DE10205358A1

DE10205358A1 - Mäanderförmige Dualband-Antenne

Info

Publication number: DE10205358A1
Application number: DE10205358A
Authority: DE
Inventors: Chien-Jen Wang
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2002-09-12
Also published as: US6674405B2; US20020118142A1

Abstract

Eine mäanderförmige Mikrostrip-Antenne (30, 50, 64, 70, 90) für ein drahtloses Kommunikationssystem umfasst ein Substrat (32, 52, 66, 72, 92), einen Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) und einen Zuleitungsdraht (38, 58, 65, 78, 98). Das Substrat (32, 52, 66, 72, 92), welches aus einem dielektrischen Material oder einem magnetischen Material besteht, weist eine erste Oberfläche (40, 60) auf. Der Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) ist auf der ersten Oberfläche (40, 60) in einer mäanderförmig gebogenen Weise angebracht, um Funksignale zu empfangen, und der Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) weist einen Mittenpunktanschluss (34a) zwischen zwei Enden (34b, 34c) des Mäanderlinienleiters (34, 54, 74, 96) auf. Der Zuleitungsdraht (38, 58, 65, 78, 98) ist elektrisch mit dem Mittenpunkt (34a) des Mäanderlinienleiters (34, 54, 74, 96) verbunden, um ein empfangenes Funksignal an das drahtlose Kommunikationssystem zu senden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mäanderförmige Dual band-Mikrostreifenleiterantenne gemäß dem Oberbegriff von An spruch 1.

In der letzten Zeit ist die Nachfrage nach Antennen für mobile drahtlose Anwendungen dramatisch angestiegen, und es existiert derzeit eine Vielzahl von land- und satellitenbasierten Syste men zur drahtlosen Kommunikation unter Verwendung eines weiten Spektrums von Frequenzbändern. Dementsprechend besteht Bedarf an einer einzigen Antenne, welche in zwei oder mehr getrennten Frequenzbändern arbeiten kann. Bei der mäanderförmigen Mikrostreifenleiterantenne (Microstrip-Antenne) des Standes der Technik umfasst die mäanderförmige Antenne zwei mäander förmige Leiter (Mäanderlinienleiter), welche auf zwei ver schiedenen Schichten eines Substrats angeordnet sind, so dass sie innerhalb zweier verschiedener Frequenzbänder in Resonanz gelangen.

Jedoch ist auf Grund der Tatsache, dass die beiden Mäander linienleiter auf zwei verschiedenen Schichten des Substrats angeordnet sind, die mäanderförmige Antenne kompliziert und erfordert ein komplexes Herstellverfahren. Ferner sollte unter der Einschränkung der Zweischichtstruktur ein Abstand, welcher die beiden Schichten trennt, ebenfalls groß sein. Daher sind die physischen Abmessungen dieser Antenne groß, und eine Ver kleinerung ist schwierig.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mäanderförmige Dualband-Microstrip-Antenne mit einem auf einer Oberfläche eines Substrats angebrachten Mäan derlinienleiter zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der An sprüche 1 bzw. 16 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Aufgabe ist ferner gelöst durch eine mäanderförmige An tenne für ein drahtloses Kommunikationssystem nach Anspruch 1. Die Unteransprüche zeigen entsprechende weitere Entwicklungen und Verbesserungen.

Wie aus der nachfolgenden genaueren Beschreibung deutlich her vorgeht, kann die mäanderförmige Dualband-Antenne den Vorteil eines verringerten Volumens und einer vereinfachten Struktur nutzen, um eine Herstellungskomplexität zu verringern und die Gestaltung zu verbessern.

Nachfolgend ist die Erfindung weiter beispielhaft beschrieben, wobei eine Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erfolgt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer alternativen mäanderförmigen Microstrip-Antenne gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne gemäß einem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung von Mäanderlinienlei tern in verschiedenen Formen, dargestellt in Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne gemäß einem dritten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne gemäß einem vierten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Korrelationsdiagramm, welches die Abhängigkeit zwischen der Resonanzfrequenz und der Länge des fre quenzändernden Abschnitts des Zuleitungsdrahts, dar gestellt in Fig. 7, darstellt;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Mikrostreifenlei ter-Mäanderlinien-Antenne gemäß einem fünften Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Gestaltung der in Fig. 3 dargestellten Mikrostreifenleiter-Mäanderli nien-Antenne.

