DE102018103416A1

DE102018103416A1 - Signalverstärker für ein mobilgerät

Info

Publication number: DE102018103416A1
Application number: DE102018103416.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2018-08-16
Also published as: US9949218B1

Abstract

Gerät zur Verstärkung eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals, wobei das Gerät eine Ladeschale zur Aufnahme des Mobilgeräts, eine gespiegelte Telefonantenne, die dazu ausgebildet ist, mit dem Mobilgerät in Kontakt zu kommen, wenn es in der Ladeschale liegt, und die dazu ausgebildet ist, das Mobilsignal von dem Mobilgerät zu empfangen, eine Nebenantenne zum Empfangen des Mobilsignals von der gespiegelten Telefonantenne, eine elektronische Boosterkarte zum Empfangen des Mobilsignals von der Nebenantenne und zum Verstärken des Mobilsignals, und eine direktionalisierte Antenne zum Empfangen des verstärkten Mobilsignals von der elektronischen Boosterkarte und zum Übertragen des verstärkten Mobilsignals umfasst.

Description

GEBIET
Die offenbarte Erfindung betrifft allgemein elektronische Schaltungen und Antennenkommunikation, und sie betrifft insbesondere ein System und Verfahren zur Verbesserung eines Signals eines Mobilgeräts wie zum Beispiel eines Mobiltelefons.
HINTERGRUND
Gelegentlich kann sich ein Benutzer eines Mobilgeräts in einem entlegenen oder signalschwachen Gebiet befinden. Wollte der Benutzer den Empfang seines Mobilgeräts, drahtlosen Mobiltelefons oder Satellitentelefons verbessern, war die Verstärkungstechnologie bislang auf feste Umgebungen und feste Stromquellen beschränkt.
ZUSAMMENFASSUNG
Einige Ausführungen der offenbarten Erfindung stellen tragbare Hardware bereit, die in der Lage ist, Signale zu und von einem an der Hardware befestigten Mobilgerät sicher zu verstärken.
Bei einigen Ausführungsformen handelt es sich bei der offenbarten Erfindung um ein Gerät zur Verstärkung eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals, wobei das Gerät eine Ladeschale zur Aufnahme des Mobilgeräts, eine gespiegelte Telefonantenne, die dazu ausgebildet ist, mit dem Mobilgerät in Kontakt zu treten, wenn es auf die Ladeschale gelegt wird, und das Mobilsignal von dem Mobilgerät zu empfangen, eine Nebenantenne zum Empfangen des Mobilsignals von der gespiegelten Telefonantenne, eine elektronische Booster-/Signalverstärkungskarte zum Empfangen des Mobilsignals von der Nebenantenne und zum Verstärken des Mobilsignals, und eine direktionalisierte Antenne zum Empfangen des verstärkten Mobilsignals von der elektronischen Boosterkarte und zum Übertragen des verstärkten Mobilsignals umfasst.
Bei einer Ausführungsform kann das Gerät ferner einen abgeschirmten Gerätekörper zwischen der Nebenantenne und der elektronischen Boosterkarte zum Abschirmen eines Benutzers des Geräts von dem verstärkten Mobilsignal umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist der abgeschirmte Gerätekörper hemidirektional und dazu ausgebildet, Signale zu einer Rückseite des Geräts hin zu reflektieren.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Nebenantenne eine universelle Nebenantennenplatine mit Formen von fraktalen Varianten.
Bei einer Ausführungsform kann das Gerät ferner einen Akkusatz umfassen, um die elektronische Boosterkarte oder das Mobilgerät mit Strom zu versorgen.
Bei einer Ausführungsform kann das Gerät ferner einen USB-Port umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist der Akkusatz dazu ausgebildet, externe Geräte über den USB-Port mit Strom zu versorgen.
Bei einer Ausführungsform kann das Gerät eine Schnittstelle zum drahtlosen Laden oder induktiven Laden umfassen.
Bei einer Ausführungsform kann das Gerät ferner einen mit einer Rückseite des Geräts gekoppelten Ständer mit einem Sicherheitsschalter zur Betätigung der Antenne umfassen, der bei aufgeklapptem Ständer einen geschlossenen Stromkreis erlaubt.
Bei einer Ausführungsform definiert das Gerät einen Kamera-Port, der einem Kameraobjektiv des Mobilgeräts entspricht, wenn sich dieses in der Ladeschale befindet. Bei einer Ausführungsform definiert das Gerät einen Audio-Port, der einem Lautsprecher des Mobilgeräts entspricht, wenn sich dieses in der Ladeschale befindet.
Bei einer Ausführungsform umfasst die elektronische Boosterkarte eine schwingungsdämpfende Schaltung.
Bei einer Ausführungsform ist die elektronische Boosterkarte dazu ausgebildet, mit einer verdrahteten entfernten Antenne gekoppelt zu werden.
Bei einer Ausführungsform umfasst die elektronische Boosterkarte mehrere Eingänge, die dazu ausgebildet sind, mit mehreren Mobilgeräten verbunden zu werden, um Mobilsignale der mehreren Mobilgeräte gleichzeitig zu verstärken.
Bei einer Ausführungsform umfasst die direktionalisierte Antenne Abschirmungsmaterial zum Abschirmen eines Benutzers von dem verstärkten Mobilsignal.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Gerät versetzte Buchsen, und die direktionalisierte Antenne ist abnehmbar und umfasst versetzte Stecker, die dazu ausgebildet sind, mit den versetzten Buchsen zusammenzupassen.
Bei einer Ausführungsform umfasst die direktionalisierte Antenne ferner einen schraubbaren BNC-Sicherheitsstecker.
