DE102011056464A1 - Broadband-frame antenna for e.g. direction finding in band ranging from middle frequency band to very high frequency band, has feed circuit part connected with feed part to supply signal to frame element or to receive signal from outside - Google Patents
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Abstract
Description
QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Rahmenantenne und insbesondere auf eine Rahmenantenne, die verglichen mit konventionellen Antennen gemäß der zugehörigen Technik ein vermindertes Volumen hat, sehr transportabel ist und leicht unterzubringen ist.Embodiments of the present invention relate to a loop antenna, and more particularly to a loop antenna that has a reduced volume, is highly portable and easy to accommodate, as compared to conventional antennas according to the related art.
Beschreibung der zugehörigen TechnikDescription of the associated technique
Allgemein hat man eine Rahmenantenne für elektrische Feldstärkemessung und -richtungsfindung in von einem Mittelfrequenz(MF)-Band bis zu einem Ultrakurzwellen(VHF)-Band reichenden Bändern verwendet. Im AM/FM-Band hat man die Rahmenantenne weithin für Funkempfang verwendet, und in einem UHF-Band hat man die Rahmenantenne als TV-Innenantenne verwendet. Und die Größe einer Öffnung, wie z. B. die Länge, der Durchmesser und dergleichen der Antenne wird durch die Wellenlänge der Arbeitsfrequenz bestimmt, so dass sie zu dem entsprechenden Band zu passt, weshalb man die Rahmenantenne hauptsächlich in einem Niederfrequenzband verwendet hat. Wenn andere Typen von Antennen mit der Rahmenantenne gewählt werden, wird dabei die entsprechende Wellenlänge um so länger, je niedriger die Frequenz wird, und als Folge wird die Größe der anderen Typen um so größer. Auf Grund der Größe der anderen Typen ist es schwierig, einen Platz für Aufstellung der anderen Typen zu wählen oder die anderen Typen so aufzustellen, dass sie beweglich sind. Andererseits, da eine elektrisch kleine Rahmenantenne möglicherweise einen leicht verschlechterten Antennenwirkungsgrad hat, aber ein Signal auch in einer viel geringeren Größe als eine Größe entsprechend einer Wellenlänge eines Arbeitsfrequenzbandsignals empfangen kann, kann die elektrisch kleine Rahmenantenne für ein Empfängersystem verwendet werden, kann auf Grund ihrer verminderten Größe vermindertes Gewicht und verminderte Kosten haben und kann auf Grund leichter Transportfähigkeit und Leichtigkeit der Aufstellung auf ein transportables Gerät angewendet werden.In general, a loop antenna has been used for electric field strength measurement and direction finding in bands ranging from a medium frequency (MF) band to a ultra short wave (VHF) band. In the AM / FM band, the loop antenna has been widely used for radio reception, and in a UHF band, the loop antenna has been used as a TV indoor antenna. And the size of an opening, such as. For example, the length, diameter, and the like of the antenna is determined by the wavelength of the operating frequency to match the corresponding band, which is why the loop antenna has been used mainly in a low-frequency band. When selecting other types of antennas with the loop antenna, the lower the frequency becomes, the longer the corresponding wavelength becomes, and as a result, the size of the other types becomes larger. Due to the size of the other types, it is difficult to choose a place to set up the other types or to set the other types to be movable. On the other hand, since an electrically small loop antenna may have a slightly degraded antenna efficiency but can also receive a signal in a much smaller size than a wavelength corresponding to one wavelength of an operating frequency band signal, the small-size loop antenna may be used for a receiver system Size reduced weight and reduced costs and can be applied due to easy transportability and ease of installation on a portable device.
Doch hat die elektrisch kleine Rahmenantenne auf Grund ihrer geringen Größe einen niedrigen Antennenwirkungsgrad und niedrigen Gewinn und hat einen hohen Gütewert auf Grund von geringem Antennenwiderstand und einer Antennenkomponente mit sehr großem Blindwiderstand, so dass es schwierig ist, Anpassung über ein breites Band zu realisieren.However, because of its small size, the small-sized loop antenna has a low antenna efficiency and low gain, and has a high quality value because of low antenna resistance and a very large reactance antenna component, so that it is difficult to realize wide-band matching.
