobiles Kommunikationsendgerät, welche die Chipantenne aufweist.
Beschreibung des Stands der Technik
Im Gebiet der mobilen Telekommunikation ist eine Antenne ein passives Gerät, dessen charakteristische Eigenschaft es ist, für die Umgebung empfänglich zu sein. Die Antenne ist in einer Basisstation eingebaut oder an einem Weiterleitungsgerät oder einem drahtlosen Telekommunikationsgerät angebracht. Die Antenne empfängt elektrische Wellen von außen oder überträgt ein elektrisches Signal, das von einem Telekommunikationsgerät erzeugt wurde, nach außen.
Für eine Chipantenne, die in dem mobilen Telekommunikationsgerät montiert wird, ist es erforderlich, dass die Eigenschaften jedes Endgeräts, im Hinblick auf die Stehwellenverhältnis-(SWR = standing wave ratio) Anpassung, optimiert sind. Für eine engere Bandbreite der Chipantenne ist eine größere Anzahl an Versuchen zur Optimierung erforderlich. Andererseits wird durch eine größere Bandbreite der Chipantenne die Anzahl an Versuchen verringert, wodurch die Entwicklungszeit verkürzt wird.
Bei einer herkömmlichen Chipantenne ist auf einem dielektrischen Block eine Strahlungsbahn gebildet, um mit einem Speisungsteil und einem Erdungsteil verbunden zu werden, wodurch somit erforderlich ist, dass eine elektromagnetische Kopplungs-Speisungsstruktur und ein Strahler für ein spezifisches Frequenzband gestaltet sind. Jedoch gibt es aufgrund einer derartigen Speisungsstruktur Einschränkungen bei der Gestaltung der Chipantenne mit Breitbandeigenschaften.
Des Weiteren werden die Frequenzeigenschaften der Chipantenne, wenn sie in dem Telekommunikationsendgerät montiert ist, verändert, was unvermeidlich einen Abstimmvorgang erforderlich macht. Dieser Abstimmvorgang bringt eine Veränderung der Gestaltung der Antennenleiterbahn oder des dielektrischen Blocks mit sich, wodurch die Herstellungseffizienz verschlechtert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Chipantenne zu schaffen, die Breitband-Frequenzeigenschaften aufweist sowie im Breitband-Frequenzbereich ein ausgezeichnetes Spannungsstehwellenverhältnis (VSWR = voltage standing wave ratio), sowie ein mobiles Telekommunikationsendgerät, das eine Platine mit einer Erdungsbahn zum Abstimmen der Resonanzfrequenz, wenn die Antenne in dem mobilen Kommunikationsendgerät montiert ist, aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Chipantenne vorgesehen, welche aufweist: einen dielektrischen Block mit sich gegenüberliegender oberer und unterer Fläche sowie eine Mehrzahl an Seitenflächen, die die obere und die untere Fläche verbinden; eine erste Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem externen Speisungsteil verbunden ist; eine zweite Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, um mit der ersten Leiterbahn verbunden zu werden, und deren eines Ende mit einem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine dritte Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten und der zweiten Leiterbahn beabstandet ist, um jeweils kapazitiv mit der ersten und der zweiten Leiterbahn gekoppelt zu werden, wobei das untere Ende der dritten Leiterbahn mit dem externen Erdungsteil verbunden ist.
Der dielektrische Block kann als rechteckiges Parallelepiped geformt sein.
Die erste und zweite Leiterbahn können einen Strahler begrenzen, wobei der Strahler über die erste Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks, die obere Fläche und eine zweite Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gegenüberliegt, gebildet ist.
Die erste Leiterbahn kann auf der ersten Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks gebildet sein.
Das obere Ende der ersten Leiterbahn kann mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt sein. Die erste Leiterbahn kann L-förmig sein.
Die zweite Leiterbahn kann auf der zweiten Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks gegenüberliegt, gebildet sein.