In der letzten Zeit ist die Nachfrage nach Antennen für mobile drahtlose Anwendungen dramatisch angestiegen, und es existiert derzeit eine Vielzahl von land- und satellitenbasierten Syste men zur drahtlosen Kommunikation unter Verwendung eines weiten Spektrums von Frequenzbändern. Dementsprechend besteht Bedarf an einer einzigen Antenne, welche in zwei oder mehr getrennten Frequenzbändern arbeiten kann. Typischerweise ist eine in ei nem herkömmlichen drahtlosen Kommunikationssystem verwendete Antenne eine Viertelwellen-Monopolantenne oder eine Wendelan tenne. Dennoch ist es auf Grund der Tatsache, dass die Abmes sungen beider Antennentypen groß sind, schwierig, diese An tenne in einem Fall zu verwenden, in welchem eine kompakte An tenne erforderlich ist. Daher existiert die Tendenz, die Vier telwellen-Monopolantenne bzw. die Wendelantenne durch andere Antennen zu ersetzen.

Drei Antennentypen kommen in Frage zur Verwendung in einem drahtlosen Kommunikationssystem: eine Steckantenne (Patchan tenne), eine Keramikchipantenne und eine mäanderförmige Microstrip-Antenne. Jedoch weisen auch die ersten beiden Typen eigene Nachteile auf. Die Patchantenne ist durch ihre schmale Bandbreite beschränkt. Die Keramikchipantenne ist hinsichtlich ihrer Anpassung an den SAR-Standard (SAR: specific absorption rate - spezifische Absorptionsrate) schwierig, so dass sie für kommerzielle Produkte nicht geeignet ist. Im Gegensatz zu die sen beiden Antennentypen hat die mäanderförmige Microstrip-An tenne eine größere Bandbreite, niedrigere Kosten und kann ein fach in eine Leiterplatte integriert werden, ohne einen zu sätzlichen Lötvorgang, was dazu führt, dass deren Verwendung in dem drahtlosen Kommunikationssystem am wahrscheinlichsten ist.

US-Patent Nr. 5 892 490 offenbart eine mäanderförmige Microstrip-Antenne, wie in Fig. 1 dargestellt. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-An tenne 10 gemäß diesem Stand der Technik. Die mäanderförmige Microstrip-Antenne 10 des Standes der Technik umfasst ein Sub strat 12, einen Mäanderlinienleiter 14, welcher im Substrat 12 zum Senden und Empfangen von Funksignalen angeordnet ist, und einen Zuleitungsanschluss 16 zum Anlegen einer Spannung an den Mäanderlinienleiter 14. Obwohl die mäanderförmige Microstrip- Antenne 10 eine größere Bandbreite und niedrigere Kosten auf weist, hat sie nur eine einzige Resonanzfrequenz. Daher kann die mäanderförmige Antenne 10 die Anforderung für eine draht lose Dualband- bzw. Multibandkommunikationsvorrichtung nicht erfüllen.

Außerdem offenbart EP 0 777 293 A1 eine mäanderförmige Dual band-Microstrip-Antenne, wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderfömigen Microstrip- Antenne 20 gemäß diesem Stand der Technik. Abweichend von der mäanderförmigen Antenne 10, umfasst die mäanderförmige Antenne 20 zwei Mäanderlinienleiter 22a, 22b, welche auf zwei ver schiedenen Schichten eines Substrats 24 angeordnet sind, so dass diese innerhalb zwei verschiedener Frequenzbänder in Re sonanz geraten.

Jedoch ist auf Grund der Tatsache, dass die beiden Mäanderli nienleiter 22a, 22b auf den zwei verschiedenen Schichten des Substrats 24 angeordnet sind, die mäanderförmige Antenne 20 kompliziert und erfordert ein komplexes Herstellverfahren. Ge nerell kann ein Leiter, welcher Funksignale empfängt, infolge von gegenseitigen Interferenzen nicht in der Nähe einer Hoch frequenzschaltung angeordnet werden. D. h., ein Abstand d1, dargestellt in Fig. 2, muss verhältnismäßig groß sein. Ferner sollte unter der Einschränkung der Zweischichtstruktur ein Ab stand d2 zum Trennen der beiden Schichten ebenfalls groß sein. Daher ist es schwierig, die physischen Abmessungen dieser An tenne zu verkleinern.

