DE10204877A1

DE10204877A1 - Funkkommunikationsgerät sowie Leiterplatine mit mindestens einem stromleitfähigen Korrekturelement

Info

Publication number: DE10204877A1
Application number: DE10204877A
Authority: DE
Inventors: Stefan Huber; Thorsten Kowalski; Martin Oelschlaeger; Michael Schreiber; Martin Weinberger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Palm Inc
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-14
Also published as: JP2005522063A; TW589933B; CN1628398B; CN1628398A; TW200303168A; US7151955B2; KR20040081190A; WO2003067702A2; US20050159195A1; WO2003067702A3; EP1472758A2; AU2003212193A1

Abstract

Bei einem Funkkommunikationsgerät (MP) ist an der Leiterplatine (LP) mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement (ZV1) derart angekoppelt und ausgebildet, dass für einen auf der Leiterplatine (LP) entwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne (AT1) hervorgerufenen elektrischen Strom (I(X)) eine gezielte, fiktive Stromwegverlängerung (WV) unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine (LP) bewirkt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Funkkommunikationsgerät mit mindestens einer in einem Gehäuse untergebrachten Leiterplatine vorgegebener Längs- sowie Querabmessung, und mit mindestens einer Antenne zum Abstrahlen und/oder Empfangen von elektromagnetischen Funkstrahlungsfeldern, die an diese Leiterplatine angekoppelt ist.

Durch die Leistungsabstrahlung von Funkkommunikationsgeräten, insbesondere von Mobilfunkgeräten oder Schnurlostelefonen wie z. B. nach dem DECT-Standard (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) wird üblicherweise auch ein gewisser Leistungsanteil der elektromagnetischen Funkstrahlungsfelder in den menschlichen Körper eingestrahlt. Insbesondere kann beim bestimmungsgemäßen Anlegen des Funkkommunikationsgeräts an den Kopf des jeweiligen Benutzers organisches Gewebe im Kopf unzulässig stark belastet werden. Aus diesem Grund sind Grenzwerte für die thermische Leistungsabsorption für organisches Gewebe bei Menschen festgelegt worden. Als ein spezifisches Messkriterium dafür, welchen Strahlungsbelastungen der jeweilige Benutzer tatsächlich ausgesetzt ist, wird der sogenannte SAR-Wert (= Specific Absorption Rate) verwendet. Dieser gibt die spezifische Absorptionsrate in Watt pro Kilogramm an, mit der ein vorgebbarer Gewebsvolumenbereich erwärmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Funkkommunikationsgerät hinsichtlich seiner elektromagnetischen Strahlungscharakteristik verbessert kontrolliert eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem Funkkommunikationsgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der Leiterplatine mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für einen auf der Leiterplatine etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne hervorgerufenen elektrischen Strom eine gezielte, fiktive Stromwegverlängerung unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine bewirkt ist.

Auf diese Weise lässt sich in gezielter, d. h. kontrollierbarer Weise, die örtliche Verteilung des resultierenden, elektrischen Stromes auf der Leiterplatine verbessert einstellen.