Bei einigen Ausführungsformen handelt es sich bei der offenbarten Erfindung um ein Handheld-Gerät zum Verstärken eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals, wobei das Gerät eine elektronische Boosterkarte zum Empfangen eines Mobilsignals von dem Mobilgerät und zum Verstärken des Mobilsignals umfasst sowie eine direktionalisierte Antenne zum Empfangen des verstärkten Mobilsignals von der elektronischen Boosterkarte und zum Übertragen des verstärkten Mobilsignals.
Bei einigen Ausführungsformen handelt es sich bei der offenbarten Erfindung um ein Verfahren zum Verstärken eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals unter Verwendung eines Handheld-Geräts, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen des Mobilsignals von dem Mobilgerät, Verstärken des empfangenen Mobilsignals unter Verwendung einer elektronischen Boosterkarte und Übertragen des verstärkten Mobilsignals von einer direktionalisierten Antenne des mit der elektronischen Boosterkarte verbundenen Handheld-Geräts.
Demgemäß sind das Verfahren und das System von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der Lage, Signale zu und von einem Mobilgerät zu verstärken, während der Benutzer gleichzeitig von dem verstärkten Gerät abgeschirmt wird.
Figurenliste
Diese und weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile der offenbarten Erfindung werden mit Blick auf die folgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.

1 ist eine Vorderansicht eines Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht des Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Rückansicht des Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Unteransicht des Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
5 ist eine Vorderansicht eines Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Merkmale des Erfindungskonzepts und Verfahren zu dessen Realisierung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen und der beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen durchwegs gleiche Elemente bezeichnen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollte nicht als auf nur die hierin dargestellten Ausführungsformen beschränkt angesehen werden. Diese Ausführungsformen werden vielmehr als Beispiele genannt, so dass diese Offenbarung vollständig und gründlich sein wird und die Ausgestaltungen und Merkmale der vorliegenden Erfindung dem Fachmann vollständig vermitteln wird. Demgemäß können Verfahren, Elemente und Techniken, die für den Durchschnittsfachmann zum vollen Verständnis der Ausgestaltungen und Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht notwendig sind, nicht beschrieben werden. Wenn nicht anders angegeben, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den beigefügten Zeichnungen und der schriftlichen Beschreibung, und somit wird ihre Beschreibung nicht wiederholt. In den Zeichnungen können die relativen Größen von Elementen, Schichten und Bereichen der Klarheit halber übertrieben werden.
Räumlich bezogene Begriffe wie zum Beispiel „unterhalb“, „darunter“, „unteres“, „unter“, „über“, „oberes“ und dergleichen können hierin zur besseren Erklärung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen in den Figuren dargestellten Element oder Merkmal zu beschreiben. Es versteht sich, dass die räumlich bezogenen Begriffe unterschiedliche Ausrichtungen des Geräts im Gebrauch oder im Betrieb neben der in den Figuren dargestellten Ausrichtung umfassen sollen. Wenn zum Beispiel das Gerät in den Figuren umgedreht wird, würden als „unter“ oder „unterhalb“ anderen Elementen oder Merkmalen beschriebene Elemente dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Die beispielhaften Begriffe „unterhalb“ und „unter“ können somit eine Ausrichtung über und unter umfassen. Das Gerät kann anders ausgerichtet sein (z.B. 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die hierin verwendeten räumlich bezogenen Deskriptoren sollten entsprechend interpretiert werden.
Es versteht sich, dass wenn ein Element, eine Schicht, ein Bereich oder eine Komponente als „auf“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element, einer anderen Schicht, einem anderen Bereich oder einer anderen Komponente bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element, der anderen Schicht, dem anderen Bereich oder der anderen Komponente verbunden oder gekoppelt sein kann oder ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente, Schichten, Bereiche oder Komponenten vorhanden sein können. Außerdem versteht es sich auch, dass wenn ein Element oder eine Schicht als „zwischen“ zwei Elementen oder Schichten bezeichnet wird, dies das einzige Element oder die einzige Schicht zwischen den zwei Elementen oder Schichten sein kann oder auch ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein können.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Im vorliegenden Zusammenhang sollen die Singularformen „ein“, „eine“, „einer“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext nicht eindeutig auf etwas anderes hinweist. Ferner versteht es sich, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und „aufweisend“, wie sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Im vorliegenden Zusammenhang schließt der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Gegenstände mit ein. Wenn Ausdrücke wie „mindestens eines/einer von“ einer Liste von Elementen vorangestellt sind, modifizieren sie die gesamte Liste von Elementen, aber nicht einzelne Elemente der Liste.
Im vorliegenden Zusammenhang werden der Begriff „im Wesentlichen“, „etwa“ und ähnliche Begriffe als Begriffe der Näherung und nicht als Gradangaben verwendet und sollen den inhärenten Abweichungen bei gemessenen oder berechneten Werten Rechnung tragen, die ein Durchschnittsfachmann erkennen würde. Ferner bezieht sich die Verwendung des Begriffs „kann“ bei der Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf „eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung“. Im vorliegenden Zusammenhang können die Begriffe „verwenden“, „unter Verwendung“ und „verwendet“ als synonym mit den Begriffen „benutzen“, „unter Benutzung“ und „benutzt“ betrachtet werden. Außerdem soll der Begriff „beispielhaft“ ein Beispiel oder eine Darstellung bezeichnen.