Die zweite Leiterbahn kann einen ersten Kontaktbereich von vorbestimmter Länge aufweisen, der mit der ersten Leiterbahn in Kontakt ist, und der andere Bereich der zweiten Leiterbahn mit Ausnahme des Kontaktbereichs ist mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten Leiterbahn beabstandet.
Die dritte Leiterbahn kann auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet sein. Das untere Ende der dritten Leiterbahn kann mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt sein und weist wenigstens eine Biegung auf.
Die erste Leiterbahn des Chips kann auf der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet sein und weist eine L-Form auf, so dass das obere Ende der ersten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist, die zweite Leiterbahn ist mit einem vorbestimmten Abstand zu der Schnittlinie zwischen der oberen Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet, mit Ausnahme eines Kontaktbereiches, der mit der ersten Leiterbahn in Kontakt ist, und die dritte Leiterbahn ist auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet, und ihr unteres Ende ist mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt, und sie weist eine Biegung auf.
Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mobiles Telekommunikationsendgerät vorgesehen, welches aufweist: eine Chipantenne, die aufweist: einen dielektrischen Block mit sich gegenüberliegender oberer und unterer Fläche sowie eine Mehrzahl an Seitenflächen, die die obere und die untere Fläche verbinden; eine erste Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem externen Speisungsteil verbunden ist; eine zweite Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, um mit der ersten Leiterbahn verbunden zu werden, und deren eines Ende mit einem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine dritte Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten und der zweiten Leiterbahn beabstandet ist, um jeweils kapazitiv mit der ersten und der zweiten Leiterbahn gekoppelt zu werden, wobei das untere Ende der dritten Leiterbahn mit dem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine Platine mit gedruckter Schaltung, auf deren einer Fläche die Chipantenne angebracht ist, wobei die Platine mit gedruckter Schaltung eine Abstimm-Erdungsbahn aufweist, die auf der anderen Fläche, die der einen Fläche der Platine mit gedruckter Schaltung gegenüberliegt, gebildet ist, und deren eines Ende mit einem Erdungsteil verbunden ist, um zum Abstimmen der Frequenzeigenschaften der Chipantenne verwendet zu werden.
Die Abstimm-Erdungsbahn kann eine offen quadratische Form aufweisen, die entlang der Kante eines Bereichs, der dem Anbringbereich der Chipantenne entspricht, begrenzt ist.
Die Abstimm-Erdungsbahn kann Linealmarkierungen aufweisen, um das Abstimmen zu erleichtern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1A eine perspektivische Ansicht ist und 1B eine Abwicklung zeigt, in denen eine Chipantenne gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;
2A und 2B ein Diagramm darstellen, in dem die Spannungsstehwellenverhältniseigenschaften (VSWR) sowie ein Smith'sches Leitungsdiagramm der in 1 dargestellten Chipantenne dargestellt sind;
3A eine perspektivische Ansicht und 3B eine Rückansicht ist, die eine Platine darstellen, bei der die Abstimm-Erdungsbahn des mobilen Telekommunikationsendgeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gebildet ist; und
4 ein Diagramm ist, in dem die Veränderung der Antenneneigenschaften in Abhängigkeit der Veränderung der Länge der in 3 dargestellten Abstimm-Erdungsbahn des mobilen Telekommunikationsendgeräts dargestellt ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1A ist eine perspektivische Ansicht und 1B eine Abwicklung, in denen eine Chipantenne gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 1A und 1B weist die Chipantenne gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen dielektrischen Block 11, eine erste Leiterbahn 12, eine zweite Leiterbahn 13 und eine dritte Leiterbahn 14 auf.
Der dielektrische Block 11 kann als rechteckiges Parallelepiped gestaltet sein. Der dielektrische Block 11 weist eine obere Fläche 11a und eine untere Fläche 11b, die sich gegenüberliegen, und erste bis vierte Seitenflächen 11c, 11d, 11e und 11f auf, die die obere Fläche 11a und die untere Fläche 11b verbinden. Die untere Fläche 11b des dielektrischen Blocks kann mit einer Platine in Kontakt gebracht werden, wenn die Antenne auf der Platine montiert wird.
