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Querverweis auf verwandte
Anmeldungen
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2008-20014 ,
eingereicht am 4. März 2008 beim Koreanischen Patentamt,
deren Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung und insbesondere
eine Antennenvorrichtung, die zwei Strahler als eine Antenne betreiben kann,
indem den zwei Strahlern jeweils Signale mit unterschiedlichen Phasen
zugeführt werden.
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Beschreibung der verwandten
Technik
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Eine
Antenne ist eine Vorrichtung, die Funkwellen sendet oder empfängt.
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Die
Antenne auf dem Gebiet der Mobilkommunikation ist eine passive Vorrichtung,
die Empfindlichkeit gegenüber der Außenumgebung
aufweist. Die Antenne wird beispielsweise in einer Basisstation,
einem Repeater oder einer Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung eingesetzt,
um eine elektrische Welle von außen zu empfangen oder ein
von einer Kommunikationsvorrichtung erzeugtes elektrisches Signal
nach außen zu senden.
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In
vielen Fällen ist eine eingebaute Antenne eines Mobilkommunikations-Endgerätes
erforderlich, um Eigenschaften, wie beispielsweise Stehwellenanpassung
für jedes Mobilkommunikations-Endgerät zu optimieren,
bei dem die Antenne eingesetzt wird. Wenn eine Bandbreite der Antenne
gering ist, müssen viele Tests für die Optimierung
durchgeführt werden. Wenn jedoch die Bandbreite der Antenne
groß ist, werden weniger Tests durchgeführt, so
dass sich die Zeit für die Entwicklung verkürzt.
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Die
meisten Antennen der verwandten Technik zum Empfangen von Rundfunk
sind externe Antennen. Um Rundfunksignale optimal zu empfangen, müssen
die externen Antennen auf eine Länge λ/4 eines
Frequenzbandes für Rundfunkempfang eingestellt werden.
Ein Benutzer kann jedoch im Allgemeinen normalerweise eine genaue
Länge der Antenne nicht ein schätzen, und daher
ist es schwierig, eine optimale Verstärkung in dem Frequenzband
zu erzielen, das für Rundfunkempfang verwendet werden soll.
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Bei
einer Chip-Antenne der verwandten Technik werden eine Speisestruktur
und ein Strahler für ein spezifisches Frequenzband gestaltet,
indem ein Strahlungsmuster, das mit einem Speiseteil und einem Erdteil
verbunden ist, auf einem dielektrischen Block ausgebildet wird.
Wenn die Chip-Antenne in ein Mobilkommunikations-Endgerät
eingesetzt wird, ändert sich eine Frequenzcharakteristik
der Chip-Antenne, und daher ist ein Abstimmvorgang unerlässlich.
Der Abstimmvorgang geht jedoch mit Veränderungen des Strahlungsmusters
oder der Gestaltung des dielektrischen Blocks einher, wodurch es
zu Herstellungsverlust kommt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenvorrichtung
geschaffen, die im Breitbandbetrieb arbeiten kann und eine konstante
Strahlungscharakteristik selbst dann gewährleisten kann,
wenn sich ein Zustand einer Massefläche (ground plane)
auf einem Substrat ändert, auf das die Antennenvorrichtung
aufgesetzt ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenvorrichtung
geschaffen, die enthält:
einen ersten Strahler, der
ein erstes Speisesignal empfängt; einen zweiten Strahler,
der von dem ersten Strahler um eine vorgegebene Strecke beabstandet und
mit dem ersten Strahler kapazitiv gekoppelt ist; eine Speiseleitung,
die mit einem Speiseanschluss des ersten Strahlers verbunden ist;
und eine Phasenverschiebeeinrichtung, die von der Speiseleitung
abzweigt, mit einem Speiseanschluss des zweiten Strahlers verbunden
ist und dem zweiten Strahler ein zweites Speisesignal zuführt,
das eine vorgegebene Phasendifferenz zu dem ersten Speisesignal
hat.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung kann eine Phasendifferenz von 180 Grad
zwischen dem ersten Speisesignal und dem zweiten Speisesignal verursachen.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung kann enthalten:
eine Vielzahl von
Leiterbahnen, die jeweils verschiedene elektrische Längen
haben; und einen Auswählteil, der eine der Vielzahl von
Leiterbahnen auswählt.