Außerdem kann das Rahmenelement der Rahmenantenne hauptsächlich durch Biegen eines Drahtes, eines rohrförmigen Leiters oder eines plattenförmigen Leiters in eine Kreis-, Dreieck- oder Quadratform hergestellt werden. Als ein Verfahren zum Verbinden des Rahmenelements mit einem Speiseteil hat man hauptsächlich ein Lötverfahren verwendet.In addition, the frame member of the loop antenna can be mainly made by bending a wire, a tubular conductor or a plate-shaped conductor in a circular, triangular or square shape. As a method for connecting the frame member to a feed part, a soldering method has been mainly used.
Zum Beispiel ist eine allgemeine plattenförmige Rahmenantenne in
Wird jedoch das Löten durchgeführt, sind die Form und Anordnung des Rahmenspeiseteils
Kurze Darstellung der ErfindungBrief description of the invention
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, eine Rahmenantenne bereitzustellen, die im Stande ist, den Antennenwirkungsgrad zu verbessern, ohne den Strahlungswiderstand der Antenne stark zu ändern, indem die Rahmenbreite vergrößert wird.An embodiment of the present invention is directed to providing a loop antenna capable of improving the antenna efficiency without greatly changing the radiation resistance of the antenna by increasing the frame width.
Und eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, den fest zwischen dem Rahmenelement und der Speiseschaltung verbundenen Aufbau mittels eines Verschraubungsverfahrens bereitzustellen.And another embodiment of the present invention is directed to providing the structure fixedly connected between the frame member and the feed circuit by means of a bolting method.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben erwähnten Aufgaben beschränkt, und daher können andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung, die nicht erwähnt sind, durch die folgende Beschreibung erkannt werden und werden durch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung klarer erkannt. Außerdem ist leicht zu erkennen, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die in den Ansprüchen beschriebenen Mittel und Kombinationen davon realisiert werden können.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and therefore, other objects and advantages of the present invention, which are not mentioned, can be recognized by the following description and will be more clearly understood by embodiments of the present invention. It is also easy to see that the tasks and benefits of the present invention can be realized by the means described in the claims and combinations thereof.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Rahmenantenne: ein Rahmenelement, das eine plattenförmige Haupt-Rahmenfläche und eine Sub-Rahmenfläche enthält, wobei die plattenförmige Haupt-Rahmenfläche in einem Rahmenumfang der Rahmenantenne ausgebildet ist und die Sub-Rahmenfläche an linken und rechten Flächen der plattenförmigen Haupt-Rahmenfläche angeordnet ist und während Ausbildung eines vorbestimmten Neigungswinkels relativ zu der plattenförmigen Haupt-Rahmenfläche gefaltet ist; einen Rahmenspeiseteil, der Rahmenbefestigungsenden und ein Leiterplatten-Verbindungsende enthält, wobei die Rahmenbefestigungsenden an beiden Enden der Haupt-Rahmenfläche angeordnet sind und das Leiterplatten-Verbindungsende mit dem Rahmenbefestigungsende verbunden ist, um mit einem Speiseschaltungsteil gekoppelt zu werden; und einen Speiseschaltungsteil, der mit dem Rahmenspeiseteil verbunden ist, um dem Rahmenelement ein Signal zuzuführen oder ein Signal von außen zu empfangen.According to an embodiment of the present invention, a loop antenna includes: a frame member including a plate-shaped main frame surface and a sub-frame surface, wherein the plate-shaped main frame surface is formed in a frame periphery of the frame antenna and the sub-frame surface at left and right surfaces of the frame antenna plate-shaped main frame surface is arranged and folded during formation of a predetermined inclination angle relative to the plate-shaped main frame surface; a frame feed member including frame attachment ends and a circuit board connection end, wherein the frame attachment ends are disposed at both ends of the main frame surface, and the circuit board connection end is connected to the frame attachment end to be coupled to a feed circuit member; and a supply circuit part connected to the frame supply part to supply a signal to the frame element or to receive a signal from the outside.