Außerdem wird mit sinkender Resonanzfrequenz die entsprechende Wellenlänge länger. Folglich muss die Länge der Antenne ver größert werden. Daher werden, um eine niedrige Resonanzfre quenz bei der mäanderförmigen Antenne 20 zu verwenden, die Längen der beiden Mäanderlinienleiter 22a, 22b vergrößert, was die derzeitige Tendenz hin zu einem dünneren, leichteren drahtlosen Kommunikationssystem nachteilig beeinflusst.

Es sei auf Fig. 3 verweisen. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne 20 gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die mäanderförmige Microstrip-Antenne 30 umfasst ein Substrat 32, einen Mäanderlinienleiter 34, einen Zuleitungsanschluss 36 und einen Zuleitungsdraht 38. Das Substrat 32, welches aus einem dielektrischen Material oder einem magnetischen Material, wie etwa FR4, Teflon, Glas, Keramik, Kunststoff oder Luft besteht, weist eine erste Oberfläche 40 auf. Der Mäanderlinienleiter 34, welcher auf der ersten Oberfläche 40 mäanderförmig gebogen angebracht ist, umfasst einen Mittenpunktanschluss 34a zwi schen zwei Enden 34b, 34c des Mäanderlinienleiters 34. Ein Ab schnitt des Zuleitungsdrahts 38 ist auf der ersten Oberfläche 40 angeordnet und elektrisch mit dem Zuleitungsanschluss 36 und dem Mittenpunktanschluss 34a verbunden. Dieser Anschluss wird verwendet zum Senden eines durch den Mäanderlinienleiter 34 empfangenen Funksignals an ein drahtloses Kommunikationssy stem (beispielsweise ein Mobiltelefon) bzw. zum Anlegen einer Spannung an den Mäanderlinienleiter 34, um ein durch das drahtlose Kommunikationssystem erzeugtes Funksignal zu senden. Der Mäanderlinienleiter 34 ist gebildet aus einem leitfähigen Metallmaterial, wie etwa Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung, durch Drucken bzw. Ablagern eines struktu rierten Metallleiters auf dem Substrat 32.

Wie in Fig. 3 dargestellt, teilt der Zuleitungsdraht 38, wel cher von dem Mittenpunkt 34a zwischen zwei Enden 34a, 34c des Mäanderlinienleiters abgeht, den Mäanderlinienleiter 34a-34b und 34a-34c für verschiedene Frequenzbänder. Daher kann die vorliegende Erfindung verwendet werden in einem drahtlosen Kommunikationssystem mit verschiedenen Frequenzbänder, wie et was GSM+DCS1800 (GSM: global system for mobile communication - globales System für Mobilkommunikation; DCS: digital cellular system - digitales Mobilfunksystem), AMPS+DCS1800 (AMPS: advanced mobile phone service - fortschrittlicher Mobilfunk dienst), CDMA+DCS1800 (CDMA-Verfahren: code division multiple access), DCS1800+bluetooth, und DCS1800+WLAN (WLAN: wireless local area network - drahtloses lokales Netz). Ferner ist, an ders als bei der in Fig. 2 dargestellten mäanderförmigen An tenne 20 des Standes der Technik, der Mäanderlinienleiter 34 direkt auf der ersten Oberfläche 40 des Substrats 32 ange bracht, so dass die mäanderförmige Antenne 30 eine einfache Struktur hinsichtlich der Herstellung aufweist und noch immer eine Dualbandcharakteristik besitzt. Ferner ist auf Grund der Tatsache, dass der Abstand d2, dargestellt in Fig. 2, bei der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, die mäanderför mige Antenne 30 dünner als die mäanderförmige Antenne 20 des Standes der Technik. Daher ist die mäanderförmige Antenne 30 der vorliegenden Erfindung geeignet für das kleine drahtlose Kommunikationssystem, wie etwa ein Mobiltelefon, ein Notebook, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), eine GPS-Vorrich tung etc.

Selbstverständlich kann der Mäanderlinienleiter 34 in einer Vielzahl von Mäanderformen, wie in Fig. 4 dargestellt, gestal tet sein. Die Rückfläche 42 des Substrats 32 muss nicht an Masse liegen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine Masse platte bzw. eine Schirmplatte entweder auf einer Rückfläche 42 des Substrats 32 oder in Abstand zu der Rückfläche 42 ange bracht sein. Ferner können die beiden Enden 34b, 34c des Mäan derlinienleiters 34 über eine geeignete Anpassungsschaltung, wie etwa einen Widerstand, eine Spule oder einen Kondensator, zu der Masseplatte bzw. der Schirmplatte geführt sein. Eine Schutzschicht kann auf der ersten Oberfläche 40 zum Schützen des Mäanderlinienleiters 34 ausgebildet sein.