Die elektronischen oder elektrischen Geräte und/oder alle anderen relevanten Geräte oder Komponenten gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung einer geeigneten Hardware, Firmware (z.B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung), Software oder einer Kombination aus Software, Firmware und Hardware implementiert werden. Zum Beispiel können die verschiedenen Komponenten dieser Geräte auf einem integrierten Schaltungschip (IC-Chip) oder auf getrennten IC-Chips ausgebildet sein. Ferner können die verschiedenen Komponenten dieser Geräte auf einer flexiblen Leiterfolie, einem Bandträgerpack (TCP), einer Leiterplatte (PCB) implementiert sein oder auf einem Substrat ausgebildet sein. Ferner können die verschiedenen Komponenten dieser Geräte ein Prozess oder Thread sein, der auf einem oder mehreren Prozessoren, in einem oder mehreren Computergeräten läuft, Computerprogrammbefehle ausführt und mit anderen Systemkomponenten zusammenwirkt, um die verschiedenen hierin beschriebenen Funktionalitäten durchzuführen. Die Computerprogrammbefehle sind in einem Speicher gespeichert, der in einem Computergerät implementiert sein kann, das mit einer herkömmlichen Speichervorrichtung, wie zum Beispiel einem Direktzugriffsspeicher (RAM-Speicher) arbeitet. Die Computerprogrammbefehle können auch auf anderen nichtflüchtigen computerlesbaren Medien, wie zum Beispiel einer CD-ROM, einem Flash-Laufwerk oder dergleichen gespeichert sein. Außerdem sollte ein Fachmann erkennen, dass die Funktionalität verschiedener Computergeräte zu einem einzigen Computergerät kombiniert oder darin integriert werden kann, oder dass die Funktionalität eines bestimmten Computergeräts über eine oder mehrere andere Computergeräte verteilt werden kann, ohne vom Geist und Umfang der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wenn nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und naturwissenschaftlicher Begriffe) dieselbe Bedeutung wie sie von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung allgemein verstanden wird. Ferner versteht es sich, dass Begriffe wie sie zum Beispiel in allgemein üblichen Wörterbüchern definiert sind so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, die ihrer Bedeutung im Kontext des relevanten Fachgebiets und/oder der vorliegenden Beschreibung entspricht, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden sollten, sofern dies nicht ausdrücklich hierin definiert ist.
Bei einigen Ausführungsformen stellt die offenbarte Erfindung ein Handheld-Gerät bereit, das physisch mit einem mobilen drahtlosen Gerät (z.B. einem Mobiltelefon, einem zellularen Telefon, oder einem Satellitentelefon) zu kombinieren ist, um ein Signal des Mobilgeräts zu boosten bzw. zu verstärken, wodurch der Empfang des Mobilgeräts verbessert wird. Das Handheld-Gerät kann eine Verstärkerschaltung umfassen, die mit einer Antenne zum Empfangen eines Mobilsignals von dem Mobilgerät gekoppelt ist und mit einer Antenne zur Kommunikation mit einem Funkmast oder Satelliten gekoppelt ist. Demgemäß kann das Handheld-Gerät das empfangene Mobilsignal verstärken und kann das verstärkte Mobilsignal zu einem Funkmast übertragen.
1 ist eine Vorderansicht eines Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 1 ist ein eigenständiger Funksignalverstärker eines Mobiltelefons dargestellt, der als Wireless Amplification Signal Phone (WSAP) 100 bezeichnet wird. Der WASP 100 kann ein niedriges oder schwaches Funksignal von einem Mobilgerät (z.B. einem Mobiltelefon oder einem zellularen Telefon), das sich in einer Ladeschale 140 des WASP 100 befindet, verstärken und kann das schwache Funksignal von dem Mobilgerät boosten bzw. verstärken (z.B. um bis zu etwa 26 Dezibel), indem er eine Verstärkungstechnologie verwendet, die es einem Benutzer in einem signalschwachen Gebiet erlaubt, Sprachanrufe zu tätigen und über den Mobilsignalanbieter des Benutzers auf Daten zuzugreifen. Wenngleich die Verstärkungstechnologie für drahtlose Mobiltelefone bislang auf feste Umgebungen und feste Stromquellen (z.B. steckbare Signalrepeater) beschränkt war, weil der WASP 100 ein eigenständiges Handheld-Gerät ist, so ist der WASP 100 doch in der Lage, Hindernisse hinsichtlich der Tragbarkeit und geeigneter HF-Absorptionspegel des menschlichen Körpers (d.h. des Benutzers) zu überwinden. Es sei angemerkt, dass wenngleich das in Verbindung mit dem WASP 100 verwendete Mobilgerät allgemein ein zellulares Mobiltelefon sein kann, auch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um ein Mobilfunksignal einer anderen Art von Mobilgerät zu verstärken, wie zum Beispiel bei WiFi-Hotspots, elektronischen Notebooks, elektronischen Notepads, Geräten zum Texten, etc.