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Rahmenantenne: ein Rahmenelement, das eine plattenförmige Haupt-Rahmenfläche und eine Sub-Rahmenfläche enthält, wobei die plattenförmige Haupt-Rahmenfläche entlang eines Rahmenumfangs der Rahmenantenne ausgebildet ist und die Sub-Rahmenfläche an linken und rechten Flächen der plattenförmigen Haupt-Rahmenfläche angeordnet ist und während Ausbildung eines vorbestimmten Neigungswinkels relativ zu der Haupt-Rahmenfläche gefaltet ist; einen ersten Rahmenspeiseteil, der ein erstes Rahmenbefestigungsende und ein erstes Leiterplatten-Verbindungsende enthält, wobei das erste Rahmenbefestigungsende an beiden Enden einer ersten Seite der Haupt-Rahmenfläche angeordnet ist und das erste Leiterplatten-Verbindungsende mit dem ersten Rahmenbefestigungsende verbunden ist, um mit einem Speiseschaltungsteil gekoppelt zu werden; einen Speiseschaltungsteil, der mit dem ersten Rahmenspeiseteil verbunden ist, um dem Rahmenelement ein Signal zuzuführen oder ein Signal von außen zu empfangen; einen zweiten Rahmenspeiseteil, der zweite Rahmenbefestigungsenden und ein zweites Leiterplatten-Verbindungsende enthält, wobei die zweiten Rahmenbefestigungsenden an beiden Enden einer zweiten Seite der Haupt-Rahmenfläche angeordnet sind und das zweite Leiterplatten-Verbindungsende mit dem zweiten Rahmenbefestigungsende verbunden ist, um mit einem Elementeinfügungsteil verbunden zu werden; und wobei der Elementeinfügungsteil mit dem zweiten Rahmenspeiseteil verbunden ist und als eine Leiterplatte oder ein Modul zum Einfügen eines konzentrierten Elements ausgeführt ist.According to another embodiment of the present invention, a loop antenna includes: a frame member including a plate-shaped main frame surface and a sub-frame surface, wherein the plate-shaped main frame surface is formed along a frame periphery of the frame antenna and the sub-frame surface is formed on left and right surfaces the plate-shaped main frame surface is arranged and folded during formation of a predetermined inclination angle relative to the main frame surface; a first frame feed member including a first frame attachment end and a first circuit board connection end, wherein the first frame attachment end is disposed at both ends of a first side of the main frame surface and the first circuit board connection end is connected to the first frame attachment end coupled to a feed circuit member to become; a supply circuit part connected to the first frame supply part for supplying a signal to the frame element or receiving a signal from the outside; a second frame feed member including second frame attachment end and a second circuit board connection end, wherein the second frame attachment ends are disposed at both ends of a second side of the main frame surface and the second circuit board connection end is connected to the second frame attachment end to be connected to an element insertion member become; and wherein the element insertion part is connected to the second frame feed part and embodied as a printed circuit board or a module for inserting a concentrated element.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
BESCHREIBUNG VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF SPECIAL EMBODIMENTS
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen verkörpert sein und ist nicht als auf die hierin angegebenen Ausführungsformen beschränkt zu deuten. Vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist, und sie werden dem Fachmann den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung vollständig vermitteln. In der ganzen Offenbarung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile in den ganzen verschiedenen Figuren und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various forms and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will become the scope of the present invention Completely convey the invention. Throughout the disclosure, like reference numbers refer to like parts throughout the several figures and embodiments of the present invention.