Eine erste Leiterbahn 12 und eine zweite Leiterbahn 13 sind miteinander auf der ersten Seitenfläche 11c, der oberen Fläche 11a und der zweiten Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks verbunden, um einen Strahler zu begrenzen.
Ein Ende der ersten Leiterbahn 12 ist mit einem externen Speisungsteil verbunden, um ein Signal an den Strahler zu senden. Die zweite Leiterbahn 13 ist mit der ersten Leiterbahn 12 verbunden, und ihr eines Ende ist mit einem externen Erdungsteil verbunden. Ein Bereich 13a der zweiten Leiterbahn kann mit der ersten Leiterbahn 12 in Kontakt sein. Die erste Leiterbahn 12 und die zweite Leiterbahn 13 können als Strahler der Antenne dienen.
Um andere Außenflächen des dielektrischen Blocks in der Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit größtmöglicher Effizienz zu nutzen, kann der Strahler, der durch die erste Leiterbahn 12 und die zweite Leiterbahn 13 begrenzt ist, über die erste Seitenfläche 11c, die oberen Fläche 11a und die zweite Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks gebildet sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Leiterbahn 12 auf der ersten Seitenfläche 11c parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks gebildet. Die zweite Leiterbahn 13 ist über die zweite Seitenfläche 11d und die obere Fläche 11a des dielektrischen Blocks gebildet.
Die erste Leiterbahn 12 ist L-förmig. Mit einer derartigen Gestaltung kann die erste Leiterbahn 12 mit einem vorbestimmten Abstand zu einem Erdungsteil auf der Platine, auf der die Chipantenne montiert ist, beabstandet sein, wodurch ermöglicht wird, dass ein Ende der ersten Leiterbahn 12 mit einem externen Speisungsteil verbunden ist. Ein Bereich der ersten Leiterbahn 12 kann mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks in Kontakt sein.
Somit dienen die erste Leiterbahn 12 und die zweite Leiterbahn 13 als Strahler der Antenne. Indessen dient die dritte Leiterbahn 14 zum Verändern der Impedanzeigenschaften der Antenne, jeweils durch kapazitives Koppeln mit der ersten und der zweiten Leiterbahn. Die Größe der kapazitiven Kopplung kann durch Anpassen des Abstands der Leiterbahnen zueinander oder zu einem benachbarten Bereich gesteuert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Leiterbahn 12 L-förmig und ihr oberes Ende ist mit der Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks in Kontakt. Diese Gestaltung dient jeweils zum Anpassen der Größe der kapazitiven Kopplung zwischen der ersten und zweiten Leiterbahn und der dritten Leiterbahn.
Die zweite Leiterbahn 13 kann sich zur zweiten Seitenfläche 11d und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 erstrecken. Der Bereich der auf der zweiten Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks 11 gebildeten zweiten Leiterbahn 13 kann der ersten Leiterbahn 12 entsprechen. Des Weiteren kann sich bei der auf der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 gebildeten zweiten Leiterbahn der Bereich 13a, der mit der ersten Leiterbahn 12 in Kontakt ist, zur Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 erstrecken. Der andere Bereich der zweiten Leiterbahn mit Ausnahme des Bereichs 13a, der mit der ersten Leiterbahn 12 in Kontakt ist, kann mit einem vorbestimmten Abstand zu der Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 beabstandet sein. Die Breite der zweiten Leiterbahn 13 ist gleich zur Breite der ersten Leiterbahn 12.
Die Breite des Kontaktbereichs 13a zwischen der zweiten Leiterbahn 13 und der ersten Leiterbahn 12 kann variieren. Die Länge des Bereichs, wo der Kontaktbereich 13a in Kontakt mit der ersten Leiterbahn 12 ist, kann variieren, um die Antenneneigenschaften zu verändern.
Ein Ende der ersten Leiterbahn 12 ist mit dem Speisungsteil verbunden, um ein Signal von außen zu empfangen, und ein Ende der zweiten Leiterbahn 13 ist mit dem Erdungsteil verbunden.