Der Zuleitungsdraht 38 teilt den Mäanderlinienleiter 34 in ei nen ersten Abschnitt 34a-34b und einen zweiten Abschnitt 34a-34c. Die Längen, Linienbreiten und Intervalle dieser beiden Abschnitte sind gemäß der entsprechenden Resonanzfrequenzen bestimmt. Generell ist die Länge des ersten Abschnitts 34a-34b ein Viertel der entsprechenden Länge bzw. ein Vielfaches des Viertels der entsprechenden Wellenlänge. Selbiges gilt für die Länge des zweiten Abschnitts 34a-34c. Die Linienbreiten und die Intervalle des ersten Abschnitts 34a-34b und des zweiten Abschnitts 34a-34c müssen nicht gleich sein. Typischerweise entspricht ein breiteres Intervall des Abschnitts einem brei teren Frequenzband, so dass der erste Abschnitt 34a-34b bei einem ersten Intervall gebogen sein kann und der zweite Ab schnitt 34a-34c bei einem zweiten Intervall gebogen sein kann, um die entsprechenden Frequenzbänder jeweils zu modifi zieren. Zusätzlich zu der Länge des Mäanderlinienleiters 34 können die Länge und die Position des Zuleitungsdrahts 38 bzw. der Abstand zwischen der Masseplatte und dem Mäanderlinienlei ter 34 ebenfalls modifiziert werden, um die Arbeitsfrequenz zu verringern.

Es sei auf Fig. 5 verwiesen. Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne 50 gemäß ei nem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die mäanderförmige Microstrip-Antenne 50 umfasst ein Substrat 52, einen Mäanderlinienleiter 54, einen Zuleitungsanschluss 56 und einen Zuleitungsdraht 58. Das Substrat 52 weist eine erste Oberfläche 60 und ein Durchgangsloch 62 auf. Abweichend von dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Zuleitungsdraht 58 der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 50 nicht über die erste Oberfläche 60, sondern über das Durchgangsloch 62 elektrisch mit dem Zuleitungsanschluss 56 verbunden.

Es sei auf Fig. 6 verwiesen. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne 64 gemäß ei nem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Abweichend von den obigen beiden Ausführungsbeispielen umfasst ein Substrat 66 der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 64 eine erste Schicht 66a und eine zweite Schicht 66b. Eine Anpas sungsschaltung 68 ist zwischen der ersten Schicht 66a und der zweiten Schicht 66b angeordnet und elektrisch mit einem Zulei tungsdraht 65 der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 64 ver bunden, um das Volumen des gesamten drahtlosen Kommunikations systems zu verkleinern.

Es sei auf Fig. 7 verwiesen. Figur. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne 70 gemäß ei nem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die mäanderförmige Microstrip-Antenne 70 umfasst ein Substrat 72, einen Mäanderlinienleiter 74, einen Zuleitungsanschluss 76 und einen Zuleitungsdraht 78. Im Gegensatz zu den oben erwähn ten drei Ausführungsbeispielen umfasst der Zuleitungsdraht 78 der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 70 einen frequenzän dernden Abschnitt 80, welcher auf einer zweiten Oberfläche 82 des Substrats 72 angebracht ist und annähernd parallel zu ei ner Verlaufsrichtung 84 des Mäanderlinienleiters 74 liegt. Wie in Fig. 7 dargestellt, kann auf Grund der Tatsache, dass der frequenzändernde Abschnitt 80 des Zuleitungsdrahts 78 unter dem Mäanderlinienleiter 74 angebracht ist und parallel zu der Verlaufsrichtung 84 liegt, der frequenzändernde Abschnitt 80 eine starke elektromagnetische Kopplung (EMC) mit dem Mäander linienleiter 74 erzeugen. Daher kann ein Ändern der Länge des frequenzändernden Abschnitts 80 die Resonanzfrequenz der mäan derförmigen Microstrip-Antenne 70 ändern.

