DE10313050B3

DE10313050B3 - Kommunikationsendgerät mit als Bluetooth-Antenne ausgebildetem Metallrahmen

Info

Publication number: DE10313050B3
Application number: DE2003113050
Authority: DE
Inventors: Patrick Pan; Sheng-Gen Dr. Pan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2023-03-25

Abstract

Bei einem mobilen Kommunikationsendgerät mit einer ersten Antenne, einer zweiten kurzreichweitigen Antenne und einem Metallrahmen (ML) zum Schutz einer auf einer Schaltkreisplatine (SP) angeordneten Anzeigeeinrichtung des mobilen Kommunikationsendgeräts vor elektrostatischer Entladung wird die Aufgabe, die zweite Antenne platzsparend zu realisieren, dadurch gelöst, dass wenigstens ein Abschnitt des Metallrahmens (ML) derart ausgebildet ist, dass er als die zweite Antenne einsetzbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Kommunikationsendgerät mit einer ersten Antenne, einer zweiten kurzreichweitigen Antenne und einem Metallrahmen zum Schutz einer auf einer Schaltkreisplatine angeordneten Anzeigeeinrichtung des mobilen Kommunikationsendgerätes vor elektrostatischer Endladung.

Ein solches mobiles Kommunikationsendgerät ist im Markt unter der Produktbezeichnung "S55" erhältlich und wurde von der Fa. Siemens AG im Jahre 2002 eingeführt.

Dabei dient die erste Antenne beispielsweise zur Teilnahme an einem GSM-Kommunikationssystem, wobei unter anderem Sprachsignale über diese erste Antenne ausgesendet und empfangen werden. Bei der zweiten Antenne kann es sich um eine Bluetooth-Antenne handeln. Der Bluetooth-Standard ist in der Fachwelt bekannt und betrifft ein Mobilkommunikationssystem mit vergleichsweise kurzer Reichweite.

Mobile Kommunikationsendgeräte weisen typischer Weise eine optische Anzeigeeinrichtung auf, die auf einer Schaltkreisplatine des Kommunikationsendgerätes angeordnet ist und zur Darstellung einer Vielzahl von Informationen dient. Eine solche Anzeigeeinrichtung ist vor elektrostatischer Entladung zu schützen. Dazu dient im Stand der Technik ein mit einem Masseanschluss zur Ableitung elektrischer Ladung ausgestatteter Metallrahmen, der typischer Weise um die Anzeigeeinrichtung herum angeordnet ist.

Bisher wurde die zweite, kurzreichweitige Antenne bei mobilen Kommunikationsendgeräten als gesondertes Bauteil vorgesehen, was zu einem zusätzlichen Hardware-Aufwand führt. Solche mobilen Kommunikationsendgeräte sind aus der DE 100 58 524 A1 und der DE 101 13 839 A1 bekannt.

Aus der JP 2002204174 A geht eine Anzeige hervor, die für ein Fahrzeug-Audiosystem ausgelegt ist. In einem freien Raum innerhalb der Anzeige ist eine Bluetooth-Antenne vorgesehen.

In der JP 06102492 A ist ein Metallrahmen für eine Flüssigkristall-Anzeige beschrieben, der zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung dient, die in der Anzeige generiert wird. Bei diesem Metallrahmen handelt es sich nicht um einen solchen, der zum Schutz der Anzeige selbst dient.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die zweite, kurzreichweitige Antenne in platzsparender Weise in einem mobilen Kommunikationsendgerät bereitzustellen, insbesondere ein solches mobiles Kommunikationsendgerät anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten mobilen Kommunikationsendgerät durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist somit vorgesehen, den zum Schutz der Anzeigeeinrichtung vor elektrostatischer Entladung vorgesehenen Metallrahmen derart zu modifizieren, dass wenigstens ein Abschnitt davon als die zweite Antenne einsetzbar ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Metallrahmen bereits im Stand der Technik mit einem Masseanschluss versehen ist, um seine Schutzfunktion zu erfüllen.

Der Metallrahmen weist mindestens einen Masseanschluss und einen HF-Zuführungsanschluss für von der zweiten Antenne auszustrahlende Signale auf. Dies ist die typische Realisierung der zweiten Antenne mit Hilfe des Metallrahmens.

Wie auch im Stand der Technik vorgesehen, kann der Metallrahmen im wesentlichen eine Rechtecklinie beschreiben und in einem Abstand zu der gedruckten Schaltkreisplatine derart angeordnet sein, dass er die Anzeigeeinrichtung umgibt bzw. seitlich umfasst. Somit befindet sich der Metallrahmen im wesentlichen an demselben Platz wie im Stand der Technik vorgesehen, wobei er jedoch die zusätzliche Funktion einer zweiten Antenne ausübt.