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Die
Vielzahl von Leiterbahnen können jeweils verschiedene elektrische
Längen von λ/2 für Signale verschiedener
Frequenzbänder haben.
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Der
Auswählteil kann ein Schaltkreis sein.
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Der
erste Strahler und der zweite Strahler können so angeordnet
sein, dass eine Schleifenantenne durch kapazitive Kopplung zwischen
ihnen gebildet wird.
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Der
erste Strahler und der zweite Strahler können symmetrisch
zueinander sein.
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Der
erste Strahler und der zweite Strahler können die Form
eines umgekehrten F haben.
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Die
Antennenvorrichtung kann des Weiteren eine Impedanzanpassungsvorrichtung
enthalten, die mit der Speiseleitung verbunden ist.
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Die
Impedanzanpassungsvorrichtung kann eine aktive Vorrichtung enthalten.
Die aktive Vorrichtung kann eine Varaktordiode enthalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
oben aufgeführten und weitere Aspekte, Merkmale und andere
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
besser verständlich, wobei
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1 eine
Konfigurationsansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
Konfigurationsansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer
weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist; und
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3 eine
Konfigurationsansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer
weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist.
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Ausführliche Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Beispielhafte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Konfigurationsansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie
unter Bezugnahme auf 1 zu sehen ist, kann eine Antennenvorrichtung 100 gemäß der beispielhaften
Ausführungsform in 1 einen
ersten Strahler 110, einen zweiten Strahler 120,
eine Speiseleitung 130 und eine Phasenverschiebeeinrichtung 140 enthalten.
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Der
erste Strahler 110 kann einen Speiseanschluss 111 und
einen Masseanschluss 112 enthalten, und der Speiseanschluss 111 kann
mit der Speiseleitung 130 verbunden sein. Der Masseanschluss 112 kann
mit einer Massefläche 150 verbunden sein, die
auf einem Substrat 160 angeordnet ist. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird ein Strahler in Form
eines umgekehrten F als der erste Strahler 110 eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt,
und der erste Strahler 110 kann als ein L-förmiger
Strahler implementiert werden oder eine Vielzahl anderer Formen
haben.
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Der
zweite Strahler 120 kann um eine vorgegebene Strecke von
dem ersten Strahler 110 beabstandet sein und kann kapazitiv
mit dem ersten Strahler 110 gekoppelt sein. Der zweite
Strahler 120 kann einen Speiseanschluss 121 und
einen Masseanschluss 122 enthalten. Der Speiseanschluss 121 kann
mit der Phasenverschiebeeinrichtung 140 verbunden sein,
und der Masseanschluss 122 kann mit der Massefläche 150 verbunden
sein, die auf dem Substrat 160 angeordnet ist. Der zweite
Strahler 120 ist ein Strahler, der den gleichen Aufbau
hat wie der erste Strahler 110, und er kann symmetrisch
zu dem ersten Strahler 110 angeordnet sein. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird ein umgekehrt F-förmiger
Strahler als der zweite Strahler 120 eingesetzt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der zweite
Strahler 120 kann als ein L-förmiger Strahler
implementiert werden oder entsprechend der Form des ersten Strahlers 110 eine Vielzahl
von Formen haben.
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Die
Speiseleitung 130 ist auf einer Fläche des Substrats 160 angeordnet.
Die Speiseleitung 130 ist mit dem Speiseanschluss 111 des
ersten Strahlers 110 an einem Speiseteil (nicht dargestellt) verbunden,
der an dem Substrat 160 ausgebildet ist, und führt
so dem ersten Strahler 110 ein Speisesignal zu.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 140 kann von der Speiseleitung 130 abzweigen
und kann mit dem Speiseanschluss 121 des zweiten Strahlers 120 verbunden
sein. Die Phasenverschiebeeinrichtung 140 kann dem zweiten
Strahler 120 ein zweites Speisesignal zuführen.