Durch die mit Hilfe des zusätzlichen, stromleitfähigen Korrekturelements bewirkte Stromwegverlängerung auf der Leiterplatine ist es insbesondere ermöglicht, dort die örtliche Stromverteilung derart zu beeinflussen, dass ein etwaig vorhandenes örtliches Maximum des elektrischen Stromes bzw. eines damit in Verbindung stehenden magnetischen Feldes in einen unkritischeren Gerätebereich verschoben und/oder reduziert werden kann. In vorteilhafter Weise ist es insbesondere ermöglicht, unzulässig starke "Hot Spots", d. h. Gewebsvolumenbereiche höherer SAR-Werte gegenüber Gewebsvolumenbereichen geringerer SAR-Werte, und somit lokale örtliche Schwankungen in der thermischen Belastung von Gewebsvolumenbereichen - wie z. B. im Kopfbereich des jeweiligen Benutzers beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des erfindungsgemäßen Funkkommunikationsgeräts - zu reduzieren oder gar weitgehend zu vermeiden. Die SAR-Verteilung kann durch mindestens ein solches zusätzliches Korrekturelement insgesamt betrachtet zumindest gleichmäßiger bzw. homogener im Vergleich zur SAR-Verteilung derselben Leiterplatine ohne Korrekturelement gemacht werden. Darüber hinaus lässt sich in vorteilhafter Weise eine Verbesserung der Antennenimpedanzanpassung des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts und damit auch eine verbesserte Leistungsabstrahlung erreichen, was insbesondere bei geringen, relativ kompakten Geräteabmessungen günstig ist.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch in räumlicher Darstellung die Leiterplatine sowie die daran angekoppelte Funkantenne eines konventionellen Mobilfunkgeräts,
Fig. 2 in schematischer Darstellung die örtliche Verteilung des für den SAR-Effekt wirksamen elektrischen Stromes, der beim Betrieb des Mobilfunkgeräts entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Fig. 1 annäherungsweise zum Fließen kommt,
Fig. 3 schematisch in räumlicher Darstellung eine Leiterplatine für ein Funkkommunikationsgerät, an die gegenüber der Leiterplatine von Fig. 1 zusätzlich ein erfindungsgemäß stromwegverlängerndes Korrekturelement angekoppelt ist,
Fig. 4 die örtliche Verteilung des elektrischen Stromflusses entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Fig. 3 mit dem zusätzlich angekoppelten, stromwegverlängernden Korrekturelement,
Fig. 5 mit 7 in schematischer Darstellung weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Korrekturelementen, die jeweils an die Leiterplatine eines Funkkommunikationsgeräts angekoppelt sind,
Fig. 8, 9 jeweils den Stromflussverlauf entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Fig. 1 ohne und mit einem weiteren, modifizierten, stromwegverlängernden Zusatzelement,
Fig. 10 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Funkkommunikationsgerät mit einer Leiterplatine sowie mit dem zusätzlichen, stromwegverlängernden Korrekturelement nach Fig. 9 bei seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch am Kopf eines Benutzers, und
Fig. 11, 12 in schematischer Darstellung jeweils eine Leiterplatine mit einem abgewandelten, erfindungsgemäß angekoppelten Korrekturelement zur virtuellen Stromwegverlängerung.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 mit 12 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt schematisch in räumlicher Darstellung eine Leiterplatine LP, wie sie üblicherweise im Gehäuse eines Funkkommunikationsgerätes wie z. B. eines Mobilfunk- oder Schnurlostelefons untergebracht ist. In der Fig. 10 ist beispielsweise eine solche Leiterplatine LP im Inneren des Gehäuses GH eines Mobilfunkgerätes MP vorgesehen, das dort in Seitenansicht bei seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch am Kopf HE eines Benutzers schematisch gezeichnet ist. Das Mobilfunkgerät MP ist vorzugsweise als Mobilfunktelefon ausgebildet, das insbesondere nach dem GSM (Global System for Mobile Communications), IS95, IS136, IS2000, DCS1900, GPRS (General Packet and Radio Service), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)-Standard arbeitet. Es ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass es für einen Benutzer portabel ist und sich somit mit dem Benutzer an wechselnden Orten in den Funkzellen solcher Funkkommunikationssysteme aufhalten kann. Zusätzlich oder unabhängig von der Sprachübertragungs- bzw. Telefonierfunktion eines solchen Mobilfunkgeräts kann dieses gegebenenfalls auch die Funktion erfüllen, andere Nachrichten wie z. B. Daten, Bilder, Faxnachrichten, E-Mails, oder dergleichen zu übertragen.
Weiterhin kann eine Leiterplatine entsprechend Fig. 1 auch im Gehäuse eines sonstigen Schnurlostelefons integriert sein, das seinen Kommunikationsverkehr über Funk mit einer lokalen Basisstation oder anderen Teilnehmergeräten abwickelt. Solche Schnurlostelefone arbeiten derzeit vorzugsweise nach dem sogenannten DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) oder Bluetooth-Standard.
Die Leiterplatine LP von Fig. 1 weist räumlich betrachtet im wesentlichen eine flach rechteckförmige Quaderform auf, d. h. ihre vier Seitenränder SRL, SRR, SRO, SRU bilden zusammengesetzt die Außenkontur eines Rechtecks, dessen Längserstreckung größer als dessen Breite ist. Ihre räumlich geometrischen Verhältnisse sind dadurch veranschaulicht, dass in Fig. 1 zusätzlich die Koordinaten X, Y und Z eines kartesischen Koordinatensystems mit eingezeichnet sind. Dabei erstreckt sich die X-Koordinate entlang den Längsseiten SRL, SRR der Leiterplatine LP, während die Y-Richtung parallel zu den Breitseiten SRO, SRU der Leiterplatine LP verläuft. Die Bauelementbestückungsfläche BF der Leiterplatine LP liegt somit im wesentlichen in der X, Y-Ebene. Die Z-Richtung ist dabei der Höhe bzw. Dicke H der Leiterplatine LP mit ihren verschiedenen Komponenten wie z. B. Hochfrequenzbaugruppe HB1 und Auswerte-/Steuerbaugruppe HB2 zugeordnet.
Die Rechtecksform der Leiterplatine eignet sich vorzugsweise zum Einbau in ein flaches, im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse. Selbstverständlich kann die Leiterplatine auch andere Außenkonturen aufweisen, die in der Regel zweckmäßigerweise an die jeweilige Geometrieform des Gehäuses des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts angepasst gewählt sind.
Zum Empfangen und/oder Senden von Funksignalen weist die Leiterplatine LP von Fig. 1 im Bereich der oberen Hälfte ihrer Längserstreckung eine Hochfrequenzbaugruppe HB1 mit einer angekoppelten Antenne AT1 auf. Der zeichnerischen Einfachheit halber ist dabei die Hochfrequenzbaugruppe HB1 lediglich durch eine gestrichelte Umrahmung angedeutet. Mit Hilfe der Sende-/Empfangsantenne AT1 können elektromagnetische Funkwellen in den Funkraum hinaus abgestrahlt und/oder aus diesem kommend detektiert werden. Die Sende-/Empfangsantenne AT1 ist mit der Hochfrequenzbaugruppe HB1 zur Energieversorgung, insbesondere Stromspeisung, sowie Funksignalsteuerung über eine elektrische Kontaktleitung COA ("heißer Leiter") verbunden. Gleichzeitig kontaktiert sie über eine zweite elektrische Leitung KS1 ("kalter Leiter") mindestens eine Massefläche ("ground") auf der Leiterplatine LP. Eine solche Massefläche kann beispielsweise durch die metallische Gehäuseabdeckung bzw. den Abschirmdeckel der Hochfrequenzbaugruppe HB1 oder durch eine leitfähige Schicht gebildet sein, die auf der Ober- oder Unterseite der Leiterplatine vollflächig, oder als Zwischenschicht in der Leiterplatine LP durchgängig vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise sind die Kontaktleitungen derart ausgebildet, dass die Antenne AT1 an der Leiterplatine LP mit ausreichender mechanischer Stabilität angebracht ist und somit ihre vorgegebene Position bzw. Lage möglichst dauerhaft beibehält. Insbesondere können dazu die Kontaktleitungen stegartig geformt sein, so dass diese jeweils für sich oder gemeinsam eine Art Flanschfunktion zur mechanischen Fixierung der Antenne AT1 an der Leiterplatine mit übernehmen.
Die Antenne AT1 ist hier im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 mit Hilfe dieser Kontaktleitungen COA, KS1 an der oberen Stirnseite bzw. Breitseite SRO der Leiterplatine LP mechanisch und elektrisch angekoppelt. Die Antenne AT1 ist hierbei als Planarantenne ausgebildet. Sie weist eine annäherungsweise rechteckförmige Gestalt auf. Sie ist mit Hilfe der mechanischen Verbindungsstege COA, KS1 ausgehend vom oberen Seitenrand SRO der Leiterplatine LP in einen Raumbereich hinein positioniert, der von den vier Seitenrändern SRL, SRR, SRO, SRU entlang der Flächennormalen in Z-Richtung eingeschlossen wird. Die gedachte orthogonale Projektion der Antenne auf die Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine LP liegt also im wesentlichen innerhalb der durch die Seitenränder SRL, SRR, SRO, SRU der Leiterplatine LP aufgespannten Begrenzungsfläche BF. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, dass die Antenne AT1 nicht über die vier Seitenränder der Bauelementbestückungsfläche BF der Leiterplatine LP hinaus verlängernd absteht, d. h. die Platinenoberfläche ist durch die angekoppelte Antenne weder verlängert noch verbreitert. Die Antenne AT1 ist mit Hilfe der Verbindungsstege derart in Richtung auf die Leiterplatine LP zugeneigt bzw. umgebogen, dass sie wie eine weitere Schicht über und/oder unter der Lageebene der Leiterplatine LP innerhalb des von deren vier Seitenrändern begrenzten Raumbereichs liegt. Durch diese Antennenanordnung lassen sich in vorteilhafter Weise besonders kompakte bzw. geringe Geräteabmessungen realisieren.
In der zweiten, unteren Hälfte der Leiterplatine LP von Fig. 1 sind eine oder mehrere weitere elektrische Baugruppen untergebracht, die ebenfalls der zeichnerischen Einfachheit halber lediglich mit einer gestrichelten Umrahmung angedeutet und mit dem Bezugszeichen HB2 versehen sind. Diese dienen dazu, die Ein- und/oder Ausgabeelemente des Mobilfunkgeräts MP, wie z. B. dessen Tastatur, Display, Lautsprecher, usw. zu steuern sowie die Signalverarbeitung der mittels der Hochfrequenzbaugruppe HB1 empfangenen und/oder über diese abzusendenden Funksignale durchzuführen.
Bei einer derartigen Leiterplatine mit angekoppelter Antenne ergibt sich eine zugehörige, örtliche Gesamtstromverteilung in X-Richtung, d. h. entlang der Längserstreckung der Leiterplatine betrachtet, wie dies in der Fig. 2 schematisch gezeichnet ist. Entlang der Abszisse ist dort der elektrisch wirksame Gesamtstrom I(X) aufgetragen, der insgesamt an jeder Längsortposition X der Leiterplatine LP jeweils aufsummiert bzw. aufintegriert über deren Gesamtquerschnittsbreite B in X- und damit Platinenlängsrichtung zum Fließen kommt. Es wird angenommen, dass Ursache dieses elektrischen Stromflusses mit Vorzugsrichtung in X-Richtung H-Felder, d. h. magnetische Felder, sind, die lokal im Nahbereich der Antenne AT1 bei deren Betrieb entstehen.