In der ganzen Beschreibung umfasst der Fall, dass irgendein Teil mit dem anderen Teil ”verbunden” ist, sowohl den Fall, dass die Teile über andere, dazwischen angeordnete Elemente elektrisch miteinander verbunden sind, als auch den Fall, dass die Teile direkt miteinander verbunden sind. Wenn nicht explizit gegenteilig beschrieben, verstehen sich der Ausdruck ”umfassen” und Varianten wie z. B. ”umfasst” oder ”umfassend” so, dass sie den Einschluss von angegebenen Elementen, aber nicht den Ausschluss von irgendwelchen anderen Elementen implizieren.Throughout the description, the case that any part is "connected" to the other part, both the case that the parts are electrically connected to each other via other interposed elements, as well as the case that the parts are directly connected to each other , Unless explicitly stated to the contrary, the term "include" and variations such "Includes" or "comprising" so as to imply the inclusion of specified elements, but not the exclusion of any other elements.
Eine Rahmenantenne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine plattenförmige Rahmenfläche aufweisen, und sie kann die Wirkungen verbesserter Antennenwirkungsgrad und verminderter Verlustwiderstand haben, ohne den Strahlungswiderstand der Antenne stark zu ändern, indem die Breite der Rahmenfläche vergrößert wird. Außerdem hat die Rahmenantenne auf Grund der Zunahme der Rahmenbreite verglichen mit der Antenne mit der schmalen Rahmenbreite eine Breitbandcharakteristik. Außerdem faltet die Rahmenantenne einen Abschnitt der Rahmenfläche um einen vorbestimmten Winkel und vermindert damit die Volumenzunahme aufgrund der Ausweitung der Rahmenbreite. Weiterhin enthält die Rahmenantenne einen Verbindungsteil, welcher Montage und Demontage einer Speiseschaltungs-Leiterplatte oder einer leiterplattenmontierten Geräteleiterplatte, welche eingefügt werden kann, um Impedanzanpassung oder Antennenrichtwirkung zu verbessern, bei einem Rahmenelement erleichtert.A loop antenna according to an embodiment of the present invention may have a plate-shaped frame surface, and may have the effects of improved antenna efficiency and reduced loss resistance without greatly changing the radiation resistance of the antenna by increasing the width of the frame surface. In addition, the frame antenna has a broadband characteristic due to the increase in the frame width as compared with the narrow-frame width antenna. In addition, the loop antenna folds a portion of the frame surface by a predetermined angle, thereby reducing the increase in volume due to the expansion of the frame width. Further, the loop antenna includes a connection part which facilitates mounting and dismounting of a power circuit board or a board-mounted device board, which can be inserted to improve impedance matching or antenna directivity, in a frame member.
Wie in
Die Haupt-Rahmenfläche
Außerdem hat die Sub-Rahmenfläche
Am Ende des Rahmenelements
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in
Die Anfälligkeit des existierenden Lötverfahrens ist die sich aus einem äußeren Stoß ergebende Unterbrechung in dem gelöteten Abschnitt zwischen dem Speiseschaltungsteil
Außerdem ist die Position des Schraubeneinfügungslochs
Weiterhin ist die Gestalt der Rechteckrille am Leiterplatten-Verbindungsende
Außerdem sind das Rahmenbefestigungsende
Wie in
Des Rahmenelement
Der Speiseschaltungsteil
Außerdem hat das Verbindungsverfahren zwischen dem Rahmenbefestigungsende
Wie in
In
In diesem Fall erkennt man aus den Ergebnissen von
In
Vergleicht man Bänder, in denen die Rückflussdämpfung von drei Arten von Rahmenantennen 15 dB oder weniger ist, ist hierin die allgemeine Rahmenantenne 1 0 MHz bis 175 MHz, die allgemeine Rahmenantenne 2 ist 0 MHz bis 254 MHz, und die Rahmenantenne gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist 0 MHz bis 273 MHz. Daraus ist zu erkennen, dass die Bandbreite auf Grund der Modifizierung der Rahmenbreite und der Gestalt beträchtlich verbreitert ist.Comparing bands in which the return loss of three kinds of loop antennas is 15 dB or less, herein the general loop antenna is 1 0 MHz to 175 MHz, the
Wie oben angegeben, können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Breitband-Rahmenantenne bereitstellen, bei der in dem System, das die kleine Rahmenantenne benötigt, das Volumen der Rahmenantenne nicht größer wird, obwohl der Wirkungsgrad und der Gewinn der Antenne verbessert sind, indem die Breite des plattenförmigen Rahmenelements vergrößert wird.As stated above, the embodiments of the present invention can provide a broad band loop antenna in which the volume of the loop antenna does not increase in the system requiring the small loop antenna, although the efficiency and gain of the antenna are improved by the width of the plate-shaped frame member is increased.