Das zweite Speisesignal hat eine vorgegebene Phasendifferenz zu
einem ersten Speisesignal, das dem ersten Strahler 110 über
die Speiseleitung 130 zugeführt wird.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 140 kann als eine Streifenleitung
ausgebildet sein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
hat die Streifenleitung der Phasenverschiebeeinrichtung 140 eine elektrische
Länge von λ/2 eines Frequenzsignals, das in die
Speiseleitung 130 eingegeben wird, so dass eine Phasendifferenz
von 180 Grad zwischen dem ersten Speisesignal, das in den ersten
Strahler 110 eingegeben wird, und dem zweiten Speisesignal, das
in den zweiten Strahler 120 eingegeben wird, entsteht.
Die durch die Phasenverschiebeeinrichtung 140 verursachte
Phasendifferenz kann unter Berücksichtigung der Umgebung
und anderer Bedingungen auf verschiedene Weise implementiert werden.
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Die
Massefläche 150 kann an der anderen Fläche
des Substrats 160 angeordnet sein.
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Die
Massefläche 150 kann mit dem Masseanschluss 112 des
ersten Strahlers 110 und dem Masseanschluss 122 des
zweiten Strahlers 120 verbunden sein.
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Wenn
ein Strom zu der Masseebene 150 fließt, kann die
Masseebene 150, die mit dem ersten und dem zweiten Strahler 110 und 120 verbunden
ist, als ein Teil der Antennenvorrichtung wirken. Dementsprechend
kann, da die gesamte Strahlungscharakteristik der Antennenvorrichtung
entsprechend einer Flächenausdehnung der Massefläche 150 variiert, Abstimmung
erforderlich sein.
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Eine
Funktionscharakteristik der Antennenvorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform fließt, wenn dem
ersten Strahler 110 auf der Speiseleitung 130 ein
Speisesignal zugeführt wird, ein Strom in einer ersten
Stromflussrichtung ➀ durch den ersten Strahler 110.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 140 führt dem zweiten
Strahler 120 ein Signal zu, das eine Phasendifferenz von
180 Grad zu einem Signal der Speiseleitung 130 hat. So
fließt ein Strom durch den zweiten Strahler 120 in
einer zweiten Stromflussrichtung ➅, die identisch mit der
ersten Stromflussrichtung ➀ des ersten Strahlers 110 ist.
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Der
erste Strahler 110 ist von dem zweiten Strahler 120 um
eine vorgegebene Strecke beabstandet. Der erste Strahler 110 und
der zweite Strahler 120 können jedoch durch kapazitive
Kopplung elektrisch miteinander verbunden sein, und der Strom fließt
in dem ersten Strahler 110 und dem zweiten Strahler 120 in
der gleichen Richtung. Dementsprechend können der erste
Strahler 110 und der zweite Strahler 120 eine
Schleife bilden, die einen Stromweg schafft.
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Ein
Stromweg in der Massefläche 150, die auf der anderen
Fläche des Substrats 160 angeordnet ist, kann
durch den Stromweg an dem ersten und dem zweiten Strahler 110 und 120 gebildet
werden. Zunächst sind Stromwege, die in der Massefläche 150 durch
den Strom gebildet werden, der durch den ersten Strahler 110 fließt,
mit Pfeilen ➁, ➂, ➃ und ➄ in
durchgehenden Linien angedeutet. Stromwege, die in der Massefläche 150 durch
den Strom gebildet werden, der durch den zweiten Strahler 120 fließt, sind
mit Pfeilen ➆, ➇, ➈ und ➉ in
Punktlinien angedeutet. Der Stromweg ➁, der an einem Seitenabschnitt
der Massefläche 150 durch den Strom gebildet wird,
der durch den ersten Strahler 110 fließt, ist hinsichtlich
der Richtung entgegengesetzt zu dem Stromweg ➆, der an
dem Seitenabschnitt der Massefläche 150 durch
den Strom gebildet wird, der durch den zweiten Strahler 120 fließt.
Dementsprechend heben der Stromweg ➁ und der Stromweg ➆ einander
auf.
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Auf
die gleiche Weise verläuft der Stromweg ➃, der
an dem anderen Seitenabschnitt der Massefläche 150 ausgebildet
ist, in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromweg an dem anderen
Seitenabschnitt der Massefläche 150. Dementsprechend
heben der Stromweg ➃ und der Stromweg ➈ einander
auf.