In Fig. 2 ist der Ursprung der X-Achse dem unteren Seitenrand SRU der Leiterplatine LP von Fig. 1 zugeordnet, während der obere Seitenrand SRO mit dem Längserstreckungswert X = L korrespondiert. Im Bereich der elektrischen Kontaktierungsstelle COA zwischen der Hochfrequenzbaugruppe HB1 und der Antenne AT1 fließt der Antenne AT1 an der Längsstelle X = L der Speisungs- bzw. Fußpunktstrom FSI ≠ 0 zu. Denn es wird von der Hochfrequenzbaugruppe HB1 ein definierter Speisungsstrom FSI in den Fußpunkt der Antenne AT1 eingespeist. Demgegenüber ist der Stromfluss in Längsrichtung der Leiterplatine LP an deren unterem freien Ende durch die dortige Randbegrenzung unterbrochen, d. h. an der der Antenne AT1 gegenüberliegenden Stirnseite gilt weitgehend I(X) = 0. Bei der bevorzugten Verwendung einer sogenannten λ/4-Antenne weist hingegen das elektrische Feld ein Maximum am unteren Seitenrand bzw. am der Antenne gegenüberliegenden freien Ende SRU auf. Aufgrund der geometrischen Verhältnisse der Leiterplatine LP in Form eines langgestreckten Rechtecks tritt entlang der Mittenlängsachse ML etwa im Zentrum MI der Leiterplatine LP, d. h. also im Bereich des Schnittpunkts deren Diagonalen, beim über die Querschnittsbreite B jeweilig aufintegrierten, resultierenden Summenstrom I(X) die größte wirksame Stromamplitude für den SAR-Effekt auf. Über die Querrichtung Y der Leiterplatine betrachtet ist aufgrund von Skin- sowie sonstigen Stromverschiebeeffekten die Komponente der Stromflussstärke in X- Richtung im Bereich entlang den beiden Längsrändern SRL, SRR höher als entlang der Mittenlinie ML; dabei ist die Stromstärkeverteilung an den Längsrändern SRL, SRR im wesentlichen achssymmetrisch zur Mittenlängsachse ML. Diese Stromverteilung führt zu einem für den SAR-Effekt wirksamen bzw. resultierenden H-Feld, dem der Summenstrom I(X) - wie in Fig. 2 dargestellt - mit einer Hauptkonzentration entlang der Mittenlängsachse ML zugeordnet werden kann. Das Maximum der wirksamen Stromamplitude an der Längsstelle X = MI ist dabei in der Fig. 2 mit IM bezeichnet.
Bei einer solchen gekoppelten Struktur mit mindestens einer Antenne und mindestens einer daran angeschlossenen, stromleitfähigen Leiterplatine kommt es also zu einer örtlich inhomogenen Stromverteilung auf der Leiterplatinenfläche, d. h. die für den SAR-Effekt wirksam werdende Summenstromflussstärke schwankt örtlich.
Zur Bestimmung der SAR-Werte von Mobilfunkgeräten oder allgemein ausgedrückt von Funkkommunikationsgeräten als Maß für die thermische Aufheizung eines bestimmten Gewebsvolumenbereichs wird vorzugsweise ein Messverfahren verwendet, das detailliert im europäischen Normenvorschlag EN50361 beschrieben ist. Dabei wird nach dem Ort der höchsten thermischen Belastung des jeweiligen Benutzers gesucht. Der SAR-Wert ergibt sich dann aus einer Integration über ein bestimmtes genormtes Gewebsvolumen dort, wo das Mobilfunkgerät MP bei seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch am Kopf HE des jeweiligen Benutzers angelegt wird (vgl. Fig. 10).
Umfangreiche Tests mit einer elektromagnetischen Messsonde in einem Modellkopf, der mit einer Simulationslösung gefüllt ist, haben nun gezeigt, dass die Erwärmung des organischen Gewebes örtlich schwankt bzw. variiert, d. h. eine örtliche Verteilung mit mindestens einem Maximum und/oder Minimum aufweist. Diese örtlich variierende Feldkonzentration scheint dabei insbesondere auf eine dazu korrespondierende örtliche Summenstromverteilung wie z. B. I(X) von Fig. 2 auf der Leiterplatine LP zurückzugehen. Ein solcher elektrischer Summenstrom I(X) fließt vorzugsweise auf der Leiterplatine LP entlang deren Längserstreckung, wenn die Sende- und/oder Empfangsantenne wie z. B. AT1 von Fig. 1 als λ/4-Antenne ausgebildet ist, und zusammen mit der Leiterplatine LP einen Strahlungsdipol bildet. Die Leiterplatine wirkt dabei in erster Näherung als eine Art ergänzende λ/4-Antenne zur Antenne AT1. In der Fig. 2 ist die örtliche Verteilung I(X) des für den SAR-Effekt wirksamen Stromflusses entlang der Längserstreckung X der Leiterplatine LP schematisch eingezeichnet. Der Nahbereich ist dabei derjenige Ortsbereich, der unterhalb des Abstandes 2 D²/λ (λ ist die Wellenlänge; D ist die Gerätelänge) liegt. Z. B. im GSM-Funknetz mit einem Frequenzbereich zwischen 880 und 960 MHz (Mittenfrequenz 900 MHz) liegt die Wellenlänge λ ungefähr bei 35 cm. Im PCN (Private Commercial Network) (E-Netz) mit einem Frequenzband zwischen 1710 und 1880 MHz liegt die Wellenlänge ungefähr bei 17 cm. In einem UMTS-Funkkommunikationssystem mit einem Frequenzübertragungsbereich zwischen 1920 und 2170 MHz beträgt die Wellenlänge λ ungefähr 15 cm. Während beim GSM-Funksystem durch die örtliche Stromverteilung auf der Leiterplatine mit einer Eindringtiefe des elektromagnetischen Nahfeldes von ungefähr 6 cm zu rechnen ist, beim PCN-Netz mit ungefähr 5 cm, liegt bei einem UMTS-Mobilfunkgerät die Eindringtiefe des Nahfeldes aufgrund der örtlichen Stromverteilung auf der Hauptplatine ungefähr bei 2 bis 4 cm. Je geringer dabei die örtliche Eindringtiefe in das Gewebe ist, desto höher kann bei gleicher angenommener Sendeleistung der Antenne der gemessene SAR-Wert werden, da ja pro vorgegebenem Gewebsvolumen eine höhere elektromagnetische Felddichte, damit ein größerer zum Fließen kommender Strom und somit eine höhere Feldkonzentration hervorgerufen wird.
Wünschenswert ist es nun, elektromagnetische Strahlungsfelder, insbesondere das H-Feld im Nahbereich des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts, und/oder darauf zurückgehende elektrische Ströme, bezüglich ihrer örtlichen Verteilung kontrollierter einzustellen.
Fig. 3 zeigt dazu schematisch in räumlicher Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Korrekturelements zur virtuellen Verlängerung des Stromweges auf der Leiterplatine LP von Fig. 1. Dieses erste Korrekturelement ist in der Fig. 3 mit KV1 bezeichnet. Es ist an demjenigen schmäleren - hier unteren - Seitenrand SRU der Leiterplatine LP angebracht, der dem anderen, schmäleren - hier oberen - Seitenrand SRO mit der Ankopplung der Antenne AT1 gegenüberliegt. Es ist im wesentlichen U-profilartig ausgebildet. Es weist sowohl zur Oberseite als auch zur Unterseite der Leiterplatine LP jeweils ein Stegelement KV1 bzw. KV2 auf, das im wesentlichen senkrecht, d. h. entlang der Flächennormalen Z der Ober- sowie Unterseite der Leiterplatine LP verläuft. Diese Stegelemente KV1, KV2 sind vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Leiterplatine LP an deren unteren Stirnseite SRU montiert. Sie verlaufen dabei vorzugsweise im wesentlichen entlang der ganzen Breite B der Leiterplatine LP entlang deren unteren Seitenrand SRU. Dadurch ist eine wellenwiderstandsmäßig weitgehend ideale Ankopplung der Stegelemente gegeben. An jedem Querstegelement KV1 bzw. KV2 ist wiederum ein im wesentlichen planes, zweites Stegelement PST1 bzw. PST2 derart angebracht, dass es im wesentlichen parallel zur Ober- bzw. Unterseite der Leiterplatine LP (= Leiterplatinen- Bestückungsebene) verläuft und innerhalb des durch die vier Seitenränder der Leiterplatine begrenzten Raumbereichs positioniert ist. Die zweiten Stegelemente PST1, PST2 stehen also im wesentlichen senkrecht zu den Querstegen KV1, KV2 der Breite ZVB entlang der Z-Achse. Auf diese Weise ist das Korrekturelement KV1 sowohl mechanisch als auch elektrisch an die Leiterplatine LP angekoppelt.
Insgesamt betrachtet sitzt das Korrekturelement ZV1 aufgrund seiner U-Profilform dachartig an demjenigen stirnseitigen Ende der Leiterplatine LP auf, das der entgegengesetzten Leiterplatinen-Stirnseite SRO mit der Antennenankopplung gegenüberliegt. Diese dachartige Abdeckung der Leiterplatine LP durch das Korrekturelement KV1 bildet zusammen mit der Antenne AT1 am anderen Ende der Leiterplatine LP eine Art Dachkapazität. Diese Gesamtstruktur mit der Leiterplatine LP, der daran angekoppelten Antenne AT1, sowie mit dem ebenfalls an der Leiterplatine angekoppelten Korrekturelement ZV1 stellt von der elektrischen Wirkungsweise her eine Art kurze Stabantenne dar, die an ihren Enden plattenförmige Elektroden bzw. Kondensatorflächen in Form der Antenne AT1 sowie dem Korrekturelement ZV1 aufweist. Durch die Wirkung des Korrekturelements ZV1 als zusätzliche Endkapazität wird aber die Leiterplatine LP elektrisch betrachtet künstlich, d. h. virtuell verlängert, so dass sich für einen auf der Leiterplatine LP etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne AT1 hervorgerufenen für den SAR-Effekt wirksamen Summenstrom I(X) eine gezielte, elektrische Stromwegverlängerung bereitstellen lässt. Denn ein etwaig entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP - und hier im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 in X-Richtung - fließender elektrischer Summenstrom kann nun zusätzlich auf die Ausdehnungsfläche des Korrekturelements ZV1 fließen, das ausgehend von der stirnseitigen Unterkante SRU der Leiterplatine LP über und/oder unter den von den vier Seitenrändern der Leiterplatine LP begrenzten Raumbereich gefaltet ist. Tests haben gezeigt, dass für die Erzielung einer bestimmten, gewünschten Verlängerung des durch die ursprüngliche Längserstreckung wie z. B. L der Leiterplatine wie z. B. LP vorgegebenen Stromweges die zusätzlich durch das jeweilige Korrekturelement bereitgestellte Weglänge von dessen Ankoppelbereich an die Leiterplatine zu dessen stirnseitigen Ende maßgebend bestimmt ist.
In der Fig. 3 sorgt das Korrekturelement ZV1 für eine Wegverlängerung um jeweils ZVB in Z-Richtung aufgrund des jeweiligen Querstegs KV1, KV2 und in Summe dazu um die weitere Weglänge ZVL in X-Richtung durch das jeweilige Stegelement PST1 bzw. PST2. Dominant für die elektrische Wegverlängerung ist also in erster Näherung insbesondere die mechanische Streckenführung des jeweiligen Korrekturelements ausgehend von seinem Ankoppelbereich an der Leiterplatine LP zu deren stirnseitigen Ende gemessen im gedachten, ungefalteten, d. h. plan ausgelegten Zustand des Korrekturelements. Das Korrekturelement setzt sozusagen die Längserstreckung der Leiterplatine fort, allerdings nicht in der ursprünglichen Lageebene der Leiterplatine, sondern in einen Raumbereich hinein, der von den vier Seitenrändern der Leiterplatine begrenzt ist und über und/oder unter der Begrenzungsfläche BF der Leiterplatine liegt. In der Fig. 3 ist die erzielbare Wegverlängerung durch die Gesamtfaltungslänge des Korrekturelements ZV1 in X- und Z-Richtung, d. h. in Summe durch die Wegabschnitte ZVB und ZVL gegeben. Eine Verlängerung in einem realen Versuch um 30 Prozent führt dabei in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung des SAR-Wertes um ca. 20 Prozent.
Fig. 4 zeigt schematisch die örtliche Stromverteilung entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Fig. 3, d. h. in X-Richtung, wenn das zusätzliche Korrekturelement ZV1 an der Leiterplatine LP angebracht ist. Gegenüber der Leiterplatine LP von Fig. 1 ohne Korrekturelement, auf der sich etwa in der Mitte der Längserstreckung bei X = MI ein resultierendes Strommaximum IM einstellt, flacht sich nun der wirksame Strompegel an der Stelle X = MI, d. h. im Mittenbereich MI der Leiterplatine LP auf den Wert I(X = MI) = IMD < IM ab. Es ergibt sich insbesondere eine Homogenisierung der örtlichen Stromverteilung auf der Leiterplatine LP in X-Richtung betrachtet. Da jetzt auch am unteren Ende der Leiterplatine LP durch die zusätzliche Ankopplung des Korrekturelements ZV1 ein Stromfluss bewirkt ist, hier mit I(X = 0) = ID, verschiebt sich bzw. erstreckt sich der Stromfluss bis an das äußere, offene Ende des Korrekturelements ZV1 hin. Mit Hilfe des Korrekturelements ZV1 lässt sich somit in definierter Weise eine Strompegelverteilung I(X) zwischen X = 0 bis L entlang der Leiterplatinen-Längserstreckung einstellen, die gegenüber einer Leiterplatine entsprechend Fig. 1 ohne Korrekturelement vom einen zum anderen stirnseitigen Ende der Leiterplatine betrachtet eine homogenere, d. h. annäherungsweise konstantere Stromdichte aufweist. In der Fig. 4 ist zusätzlich die fiktive bzw. virtuelle Stromwegverlängerung WV eingezeichnet, die sich mit dem Korrekturelement ZV1 gemessen vom Ankoppelbereich an der unteren Stirnseite SRU (X = 0) der Leiterplatine LP bis zum äußeren, offenen Ende (X = L) des Korrekturelements ZV1 ergibt. Erst am offenen stirnseitigen Ende des Zusatzelements ZV1 ist der Stromfluss unterbrochen, so dass erst dort der Summenstrompegel im wesentlichen gleich 0 ist. Der Summenstrompegel I(X) entlang der Verlängerungswegstrecke WV ist in der Fig. 4 zusätzlich strichpunktiert eingezeichnet. Er ist durch Interpolation der Werte des Strompegelverlaufs zwischen oberer und unterer Stirnseite der Leiterplatine LP, d. h. zwischen X = 0 und X = L, und dem Strompegelwert von 0 Ampere am freien bzw. offenen Ende des Korrekturelements gebildet.