Der WASP 100 umfasst eine Ladeschale 140 zum Einlegen des Mobilgeräts. Mobilgeräte übertragen im Allgemeinen ein Signal über eine Antenne des Mobilgeräts, die sich im Allgemeinen auf der Rückseite des Mobilgeräts befinden kann. Die Ladeschale 140 empfängt das Signal von der Antenne des Mobilgeräts über eine Direktkontakt-Schnittstelle bzw. eine die Ladeschale aufnehmende gespiegelte Antenne oder eine gespiegelte Telefonantenne 118a auf einer Innenseite der Ladeschale 140, die dazu ausgebildet ist, mit der Rückseite des Mobilgeräts in Kontakt zu kommen, wenn das Mobilgerät in die Ladeschale 140 eingesetzt ist. Durch die Verwendung der mit dem Mobilgerät direkt in Kontakt stehenden gespiegelten Telefonantenne 118a kann der WASP 100 die HF-Absorption (spezifische Absorptionsrate) durch den menschlichen Körper reduzieren (z.B. kann er die HF-Absorption durch den Kopf eines Benutzers des WASP 100 auf unter 1,6 W/kg reduzieren). Ferner kann der WASP 100 Software und Hardware enthalten, die die Übertragung des verstärkten Ausgangssignals reguliert, um die Nahfeld-HF-Belastung des Benutzers abzuschwächen. Zum Beispiel kann eine HF-Abschwächung durch den WASP 100 über eine oder mehrere Sicherheitskomponenten erreicht werden, wie zum Beispiel einen Sicherheitsschalter 177 des Antennenständers mit geschlossenem Stromkreis, eine abgeschirmte Verstärkerschaltung einer elektronischen Boosterkarte 120, einen abgeschirmten Verstärkerkörper 160, eine abgeschirmte Antenne 110 oder eine Schaltung zur Regulierung eines Verstärkungssignals. Diese Merkmale können einzeln oder in Kombination die HF-Absorption durch den Körper des Benutzers reduzieren (z.B. können sie die HF-Absorption durch den Kopf eines Benutzers des WASP 100 auf unter 1,6 W/kg reduzieren).
Die gespiegelte Telefonantenne 118a sorgt zudem für geringere Übertragungsverluste sowie geringeren Stromverbrauch infolge eines erhöhten Wirkungsgrades aufgrund des direkten Kontakts zwischen dem Mobilgerät und der gespiegelten Telefonantenne 118a, wenn sich das Mobilgerät in der Ladeschale 140 des WASP 100 befindet. Die Schnittstelle zwischen dem Mobilgerät und der gespiegelten Telefonantenne 118a kann passiv (z.B. ohne Signalverstärkung) genutzt werden, um für zusätzliche Signalstärke zu sorgen, oder sie kann in einem aktiven verstärkten Modus genutzt werden, der eine erhöhte Signalübertragung von dem Mobiltelefon erlaubt, wie nachfolgend beschrieben. Bei anderen Ausführungsformen kann die Ladeschale 140 abnehmbar sein, und unterschiedlich geformte Ladeschalen 140 können bestimmten Modellen verschiedener Hersteller von Telefonen bzw. drahtlosen mobilen Kommunikationsgeräten entsprechen. In jeder der verschiedenen Ladeschalen 140 kann die gespiegelte Telefonantenne 118a eingebettet sein. Da es unterschiedlich geformte Ladeschalen 140 gibt, kann eine Vielzahl von verschiedenen Telefonen/Mobilgeräten mit derselben Verstärkerplatine/elektronischen Boosterkarte 120 verwendet werden, die nachfolgend näher beschrieben wird, indem einfach die Ladeschale 140 gewechselt wird. Ferner kann der passive und aktive Verstärkungseffekt des WASP 100 verbessert werden, da abnehmbare Ladeschalen 140 so konstruiert sein können, dass sie mit der gespiegelten Antenne des entsprechenden Mobilgeräts zusammenpassen.
5 ist eine Vorderansicht eines Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie aus 5 hervorgeht, kann die gespiegelte Telefonantenne 118b bei anderen Ausführungsformen anders geformt sein als die gespiegelte Telefonantenne 118a der in 1 dargestellten Ausführungsform. Ebenso wie die Ladeschale 140 einem bestimmten Modell des Mobilgeräts entsprechend geformt sein kann, kann auch die gespiegelte Telefonantenne 118b einem Mobilgerätmodell entsprechen, das sich von der gespiegelten Telefonantenne 118a unterscheidet. Das heißt, die gespiegelte Telefonantenne 118 kann so geformt oder konstruiert sein, dass sie der Form und Lage der Antenne des Mobilgeräts entspricht.
Die Ladeschale 140 kann ein verstellbares, sich straffendes Haltesystem (z.B. eine Klaue) aufweisen, um die Verbindung des Mobilgeräts mit der Ladeschale 140 zu verbessern. Außerdem kann die Ladeschale 140 wirksam als schützende Telefonhülle wirken, wenn die Ladeschale 140 nicht an der elektronischen Boosterkarte 120 befestigt ist. Demgemäß kann die Ladeschale 140 über ein Schienensystem mit einem in die elektronische Boosterkarte 120 einzurastenden Halteclip an der elektronischen Boosterkarte 120 befestigt werden und kann dazu ausgebildet sein, an der elektronischen Boosterkarte 120 befestigte leitfähige Kontakte zu berühren, so dass die gespiegelte Telefonantenne 118a mit der aktiven Verstärkerschaltung der elektronischen Boosterkarte und mit einer passiven Antenne des WASP 100 elektrisch verbunden ist. Des Weiteren umfasst die abnehmbare Ladeschale 140 elektrische Kontakte zur Verbindung mit der elektronischen Boosterkarte 120, wodurch sich die gespiegelte Telefonantenne 118a direkt mit der elektronischen Boosterkarte 120 verbinden kann. Bei anderen Ausführungsformen kann die Ladeschale 140 dazu verwendet werden, das Mobilgerät über einen Verlängerungsdraht mit der elektronischen Boosterkarte 120 zu verbinden, um eine höhere Verstärkerleistung ohne die im Zusammenhang mit der Energieaufnahme durch den Benutzer bestehenden Bedenken zu ermöglichen, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Die abnehmbare Ladeschale 140 kann auch einen Antennenschnittstellenport (z.B. einen FME-Port) 126 enthalten, um eine direkte Verbindung zwischen dem Mobilgerät und der elektronischen Boosterkarte 120 über einen FME-Port ohne Verwendung einer direkten Schnittstelle mit der gespiegelten Telefonantenne 118a zu erlauben. Demgemäß kann der WASP 100 einen FME-Port 126 aufweisen, der Signale einer direkten Verbindung von Mobilgeräten empfangen kann, die Antennenports (z.B. WiFi-Hotspots, Mobiltelefone, etc.) enthalten. Die abnehmbare Ladeschale 140 ermöglicht es zudem, die elektronische Boosterkarte 120 allein zu verwenden.