Das von außen eingegebene Signal wird der zweiten Leiterbahn 13 zugeführt, die mit der ersten Leiterbahn 12 verbunden ist, so dass die erste Leiterbahn 12 und die zweite Leiterbahn 13 als Strahler der Antenne wirken können.
Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können verschieden gestaltet sein, solange sie auf drei Flächen des rechteckigen parallelepipedförmigen dielektrischen Blocks gebildet sind. Das heißt, dass zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn der Kontaktbereich 13a entweder auf der ersten Seitenfläche 11c oder der zweiten Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Eine dritte Leiterbahn 14 ist auf der unteren Fläche 11b des dielektrischen Blocks 11 gebildet und weist ein unteres Ende auf, das mit einem externen Erdungsteil verbunden ist.
Die dritte Leiterbahn 14 ist jeweils mit der ersten Leiterbahn 12 und der zweiten Leiterbahn 13 kapazitiv gekoppelt, um eine Impedanzanpassung der Antenne zu ermöglichen.
Die Länge der dritten Leiterbahn 14 kann verändert werden, um die Gesamt-Impedanzanpassung der Antenne anzupassen. Das heißt, mit kürzerer dritter Leiterbahn 14 weist die Antenne eine höhere Resonanzfrequenz auf. Ist andererseits die dritte Leiterbahn 14 länger, weist die Antenne eine niedrigere Resonanzfrequenz auf.
Das untere Ende der dritten Leiterbahn 14 kann mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche 11b und der ersten Seitenfläche 11c des dielektrischen Blocks in Kontakt sein. Die dritte Leiterbahn 14 kann wenigstens eine darin gebildete Biegung aufweisen, um eine vorbestimmte Länge zu gewährleisten.
2A und 2B sind Diagramme, in denen die Stehwellenverhältnis-(VSWR) Eigenschaften einer Chipantenne bzw. ein Smith'sches Leitungsdiagramm der in 1 dargestellten Chipantenne dargestellt sind.
In dem Diagramm aus 2A gibt die x-Achse die Frequenz (MHz) und die y-Achse das VSWR an.
Hier bezeichnet VSWR das Verhältnis zwischen einem Ausgangssignal und einem Reflexionssignal der Antenne. Das SWR ist bei 1 optimal, was anzeigt, dass keine reflektierten Wellen vorhanden sind. Indessen sind bei einem VSWR von 3 oder mehr die Antenneneigenschaften nicht sichergestellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Chipantenne mit einer darauf gebildeten ersten bis dritten Leiterbahn, die auf einem dielektrischen Block aus Keramik mit einer Größe von 6 × 2 × 1,5 [mm³] gebildet sind, auf einer Testplatine mit gedruckter Schaltung (PCB = printed circuit board) aus einem FR4-Material und mit einer Größe von 40 × 40 × 1,0 [mm³] angebracht. Dann wurde das VSWR gemessen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wie in 2A dargestellt, ist das VSWR 3 oder kleiner, wenn die Antenne eine Frequenz im Bereich von 2160 bis 2280 [MHz] aufweist. Somit ist das VSWR bei einer Bandbreite von ungefähr 120 [MHz] als ausgezeichnet aufgezeigt. Die Frequenz (A) mit dem besten VSWR ist die Resonanzfrequenz, welche bei der vorliegenden Ausführungsform 2220 [MHz] beträgt.
In einem Fall, dass die Antenne aus 1 ohne die darauf gebildete dritte Leiterbahn 14 verwendet wird, kann gezeigt werden, dass die VSWR Eigenschaften verglichen mit der vorliegenden Ausführungsform schlechter sind. Das heißt, dass in dem VSWR-Diagramm eine Kurve insgesamt nach oben verschoben sein kann, wodurch das Frequenzband bei einem identischen VSWR verglichen mit der vorliegenden Ausführungsform verengt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die dritte Leiterbahn so gebildet, dass sie mit einer Strahlerbahn der Antenne kapazitiv gekoppelt ist, um weiter eine Gesamtimpedanzanpassung der Antenne zu gewährleisten, wodurch eine Chipantenne mit Breitbandeigenschaften und ausgezeichneten Antenneneigenschaften in einem Breitband-Frequenzbereich hergestellt wird.