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Die
Massefläche 150 kann als ein Teil der Antennenvorrichtung
wirken, da ein Strom in der Masseebene 150 fließt,
die mit dem ersten und dem zweiten Strahler 110 und 120 verbunden
ist. So kann, da die Strahlungscharakteristik der Antennenvorrichtung
entsprechend einer Flächenausdehnung der Massefläche
variiert, Abstimmung erforderlich sein. Bei der Antennenvorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
heben jedoch einige der Stromwege, die in der Massefläche 150 ausgebildet sind,
einander auf. Das heißt, die Stromwege ➁ und ➆ heben
einander auf, und die Stromwege ➃ und ➈ heben
einander ebenfalls auf. Nur die Stromwege ➂ und ➇ von
den in der Massefläche 150 ausgebildeten Stromwegen
können an der Ausbildung eines Stromwegs der gesamten Antennenvorrichtung
teilnehmen. Dementsprechend können Änderungen
der Flächenausdehnung der Massefläche 150 eine
Antennencharakteristik nicht nennenswert ändern.
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2 ist
eine Konfigurationsansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer
weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Eine
Antennenvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform kann, wie unter Bezugnahme auf 2 zu
sehen ist, einen ersten Strahler 210, einen zweiten Strahler 220,
eine Speiseleitung 230 und eine Phasenverschiebungseinrichtung 240 enthalten.
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Der
erste Strahler 210 kann einen ersten Speiseanschluss 211 und
einen Masseanschluss 212 enthalten. Der Speiseanschluss 211 kann
mit einer Speiseleitung 230 verbunden sein, und der Masseanschluss 212 kann
mit einer Massefläche 250 verbunden sein, die
auf einem Substrat 260 angeordnet ist. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird ein umgekehrt F-förmiger
Strahler als der erste Strahler 210 eingesetzt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der erste
Strahler kann als ein L-förmiger Strahler implementiert
sein oder eine Vielzahl von Formen haben.
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Der
zweite Strahler 220 kann von dem ersten Strahler 210 um
eine vorgegebene Strecke beabstandet sein und kapazitiv mit dem
ersten Strahler 210 gekoppelt sein. Der zweite Strahler 210 kann
einen Speiseanschluss 221 und einen Masseanschluss 222 enthalten.
Der Speiseanschluss 221 kann mit der Phasenverschiebeeinrichtung 240 verbunden
sein und der Masseanschluss 222 kann mit der Massefläche 250 verbunden
sein, die auf dem Substrat 260 angeordnet ist. Der zweite
Strahler 220 ist ein Strahler, der den gleichen Aufbau
hat wie der erste Strahler 210, und er kann symmetrisch
zu dem ersten Strahler 210 angeordnet sein. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird ein umgekehrt F-förmiger
Strahler als der zweite Strahler 220 eingesetzt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und der zweite
Strahler 220 kann als ein L-förmiger Strahler
implementiert werden oder entsprechend der Form des ersten Strahlers 210 eine Vielzahl
von Formen haben.
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Die
Speiseleitung 230 kann auf einer Fläche des Substrats 260 angeordnet
sein. Die Speiseleitung 230 kann mit dem Speiseanschluss 211 des
ersten Strahlers 210 an einem Speiseteil (nicht dargestellt)
verbunden sein, der an dem Substrat 260 ausgebildet ist,
und so dem ersten Strahler 210 ein Speisesignal zuführen.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung kann von der Speiseleitung 230 abzweigen
und kann mit dem Speiseanschluss 221 des zweiten Strahlers 220 verbunden
sein. Die Phasenverschiebeeinrichtung 240 kann dem zweiten
Strahler 220 ein zweites Speisesignal zuführen.
Das zweite Speisesignal hat eine vorgegebene Phasendifferenz zu
einem Speisesignal, das dem ersten Strahler 210 über
die Speiseleitung 230 zugeführt wird.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 240 kann als eine Streifenleitung
ausgebildet sein. Die Streifenleitung der Phasenverschiebeeinrichtung 240 kann
eine elektrische Länge von λ/2 eines Frequenzsignals
haben, das in die Speiseleitung 230 eingegeben wird, wodurch
eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen einem Signal, das in
den ersten Strahler 210 eingegeben wird, und einem Signal,
das in dem zweiten Strahler 220 eingegeben wird, verursacht
wird. Die durch die Phasenverschiebeeinrichtung 240 verursachte
Phasendifferenz kann unter Berücksichtigung der Umgebung
und verschiedener Umstände verschieden implementiert werden.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform kann die Phasenverschiebeeinrichtung 240 eine
Vielzahl von Leiterbahnen 241, 242 und 243 und
einen Schaltkreis 244 enthalten.