Des Weiteren kann der WASP 100 optional für den Notfall eine SOS-LED (z.B. eine gewölbte LED) 122 oben auf dem WASP 100 aufweisen, wie in 1 zu sehen ist. Der WASP 100 kann außerdem durch Betätigung einer Ein/Aus-Taste 124 in der Nähe des unteren Endes der Vorderseite des WASP 100 ein- und ausgeschaltet werden (z.B. vom passiven Modus in den aktiven Modus gedreht werden). Die Ein/Aus-Taste 124 kann auch LED-Blinkleuchten zur Anzeige eines Ladezustands eines Akkusatzes 130 des WASP 100 aufweisen, was nachfolgend näher beschrieben wird.
2 ist eine Seitenansicht des Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 1 und 2 weist die Ladeschale 140 des WASP 100 außerdem eine Nebenantenne 116 auf (z.B. eine sekundäre Z-Antenne oder eine sekundäre universelle Z-Antennenplatine), die in der Lage ist, eine gestreute Übertragung von der Mobilgerätantenne (z.B. über Kontaktsignalleitung) aufzunehmen. Die Nebenantenne 116 erlaubt den Empfang aller zugeordneten Frequenzen von Mobilgeräten ungeachtet des Herstellers des Mobilgeräts und ungeachtet des Mobilsignalanbieters. Obwohl sie einen geringeren Wirkungsgrad besitzt (z.B. verglichen mit dem Wirkungsgrad, der durch direkten Kontakt mit dem Mobiltelefon zu erreichen wäre), erlaubt die Nebenantenne 116 die Erfassung von Mobilsignalen aus der Nähe (z.B. Signale in einer Entfernung von bis zu etwa 6 ft.). Die Nebenantenne 116 ist dann in der Lage, das Signal von dem Mobiltelefon über eine Verbindung 119 mit der elektronischen Boosterkarte 120 zu einer Verstärkerplatine/elektronischen Boosterkarte 120 zu leiten. Danach ist die elektronische Boosterkarte 120 in der Lage, das Signal über einen darin enthaltenen Antennendraht 112 zu einer Antenne (z.B. einer direktionalisierten festen Antenne) 110 zu senden. Demgemäß ist der WASP 100 in der Lage, das Signal von der Mobilgerätantenne des Mobilgeräts in der Ladeschale 140 des WASP über die Antenne 110 des WASP 100 zu übertragen (z.B. das Signal zu einem Funkmast zu übertragen). Analog dazu kann der WASP 100 ein schwaches Signal von dem Funkmast empfangen und kann die empfangene Signalspur zu dem Mobilgerät über die gespiegelte Telefonantenne 118a und die Nebenantenne 116 verstärken, so dass ein verstärktes Signal von dem Funkmast zu dem Mobilgerät übertragen wird.
Die zum Übertragen des von der Nebenantenne 116 empfangenen Signals des Mobilgeräts zu der Antenne 110 verwendete elektronische Boosterkarte 120 kann eine Schaltung zur Verhinderung einer Überlastung des Funkmasten (zur Verhinderung von Schwingungen) aufweisen, so dass im Falle des Auftretens von Schwingungen in dem Signal die schwingungsdämpfende Schaltung der elektronischen Boosterkarte 120 in der Lage ist, das verstärkte Signal abzuschalten, um eine übermäßige Verstärkung des Signals von dem Funkmast zu verhindern. Die Schaltung zur Verhinderung einer Überlastung des Funkmasten erlaubt es dem WASP 100, gleichzeitig eine wählbare Zahl von Mobilgeräten (z.B. zwei Mobilgeräte) zu erfassen. Demgemäß kann die elektronische Boosterkarte 120 mehrere Eingänge aufweisen, die der Zahl von Mobilgeräten entsprechen, die daran angeschlossen sein können (z.B. zwei Mobilgerätantenneneingänge, einen für die gespiegelte Telefonantenne 118a und einen für die Nebenantenne 116). Die elektronische Boosterkarte 120 kann mit der Antenne 110 verbunden sein und kann außerdem mit einem Bayonet Neill-Concelman-Port (BNC-Port) eines Mobilgeräts verbunden sein.
Der WASP 100 umfasst zudem eine Verstärkerabschirmvorrichtung bzw. einen abgeschirmten Gerätekörper 160, um die HF-Transmission des verstärkten Signals von dem WASP 100 zurück zu dem Benutzer des Mobilgeräts zu reduzieren. Der abgeschirmte Gerätekörper 160 befindet sich zwischen der Ladeschale 140 und der sonstigen Elektronik des WASP 100. Der abgeschirmte Gerätekörper 160 kann hemidirektional/halbkugelförmig sein, damit das verstärkte Signal nach außen, weg von dem Benutzer (z.B. zu dem Funkmast) übertragen werden kann. Das heißt, der abgeschirmte Gerätekörper 160 projiziert das Signal auf die Rückseite des WASP 100, um eine halbkugelförmige Abstrahlung des verstärkten Signals von dem WASP 100 zu erlauben.