In erster Näherung wird die virtuelle, elektrische Stromwegverlängerung wie z. B. WV, die aus der zusätzlichen Ankopplung des Korrekturelements wie z. B. ZV1 entlang der Längsausdehnung, hier im Ausführungsbeispiel in X-Richtung, resultiert, insbesondere durch die Summe der Weglängen des Korrekturelements in der Z-, X-Ebene bestimmt. Zusätzlich oder unabhängig hiervon kann aber auch die von dem jeweiligen Korrekturelement gebildete Gesamtfläche die resultierende Gesamtstromlänge beeinflussen. Denn je größer die bereitgestellte Fläche des Korrekturelements ist, desto größer wird vorzugsweise die kapazitive Aufladungsmöglichkeit und damit die ermöglichte Stromharmonisierung auf der Leiterplatine. Ebenfalls ist eine Aufspaltung der Stromverteilung zu zwei oder mehr Maxima auf der Leiterplatte denkbar.
Das Korrekturelement wie z. B. ZV1 kann zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet sein. Dazu kann es vorzugsweise durch Umbiegen oder Falten aus einem ursprünglich planflächigen, stromleitfähigen Element hergestellt sein.
Als jeweiliges Korrekturelement wie z. B. ZV1 ist vorzugsweise mindestens ein elektrisch leitfähiges Element, zweckmäßigerweise ein ein- oder mehrlagiges, elektrisch leitfähiges Blech, Beschichtungselement, eine ein- oder mehrlagige Folie, und/oder ein sonstiges elektrisch leitfähiges Flächenelement oder Strukturelement vorgesehen. Gegebenenfalls kann es auch ausreichend sein, als Korrekturelement ein oder mehrere, elektrisch leitfähige Drähte vorzusehen.
Gegebenenfalls kann eine virtuelle Stromwegverlängerung entlang der Längserstreckung der Leiterplatine auch bereits durch ein Korrekturelement bewirkt sein, das nicht über die gesamte Breitseite der Leiterplatine LP an der der Antenne gegenüberliegenden Stirnseite angekoppelt ist, sondern durch ein streifenförmiges, stromleitfähiges Element gebildet sein, dessen Breite wesentlich schmäler als die Breite der Leiterplatine LP gewählt ist. Ein solches Korrekturelement zeigt Fig. 5 schematisch in räumlicher Darstellung. Es ist mit ZV2 bezeichnet. Damit eine möglichst große Stromwegverlängerung fiktiv in X-Richtung, d. h. also entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP bereitstellbar ist, ist das streifenförmige Korrekturelement ZV2 mäanderförmig in der X-, Y-Ebene ausgeführt. Es ist mit der Leiterplatine LP im Bereich deren stirnseitigen Unterkante mechanisch und/oder elektrisch verbunden, die der stirnseitigen Oberkante mit einer dort angekoppelten, nach außen abstehenden Stummelantenne AT2 gegenüberliegt. Die Ankopplung des Korrekturelements ZV2 an die Leiterplatine LP kann dabei insbesondere in einfacher Weise durch Abbiegen oder Umbiegen eines Teilabschnitts der Platinen-Massefläche erfolgen. Vorzugsweise ist das mäanderförmige Korrekturelement ZV2 entlang einem endseitigen Teilstück um etwa 90° gegenüber seiner sonstigen im wesentlichen planflächigen Ausdehnung abgeknickt bzw. umgebogen. Dieser Ankoppelabschnitt ist in der Fig. 5 mit KV2 bezeichnet. Das Korrekturelement ZV2 erstreckt sich mit seiner stromleitfähigen, im wesentlichen planen Fläche zum überwiegenden Teil in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Lageebene der Leiterplatine LP liegt. Eine gewünschte Stromwegverlängerung kann durch entsprechende Wahl der Mäanderform, d. h. durch Wahl der Anzahl der Mäanderwindungen und/oder Auswahl der Länge derjenigen Teilabschnitte des Korrekturelements ZV2, die im wesentlichen in Längsrichtung X oder quer dazu in Y-Richtung der Leiterplatine LP verlaufen, in kontrollierter Weise eingestellt werden.
Allgemein betrachtet kann also eine gewünschte Stromwegverlängerung für eine Leiterplatine vorgegebener, einzuhaltender Länge und Breite dadurch in gezielter Weise bereitgestellt werden, dass ein oder mehrere Korrekturelemente zusätzlich an die Leiterplatine derart angekoppelt sind, dass sich dieses Korrekturelement lediglich in einen Raumbereich oberhalb und/oder unterhalb der Leiterplatine hinein erstreckt, der durch die Seitenränder der Leiterplatine begrenzt ist. Damit ergibt sich eine mehrschichtige Struktur, d. h. die Leiterplatine sowie das jeweilige Korrekturelement liegen sozusagen übereinandergestapelt. Das Korrekturelement kann dabei insbesondere eine oder mehrere Faltungen in einer oder mehreren Ebenen aufweisen, die innerhalb der von den Seitenrändern der Leiterplatine begrenzten Ebene liegen sowie mit Höhenabstand zu dieser angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatine nicht in ihrer Lageebene verlängert oder verbreitert, d. h. ihre ursprünglich vorgegebene Dimensionierung wird bezüglich ihrer ursprünglich vorgegebenen Länge und Breite weitgehend eingehalten.
Zur virtuellen Masseverlängerung kann es ggf. zweckmäßig sein, einen Teilbereich der Massefläche der Leiterplatte selbst derart auszugestalten, dass ein zusätzliches verlängerndes Element entsteht. In der Fig. 11 ist ein solches Korrekturelement ZV6 integraler Bestandteil der Platinenmassefläche einer Leiterplatine LP* mit ursprünglich rechteckförmiger Außenkontur. Dabei ist ein Teilbereich der Massefläche der Leiterplatine LP* an der der Antenne AT1 gegenüberliegenden Stirnseite SRU der Leiterplatine derart getrennt von dieser in derselben Lageebene ausgeführt, dass er wie eine Verlängerung des Stromweges wirkt. Das Korrekturelement ZV6 weist seine Mäanderform durch seriell aufeinanderfolgende 90° Abknickungen bzw. rechteckförmige Zick-Zackbiegungen von Stegabschnitten auf. Dieses mäanderförmige Korrekturelement KV6 kann insbesondere durch Ausstanzen oder Herausschneiden aus der ursprünglich rechteckförmigen Leiterplatine LP von Fig. 1 hergestellt werden. Das Korrekturelement ZV6 ist vorzugsweise in einem Eckbereich der unteren Platinenstirnseite SRU vorgesehen, der schräg, insbesondere diagonal versetzt zur Antennenankopplung im Eckbereich der oberen, gegenüberliegenden Stirnseite SRO angeordnet ist. Denn durch diesen weitgehend diagonalen Laufweg zwischen der Antenne AT1 und dem freien Ende FE des Korrekturelements ZV6 ist die größte mögliche virtuelle Wegverlängerung für den hinsichtlich des SAR-Effekts wirksamen Summenstrom auf der zur Verfügung stehenden Platinenfläche bei gleicher vorgegebener, rechteckförmiger Außenkontur bereitgestellt.
Durch Faltungen des jeweiligen Korrekturelements innerhalb der Leiterplatinenbestückungsfläche, und/oder über der Leiterplatinenoberseite, und/oder Leiterplatinenunterseite kann der Stromweg in kontrollierter Weise eingestellt werden. Durch eine Mäanderform, d. h. durch eine Formgebung des Korrekturelements, bei dem sich jeweils ein Teilabschnitt mit Erstreckung in Längsrichtung der Leiterplatine mit jeweils einem Abschnitt quer, insbesondere orthogonal, zur Längserstreckung der Leiterplatine abwechselt, und dabei jeweils zwei solche aufeinanderfolgende Teilabschnitte einen von Null verschiedenen Winkel zwischen sich einschließen, insbesondere um jeweils etwa 90° gegeneinander versetzt sind, lässt sich die Länge des Korrekturelements in X-Richtung relativ kurz halten. Denn durch die Zick-Zack-Form lässt sich für den elektrischen Strom gegenüber einem Korrekturelement mit geradliniger Streifenform mehr Lauflänge erzielen. Der maximal mögliche Stromweg auf der Leiterplatine LP* von Fig. 11 beginnt im Bereich der Antenne AT1 und endet am freien Ende FE des Korrekturelements ZV6 nach Durchlaufen von dessen mäanderförmigen Windungen.
Ist an die Leiterplatine LP in einem Eckbereich deren stirnseitigen Endes eine nach außen entlang deren Längserstreckung abstehende Antenne wie z. B. AT2 in Fig. 5 angekoppelt, so ist es zweckmäßig, das Korrekturelement derart gegenüber der Antenne an der Leiterplatine mechanisch und elektrisch anzubringen, dass es eine Stromwegverlängerung im wesentlichen entlang der strichpunktiert eingezeichneten Diagonalen DIG vom Eckbereich der Antenne zum diametral gegenüberliegenden Eckbereich des Korrekturelements ZV2 bereitstellt (siehe Fig. 5). In der Fig. 5 ist diese Diagonale DIG strichpunktiert zusätzlich eingezeichnet. Sie beschreibt den Stromwegverlauf, den ein elektrischer Strom auf einer im wesentlichen rechteckförmigen Leiterplatine wie z. B. LP von Fig. 5 maximal zurücklegen kann. Die Antenne AT2 ist in Fig. 5 als nach außen abstehende Stabantenne ausgebildet. Tests haben gezeigt, dass durch diese diagonal zueinander versetzte Anordnung der Antenne AT2 und des Korrekturelements ZV2 der Stromweg in effizienter Weise fiktiv bzw. virtuell verlängert werden kann. Gleichzeitig kann dabei die Länge des Korrekturelements in Längsrichtung der Leiterplatine weitgehend kompakt, d. h. relativ kurz gehalten werden. Vorzugsweise weist ein solches mäanderförmiges Korrekturelement eine Längserstreckung zwischen 1 cm und 4 cm auf.
Ggf. kann es auch zweckmäßig sein, das jeweilige Korrekturelement in einem Raumbereich seitlich an der durch die Seitenränder wie z. B. SRL, SRR, SRO, SRU der Leiterplatine wie z. B. LF von Fig. 1 aufgespannten Begrenzungsfläche BF anzuordnen. In der Fig. 12 ist beispielsweise ein Korrekturelement ZV7 an der rechten Längsseite SRR im Bereich der der Antenne AT1 etwa diagonal gegenüberliegenden Ecke ECK angekoppelt. Dieses Korrekturelement ZV7 weist dabei ein erstes Teilelement WT auf, das im wesentlichen orthogonal bezogen auf die Begrenzungsfläche BF am Längsseitenrand SRR fixiert ist. An dessen nach oben abstehendem Ende sitzt ein zweites Teilelement DAC, das gegenüber dem ersten Teilelement WT etwa um 90° umgebogen ist und in die Begrenzungsfläche hineinragt, oder dessen Rand bildet. Es ist somit mit Höhenabstand zur Leiterplatinen-Bestückungsfläche angeordnet und verläuft als dachartige Teilabdeckung im wesentlichen parallel zu dieser. Selbstverständlich können das erste und zweite Teilelement WT, DAC als ein einziges Bauteil, d. h. einstückig ausgebildet sein. So kann das haken- bzw. winkelstückartige Korrekturelement KV7 beispielsweise durch Umbiegen eines ursprünglich planflächigen, stromleitfähigen Elements wie z. B. Kupferblechs hergestellt werden.