Es sei auf Fig. 8 verwiesen. Fig. 8 ist ein Korrelationsdia gramm, welches die Abhängigkeit zwischen der Resonanzfrequenz und der Länge des frequenzändernden Abschnitts 80 des Zulei tungsdrahts 78, dargestellt in Fig. 7, darstellt. Die in Fig. 8 dargestellten Daten sind ein Simulationsergebnis, welches durch eine Software zur elektromagnetischen Analyse analysiert wurde. Die Resonanzfrequenz der mäanderförmigen Microstrip-An tenne 70 ändert sich mit der Länge des frequenzändernden Ab schnitts 80 des Speisedrahts 78. Wie in Fig. 8 dargestellt, entspricht eine größere Länge des frequenzändernden Abschnitts 80 einer niedrigeren Resonanzfrequenz der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 70. Daher ist es ein Vorteil der vorliegen den Erfindung, dass die Resonanzfrequenz gesenkt werden kann durch Erhöhen der Länge des frequenzändernden Abschnitts 80, ohne die Abmessungen des Mäanderlinienleiters 74 zu ver größern.

Es sei auf Fig. 9 verwiesen. Figur. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer mäanderförmigen Microstrip-Antenne 90 gemäß ei nem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Abweichend von dem vierten Ausführungsbeispiel, umfasst die mäanderförmige Microstrip-Antenne 90 eine frequenzändernde Leitung 95, welche auf einer zweiten Oberfläche 94 eines Sub strats 92 angebracht ist und elektrisch mit einem Zuleitungs draht 98 in kreuzender Weise verbunden ist. Wie in Fig. 9 dar gestellt, ist die frequenzändernde Leitung 95 unter dem Mäan derlinienleiter 96 angebracht und liegt annähernd parallel zu einer Verlaufsrichtung des Mäanderlinienleiters 96. Die fre quenzändernde Leitung 95 wirkt in ähnlicher Weise wie der fre quenzändernde Abschnitt in Fig. 7, so dass sie eine elektroma gnetische Kopplung mit dem Mäanderlinienleiter 96 erzeugt. Da her kann ein Ändern der Länge der frequenzändernden Leitung 95 die Resonanzfrequenz der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 90 ändern.

Es sei auf Fig. 10 verwiesen. Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Gestaltung der in Fig. 3 dargestellten mäander förmigen Microstrip-Antenne 30. Die mäanderförmige Microstrip- Antenne 30 der vorliegenden Erfindung kann in ein drahtloses Kommunikationssystem 100, wie etwa ein Mobiltelefon, eingebaut werden. Wie in Fig. 10 dargestellt, umfasst das drahtlose Kom munikationssystem 100 eine Systemleiterplatte 102 zum Steuern des Betriebs des drahtlosen Kommunikationssystems 100 und eine Metallklammer 104, welche auf der Systemleiterplatte 102 ange bracht ist und elektrisch mit dem Zuleitungsanschluss 36 ver bunden ist. Das Substrat 32 ist annähernd senkrecht zu der Systemleiterplatte 102 in dem drahtlosen Kommunikationssystem 100 angeordnet, so dass die mäanderförmige Microstrip-Antenne 30 mit der Systemleiterplatte 102 integriert werden kann. Selbstverständlich kann das Substrat 32 auch parallel zu der Systemleiterplatte 102 angeordnet werden. Außerdem kann die Gestaltung der mäanderförmigen Microstrip-Antenne 30 in dem oben beschriebenen drahtlosen Kommunikationssystem 100 ange wandt werden auf sämtliche oben erwähnte Ausführungsbeispiele.

Erfindungsgemäß umfasst eine mäanderförmige Microstrip-Antenne einen Mäanderlinienleiter, welcher in der Form eines Kreises, eines Sägezahns oder eines Rechtecks in einer mäanderförmig gebogenen Weise ausgebildet ist. Zwei Enden des Mäanderlinien leiters können offene Kreise oder Kurzschlüsse sein. Im Falle der Kurzschlüsse kann ein Ende (bzw. beide Enden) des Mäander linienleiters mittels eines Widerstands, einer Spule oder ei nes Kondensators zu Masse geführt sein. Ein Speisedraht der vorliegenden Erfindung geht aus von einem Mittenpunkanschluss zwischen den beiden Enden des Mäanderlinienleiters entweder längs einer Oberfläche oder über ein Durchgangsloch. Wenn die mäanderförmige Antenne eine Mehrschichtstruktur annimmt, so wird der Speisedraht zwischen Schichten angeschlossen und geht ab von einer vorderen bzw. einer hinteren Oberfläche des Sub strats über das Durchgangsloch.

