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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Dual-Band-Antenne zum Senden oder auch Empfangen elektromagnetischer Signale in einem ersten Frequenzbereich und in einem davon verschiedenen zweiten Frequenzbereich. Die Dual-Band-Antenne weist eine elektrisch leitende Platte und eine Hochfrequenz-Leitung zur Kopplung der Dual-Band-Antenne an eine Sende- oder auch Empfangseinheit auf. Zudem weist die Platte einen Schlitz auf, wobei die Hochfrequenz-Leitung mit dem Schlitz elektrisch verbunden ist.
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Solch eine Dual-Band-Antenne ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
US 2003/090426 A1 offenbart. Bei dieser Dual-Band-Antenne ist für jeden der beiden Frequenzbereiche jeweils ein eigener Schlitz ausgebildet.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung mit solch einer Dual-Band-Antenne.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Dual-Band-Antenne zum Senden oder auch Empfangen elektromagnetischer Signale in einem ersten Frequenzbereich und in einem davon verschiedenen zweiten Frequenzbereich. Die Dual-Band-Antenne weist eine elektrisch leitende Platte und eine Hochfrequenz-Leitung zur Kopplung der Dual-Band-Antenne an eine Sende- oder auch Empfangseinheit auf. Zudem weist die Platte einen Schlitz auf, wobei die Hochfrequenz-Leitung mit dem Schlitz elektrisch verbunden ist.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Schlitz eine bereichsweise Verjüngung aufweist, wobei die Verjüngung zwischen einem ersten Abschnitt des Schlitzes und einem zweiten Abschnitt des Schlitzes angeordnet ist.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass der eine Schlitz durch die Verjüngung sowohl im ersten als auch im zweiten Frequenzbereich senden bzw. empfangen kann.
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Hierfür ist somit kein gesonderter zweiter Schlitz notwendig, wodurch die Baugröße der Dual-Band-Antenne reduziert werden kann. Zudem vereinfacht sich das Herstellungsverfahren, da lediglich ein Schlitz realisiert und folglich beispielsweise nur ein Stanzschritt durchgeführt werden muss. Des Weiteren können aufgrund der kleineren Dimension der Dual-Band-Antenne Materialkosten eingespart werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlitz eine Gesamtlänge von Lambda-Halbe des ersten Frequenzbereichs aufweist und dass die Verjüngung derartig angeordnet ist, dass der erste Abschnitt des Schlitzes eine Länge von Lambda-Halbe des zweiten Frequenzbereichs aufweist.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass über die Gesamtlänge des Schlitzes sowie die Anordnung der Verjüngung der erste und zweite Frequenzbereich entsprechend angepasst werden können.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verjüngung als einseitiger Vorsprung in den Schlitz hinein ausgestaltet ist.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Schlitz mit solch einem Vorsprung unkompliziert hergestellt werden kann. Des Weiteren wirkt ein solcher Vorsprung besonders gut für den zweiten Frequenzbereich als Kurzschluss mit kleiner Impedanz, um entsprechend die beiden Frequenzbereiche der Dual-Band-Antenne zu ermöglichen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hochfrequenz-Leitung als Streifenleitung oder Triplate-Leitung ausgebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Bauhöhe der Dual-Band-Antenne gering gehalten werden kann.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung mit einem im Wesentlichen metallischen Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Ausnehmung aufweist und wobei hinter der Ausnehmung innerhalb des Gehäuses eine erfindungsgemäße Dual-Band-Antenne angeordnet ist.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass über die Dual-Band-Antenne elektromagnetische Signale ausgesendet oder auch empfangen werden können, um beispielsweise Informationen zwischen innerhalb des Gehäuses angeordneten und außerhalb des Gehäuses angeordneten Einheiten austauschen zu können. Des Weiteren kann die Form der Ausnehmung an die Form des Schlitzes der erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne angepasst werden, wodurch die Ausnehmung kleiner als bei üblichen Dual-Band-Antennen ausfallen kann. Eine kleinere Ausnehmung hat wiederum zur Folge, dass die Einheiten innerhalb des Gehäuses besser vor äußeren Einflüssen geschützt werden können.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Abdeckplatte aufweist, wobei die Abdeckplatte derartig angeordnet ist, dass die Ausnehmung von der Abdeckplatte vollständig flächig ausgefüllt oder vollständig abgedeckt ist, und wobei die Abdeckplatte aus Glas oder Kunststoff hergestellt ist.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass die innerhalb des Gehäuses angeordneten Einheiten besser vor äußeren Einflüssen wie Verschmutzung geschützt sind, weiterhin aber elektromagnetische Signale aus dem bzw. in das Gehäuse gelangen können. Zudem wird durch die benötigte kleinere Ausnehmung aufgrund der erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne auch nur eine kleinere Abdeckplatte benötigt, wodurch Materialkosten eingespart werden können.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne.