Die Antenne 110 des WASP 100 ist über einen Antennendraht 112 in der Antenne 110 mit der elektronischen Boosterkarte 120 verbunden. Die Antenne 110 kann außerdem ein Abschirmungsmaterial 114 aufweisen, um die HF-Transmission zu dem Benutzer zu reduzieren, indem verstärkte Signale von dem Benutzer weg übertragen werden. Demgemäß kann die Antenne 110 auch als an einer Abschirmung befestigte Antenne 110 bezeichnet werden, die wie der abgeschirmte Gerätekörper 160 hemidirektional ist. Weil die Antenne 110 mit dem Abschirmungsmaterial 114 direktionalisiert ist, ist keine Triangulation über den Funkmast möglich.
Die Antenne 110 kann mit dem WASP 100 über einen schraubbaren Sicherheits-BNC 113 verbunden sein, um eine konstante Verbindung zu erlauben (z.B. so, dass die abgeschirmte Seite der Antenne 110 mit dem Abschirmungsmaterial 114 zu der Ladeschale 140 hin zeigt). Des Weiteren kann der WASP 100 auch versetzte Buchsen aufweisen, während die Antenne 110 versetzte Stecker 115 als Ausrichtungsstifte aufweist. Demgemäß stellt die Ausrichtung der versetzten Stecker 115 auf die versetzten Buchsen sicher, dass das Abschirmungsmaterial 114 der Antenne 110 zu der Ladeschale 140 hin zeigt (in Richtung auf eine Vorderseite des WASP 100), während die Abstrahlungsseite der Antenne 110 von dem Benutzer weg zeigt (z.B. um zu einer Rückseite des WASP 100 hin abzustrahlen), wodurch der Benutzer geschützt wird. Demgemäß kann die Antenne 110 unter Verwendung der versetzten Stecker 115 in Verbindung mit dem schraubbaren BNC-Sicherheitsstecker/BNC-Verschluss 113 ordnungsgemäß mit dem WASP 100 verbunden werden, im Gegensatz zu gattungsgemäßen Antennen, die nicht korrekt oder dauerhaft an dem WASP 100 zu befestigen sind.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Antenne 110 so ausgebildet sein, dass eine Bewegung der Antenne 110 möglich ist, um dadurch die HF-Belastung des Benutzers weiter zu verringern. Zum Beispiel kann die Antenne 110 ein Scharnier aufweisen, damit die Antenne 110 um etwa 2 Inch oder mehr vom Körper des WASP 100 wegbewegt werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das verstärkte Signal von dem WASP 100 über eine verkabelte/verdrahtete entfernte Antenne übertragen werden, die mit dem WASP 100 verbunden sein kann, um weiter weg von dem Benutzer platziert zu werden (z.B. um eine erhöhte Signalverstärkung ohne Gefahr für den Benutzer bereitzustellen). Zum Beispiel kann der WASP 100 auch einen Antennenport zur Verbindung mit einem Funkmast aufweisen. Der Antennenport zur Verbindung mit einem Funkmast kann sich zum Beispiel auf der Oberseite oder der Rückseite des Mobilgeräts befinden. Der Antennenport zur Verbindung mit einem Funkmast kann mit der Antenne 110 verbunden sein. Der Antennenport zur Verbindung mit einem Funkmast kann außerdem über den WASP 100 mit der entfernten verdrahteten Antenne verbunden sein. Demgemäß kann die entfernte verdrahtete Antenne omnidirektional sein (im Gegensatz zu der abgeschirmten Antenne 110) und kann auf den schraubbaren Sicherheits-BNC 113 verzichten, über den die Antenne 110 mit dem übrigen WASP 100 verbunden ist. Demgemäß kann der WASP 100 mit einer entfernten verdrahteten Antenne verbunden sein, wodurch der WASP 100 ein von einem Funkmast übertragenes Signal empfangen kann, und kann ein weiteres verstärktes Signal übertragen, so dass der Funkmast das verstärkte Signal von dem WASP 100 empfangen kann. Der Anschluss der entfernten Antenne erlaubt die Verwendung eines BNC-Steckers, aber die entfernte verdrahtete Antenne ist nicht direktionalisiert, da die Antenne sicher weit weg genug von dem Mobilgerät ist und sich daher in einem sicheren Abstand von dem Benutzer befindet (d.h. der Benutzer erfährt keine dem verstärkten Signal entsprechende starke HF-Absorption). Bei dieser Ausführungsform ist eine Triangulation des Mobilsignals aufgrund des omnidirektionalen Signals möglich.
Außerdem kann der WASP 100 die Ladeschale 140 für Mobilgeräte umgehen, die nicht in die Ladeschale 140 passen, oder kann einen WiFi-Hotspot verwenden, damit die Nebenantenne 116 das primäre Element zur Übermittlung des Signals des drahtlosen Mobilgeräts zu der Verstärkerschaltung der elektronischen Boosterkarte 120 sein kann. Ein in unmittelbarer Nähe befindliches Telefon wird sich über die Nebenantenne 116 in dem Gerät mit dem Verstärker verbinden, was die Verwendung einer omnidirektionalen Verstärkungsantenne 110 erlaubt, wodurch das radiale Empfangs-/Übertragungsgebiet erweitert und gleichzeitig die Nahfeldenergiebelastung des Benutzers verringert wird.