Im Gegensatz zu dem Stand der Technik sind die Mäanderlinien leiter 34, 54, 64, 96 der erfindungsgemäßen mäanderförmigen Antenne 30, 50, 64, 70, 90 an der ersten Oberfläche 40, 60 an gebracht, und die Zuleitungsdrähte 38, 58, 65, 78, 98 gehen ab von dem Mittenpunkt 34a zwischen den beiden Enden 34b, 341c des Mäanderlinienleiters, so dass die mäanderförmige Antenne der vorliegenden Erfindung eine größere Wirkung bei einem Betrieb in zwei oder mehr getrennten Frequenzbändern aufweist und we niger Raum einnimmt. Ferner umfasst die mäanderförmige Antenne der vorliegenden Erfindung den frequenzändernden Abschnitt 80 und/oder die frequenzändernde Leitung 95, um die Resonanzfre quenz zu ändern, ohne das Volumen der Mäanderlinienleiter 34, 54, 74, 96 zu vergrößern.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine mäan derförmige Microstrip-Antenne 30, 50, 64, 70, 90 für ein drahtloses Kommunikationssystem, welche ein Substrat 32, 52, 66, 72, 92, einen Mäanderlinienleiter 34, 54, 74, 96 und einen Zuleitungsdraht 38, 58, 65, 78, 98 umfasst. Das Substrat 32, 52, 66, 72, 92, welches aus einem dielektrischen Material oder einem magnetischen Material besteht, weist eine erste Oberflä che 40, 60 auf. Der Mäanderlinienleiter 34, 54, 74, 96 ist auf der ersten Oberfläche 40, 60 in einer mäanderförmig gebogenen Weise angebracht, um Funksignale zu empfangen, und der Mäan derlinienleiter 34, 54, 74, 96 weist einen Mittenpunktan schluss 34a zwischen zwei Enden 34b, 34c des Mäanderlinienlei ters 34, 54, 74, 96 auf. Der Zuleitungsdraht 38, 58, 65, 78, 98 ist elektrisch mit dem Mittenpunkt 34a des Mäanderlinien leiters 34, 54, 74, 96 verbunden, um ein empfangenes Funksi gnals an das drahtlose Kommunikationssystem zu senden.

Claims

1. Mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) für ein draht loses Kommunikationssystem, wobei die mäanderförmige An tenne (30, 50, 64, 70, 90) umfasst:
ein Substrat (32, 52, 66, 72, 92) mit einer ersten Oberflä che (40, 60); und
dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) ferner umfasst:
einen mäanderförmigen Leiter (Mäanderlinienleiter) (34, 54, 74, 96), welcher auf einer ersten Oberfläche (40, 60) in einer mäanderförmig gebogenen Weise zum Empfangen von Funksignalen angebracht ist, wobei der Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) einen Mittenpunktanschluss (34a) zwischen zwei Enden (34b, 34c) des Mäanderlinienleiters (34, 54, 74, 96) aufweist; und
einen Zuleitungsdraht (38, 58, 65, 78, 98), welcher elek trisch mit dem Mittenpunktanschluss (34a) zum Senden eines empfangenen Funksignals an das drahtlose Kommunikationssy stem verbunden ist.

2. Mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenpunktanschluss (34a) den Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) in einen er sten Abschnitt, welcher an einem ersten Intervall gebogen ist, und einem zweiten Abschnitt, welcher an einem zweiten Intervall gebogen ist, teilt.

3. Mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenpunktanschluss (34a) den Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) in einen er sten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt teilt und ferner Linienbreiten des ersten Abschnitts und des zweiten Ab schnitts verschieden sind.

4. Mäanderförmige Antenne (30) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Abschnitt des Zuleitungsdrahts (38) auf der ersten Oberfläche (40) angeordnet ist.

5. Mäanderförmige Antenne (64) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Substrat (66) ferner eine erste Schicht (66a), eine zweite Schicht (66b) und eine Anpas sungsschaltung (68), welche zwischen der ersten Schicht (66a) und der zweiten Schicht (66b) angeordnet ist und elektrisch mit dem Speisedraht (65) verbunden ist, umfasst.