2B ist ein Smith'sches Leitungsdiagramm der in 2B dargestellten Chipantenne. In dem Smith'schen Leitungsdiagramm ist die Chipantenne bei einem größeren Impedanzkreis weniger empfänglich für Erdungsbedingungen der Platine, auf der die Chipantenne angebracht ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist bei der Resonanzfrequenz A der Impedanzkreis der Chipantenne in der Nähe von 50 Ω aufgetragen.
3A ist eine perspektivische Ansicht und 3B ist eine Rückansicht, in welchen eine Platine dargestellt ist, auf der eine Abstimm-Erdungsbahn eines mobilen Telekommunikationsendgeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf 3A und 3B umfasst die Platine 35 mit der darauf angebrachten Chipantenne eine dielektrische Schicht 35c, zum Beispiel aus FR4, sowie Erdungsteile 35a und 35b, die jeweils auf beiden Flächen der Platine gebildet sind. Die Erdungsteile 35a und 35b sind miteinander mittels einer Mehrzahl von Durchgangslöchern 36 verbunden.
Eine Chipantenne 10 ist auf einer Fläche der Platine angebracht und kann auf einem Bereich der dielektrischen Schicht 35c gebildet sein, auf dem das Erdungsteil 35a nicht gebildet ist.
Die Chipantenne 10 aus 3 ist jene, die in 1 dargestellt ist. Eine erste Leiterbahn der Chipantenne empfängt ein Signal durch ein Speisungsteil 32, das auf der Platine gebildet ist, und die zweite und dritte Leiterbahn sind jeweils durch Leitungen 33 und 34 mit dem Erdungsteil 35a verbunden.
Auf der rückwärtigen Fläche der Platine 35, auf der die Chipantenne 10 angebracht ist, ist das Erdungsteil 35b nicht auf einem Bereich gebildet, der einer Anbringfläche der Chipantenne 10 entspricht, und die dielektrische Schicht 35c ist direkt bloßgelegt. Eine Erdungsbahn 38 kann entlang des Rands des Bereichs gebildet sein, der der Anbringfläche für die Chipantenne auf der bloßgelegten dielektrischen Schicht 35c entspricht. Ein Ende der Erdungsbahn 38 kann mit dem Erdungsteil 35b verbunden sein.
Die Erdungsbahn 38 kann wenigstens eine Biegung aufweisen, um eine vorbestimmte Länge zu gewährleisten. Die Erdungsbahn 38 ist kapazitiv mit einem Strahler der Chipantenne 10, die auf der gegenüberliegenden Fläche der Platine 35 angebracht ist, gekoppelt. Somit kann die Länge der Erdungsleiterbahn 38 verändert werden, um die Frequenzeigenschaften der Antenne anzupassen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Erdungsleiterbahn 38 in einer offenquadratischen Form entlang einer Kante des Bereichs der Platine gebildet, der der Anbringfläche der Chipantenne auf der Platine 35 entspricht, und ein Ende ist mit dem Erdungsteil 35b verbunden. Um die Länge der Erdungsbahn anzupassen, kann die Erdungsbahn teilweise an ihrem freien Ende abgeschnitten werden.
Um das Abstimmen der Erdungsleiterbahn zu erleichtern, können Linealmarkierungen auf der Erdungsbahn 38 gebildet sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform haben die Linealmarkierungen einen Abstand von 1 mm.
Die Erdungsbahn 38 mit den Linealmarkierungen darauf gewährleistet auf einfache Weise ein Abstimmen der Frequenzeigenschaften, was wesentlich zum Montieren der Platine mit der Chipantenne 10 darauf in dem mobilen Telekommunikationsendgerät erforderlich ist. Das heißt, dass die Länge der Erdungsbahn 38 angepasst werden kann, um die Resonanzfrequenz der Chipantenne 10 zu verändern, ohne dass die Leiterbahn oder der dielektrische Block, die auf der Chipantenne 10 gebildet sind, neu gestaltet werden müssen.