3 ist eine Rückansicht des Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine Unteransicht des Signalverstärkers für ein Mobilgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 1-4 umfasst der WASP 100 außerdem einen eigenständigen Akkusatz 130 als Stromquelle für die Stromversorgung der Elektronik (z.B. der elektronischen Boosterkarte 120) des WASP 100, so dass der WASP 100 auf Drähte zwischen dem WASP 100 und dem Mobilgerät verzichten kann. Darüberhinaus kann der WASP 100 auch einen externen USB-Port 190 und einen Mikro-USB-Port 195 aufweisen. Des Weiteren kann die Ladeschale 140 auch einen Blitz-/Schnellladestecker 135 aufweisen, der in den Blitz-/Schnellladesteckereingang des Mobilgeräts integriert sein kann, wenn sich das Mobilgerät in der Ladeschale befindet, wodurch das Mobilgerät durch die Verbindung mit dem WASP 100 über den Akkusatz 130 des WASP 100 aufgeladen werden kann, während die Elektronik des WASP 100 immer noch mit Strom versorgt wird. Darüberhinaus kann der WASP 100 eine Schnittstelle 175 zum drahtlosen bzw. induktiven Laden aufweisen.
Demgemäß können externe Geräte über den externen USB-Port 190 (z.B. einen WiFi-Hotspot etc.) mit dem WASP 100 und dem Mobilgerät verbunden sein und der eigenständige Akkusatz 130 kann die über den externen USB-Port 190 angeschlossenen externen Geräte mit Strom versorgen, kann das Mobilgerät über den integrierten Blitz-/Schnellladestecker 135 mit Strom versorgen und kann die Schaltung des WASP 100 mit Strom versorgen. Darüberhinaus kann der WASP 100 über den externen USB-Port geladen oder mit Strom versorgt werden, indem zum Beispiel ein durchgängig über einen Mikro-USB angeschlossenes Mini-Solarpaneel, ein USB-DC-Eingang, ein externer Akkusatz, etc. verwendet wird. Der Akkusatz 130 kann herausnehmbar sein, wodurch der Akkusatz 130 des WASP 100 gegen einen weiteren externen Akkusatz ausgetauscht werden kann.
Mit Bezug auf FIG. 3 und 4 können einige Ausführungsformen des WASP 100 auch einen Ständer bzw. ein Stützelement 105 auf der Rückseite des WASP 100 aufweisen, in dem sich ein Sicherheitsschalter 177 befindet, der die Verwendung einer nicht abgeschirmten omnidirektionalen Antenne erlaubt, wenn der Ständer 105 aufgeklappt ist. Das heißt, wenn der Ständer 105 aufgeklappt ist, schließt der Sicherheitsschalter 177 einen Stromkreis, um die Signalverstärkung des WASP 100 zu aktivieren.
Die Ladeschale 140 des WASP 100 kann einen passiven Audio-Port 180 definieren, der einem Lautsprecher des Mobilgeräts entspricht, wenn es sich in der Ladeschale 140 befindet, so dass der WASP 100 als verstärktes Freisprechtelefon betrieben werden kann. Dank des passiven Audio-Ports 180 kann Schall von dem Lautsprecher des Mobilgeräts problemlos hindurchgelangen und zu dem Benutzer hin abgestrahlt werden, ohne durch den WASP 100 gedämpft zu werden. Darüberhinaus kann der WASP 100 eine Beleuchtungsvorrichtung 129 mit einer lichtemittierenden Diode enthalten, die sich am Boden des WASP 100 befindet, wie in 4 dargestellt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Beleuchtungsvorrichtung 129 verschwenkt werden, um den durchgängigen Gebrauch eines tragbaren Mobiltelefons zu erlauben, und kann wirksam als Blitzlicht verwendet werden. Des Weiteren kann ein Audio-Port (z.B. eine Audio-Buchse) 128 am Boden des WASP 100 vorgesehen sein.
Der WASP 100 kann außerdem eine Öffnung von der Ladeschale bis zu einer Rückseite des WASP 100 aufweisen bzw. definieren. Die Öffnung fungiert als Kamera-Port 170, damit Licht auf das Kameraobjektiv des Mobilgeräts gelangen kann, so dass das Mobilgerät mit dem Kameraobjektiv des Mobilgeräts Photos machen kann, während das Mobilgerät in die Ladeschale des WASP 100 eingesetzt ist und während der WASP 100 in Gebrauch ist.
Der WASP 100 kann außerdem eine oder mehrere lichtemittierende Vorrichtungen zur Anzeige eines Ladezustands des WASP 100 (z.B. der in dem Akkusatz 130 des WASP 100 verbliebenen Strommenge) aufweisen. Der WASP 100 kann außerdem eine Ein/Aus-Taste aufweisen, so dass die Signalverstärkungsmerkmale des WASP 100 abgeschaltet werden können, und so dass das Mobilgerät selbst dann verwendet werden kann, wenn das Mobilgerät in der Ladeschale 140 des WASP 100 liegt.
Der WASP 100 kann außerdem einen Mechanismus zum drahtlosen bzw. induktiven Laden aufweisen, so dass auch externe Geräte und auch der WASP 100 geladen werden können.
Demzufolge sind das System und das Verfahren von Ausführungsformen der offenbarten, oben beschriebenen Erfindung besser als die herkömmlichen Systeme und Verfahren, weil sie bei dem tragbaren Mobiltelefon eine Signalverstärkung erlauben, ohne dass die Funktionsweise eines der Merkmale des Mobiltelefons beeinträchtigt wird. Der Fachmann wird anerkennen, dass verschiedene Modifikationen an den dargestellten und sonstigen Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom breiten Umfang der Erfindung abzuweichen. Es versteht sich daher, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen und Anordnungen beschränkt ist, sondern vielmehr sämtliche Änderungen, Anpassungen und Modifikationen abdecken soll, die im Rahmen der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung liegen.