- 2 zeigt ein beispielhaftes Resonanzspektrum einer erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne nach 1.
- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne.
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Dargestellt ist eine Dual-Band-Antenne 10, welche eine elektrisch leitende Platte 20 aufweist. Die elektrisch leitende Platte 20 weist einen Schlitz 40 auf. Zudem weist die Dual-Band-Antenne 10 eine Hochfrequenz-Leitung 30 zur Kopplung der Dual-Band-Antenne 10 an eine Sende- oder auch Empfangseinheit 33 auf. Hierfür ist die Hochfrequenz-Leitung 30 sowohl elektrisch mit dem Schlitz 40 verbunden als auch mit der Sende- oder auch Empfangseinheit 33 verbunden. Die Sende- oder auch Empfangseinheit 33 kann des Weiteren auch direkt auf der leitenden Platte 20 angeordnet sein. Die Hochfrequenz-Leitung 30 ist beispielsweise ein Koaxialkabel und wird hierbei insbesondere mit dem sogenannten 50-Ohm-Impedanz-Punkt verbunden. Der Schlitz 40 ist als länglicher, gerader Durchbruch in der elektrisch leitenden Platte 20 ausgestaltet und weist eine Verjüngung 43 auf, welche den Schlitz 40 in einen ersten Abschnitt 41 und einen zweiten Abschnitt 42 unterteilt. Die Verjüngung 43 ist hierbei als einseitiger Vorsprung in den Schlitz 40 hinein ausgestaltet. Bis auf die Verjüngung 43 weist der Schlitz 40 eine im Wesentlichen gleichmäßige Breite auf. Die Verjüngung 43 bewirkt, dass der Schlitz 40 dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Signale 15 in einem ersten Frequenzbereich 11 sowie in einem davon verschiedenen zweiten Frequenzbereich 12 auszusenden oder auch zu empfangen. Die Verjüngung 43 wirkt für den zweiten Frequenzbereich im Prinzip als Kurzschluss mit kleiner Impedanz und dient an diesem Punkt als Serienresonanz, wodurch für den zweiten Frequenzbereich lediglich der erste Abschnitt 41 des Schlitzes 40 als eigentlicher Strahler wirkt. Für den ersten Frequenzbereich 11 dient dagegen der komplette Schlitz 40 als Strahler. Zur Einstellung der beiden Frequenzbereiche weist der Schlitz 40 eine entsprechende Gesamtlänge 45 auf und zudem ist die Verjüngung 43 entsprechend angeordnet. Die Gesamtlänge 45 des Schlitzes 40, die sich aus dem ersten Abschnitt 41, dem zweiten Abschnitt 42 und der Verjüngung 43 zusammensetzt, entspricht hierbei der halben Wellenlänge des ersten Frequenzbereichs 11. Liegt dieser erste Frequenzbereich 11 beispielsweise zwischen 2,4GHz und 2,48GHz beträgt die Wellenlänge in etwa 12,5cm, womit die Gesamtlänge 45 des Schlitzes 40 in etwa 6,25cm ist. Des Weiteren ist die Verjüngung 43 derartig angeordnet, dass der erste Abschnitt 41, in welchem die Hochfrequenz-Leitung 30 elektrisch mit dem Schlitz 40 verbunden ist, halb so lang wie die Wellenlänge des zweiten Frequenzbereichs 12 ist. Liegt dieser zweite Frequenzbereich 12 beispielsweise zwischen 5,180GHz und 5,825GHz beträgt die Wellenlänge in etwa 5,2cm, weshalb der erste Abschnitt 41 des Schlitzes 40 in etwa 2,6cm lang ist. Des Weiteren lässt sich der zweite Frequenzbereich 12 noch durch die Ausgestaltung der Verjüngung 43 anpassen. So verändert sich beispielsweise bei einem Vorsprung, welcher weiter in den Schlitz 40 hineinragt, der Resonanzbereich des zweiten Frequenzbereichs 12 und wird entsprechend größer. Auch lassen sich über die Breite der Verjüngung 44 der erste Frequenzbereich 11 sowie der zweite Frequenzbereich 12 anpassen. Die Gesamtlänge 45 des Schlitzes 40 des Schlitzes 40 sowie die Länge des ersten Abschnitts 41 kann unter Erhalt der beiden Frequenzbereiche 11, 12 von den oben genannten Beispielen abweichen, wenn der Schlitz 40 mit einem Material, welches eine von Luft verschiedene Dielektrizitätskonstante aufweist, ausgefüllt ist.