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Die
Vielzahl von Leiterbahnen 241, 242 und 243 können
für verschiedene Frequenzsignale jeweils elektrische Längen
von λ/2 haben. Die Leiterbahnen 241, 242 und 243 können
jeweils ein Ende haben, das mit dem Speiseanschluss 221 des
zweiten Strahlers 220 verbunden ist, und das andere Ende 241,
das offen ist.
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Der
Schaltkreis 244 kann das offene Ende einer der Vielzahl
von Leiterbahnen 241, 242 und 243 mit
der Speiseleitung 230 verbinden. Der Schaltkreis 244 kann
eine der Vielzahl von Leiterbahnen 241, 242 und 243 entsprechend
einem Frequenzsignal auswählen, das von der Speiseleitung 230 eingegeben
wird. Der Schaltkreis 244 kann auf verschiedene Weise implementiert
werden. Der Schaltkreis 244 kann beispielsweise implementiert
werden, indem eine Diode mit dem offenen Ende jeder der Leiterbahnen 241, 242 und 243 verbunden
wird.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 240 enthält, wie oben
beschrieben, gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Vielzahl von Leiterbahnen 241, 242 und 243,
die jeweils unterschiedliche elektrische Längen haben.
Daher kann eine elektrische Länge der Phasenverschiebeeinrichtung 240 in
Abhängigkeit von einem Frequenzsignal, das in die Antennenvorrichtung
eingegeben wird, entsprechend ausgewählt werden. Die Antennenvorrichtung 240 kann
mit einem Frequenzsignal in einem breiteren Band arbeiten.
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Die
Massefläche 250 kann an der anderen Fläche
des Substrats 260 angeordnet sein.
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Die
Massefläche 250 kann mit dem Masseanschluss 212 des
ersten Strahlers 210 und mit dem Masseanschluss 220 des
zweiten Strahlers 220 verbunden sein.
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Die
Massefläche 250, die mit dem ersten und dem zweiten
Strahler 210 und 220 verbunden ist, kann als ein
Teil der Antennenvorrichtung wirken, wenn Strom zu der Massefläche 250 fließt.
Dementsprechend kann, da die gesamte Strahlungscharakteristik der
Antennenvorrichtung entsprechend einer Flächenausdehnung
der Massefläche variiert, Abstimmung erforderlich sein.
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Eine
Funktionscharakteristik der Antennenvorrichtung 200 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform fließt, wenn dem
ersten Strahler 210 auf der Speiseleitung 230 ein
Speisesignal zugeführt wird, ein Strom durch den ersten
Strahler 210 in einer ersten Stromflussrichtung ➀.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 240 führt dem zweiten
Strahler 220 ein Signal zu, das eine Phasendifferenz von
180 Grad zu einem Signal der Speiseleitung 230 hat. So
fließt ein Strom durch den zweiten Strahler 220 in
einer zweiten Stromflussrichtung ➅, die identisch mit der
ersten Stromflussrichtung ➀ des ersten Strahler 210 ist.
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Der
erste Strahler 210 ist von dem zweiten Strahler 220 um
eine vorgegebene Strecke beabstandet. Der erste Strahler 210 und
der zweite Strahler 220 können jedoch durch kapazitive
Kopplung elektrisch miteinander verbunden sein, und der Strom fließt
in dem ersten Strahler 210 und dem zweiten Strahler 220 in
der gleichen Richtung. Dementsprechend können der erste
Strahler 210 und der zweite Strahler 220 eine
Schleife bilden, die einen Stromweg schafft.