Claims

Gerät zum Verstärken eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals, wobei das Gerät Folgendes umfasst: eine Ladeschale zur Aufnahme des Mobilgeräts; eine gespiegelte Telefonantenne, die dazu ausgebildet ist, mit dem Mobilgerät in Kontakt zu kommen, wenn es in der Ladeschale liegt, und die dazu ausgebildet ist, das Mobilsignal von dem Mobilgerät zu empfangen; eine sekundäre, universelle Z-Antennenplatine zum Empfangen des Mobilsignals von der gespiegelten Telefonantenne; eine elektronische Boosterkarte zum Empfangen des Mobilsignals von der Nebenantenne und zum Verstärken des Mobilsignals; und eine direktionalisierte Antenne zum Empfangen des verstärkten Mobilsignals von der elektronischen Boosterkarte und zum Übertragen des verstärkten Mobilsignals.
Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend einen abgeschirmten Gerätekörper zwischen der Nebenantenne und der elektronischen Boosterkarte zum Abschirmen eines Benutzers des Geräts von dem verstärkten Mobilsignal.
Gerät nach Anspruch 2, wobei der abgeschirmte Gerätekörper hemidirektional ist und dazu ausgebildet ist, Signale zu einer Rückseite des Geräts hin zu reflektieren.
Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Akkusatz, um die elektronische Boosterkarte oder das Mobilgerät mit Strom zu versorgen.
Gerät nach Anspruch 4, ferner umfassend einen USB-Port.
Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend einen oder mehrere Sicherheitsschalter mit geschlossenem Stromkreis im Antennenständer, eine abgeschirmte Verstärkerschaltung, einen abgeschirmten Verstärkerkörper oder eine Schaltung zum Regulieren des verstärkten Mobilsignals, wobei die direktionalisierte Antenne eine abgeschirmte Antenne ist, und wobei der Sicherheitsschalter mit geschlossenem Stromkreis im Antennenständer, die abgeschirmte Verstärkerschaltung, der abgeschirmte Verstärkerkörper, die Schaltung zum Regulieren des verstärkten Mobilsignals und die direktionalisierte Antenne dazu ausgebildet sind, die HF-Absorption durch einen Benutzer zu reduzieren.
Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend einen mit einer Rückseite des Geräts gekoppelten Ständer.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät einen Kamera-Port definiert, der einem Kameraobjektiv des Mobilgeräts entspricht, wenn sich dieses in der Ladeschale befindet.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät einen Audio-Port definiert, der einem Lautsprecher des Mobilgeräts entspricht, wenn sich dieses in der Ladeschale befindet.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die elektronische Boosterkarte eine schwingungsdämpfende Schaltung umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die elektronische Boosterkarte dazu ausgebildet ist, mit einer verdrahteten entfernten Antenne gekoppelt zu werden.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die elektronische Boosterkarte mehrere Eingänge umfasst, die dazu ausgebildet sind, mit mehreren Mobilgeräten verbunden zu werden, um Mobilsignale der mehreren Mobilgeräte gleichzeitig zu verstärken.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die direktionalisierte Antenne Abschirmungsmaterial zum Abschirmen eines Benutzers von dem verstärkten Mobilsignal umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät versetzte Buchsen umfasst, und wobei die direktionalisierte Antenne abnehmbar ist und versetzte Stecker umfasst, die dazu ausgebildet sind, mit versetzten Buchsen zusammenzupassen.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die direktionalisierte Antenne ferner einen schraubbaren BNC-Sicherheitsstecker umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Ständer mit einem Sicherheitsaktuator für die Antenne.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät eine induktive bzw. drahtlose Ladeschaltung und zugehörigen Komponenten umfasst.
Gerät zum Verstärken eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals, wobei das Gerät Folgendes umfasst: eine Ladeschale zur Aufnahme des Mobilgeräts; eine gespiegelte Telefonantenne, die dazu ausgebildet ist, mit dem Mobilgerät in Kontakt zu kommen, wenn es in der Ladeschale liegt, der Form und Lage einer Mobilgerätantenne des Mobilgeräts angepasst ist und dazu ausgebildet ist, das Mobilsignal von dem Mobilgerät zu empfangen; eine Nebenantenne zum Empfangen des Mobilsignals von der gespiegelten Telefonantenne; eine elektronische Boosterkarte zum Empfangen des Mobilsignals von der Nebenantenne und zum Verstärken des Mobilsignals; eine direktionalisierte Antenne zum Empfangen des verstärkten Mobilsignals von der elektronischen Boosterkarte und zum Übertragen des verstärkten Mobilsignals; und einen Ständer mit einem Sicherheitsaktuator für die Antenne.
Gerät zum Verstärken eines einem Mobilgerät entsprechenden Mobilsignals, wobei das Gerät Folgendes umfasst: eine Ladeschale zur Aufnahme des Mobilgeräts; eine gespiegelte Telefonantenne, die dazu ausgebildet ist, mit dem Mobilgerät in Kontakt zu kommen, wenn es in der Ladeschale liegt, und die dazu ausgebildet ist, das Mobilsignal von dem Mobilgerät zu empfangen; eine Nebenantenne mit fraktalen Varianten zum Empfangen des Mobilsignals von der gespiegelten Telefonantenne; eine elektronische Boosterkarte zum Empfangen des Mobilsignals von der Nebenantenne und zum Verstärken des Mobilsignals; und eine direktionalisierte Antenne zum Empfangen des verstärkten Mobilsignals von der elektronischen Boosterkarte und zum Übertragen des verstärkten Mobilsignals.