Für eine Reduzierung des SAR-Effekts oder Verschiebung von unerwünschten "hot spots" in unkritischere Gerätebereiche können ggf. auch andere Geometrieformen von Korrekturelementen zweckmäßig sein, solange das jeweilige Korrekturelement derart an die Leiterplatine ankoppelbar ist, dass dessen gedachte orthogonale Projektion bezüglich der Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine LP im wesentlichen innerhalb der durch die Seitenränder SRL, SRR, SRO, SRU der Leiterplatine LP aufgespannten Begrenzungsfläche BF zu liegen kommt. So kann es ggf. bereits ausreichend sein, das zweite Teilelement DAC wegzulassen und lediglich an einem oder mehreren Teilabschnitten eines oder mehrerer Seitenränder das erste Teilelement WT nach oben mit einem 90° Einschlusswinkel oder weniger gegenüber der Platinenfläche abstehen zu lassen. Insbesondere kann ein solches Korrekturelement dadurch gebildet sein, dass mindestens ein Seitenrand der Leiterplatine entlang einem Teilabschnitt oder insgesamt über seine ganze Länge entsprechend umgebogen oder umgebördelt wird. Zweckmäßig ist es insbesondere, diejenige Breitseite - hier in Fig. 12 SRU - teilweise oder ganz hochzuziehen bzw. umzubiegen, die der Leiterplatinenstirnseite mit der Antennenkopplung gegenüberliegt.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer künstlichen Stromwegverlängerung, ohne selbst die Leiterplatine in ihrer Lageebene zu verbreitern oder zu verlängern. An die Leiterplatine LP von Fig. 6 ist über einen Stromspeisungspunkt SS eine sogenannte PIFA-Antenne (Planar Inverted F-Antenne) PIF angekoppelt. Sie wird dort mit einem elektrischen Strom gespeist. Dabei ist die PIFA-Antenne PIF mit Abstand zur Lageebene der Leiterplatine LP angeordnet. Sie ist im wesentlichen planar, d. h. planflächig ausgebildet und derart ausgerichtet, dass sie im wesentlichen parallel zur Lageebene der Leiterplatine LP liegt. Die PIFA-Antenne ist im Bereich des oberen stirnseitigen Endes SRO der Leiterplatine LP angebracht. Damit sich elektrische Funkstrahlungsfelder erzeugen und in den freien Raum abkoppeln lassen, ist zwischen der Leiterplatine LP und der PIFA-Antenne PIF eine Massefläche ZV3 angeordnet. Diese Massefläche ZV3 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Lageebene der Leiterplatine und der PIFA-Antenne. Sie weist zur Leiterplatine LP einen Querabstand, d. h. eine Höhe D1 (vorzugsweise größer als 1 mm), sowie zur PIFA-Antenne einen Querabstand D2 auf. Zwischen der PIFA-Antenne und der mit Querabstand zu ihr angeordneten Massefläche ZV3 bilden sich elektrische und/oder magnetische Felder aus, die sich in den Raumbereich hinaus abkoppeln lassen. Die Massefläche ZV3 ist im Bereich eines ihrer stirnseitigen Enden mit der Masse der Leiterplatine LP verbunden. Diese Masseankopplung ist in der Fig. 6 mit KV3 bezeichnet. Eine künstliche Verlängerung der Leiterplatine LP hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Stromlaufweges entlang deren Längserstreckung lässt sich in einfacher Weise dadurch bereitstellen, dass die Länge der sowieso vorhandenen Massefläche ZV3 der PIFA-Antenne PIF entsprechend entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP verlängert wird. Da die PIFA-Antenne in zwei Schichten über der Leiterplatinenoberfläche angeordnet ist, ergibt sich insgesamt ein mehrschichtiger Aufbau, ohne dass das ursprüngliche Leiterplatinenausmaß hinsichtlich Länge und Breite vergrößert wird, sondern konstant beibehalten wird.
Fig. 7 zeigt schematisch in räumlicher Darstellung die Leiterplatine LP von Fig. 1 mit einem weiteren Korrekturelement ZV4, das den elektrischen Stromweg entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP, d. h. hier im Ausführungsbeispiel in X-Richtung entlang den Längsseiten der Leiterplatine LP, elektrisch verlängert, ohne die ursprüngliche Länge und Breite der Leitplatine zu verändern. Das Korrekturelement ZV4 ist jetzt dadurch gebildet, dass eine stromleitfähige Beschichtung auf der Stromversorgungseinheit, insbesondere Akkueinheit AK vorgesehen ist. Eine solche Stromversorgungseinheit ist vorzugsweise wiederaufladbar ausgebildet. Sie dient dazu, die elektrischen Bauelemente und Leiterbahnen auf der Leiterplatine LP mit elektrischem Strom zu versorgen. Als stromleitfähige Beschichtung ME kann beispielsweise eine Metallisierung auf der Akkuoberfläche entlang einem langgestreckt rechteckförmigen Streifen vorgesehen sein. Diese Metallisierungsschicht ist mit der Leiterplatine LP über eine elektrische Kontaktierung KV4 verbunden. Die elektrische Kontaktierung KV4 der rechteckförmigen Metallisierungsbahn wird vorzugsweise im Bereich des stirnseitigen Endes der Leiterplatine LP vorgenommen, um für den Strom eine möglichst lange Durchlauflänge zu erzielen. Die maximal bereitgestellte Durchlauflänge für einen etwaig in X-Richtung zum Fließen kommenden Strom erstreckt sich dabei von demjenigen stirnseitigen Endbereich der Leiterplatine LP, in dem die Sende- /Empfangsantenne AT3 angekoppelt ist, bis zum gegenüberliegenden stirnseitigen Ende, an dem das Korrekturelement ZV4 elektrisch angekoppelt ist, zuzüglich der Streifenlänge des Korrekturelements in Längsrichtung X. Hier im Ausführungsbeispiel ist die Antenne AT3 als Planarantenne bzw. Flachantenne ausgebildet. Dazu ist vorzugsweise ein geschlitztes Blech oder ein sonstiges elektromagnetisch leitfähiges Element verwendet. Die Antenne AT3 kann dabei derart geformt sein, dass sie sowohl als Dual-Band- als auch als Multi-Band-Antenne zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Funkwellen verschiedener Frequenzbereiche fungiert. Die Antenne AT3 wird im oberen Bereich der Leiterplatine LP über eine elektrische Leitung SS mit Strom gespeist. Örtlich abgesetzt davon ist ein anderer Bereich der Flachantenne AT3 mit der Masse der Leiterplatine LP über eine elektrische Kontaktierung MK verbunden.
Zusätzlich ist hier also eine stromleitfähige Bahn auf der Länge WV* entlang der Metallisierung ME in X-Richtung der Akkueinheit AK bereitgestellt, d. h. entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP. In der Summe betrachtet hat also die Metallisierung ME auf der Akkueinheit AK die Wirkung, dass die Leiterplatine LP der Länge L zusätzlich um die Weglänge WV* elektrisch virtuell verlängert ist. Dabei bleiben allerdings die ursprünglichen Abmaße der Leiterplatine LP hinsichtlich Länge und Breite konstant erhalten, da die zusätzliche Verlängerung WV* dadurch erreicht wird, dass die zusätzliche stromwegverlängernde Leiterbahn ME in einer Ebene über der Leiterplattenfläche selbst bereitgestellt ist. Die elektrische Anbindung bzw. Kontaktierung der Metallisierungsfläche ME mit der Masse der Leiterplatine LP kann beispielsweise über elektrische Drähte, Folien oder sonstige stromleitfähige Zwischenelemente hergestellt sein.
Hier im Ausführungsbeispiel von Fig. 7 ist die Metallisierung ME auf der Außenoberfläche der annäherungsweise quaderförmigen Akkueinheit AK lediglich auf einer Teilfläche der Außenoberfläche der Akkueinheit AK aufgebracht. Genauso kann es zweckmäßig sein, die Metallisierung ME auf der gesamten Oberseite der Akkueinheit AK aufzubringen. Insbesondere können entsprechend ein oder mehrere, oder sämtliche Akkuoberflächen teilweise oder vollständig mit einem solchen leitfähigen Überzug beschichtet sein.
Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen jeweils die gewünschte Verschiebung des sogenannten SAR-"Hot Spots", d. h. des lokalen Maximums in der örtlichen Summenstromverteilung entlang der Längsrichtung der Leiterplatine ohne und mit stromwegverlängerndem Korrekturelement. In der Fig. 8 ist in der oberen Bildhälfte die Leiterplatine LP von Fig. 7 mit der Flachantenne AT3 in Seitenansicht gezeichnet. In der unteren Bildhälfte ist dazu die sich im Betrieb des Mobilfunktelefons einstellende örtliche Summenstromverteilung I(X) entlang der Platinenlängserstreckung in X-Richtung eingezeichnet. Die Xrichtung ist dabei jeweils der Abszisse zugeordnet. Die Flachantenne AT3 ist am linken stirnseitigen Ende der Leiterplatine LP mit dieser elektrisch über eine Stromzufuhrleitung SS und den Massekontakt MK elektrisch angekoppelt. Da die Antenne AT3 im Bereich dieses stirnseitigen Endes der Leiterplatine LP aktiv mit Strom versorgt wird, ist dort am linken Seitenrand der Leiterplatine LP der Stromfluss größer als 0 Ampere. Auf die Mitte der Längserstreckung der Leiterplatine LP der Gesamtlänge X = L zu erreicht der Summenstrompegel an der Stelle X = XM1 ein lokales Maximum IM1. Anschließend nimmt die Gesamtstromdichte in Richtung auf das der Antenne AT3 gegenüberliegende Ende der Leiterplatine LP zu ab, bis es am rechten Seitenrand an der Stelle x = L zu einer Unterbrechung des Stromflusses kommt, so dass dort annäherungsweise I(X) = 0 A ist. Insgesamt ergibt sich somit längs der Leiterplatinenlängserstreckung eine Summenstromverteilung SV(X), die ein lokales Maximum bei X = XM1 in der der Antenne zugeordneten Hälfte der Leiterplatine aufweist.
Wird nun ein zusätzliches stromleitfähiges Korrekturelement ZV5 an demjenigen stirnseitigen Ende der Leiterplatine LP elektrisch angebunden bzw. angekoppelt, das dem gegenüberliegenden, zweiten stirnseitigen Endbereich der Leiterplatine LP mit der Antennenankopplung gegenüberliegt, so lässt sich je nach Dimensionierung der Abmessungen, Formgebung, Positionierung sowie sonstiger Materialparameter (wie z. B. Leitfähigkeitsvermögen) des Korrekturelements ZV5 zumindest das ursprüngliche lokale Maximum entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP in X-Richtung verschieben. Dies veranschaulicht die örtliche Stromverteilung SV*(X) in der unteren Bildhälfte von Fig. 9. Dort ist entlang der Abszisse die X- Richtung aufgetragen, während die Gesamtstromdichte I(X) für jede Ortsposition X der Ordinaten zugeordnet ist. In der Fig. 9 ist das stromverlängernde Korrekturelement ZV5 beispielsweise durch ein in Seitenansicht annäherungsweise rechtwinkliges Drahtelement gebildet. Je länger dabei die Erstreckung des Drahtelements in X-Richtung oberhalb der Platinenfläche gewählt ist, desto stärker macht sich die Stromwegverlängerung durch diese zusätzliche Leiterbahn bemerkbar. Dadurch verschiebt sich das örtliche Strommaximum IM2 in X- Richtung an die Längsstelle X = XM2 > XM1. Dadurch ist es ermöglicht, durch das erfindungsgemäße Korrekturelement die ursprünglich vorhandene, örtliche Verteilung des elektrischen für den SAR-Effekt wirksamen Summenstromfluss auf der Leiterplatine dahingehend zu verändern, dass das Strompegelmaximum oder die Strompegelmaxima zumindest in einen unkritischeren Gerätebereich verschoben werden, oder gar eine Vergleichmäßigung der Strompegelverteilung bewirkt ist. Weiter ist neben einer Vergleichmäßigung des Stromverlaufs eine Reduzierung des bzw. der Strommaxima möglich, so dass allgemein gilt IM2 ≤ IM1. Erst dadurch kann die tatsächliche elektromagnetische Feldverteilung im Nahbereich des Mobilfunkgeräts kontrollierter eingestellt werden. Im vorliegende Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ist das Strompegelmaximum IM2 entlang der X-Richtung, d. h. der Längserstreckung der Leiterplatine LP vom Antennenbereich weg verschoben und zwar in einen stirnseitigen Endbereich, der dem anderen stirnseitigen Endbereich der Leiterplatine LP mit der Antennenankopplung gegenüberliegt. Der Grund für diese gezielte Verschiebemaßnahme ist, dass in der Regel das Funkkommunikationsgerät im Bereich der Antennenankopplung dem Ohrbereich des jeweiligen Benutzers zugeordnet ist, während das andere stirnseitige Ende des Funkkommunikationsgeräts im Backenbereich des jeweiligen Benutzers liegt und von diesem einen größeren Spalt- bzw. Querabstand aufweist.