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Ein
Stromweg kann in der Massefläche 250, die an der
anderen Fläche des Substrats 260 angeordnet ist,
durch den Stromweg gebildet werden, der an dem ersten und dem zweiten
Strahler 210 und 220 ausgebildet ist. Zunächst
sind Stromwege, die in der Massefläche 250 durch
den Strom gebildet werden, der durch den ersten Strahler 210 fließt,
mit Pfeilen ➁, ➂, ➃ und ➄ in
durchgehenden Linien angedeutet. Stromwege, die in der Massefläche 250 durch
den Strom gebildet werden, der durch den zweiten Strahler 220 fließt,
sind mit Pfeilen ➆, ➇, ➈ und ➉ in
Punktlinien angedeutet.
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Der
Stromweg ➁, der an einem Seitenabschnitt der Massefläche 250 durch
den Strom gebildet wird, der durch den ersten Strahler 210 fließt,
ist hinsichtlich der Richtung entgegengesetzt zu dem Stromweg ➆,
der an dem einen Seitenabschnitt der Massefläche 250 durch den
Strom gebildet wird, der durch den zweiten Strahler 220 fließt.
Dementsprechend heben der Stromweg ➁ und der Stromweg ➆ einander
auf.
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Auf
die gleiche Weise verläuft der Stromweg ➃, der
an dem anderen Seitenabschnitt der Massefläche 250 ausgebildet
ist, in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromweg ➈ an
dem anderen Seitenabschnitt der Massefläche 250.
Dementsprechend heben der Stromweg ➃ und der Stromweg ➈ einander
auf.
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Die
Massefläche 250 kann als ein Teil der Antennenvorrichtung
wirken, wenn ein Strom in der Massefläche 250 fließt,
die mit dem ersten und dem zweiten Strahler 210 und 220 verbunden
ist. So kann, da die Strahlungscharakteristik der Antennenvorrichtung
entsprechend einer Flächenausdehnung der Massefläche
variiert, Abstimmung erforderlich sein. Jedoch heben bei der Antennenvorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
einige der Stromwege, die in der Massefläche 250 ausgebildet
sind, einander auf. Das heißt, die Stromwege ➁ und ➆ heben
einander auf, und die Stromwege ➃ und ➈ heben einander
ebenfalls auf. Nur die Stromwege ➂ und ➇ von den
Stromwegen, die in der Massefläche 250 ausgebildet
sind, können an der Ausbildung eines Stromwegs der gesamten
Antennenvorrichtung teilnehmen. Dementsprechend können Änderungen
der Flächeausdehnung der Masseebene 250 eine Antennencharakteristik
nicht nennenswert verändern.
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3 ist
eine Konfigurationsansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer
weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Eine Antennenvorrichtung 300 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform kann, wie unter Bezugnahme auf 3 zu
sehen ist, einen ersten Strahler 310, einen zweiten Strahler 320,
eine Speiseleitung 330, eine Phasenverschiebeeinrichtung 340 und
eine Impedanzanpassungsvorrichtung 370 enthalten.
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Der
erste Strahler 310 kann einen Speiseanschluss 311 und
einen Masseanschluss 312 enthalten. Der Speiseanschluss 311 kann
mit einer Speiseleitung 330 verbunden sein, und der Masseanschluss 312 kann
mit einer Massefläche 350 verbunden sein, die
auf einem Substrat 360 angeordnet ist. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird ein umgekehrt F-förmiger
Strahler als der erste Strahler 310 verwendet. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der erste
Strahler 310 kann als ein L-förmiger Strahler
implementiert werden, oder eine Vielzahl von Formen haben.
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Der
zweite Strahler 320 kann von dem ersten Strahler 310 um
eine vorgegebene Strecke beabstandet sein und kapazitiv mit dem
ersten Strahler 310 gekoppelt sein. Der zweite Strahler 320 kann
einen Speiseanschluss 321 und einen Masseanschluss 322 enthalten.
Der Masseanschluss 321 kann mit der Phasenverschiebeeinrichtung 340 verbunden
sein, und der Masseanschluss 322 kann mit der Massefläche 350 verbunden
sein, die auf dem Substrat 360 angeordnet ist. Der zweite
Strahler 320 ist ein Strahler mit dem gleichen Aufbau wie
der erste Strahler 310 und kann symmetrisch zu dem ersten Strahler 310 angeordnet
sein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
wird ein umgekehrt F-förmiger Strahler als der zweite Strahler 320 eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt,
und der zweite Strahler 320 kann als ein L-förmiger
Strahler implementiert werden oder gemäß der Form
des ersten Strahlers 310 eine Vielzahl von Formen haben.