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In einem alternativen, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Schlitz 40 auch gebogen ausgestaltet sein.
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In einem weiteren alternativen, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Hochfrequenz-Leitung 30 anstatt als Koaxialkabel als Streifenleitung oder Triplate-Leitung ausgestaltet sein. Hierbei ist es dann insbesondere von Vorteil, wenn die Sende- oder auch Empfangseinheit 33 direkt auf der leitenden Platte 20 angeordnet ist, da hierdurch das Koaxialkabel entfallen kann, was wiederum zu Materialeinsparungen sowie Verringerung des Platzbedarfs führt.
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2 zeigt ein beispielhaftes Resonanzspektrum einer erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne nach 1.
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Dargestellt ist die Eingangsanpassung der Dual-Band-Antenne 10 nach 1 über die Frequenz. Es ist deutlich zu sehen, dass die Dual-Band-Antenne 10 zwei Resonanzbereiche aufweist. Diese beiden Resonanzbereiche stellen den ersten Frequenzbereich 11 und den zweiten Frequenzbereich 12 der Dual-Band-Antenne 10 dar, wobei der erste Frequenzbereich 11 etwa zwischen 2,4GHz und 2,48GHz sowie der zweite Frequenzbereich 12 etwa zwischen 5,180GHz und 5,825GHz liegt.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Dual-Band-Antenne.
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Dargestellt ist eine Vorrichtung 100, welche beispielsweise eine Gastherme ist. Die Vorrichtung 100 weist ein im Wesentlichen metallisches Gehäuse 110 auf.
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Dieses Gehäuse 110 weist wiederum eine Ausnehmung 115 auf. Hinter der Ausnehmung 115 ist innerhalb des Gehäuses 110 eine erfindungsgemäße Dual-Band-Antenne 10 angeordnet. Die Ausnehmung 115 kann dabei in ihrer Form an die Form des Schlitzes 40 der Dual-Band-Antenne 10 angepasst sein. Die Ausnehmung 115 ist des Weiteren von einer Abdeckplatte 117 vollständig abgedeckt, wodurch das Gehäuse 110 wieder vollständig abgeschlossen ist. Die Abdeckplatte 117 ist hierbei aus Glas oder Kunststoff hergestellt, damit die von der Dual-Band-Antenne 10 ausgesendeten bzw. zu empfangenden elektromagnetischen Signale 15 aus dem Gehäuse 110 heraus bzw. in das Gehäuse 110 hinein gelangen können.
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In einem alternativen, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist hinter der Dual-Band-Antenne 10 noch ein metallischer Reflektor angeordnet. Dieser Reflektor ist hierbei parallel zur elektrisch leitenden Platte 20 der Dual-Band-Antenne 10 mit einem Abstand von etwa 2cm angeordnet. Durch diesen Reflektor kann das Richtdiagramm der Dual-Band-Antenne 10 optimiert werden, um die elektromagnetischen Signale 15 gezielt über die Ausnehmung 115 zu senden bzw. zu empfangen.
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In einem weiteren alternativen, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Abdeckplatte 117 auch derartig ausgestaltet und angeordnet sein, dass diese die Ausnehmung 115 in ihrer Fläche vollständig ausfüllt.
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In einem weiteren alternativen, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 110 der Vorrichtung 10 auch mehrere Ausnehmungen und entsprechend mehrere Dual-Band-Antennen aufweisen. Hierdurch kann ein sogenannter MIMO-Betrieb (Multiple Input Multiple Output) ermöglicht werden, indem diese Dual-Band-Antennen mittels Antennendiversität, z. B. Polarisationsdiversität, ausgelegt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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