Außerdem können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Gewinn oder die 3 dB-Strahlenbündelbreite auf dem Strahlungsmuster gemäß der Anwendung verschiedenartig ändern, indem der Winkel und die Breite der Sub-Rahmenfläche relativ zu der Haupt-Rahmenfläche geändert werden.In addition, the embodiments of the present invention can variously change the gain or 3 dB beam width on the radiation pattern according to the application by changing the angle and the width of the sub-frame surface relative to the main frame surface.
Außerdem kann in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Ende des Rahmenelements (Rahmenbefestigungsende) in die vorbestimmte Rille eingefügt werden, die im Leiterplatten-Verbindungsende eingegraben ist, und die Schraube kann in das Schraubenloch, das auf einer Fläche des Leiterplatten-Verbindungsendes ausgebildet ist, und das im Speiseschaltungsteil ausgebildete Durchgangsloch oder den Elementeinfügungsteil eingefügt werden, um das Dünnstruktur-Hebephänomen zu lösen, das der übermäßigen Löttemperatur im Zeitpunkt der Herstellung und der Anfälligkeit des Lötabschnitts durch Schwingungen und Stoß in einer mobilen Umgebung zuzuschreiben ist, und dadurch das Rahmenelement und den Speiseschaltungsteil oder die Leiterplatte (Elementeinfügungsteil) zum Einfügen des Elements fester verbinden.Furthermore, in the embodiments of the present invention, the end of the frame member (frame attachment end) may be inserted into the predetermined groove buried in the board connection end, and the bolt may be inserted into the bolt hole formed on a surface of the board connection end, and the through hole or the element insertion part formed in the feeding circuit part is inserted to solve the thin-structure lifting phenomenon attributed to the excessive soldering temperature at the time of manufacturing and the susceptibility of the soldering section to vibration and shock in a mobile environment, and thereby the frame member and the feeding circuit part or connect the printed circuit board (element insertion part) more firmly to insert the element.
Weiterhin können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Leistungsprüfung in Übereinstimmung mit Parameteränderungen leichter machen, indem der Austausch der Speiseschaltung oder der Einfügungselemente auf Grund des Schraubenbefestigungsverfahrens zwischen dem Rahmenelement und dem Speiseschaltungsteil oder dem Elementeinfügungsteil erleichtert wird und dadurch während des Antennenentwicklungsprozesses leicht zu prüfen ist.Furthermore, the embodiments of the present invention can facilitate performance testing in accordance with parameter changes by facilitating the replacement of the feed circuit or the insertion elements due to the screw fastening process between the frame member and the feed circuit member or the member insertion member and thereby be easily checked during the antenna development process.
Weiterhin können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Speiseschaltungsteil oder den Elementeinfügungsteil in Übereinstimmung mit der Position, in der das Schraubenloch im Leiterplatten-Verbindungsende ausgebildet ist, auf der Rahmenfläche in der vertikalen oder horizontalen Richtung frei anordnen und koppeln, ohne das Rahmenbefestigungsende zu biegen oder zu verformen.Further, the embodiments of the present invention can freely arrange and couple the feeding circuit part or the element insertion part in accordance with the position in which the screw hole is formed in the board connection end on the frame surface in the vertical or horizontal direction without bending or locking the frame fixing end deform.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Bezug auf spezielle Ausführungsformen davon beschrieben, der Fachmann erkennt aber, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Patentansprüchen definiert, zu verlassen.While the present invention has been described in terms of particular embodiments thereof, those skilled in the art will recognize that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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