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Die
Speiseleitung 330 kann auf einer Fläche des Substrats 360 angeordnet
sein. Die Speiseleitung 330 kann mit dem Speiseanschluss 311 des
ersten Strahlers 310 an einem Speiseteil (nicht dargestellt)
verbunden sein, der an dem Substrat 360 ausgebildet ist,
und so dem ersten Strahler 310 ein Speisesignal zuführen.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 340 kann von der Speiseleitung 330 abzweigen
und kann mit dem Speiseanschluss 321 des zweiten Strahlers 320 verbunden
sein. Die Phasenverschiebeeinrichtung 340 kann dem zweiten
Strahler 320 ein zweites Speisesignal zuführen.
Das zweite Speisesignal hat eine vorgegebene Phasendifferenz zu
einem Speisesignal, das dem ersten Strahler 310 über
die Speiseleitung 330 zugeführt wird.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 340 kann als eine Streifenleitung
ausgebildet sein. Die Streifenleitung der Phasenverschiebeeinrichtung 340 kann
eine elektrische Länge von λ/2 eines Frequenzsignals
haben, das in die Speiseleitung 330 eingegeben wird, so
dass sie eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen einem Signal,
das in den ersten Strahler 310 eingegeben wird, und einem
Signal, das in den zweiten Strahler 320 eingegeben wird,
verursacht. Die durch die Phasenverschiebeeinrichtung 340 verursachte
Phasendifferenz kann unter Berücksichtigung von Umgebung
und verschiedenen Umständen verschieden implementiert werden.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 340 kann eine Vielzahl von
Leiterbahnen mit unterschiedlichen elektrischen Längen
und einen Schaltkreis enthalten. Die Vielzahl von Leiterbahnen können
elektrische Längen von λ/2 für jeweils
verschiedene Frequenzsignale haben. In diesem Fall kann eine der
Leiterbahnen durch den Schaltkreis in Abhängigkeit von
einem eingehenden Frequenzsignal ausgewählt werden.
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Die
Impedanzanpassungsschaltung 370 kann an der Speiseleitung 330 ausgebildet
sein.
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Die
Impedanzanpassungsschaltung 370 kann Breitbandbetrieb der
Antennenvorrichtung 300 durch Steuern einer Impedanz der
Antennenvorrichtung 300 ermöglichen. Um die Impedanz
zu steuern, kann eine Induktivitätskomponente oder eine
Kapazitätskomponente gesteuert werden. Die Impedanzanpassungsvorrichtung 370 kann
als eine aktive Vorrichtung oder eine passive Vorrichtung oder eine Kombination
der beiden implementiert sein, um die Induktivitätskomponente
oder die Kapazitätskomponente zu steuern.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann eine Varaktordiode, die eine aktive Vorrichtung ist, als die
Impedanzanpassungsvorrichtung 370 eingesetzt werden. Da
sich ein Kapazitätswert der Varaktordiode ändert,
wenn eine Vorspannung angelegt wird, kann die Varaktordiode eine
Impedanz der Antennenvorrichtung 300 durch Steuern der
eingegebenen Vorspannung steuern.
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Die
Massefläche 350 kann an der anderen Fläche
des Substrats 360 angeordnet sein.
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Die
Massefläche 350 kann mit dem Masseanschluss 312 des
ersten Strahlers 310 und mit dem Masseanschluss 322 des
zweiten Strahlers 320 verbunden sein.
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Die
Masseebene 350, die mit dem ersten und dem zweiten Strahler 310 und 320 verbunden
ist, kann als ein Teil der Antennenvorrichtung dienen, wenn Strom
zu der Masseebene 350 fließt. Dementsprechend
kann, da die gesamte Strahlungscharakteristik der Antennenvorrichtung
entsprechend einer Flächenausdehnung der Masseebene variiert,
Abstimmung erforderlich sein.
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Eine
Funktionscharakteristik der Antennenvorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform fließt, wenn dem
ersten Strahler 310 über die Speiseleitung 330 ein
Speisesignal zugeführt wird, ein Strom durch den ersten
Strahler 110 in einer ersten Stromflussrichtung ➀.