Diesen Effekt der Verschiebung des sogenannten SAR-"Hot Spots" mit Hilfe des mindestens einen Korrekturelements veranschaulicht Fig. 10. Dort ist der Kopf HE eines Benutzers schematisch in Frontansicht gezeichnet, der ein Mobilfunkgerät MP bestimmungsgemäß benutzt und an die Backe hält. Dabei ist das obere Ende des Mobilfunkgeräts MP dem Ohr EA des Benutzers zugeordnet, weil dort in der Regel der Lautsprecher des Mobilfunkgeräts MP untergebracht ist. Dort sitzt gleichzeitig im Inneren des Gehäuses GH des Mobilfunkgeräts MP die Hochfrequenzbaugruppe der Leiterplatine LP mit der Sende- /Empfangsantenne wie z. B. AT3 von Fig. 9. Die Leiterplatine LP weist im unteren stirnseitigen Endbereich ihrer Längserstreckung, der dem Antennenbereich abgewandt ist, das stromwegverlängernde Korrekturelement ZV5 entsprechend Fig. 9 zusätzlich auf. Zusätzlich sind in das Innere des Gehäuses GH die örtlichen Summenstromverteilungskurven entsprechend den Fig. 8 und 9 ohne und mit Korrekturelement strichpunktiert eingezeichnet. Während bei einer Leiterplatine LP ohne Korrekturelement das lokale Strompegelmaximum annäherungsweise im Auflagebereich AZ des Gehäuses GH am Kopf HE des jeweiligen Benutzers liegt, kann bei Vorhandensein des Korrekturelements ZV5 das örtliche Strommaximum gemäß der örtlichen Stromverteilungskurve SV*(X) auf das Korrekturelement ZV5 zu verschoben und damit vom Auflagebereich weg weiter an das untere Ende des Mobilfunkgeräts gebracht werden. Da aufgrund der Krümmung bzw. Wölbung der Kopfform des jeweiligen Benutzers die Leiterplatine im Gehäuse GH am unteren Ende von der Backe bzw. Wange BA des Benutzers in der Regel mit einem Spaltraum absteht, wird also das Maximum der Stromverteilung zumindest in einen Bereich des Gehäuses GH verschoben, der hinsichtlich der Erzeugung des SAR-Wertes unkritischer ist. Denn aufgrund des Querabstandes DB zwischen der Unterseite der Leiterplatine LP und der Backe BA des Benutzers kann ein dort etwaig vorhandenes Maximum der Strompegelverteilung weit weniger wirksam werden. Während die Leiterplatine ohne Korrekturelement die Strompegelverteilung SV(X) mit einem Strommaximum an einer Stelle der Leiterplatine aufweist, die von der Backe den Querabstand DA aufweist, wird nun der Querabstand bei der Leiterplatine LP mit dem Korrekturelement ZV5 entsprechend der örtlichen Stromverteilung SV*(X) an eine Längsstelle verschoben, wo der Querabstand zwischen der Leiterplatine und der Backe des jeweiligen Benutzers auf den Spaltenabstand DB > DA vergrößert ist.
Die Verschiebung des ursprünglich vorhandenen lokalen Maximums auf der Leiterplatine in einen Bereich, der von der Backe des jeweiligen Benutzers einen größeren Spaltenabstand DB als im Fall ohne Korrekturelement aufweist, hat dabei folgende Auswirkung auf die zur Wirkung kommenden Felder: Ein etwaig auf der Leiterplatine fließender Strom verursacht im Bereich des Auflagebereichs AZ auf der Leiterplatine eine elektromagnetische Leistungsdichte PA durch das korrespondierend hervorgerufene magnetische H-Feld von PA = S ZFD H², wobei ZFD der Wellenwiderstand ist, und H der Betrag der magnetischen Feldstärke bezeichnet. Die Leistungsdichte des magnetischen Feldes H nimmt nun umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes bzw. der Entfernung seiner Erzeugungsquelle durch den Stromfluss ab. Es gilt also im Bereich der Auflagezone AZ: PA ~ 1/DA². Im Bereich der unteren Hälfte des Gehäuses GH an der Stelle des verschobenen lokalen Strommaximums gilt somit entsprechend für die Leistungsdichte des durch das Strommaximum erzeugten H-Feldes: PB ~ 1/DB². Bildet man das Verhältnis zwischen den beiden Leistungsdichten, so ergibt sich folgender Zusammenhang: PB/PA = DA²/DB². Wird nun das Strommaximum in einen Bereich der Leiterplatine verschoben, der annäherungsweise den doppelten Querabstand bzw. Spaltenabstand zur Backe des jeweiligen Benutzers aufweist, so dass DB = 2 DA gilt, so nimmt die Leistungsdichte PB auf ein Viertel der ursprünglichen Leistungsdichte an der ursprünglichen Auflagezone AZ ab.
Die Leistungsdichte im Bereich des verschobenen Strommaximums der Stromverlaufskurve SV*(x) weist entlang der Normalen zur Platinenfläche betrachtet an der Backe nur noch eine viertel so große Leistungsdichte wie in der Auflagezone AZ des Gehäuses GH auf, wo die Leiterplatine im Querabstand DA von der Backe des jeweiligen Benutzers entfernt ist. Dies entspricht einer Erniedrigung der wirksam werdenden energetischen Leistungsdichte von ca. 6 dB, denn es gilt PB/PA = x ⇐ 10 log PB/PA = 6 dB. Wird also das ursprüngliche lokale SAR-wirksame Strommaximum mit Hilfe des Korrekturelements in einen Platinenbereich verschoben, der ungefähr den doppelten Querabstand wie ursprünglich zum Kopf des jeweiligen Benutzers aufweist, so ergibt sich nicht nur eine Halbierung sondern eine Absenkung auf ein Viertel der ursprünglich wirksam werdenden Leistungsdichte.
Zusätzlich kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, dem Gehäuse GH des Funkkommunikationsgeräts MP eine solche Form zu geben, dass es zusätzlich im Bereich des verschobenen Strompegelmaximums eine vom Kopf HE weg konvex nach außen gewölbte Innenfläche aufweist. Dadurch kann der queraxiale Abstand zum Kopf entlang der Normalen der Platinenfläche betrachtet weiter vergrößert werden, so dass dort, wo das verschobene Strommaximum auf der Leiterplatine auftritt, noch eine zusätzliche Distanz zum Kopf des Benutzers bewirkt ist.
Die tatsächliche Längsausdehnung des jeweiligen Korrekturelements im entfalteten, maximal ausgestreckten Zustand ist vorzugsweise zwischen 10% und 90%, insbesondere zwischen 10% und 50% der maximal ausbildbaren Masselänge der Leiterplatine gewählt. Das Korrekturelement weist also bevorzugt eine solche Längserstreckung auf, dass sich für einen etwaig entlang der Längsrichtung der Leiterplatine fließenden elektrischen Strom eine fiktive Wegverlängerung um das 1,1-fache bis 1,5-fache der ursprünglichen Längsausdehnung der Leiterplatine ergibt. Bei einer rechteckförmigen Leiterplatine von etwa 9 cm Länge und 4 cm Breite wird die Längsausdehnung des Korrekturelements im plan ausgelegten, entfalteten Zustand zweckmäßigerweise zwischen 1 und 8 cm, bevorzugt zwischen 1 und 5 cm gewählt.
Das Korrekturelement kann insbesondere auch mehrfach geknickt, gewinkelt oder schraubenförmig (gewendelt) gekrümmt ausgebildet sein. Es kann ggf. aus Teillängen in verschiedenen Höhenlagen zusammengesetzt sein.
Es kann an die Leiterplatine in vorteilhafter Weise nicht nur galvanisch, sondern zusätzlich oder unabhängig hiervon bei gleicher Funktion und Wirkungsweise hinsichtlich des stromwegverlängernden Effekts auch kapazitiv, induktiv und/oder gestrahlt angekoppelt sein.
Zusammenfassend betrachtet ist also an der jeweiligen Leiterplatine mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement derart angekoppelt und ausgebildet, dass für einen auf der Leiterplatine etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne hervorgerufenen elektrischen Strom eine gezielte, fiktive bzw. virtuelle Stromwegverlängerung unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine bewirkt ist. Dadurch ist es möglich, elektromagnetische Strahlungsfelder, insbesondere das H-Feld im Nahbereich, des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts, und/oder darauf zurückgehende elektrische Ströme, bezüglich ihrer örtlichen Verteilung kontrollierter einzustellen. So kann beispielsweise ein etwaig vorhandenes lokales Maximum des für den SAR-Effekt wirksamen elektrischen Stroms auf der Leiterplatine in definierter Weise verschoben, reduziert, und/oder auf mehrere niedrigere Extrema verteilt werden.
Messungen haben gezeigt, dass Ursache für einen relativ hohen SAR-Wert eines Mobilfunkgeräts insbesondere Inhomogenitäten der auf der Leiterplatine resultierenden Stromverteilung sind. Dadurch, dass hier zusätzlich mindestens ein stromleitfähiges Korrekturelement in einem Raumbereich an die Leiterplatine angekoppelt ist, der durch die Seitenränder der Leiterplatine begrenzt ist, wird bei gleicher Baugröße bzw. Abmessungen der Leiterplatine hinsichtlich Länge und Breite zumindest eine Verschiebung des mindestens einen lokalen Strompegelmaximums in unkritischere Gehäusebereiche, und/oder eine weitgehend homogene Feldverteilung entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Funkkommunikationsgeräts erreicht. Dadurch kann der messbare SAR-Wert in vorteilhafter Weise weiter abgesenkt werden.
Vorzugsweise ist an der Leiterplatine das zusätzliche Korrekturelement derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für den elektrischen Strom eine solche fiktive Stromwegverlängerung bewirkt ist, die zu einer gewünschten SAR- Wertreduzierung (specific absorption rate) im Umgebungsbereich der Leiterplatine führt.
Insbesondere ist das jeweilige zusätzliche, stromleitfähige Korrekturelement derart an die Leiterplatine angekoppelt, dass seine gedachte orthogonale Projektion bezüglich der Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine im wesentlichen innerhalb einer durch die Seitenränder der Leiterplatine aufgespannten Begrenzungsfläche liegt.
Vorzugsweise ist dazu das stromleitfähige Korrekturelement lediglich in einem Raumbereich innerhalb, und/oder oberhalb, und/oder unterhalb, und/oder seitlich an der durch die Seitenränder der Leiterplatine aufgespannten Begrenzungsfläche angeordnet. Dadurch, dass auf diese Weise das Korrekturelement zusammen mit der Leiterplatine eine Art mehrschichtige Struktur bildet, und nicht in Längsrichtung oder Querrichtung die Ausmaße der Leiterplatine fortsetzt und verlängert bzw. verbreitert, bleibt die ursprüngliche Dimensionierung der Leiterplatine bezüglich Länge und Breite weitgehend erhalten. Lediglich in der Tiefe, wie z. B. entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in Z-Richtung betrachtet, kommt das zusätzliche Korrekturelement als weitere Lage zur Leiterplatine im Inneren des Gehäuses des Mobilfunkgeräts hinzu.
Die erfindungsgemäße Ankopplung mindestens eines virtuell stromwegverlängernden Korrekturelements an die Leiterplatine eines Funkkommunikationsgeräts ist insbesondere beim bestimmungsgemäßen Gebrauch von Funkkommunikationsgeräten wie z. B. Mobilfunkgeräten oder Schnurlostelefonen vorteilhaft. Denn durch die kontrollierte Stromwegverlängerung mit Hilfe des Korrekturelements kann die magnetische Feldstärke im Nahbereich der Antenne des jeweiligen Funkkommunikationsgerätes und damit im Nahbereich des jeweiligen Benutzers beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Funkkommunikationsgerätes homogener erzeugt, und dabei die SAR-Werte reduziert werden. Dies ermöglicht gleichzeitig eine verbesserte Leistungsabstrahlung.
Im Bereich der Mobilfunktechnik geht dabei insbesondere der Trend zu immer kleinvolumigeren mobilen Kommunikationsendgeräten. Hierdurch verringert sich neben der Breite und Dicke insbesondere die Länge der Geräte. Da der Frequenzbereich, in dem das Funkgerät arbeiten soll, fest vorgegeben ist und damit unveränderlich bleibt, verringert sich das Verhältnis von Gerätelänge zur Wellenlänge. Dieser Einfluss führt zu einer verringerten Leistungsabstrahlung des jeweiligen Gerätes, da sich die effektive Länge der Antenne verringert. Dies könnte dadurch ausgeglichen werden, dass die eingespeiste Leistung für die Antenne erhöht wird, was jedoch wiederum den Effekt nach sich ziehen würde, dass höhere Ströme auf der Leiterplatte zum Fließen kommen könnten. Dies würde wiederum gleichzeitig zu einer Erhöhung des SAR-Wertes führen, was unerwünscht ist. Im Gegensatz dazu verringert die erfindungsgemäße virtuelle Stromwegverlängerung mittels mindestens eines Korrekturelements an der Leiterplatine die sogenannten "hot spots" und/oder verschiebt diese in unkritischere Gerätezonen. Dadurch kann die Leistungsabstrahlung verbessert, und die SAR-Werte können vermindert werden. Ggf. kann das erfindungsgemäße Korrekturelement sogar in vorteilhafter Weise als Designelement genutzt werden. So kann es beispielsweise mit in die Anzeigevorrichtung oder Tastatur des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts integriert sein.
Andere Lösungsansätze, die neben dem erfindungsgemäßen Korrekturelement zusätzlich oder unabhängig hiervon etwaig möglich sind, sind folgende:

a) Vergrößerung des Abstandes zwischen den Bereichen mit großer Stromamplitude im Mobilfunkgerät und im Kopf des Benutzers:
Bei Geräten mit externer Antenne befinden sich die Strommaxima direkt auf der Antenne. Folglich führt dieser Ansatz zu externen Antennen, die sich auf der Rückseite des Gerätes befinden und oftmals vom Kopf des jeweiligen Benutzers weggebogen sind. Bei Geräten mit integrierter Antenne wird diese zweckmäßigerweise auf der dem Kopf abgewandten Seite der Leiterplatine im Inneren des Gehäuses des jeweiligen Mobilfunkgerätes untergebracht. Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, diese Geräte möglichst dick auszubilden, um den Abstand zwischen der Leiterplatine und dem Kopf des Benutzers möglichst groß zu machen. Insbesondere wird der Abstand zwischen der Leiterplatine und dem Kopf des Benutzers dort maximiert, wo das Mobilfunkgerät direkt an der Backe des jeweiligen Benutzers aufliegt. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Leiterplatine relativ dicht an der Rückschale anzubringen und ihr einen möglichst großen Spaltabstand zur Oberschale zu geben. Eine zu große Geräteaufdickung ist in der Praxis für die Handlichkeit der Geräte allerdings unerwünscht. Zudem ist eine Verringerung der SAR-Werte mit diesem Ansatz für sich allein durch die vorgegebenen Dimensionen der Funkgeräte nur zu eingeschränkt möglich.
b) Abschirmung der elektromagnetischen Strahlungsleistung in Richtung Kopf des Benutzers:
Mit diesem Ansatz für sich allein wird die Richtstrahlcharakteristik der Funkkommunikationsgeräte in der Horizontalebene verändert. Die Richtwirkung sorgt dabei für eine verstärkte Strahlungsleistung in Richtung Geräterückseite und eine verringerte Strahlungsleistung in Richtung Kopf. Dieser Effekt ist bei integrierten Antennen erkennbar, die eine vollflächige Massefläche auf der Leiterplatine haben, die als Reflektor wirkt. Eine zu große Erhöhung der Richtwirkung ist allerdings bei Mobilfunkantennen nicht erwünscht und auch physikalisch begrenzt, da ansonsten der Sende- und Empfangsbetrieb zu stark gestört werden würde.
c) Absorption der elektromagnetischen Strahlungsleistung mit verlustbehaftetem Material in den für hohe SAR-Werte verantwortlichen Bereichen:
Dieser Ansatz für sich allein hat allerdings den Nachteil, dass aufwendig erzeugte Strahlungsleistung ggf. einfach wieder vernichtet wird. Dies führt zu einer verringerten Performance (Leistung) der Mobilfunkgeräte, insbesondere zu kürzeren Standy-By- und Talktime-Zeiten, was unerwünscht ist. Derartige Ansätze sind beispielsweise aus der EP 0 603 081 A1 bekannt.
d) Verringerung bzw. Verteilung der Hochfrequenzströme. Bei diesem Ansatz sind verschiedene Varianten in vorteilhafter Weise möglich:
- 1. i.) Ohne Veränderung des Funkgerätes wird einfach die abgestrahlte Leistung und damit auch gleichzeitig die eingestrahlte Leistung in den Kopf verringert. Dieser Ansatz für sich allein ist allerdings durch die vorgeschriebene minimal erforderliche Ausgangsleistung ausgereizt. Eine weitere Verringerung des SAR-Wertes erscheint somit nicht möglich.
- 2. ii.) Die Leiterplatine wird verbreitert. Eine Vergrößerung der Leiterplatinenbreite bewirkt bei gleichbleibender Stromstärke in Längsrichtung der Leiterplatine eine Verringerung der Stromdichte und damit einen verringerten SAR-Wert. Dieser Ansatz für sich allein ist allerdings durch die vorgegebenen Dimensionen der Gehäuse für Mobilfunkgeräte für eine weitere Verringerung des SAR-Wertes nicht einsetzbar.