6. Mäanderförmige Antenne (50) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Substrat (52) ferner ein Durchgangs loch (62) umfasst, durch welches ein Abschnitt des Zulei tungsdrahts (58) angeordnet ist.

7. Mäanderförmige Antenne (70) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zuleitungsdraht (78) einen frequen zändernden Abschnitt (80) zum Ändern einer Resonanzfrequenz der mäanderförmigen Antenne umfasst.

8. Mäanderförmige Antenne (70) nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der Mäanderlinienleiter (74) längs einer vorbestimmten Richtung verläuft und der frequenzändernde Abschnitt (80) des Zuleitungsdrahts (78) annähernd parallel zu der vorbestimmten Richtung liegt.

9. Mäanderförmige Antenne (70) nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass das Substrat (72) ferner eine zweite Oberfläche (82) umfasst und der frequenzändernde Abschnitt (80) des Zuleitungsdrahts (78) auf der zweiten Oberfläche (82) angeordnet ist.

10. Mäanderförmige Antenne (90) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die mäanderförmige Antenne (90) ferner eine frequenzändernde Leitung (95) umfasst, welche elek trisch mit dem Zuleitungsdraht (98) in einer kreuzenden Weise verbunden ist, um eine Resonanzfrequenz der mäander förmigen Antenne (90) zu ändern.

11. Mäanderförmige Antenne (90) nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass der Mäanderlinienleiter (96) längs einer vorbestimmten Richtung verläuft und die frequenzändernde Leitung (95) annähernd parallel zu der vorbestimmten Rich tung liegt.

12. Mäanderförmige Antenne (90) nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass das Substrat (92) ferner eine zweite Ebene (94) umfasst und die frequenzändernde Leitung (95) auf der zweiten Ebene (94) angeordnet ist.

13. Mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) ferner einen Zuleitungsanschluss (36, 56, 76) auf dem Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) um fasst und der Zuleitungsdraht (38, 58, 65, 78, 98) elek trisch mit dem Zuleitungsanschluss (36, 56, 76) und dem Mittenpunktanschluss (34a) verbunden ist.

14. Mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Kommunika tionssystem eine Systemleiterplatte (102) umfasst und das Substrat (32, 52, 66, 72, 92) annähernd senkrecht zu der Systemleiterplatte (102) in dem drahtlosen Kommunikations system 100 angeordnet ist.

15. Mäanderförmige Antenne (30, 50, 64, 70, 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (32, 52, 66, 72, 92) aus einem dielektrischen Material oder einem magne tischen Material besteht.

16. Antenne, umfassend:
ein Substrat (32, 52, 66, 72, 92) mit einer ersten Oberflä che (40, 60); und
dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne ferner umfasst:
einen Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96), ausgebildet auf der ersten Oberfläche (40, 60) in einer mäanderförmig ge bogenen längs einer ersten Richtung zum Empfangen von Funksignalen, wobei der Mäanderlinienleiter (34, 54, 74, 96) einen Mittenpunktanschluss (34a) zwischen zwei Enden (34b, 34c) des Mäanderlinienleiters (34, 54, 74, 96) auf weist und der Mittenpunkanschluss (34a) den Mäanderlinien leiter (34, 54, 74, 96) in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt teilt, wobei der erste Abschnitt eine er ste Resonanzfrequenz aufweist und der zweite Abschnitt eine zweite Resonanzfrequenz aufweist, welche von der ersten Re sonanzfrequenz verschieden ist; und
einen Zuleitungsdraht (38, 58, 65, 78, 98), welcher elek trisch mit dem Mittenpunkanschluss (34a) verbunden ist, um ein empfangenes Funksignal zu dem drahtlosen Kommunika tionssystem zu senden.

17. Mäanderförmige Antenne (64) nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, dass das Substrat (66) ferner eine erste Schicht (66a) eine zweite Schicht (66b) und eine Anpas sungsschaltung (68), welche zwischen der ersten Schicht (66a) und der zweiten Schicht (66b) angeordnet ist und elektrisch mit dem Zuleitungsdraht (65) verbunden ist, um fasst.

18. Mäanderförmige Antenne (70) nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zuleitungsdraht (78) einen frequenz ändernden Abschnitt (80) aufweist, welcher längs einer zweiten Richtung annähernd parallel zur ersten Richtung verläuft, um die erste Resonanzfrequenz bzw. die zweite Re sonanzfrequenz zu ändern.