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Die
Phasenverschiebeeinrichtung 340 führt dem zweiten
Strahler 320 ein Signal zu, das eine Phasendifferenz von
180 Grad zu einem Signal der Speiseleitung 330 hat. So
fließt ein Strom durch den zweiten Strahler 320 in
einer zweiten Stromflussrichtung ➅, die identisch mit der
ersten Stromflussrichtung ➀ des ersten Strahlers 310 ist.
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Der
erste Strahler 310 ist von dem zweiten Strahler 320 um
eine vorgegebene Strecke beabstandet. Der erste Strahler 310 und
der zweite Strahler 320 können jedoch durch kapazitive
Kopplung elektrisch miteinander verbunden sein, und der Strom fließt
in dem ersten Strahler 310 und dem zweiten Strahler 320 in
der gleichen Richtung. Dementsprechend können der erste
Strahler 310 und der zweite Strahler 320 eine
Schleife bilden, die einen Stromweg schafft.
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Ein
Stromweg kann in der Massefläche 350, die an der
anderen Fläche des Substrats 360 angeordnet ist,
durch den Stromweg gebildet werden, der an dem ersten und dem zweiten
Strahler 310 und 320 ausgebildet ist. Zunächst
sind Stromwege, die an der Massefläche 350 durch
den Strom gebildet werden, der durch den ersten Strahler 310 fließt,
mit Pfeilen ➁, ➂, ➃ und ➄ in
durchgehenden Linien angedeutet. Stromwege, die an der Massefläche 350 durch
den Strom gebildet werden, der durch den zweiten Strahler 320 fließt,
sind mit Pfeilen ➆, ➇, ➈ und ➉ in
gepunkteten Linien angedeutet.
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Der
Stromweg ➁, der an einem Seitenabschnitt der Massefläche 350 durch
den Strom gebildet wird, der durch den ersten Strahler 310 fließt,
ist hinsichtlich der Richtung entgegengesetzt zu dem Stromweg ➆,
der an dem einen Seitenabschnitt der Massefläche 350 durch
den Strom gebildet wird, der durch den zweiten Strahler 320 fließt.
Dementsprechend heben der Stromweg ➁ und der Stromweg ➆ einander
auf.
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Auf
die gleiche Weise verläuft der Stromweg ➃, der
an dem anderen Seitenabschnitt der Massefläche 350 ausgebildet
ist, in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromweg an dem anderen
Seitenabschnitt der Massefläche 350. Dementsprechend
heben der Stromweg ➃ und der Stromweg ➈ einander
auf.
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Die
Massefläche 350 kann als ein Teil der Antennenvorrichtung
wirken, wenn ein Strom in der Massefläche fließt,
die mit dem ersten und dem zweiten Strahler 310 und 320 verbunden
ist. So kann, da die Strahlungscharakteristik der Antennenvorrichtung
entsprechend einer Flächenausdehnung des Masseteils variiert,
Abstimmung erforderlich sein. Jedoch heben bei der Antennenvorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
einige der in der Massefläche 350 ausgebildeten
Stromwege einander auf. Das heißt, die Stromwege ➁ und ➆ heben
einander auf und die Stromwege ➃ und ➈ heben einander ebenfalls
auf. Nur die Stromwege ➂ und ➇ von den Stromwegen,
die in der Masseebene 350 ausgebildet sind, können
an der Ausbildung eines Stromweges der gesamten Antennenvorrichtung
teilnehmen. Dementsprechend können Änderungen
der Flächenausdehnung der Massefläche 350 eine
Antennencharakteristik nicht nennenswert verändern.
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Gemäß den
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine
Antennenvorrichtung geschaffen, die im Breitbandbetrieb arbeiten
kann und eine konstante Ladungscharakteristik selbst dann realisieren
kann, wenn sich ein Zustand einer Massefläche auf einem
Substrat, auf das eine Antenne aufgesetzt ist, ändert.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben worden ist, liegt für den Fachmann
auf der Hand, dass Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen
werden können, ohne vom Geist und vom Schutzumfang der
Erfindung abzuweichen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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