4 ist ein Diagramm, in welchem die Veränderung der Antenneneigenschaften bezogen auf eine Veränderung der Länge der Abstimm-Erdungsbahn in dem in 3 dargestellten mobilen Telekommunikationsendgerät dargestellt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Chipantenne mit einer darauf gebildeten ersten bis dritten Leiterbahn auf einem dielektrischen Block aus Keramik mit einer Größe von 6 × 2 × 1,5 [mm³] auf einer Testplatine aus FR4 und mit einer Größe von 40 × 40 × 1,0 [mm³] angebracht. Ebenfalls wurde eine Abstimm-Erdungsbahn mit einer Länge von 15 mm auf der rückwärtigen Fläche der Platine gebildet. Dann wurde die Länge der Abstimm-Erdungsbahn schrittweise verkürzt, um Änderungen der Resonanzfrequenz der Antenne aufzutragen.
Unter Bezugnahme auf 4 wird die Resonanzfrequenz der Antenne entsprechend der Länge der Abstimm-Erdungsbahn verändert.
Das heißt, wenn die Abstimm-Erdungsbahn eine Länge von 8 mm (D) aufweist, beträgt die Resonanzfrequenz ungefähr 2,8 GHz. Des Weiteren beträgt die Resonanzfrequenz jeweils ungefähr 2,55 GHz (C), 2,4 GHz (B) und 2,25 GHz (A), wenn die Länge ungefähr 6 mm, 4 mm und 0 mm beträgt. Basierend auf diesen Versuchsergebnissen erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform eine Frequenzänderung von ungefähr 65 MHz pro 1 mm der Abstimm-Erdungsbahn. Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Chipantenne alleine ein Frequenzband von 2 GHz abdecken, wenn sie in einem Endgerät installiert ist. Somit kann die Chipantenne für das ISM-Frequenzband (ISM = industrial, scientific and medical) und für das digitale Satelliten-Multimedia-Rundfunk-(S-DMB = satellite-digital multimedia broadcasting) Band verwendet werden.
Des Weiteren wird mit einer Änderung der Länge der Abstimm-Erdungsbahn die Resonanzfrequenz der Antenne verändert, aber das VSWR bleibt konstant.
Obwohl nicht dargestellt, weist bei der vorliegenden Ausführungsform die Antenne hinsichtlich Verstärkung und Strahlungsmuster eine durchschnittliche Verstärkung von wenigstens –3 dBi bei einer Bandbreite von 84 MHz um die Resonanzfrequenz auf, bevor und nachdem die Erdungsbahn entfernt wurde.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungsfiguren beschränkt. Das heißt, dass die Form des dielektrischen Blocks und die Formen und Anordnungen der Leiterbahnen unterschiedlich modifiziert werden können.