Claims

1. Funkkommunikationsgerät (MP) mit mindestens einer in einem Gehäuse (GH) untergebrachten Leiterplatine (LP) vorgegebener Längs-(L) sowie Querabmessung (B), und mit mindestens einer Antenne (AT1) zum Abstrahlen und/oder Empfangen von elektromagnetischen Funkstrahlungsfeldern, die an diese Leiterplatine (LP) angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatine (LP) mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement (ZV1) derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für einen auf der Leiterplatine (LP) etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne (AT1) hervorgerufenen elektrischen Strom (I(X)) eine gezielte, fiktive Stromwegverlängerung (WV) unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine (LP) bewirkt ist.

2. Funkkommunikationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatine (LP) das zusätzliche Korrekturelement (ZV1) derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für den elektrischen Strom (I(X)) eine solche fiktive Stromwegverlängerung (WV) bewirkt ist, die zu einer gewünschten SAR-Wertreduzierung (specific absorption rate) im Umgebungsbereich der Leiterplatine (LP) führt.

3. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zusätzliche Korrekturelement (ZV1) derart positioniert ist, dass seine gedachte orthogonale Projektion bezüglich der Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine (LP) im wesentlichen innerhalb einer durch die Seitenränder (SRL, SRR, SRO, SRU) der Leiterplatine (LP) aufgespannten Begrenzungsfläche (BF) liegt.

4. Funkkommunikationsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zusätzliche Korrekturelement (ZV1) in einem Raumbereich innerhalb, und/oder oberhalb, und/oder unterhalb, und/oder seitlich an der durch die Seitenränder (SRL, SRR, SRO, SRU) der Leiterplatine (LP) aufgespannten Begrenzungsfläche (BF) angeordnet ist.

5. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als stromleitfähiges Korrekturelement (ZV1) ein oder mehrere elektrische Drähte, mindestens eine ein- oder mehrlagige elektrisch leitfähige Folie, Beschichtung und/oder ein sonstiges elektrisch leitfähiges Flächenelement vorgesehen ist.

6. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Korrekturelement (ZV1) derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für einen elektrischen Strom (I(X)), der eine Hauptflussrichtung entlang der Längserstreckung (L) der Leiterplatine (LP) aufweist, eine fiktive Stromwegverlängerung (WV) im wesentlichen in diese Richtung bereitgestellt ist.

7. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV1) im Bereich desjenigen stirnseitigen Endes der Leiterplatine (LP) angebracht ist, das dem stirnseitigen Ende der Leiterplatine (LP) mit dem Ankoppelbereich der Antenne (AT1) gegenüberliegt.

8. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (LP) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist.

9. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (LP) eine größere Längserstreckung (L) als Breite (B) aufweist.

10. Funkkommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV2) und die Antenne (AT2) an der Leiterplatine (LP) derart relativ zueinander angebracht sind, dass sie im wesentlichen zwei diagonal gegenüberliegenden, elektrisch wirksamen Eckbereichen der Leiterplatine (LP) zugeordnet sind.

11. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV1) sowie die Antenne (AT1) derart an der Leiterplatine (LP) angebracht sind, dass sie zusammen betrachtet eine elektrische Dachkapazität bilden.

12. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV1) durch ein U-profilartiges Verlängerungselement gebildet ist, das dachartig auf dem der Antenne (AT1) abgewandten stirnseitigen Ende der Leiterplatine (LP) aufsitzt.

13. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV1) durch ein stromleitfähiges Verlängerungselement gebildet ist, das ausgehend von der Leiterplatine (LP) in einen Raumbereich innerhalb, und/oder oberhalb, und/oder unterhalb der Begrenzungsfläche (BF) in ein oder mehreren Schichtebenen ein oder mehrfach umgefaltet und/oder umgebogen ist.

14. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV2) mäanderförmig ausgebildet ist.

15. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV3) durch die separate Antennenmasse einer PIFA (Planar-Inverted-F)-Antenne gebildet ist.

16. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV4) durch mindestens eine stromleitfähige Beschichtung auf der Akkueinheit (AK) des Funkkommunikationsgerätes gebildet ist.

17. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Korrekturelement (ZV6) als integraler Bestandteil der Platinenmasse der Leiterplatine (LP), insbesondere in Mäanderform, ausgeführt ist.

18. Funkkommunikationsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich (ZV6) der Massefläche der Leiterplatine (LP) derart getrennt von dieser in derselben Lageebene ausgeführt ist, dass er wie eine Verlängerung des Stromweges wirkt.

19. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV2) eine derartige Längserstreckung aufweist, dass sich für einen etwaig entlang der Längsrichtung (X) der Leiterplatine (LP) fließenden elektrischen Strom (I(X)) eine fiktive Wegverlängerung (WV) um das 1,1 fache bis 1,5 fache der ursprünglichen Längsausdehnung (L) der Leiterplatine ergibt.

20. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (AT1) als λ/4-Antenne oder PIFA (Planar Inverted F)-Antenne ausgebildet ist, die zusammen mit der Leiterplatine (LP) einen Strahlungsdipol bildet.

21. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (AT3) als eine im wesentlichen planare Innenantenne ausgebildet ist.

22. Funkkommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 mit 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (AT2) als eine aus dem Gehäuse (GH) nach außen abstehende Stabantenne ausgebildet ist.

23. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Korrekturelement (KV1) galvanisch, kapazitiv, induktiv und/oder gestrahlt an die Leiterplatine (LP) angekoppelt ist.

24. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Korrekturelemente als Metallisierung der Gehäuseschalen (GH) und/oder anderer Teile des Funkkommunikationsgeräts ausgeführt ist, und dass diese an das Massesystem des Funkkommunikationsgeräts angebunden sind.

25. Leiterplatine (LP) mit mindestens einem Korrekturelement (KV1-KV6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

26. Mobilfunkgerät oder Schnurlostelefon mit mindestens einer Leiterplatine nach Anspruch 25.