Wie oben beschrieben, weist, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung, eine Chipantenne Breitbandeigenschaften und ausgezeichnete Antenneneigenschaften in einem Breitband-Frequenzbereich auf. Ebenfalls enthält ein mobiles Telekommunikationsendgerät die Chipantenne und eine Platine, bei welcher die Frequenzeigenschaften der Antenne auf einfache Weise abgestimmt werden können, wenn die Chipantenne in dem mobilen Telekommunikationsendgerät montiert wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- KR 2007-70046 [0001]

Claims

Chipantenne, welche aufweist: einen dielektrischen Block mit sich gegenüberliegender oberer und unterer Fläche sowie eine Mehrzahl an Seitenflächen, die die obere und die untere Fläche verbinden; eine erste Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem externen Speisungsteil verbunden ist; eine zweite Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, um mit der ersten Leiterbahn verbunden zu werden, und deren eines Ende mit einem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine dritte Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten und zweiten Leiterbahn beabstandet ist, um jeweils kapazitiv mit der ersten und zweiten Leiterbahn gekoppelt zu werden, wobei das untere Ende der dritten Leiterbahn mit dem externen Erdungsteil verbunden ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Block als rechteckiges Parallelepiped geformt ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Leiterbahn einen Strahler begrenzen, wobei der Strahler über die erste Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks, die obere Fläche und eine zweite Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gegenüberliegt, gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn auf der ersten Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende der ersten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn L-förmig ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn auf der zweiten Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche gegenüberliegt, und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn einen Kontaktbereich von vorbestimmter Länge aufweist, der mit der ersten Leiterbahn in Kontakt ist, und der andere Bereich der zweiten Leiterbahn mit Ausnahme des Kontaktbereichs mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten Leiterbahn beabstandet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Leiterbahn auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der dritten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist und wenigstens eine Biegung aufweist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn auf der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist und eine L-Form aufweist, so dass das obere Ende der ersten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist, die zweite Leiterbahn in einem vorbestimmten Abstand zu der Schnittlinie zwischen der oberen Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist, mit Ausnahme eines Kontaktbereiches, der mit der ersten Leiterbahn in Kontakt ist, und die dritte Leiterbahn auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet ist und ihr unteres Ende mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist und sie eine Biegung aufweist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät, welches aufweist: eine Chipantenne, die aufweist: einen dielektrischen Block mit sich gegenüberliegender oberer und unterer Fläche sowie eine Mehrzahl an Seitenflächen, die die obere und die untere Fläche verbinden; eine erste Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem externen Speisungsteil verbunden ist; eine zweite Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, um mit der ersten Leiterbahn verbunden zu werden, und deren eines Ende mit einem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine dritte Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist und mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten und der zweiten Leiterbahn beabstandet ist, um jeweils kapazitiv mit der ersten und zweiten Leiterbahn gekoppelt zu werden, wobei das untere Ende der dritten Leiterbahn mit dem externen Erdungsteil verbunden ist; und eine Platine mit gedruckter Schaltung, auf deren einer Fläche die Chipantenne angebracht ist, wobei die Platine mit gedruckter Schaltung eine Abstimm-Erdungsbahn aufweist, die auf der anderen Fläche, die der einen Fläche gegenüberliegt, gebildet ist und deren eines Ende mit einem Erdungsteil verbunden ist, um zum Abstimmen der Frequenzeigenschaften der Chipantenne verwendet zu werden.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimm-Erdungsbahn eine offen quadratische Form aufweist, die entlang der Kante eines Bereichs, der dem Anbringbereich der Chipantenne entspricht, abgegrenzt ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimm-Erdungsbahn Linealmarkierungen aufweist, um das Abstimmen zu erleichtern.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Block als rechteckiges Parallelepiped geformt ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Leiterbahn miteinander verbunden sind, um einen Strahler zu begrenzen, wobei der Strahler über die erste Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks, die obere Fläche und eine zweite Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gegenüberliegt, gebildet ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn auf der ersten Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende der ersten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn L-förmig ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn auf der zweiten Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche gegenüberliegt, und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn einen Kontaktbereich von vorbestimmter Länge aufweist, der mit der ersten Leiterbahn in Kontakt ist, und der andere Bereich der zweiten Leiterbahn mit Ausnahme des Kontaktbereichs mit einem vorbestimmten Abstand zu der ersten Leiterbahn beabstandet ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Leiterbahn auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der dritten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist und wenigstens eine Biegung aufweist.
Mobiles Telekommunikationsendgerät gemäß Anspruch 16, wobei die Abstimm-Erdungsbahn eine offen quadratische Form aufweist, die entlang einer Kante eines Bereichs abgegrenzt ist, der einem Anbringbereich der Chipantenne entspricht, die erste Leiterbahn auf der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist und eine L-Form aufweist, so dass das obere Ende der ersten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist, die zweite Leiterbahn in einem vorbestimmten Abstand zu einer Schnittlinie zwischen der oberen Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist mit Ausnahme eines Kontaktbereiches, der mit der ersten Leiterbahn in Kontakt ist, und die dritte Leiterbahn auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet ist und ihr unteres Ende mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist und sie eine Biegung aufweist.