Der Metallrahmen kann durch einen Spalt unterbrochen sein, um gemeinsam mit dem Masseanschluss einen Abschnitt des Metallrahmens als zweite Antenne zu definieren. Dabei kann die zweite Antenne durch die Anordnung des HF- Zuführungsanschlusses, des Masseanschlusses und des Spalts relativ zu einander festgelegt sein. Typischerweise befindet sich der HF-Zuführungsanschluss zwischen dem Masseanschluss und dem Spalt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann eine weiterer Masseanschluss vorgesehen sein, der dem Spalt im wesentlichen gegenüberliegt und zum Ableiten elektrischer Ladung angeordnet ist. Auf diese Weise wird zwischen den Funktionen der beiden vorgesehenen Masseanschlüsse unterschieden. Der bereits oben erwähnte Masseanschluss dient zum Festlegen der zweiten Antenne, während der weitere Masseanschluss die Funktion der Ableitung elektrischer Ladung hauptsächlich übernimmt.

Es wird als bevorzugt angesehen, dass die Breite des Spalts geringer als der Abstand des Metallrahmens zu der gedruckten Schaltkreisplatine ist. Dies gewährleistet, dass elektrische Ladung im wesentlichen über den weiteren Massekontakt abgeführt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Schaltkreisplatine eines mobilen Kommunikationsendgerätes mit darüber angeordnetem Metallrahmen;
2 eine perspektivische Ansicht der Schaltkreisplatine mit darüber angeordnetem Metallrahmen, der sich von dem Metallrahmen von 1 unterscheidet, und
3 eine graphische Darstellung eines Reflektionskoeffizienten S₁₁ des Metallrahmens von
1 als Funktion der Frequenz in dem Frequenzbereich von 2000 – 3000 MHz.
Die schematische Darstellung von 1 zeigt eine Schaltkreisplatine SP, über der in einem Abstand D1 ein Metallrahmen ML angeordnet ist. Der Metallrahmen ML bildet eine Einfassung für eine nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung des mobilen Kommunikationsendgerätes.
Der Metallrahmen ML hat zwei Funktionen. Zum einen dient er zum Schutz der Anzeigeeinrichtung vor elektrostatischer Entladung. Zu diesem Zweck ist der Metallrahmen ML über insgesamt vier Masseanschlüsse GC1, GC2, GC3 und GC4 mit der Schaltkreisplatine SP, d. h. einer dort vorgesehenen Masse, verbunden. Der Metallrahmen ML beschreibt im wesentlichen eine Rechtecklinie, wobei die vier Massekontakte GC1, GC2, GC3, GC4 jeweils in Ecken der Rechtecklinie vorgesehen sind.
Eine Seite des Metallrahmens ML ist als Bluetooth-Antenne ausgebildet. Die Bluetooth-Antenne als zweite Antenne eines mobilen Kommunikationsendgerätes wird definiert durch den Massekontakt GC1, einen HF-Zuführungsanschluss FP und einen Spalt SG, der zwischen den Masseanschlüssen GC1 und GC2 und dem Masseanschluss GC2 benachbart angeordnet ist. Der HF-Zuführungsanschluss FP liegt zwischen dem Masseanschluss GC1 und dem Spalt SG.
Der Spalt SG liegt dem Masseanschluss GC4 im wesentlichen gegenüber, wobei eine Breite des Spaltes SG kleiner als der Abstand D1 zwischen dem Metallrahmen ML und der Schaltkreisplatine SP ist. Diese beiden Merkmale führen dazu, dass etwaige elektrostatische Ladung in erster Linie über den Masseanschluss GC4 abgeleitet wird. Aufgrund dessen ergibt sich durch die Ableitung elektrostatischer Ladung keine Störung für den Betrieb der Bluetooth-Antenne, die von dem Abschnitt des Metallrahmens ML zwischen dem Masseanschluss GC1 und dem Spalt SG gebildet wird.
Bei dem vorgestellten Ausführungsbeispiel ergeben sich für relevante Abmessungen folgende Werte: Metallrahmen ML 36 mm × 30 mm; Abstand D1 3 mm; Breite des Spaltes SP 2 mm; Breite des Metallrahmens ML 3 mm; Länge des Abschnitts des Metallrahmens ML zwischen dem Masseanschluss GC1 und dem Spalt SG 28 mm.
Für die genannten Abmessungen ergibt sich eine Reflektionsspektrum des Metallrahmens ML, das in 3 dargestellt ist. Die durchgezogene Linie beschreibt ein Simulationsergebnis für den Verlauf des Reflektionskoeffizienten S₁₁ mit einem Peak bei etwa 2450 MHz. Insofern weist das Reflektionsspektrum ein Minimum in dem für Bluetooth geeigneten Frequenzbereich auf. Zum Vergleich ist in der 3 mit gestrichelter Linie der Bluetooth-Frequenzbereich angegeben.
In 2 ist die bereits anhand von 1 beschriebene Schaltkreisplatine SP zusammen mit einer zweiten Ausführungsform eines Metallrahmens ML1 dargestellt. Der Metallrahmen ML1 ist achteckig ausgebildet, umgibt eine nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung und weist insgesamt vier Massekontakte GC5, GC6, GC7, GC8 auf. Im Bereich des Massekontaktes GC8 ist ein Spalt SP1 vorgesehen, dessen Lage zusammen mit der Lage eines Massekontaktes GC5 eine Bluetooth-Antenne als zweite Antenne eines mobilen Kommunikationsendgerätes definiert. Ein Zuführungsanschluss FP1 ist zwischen dem Massekontakt GC5 und dem Spalt SG1 angeordnet und dient zur Zuführung von elektrischen Signalen, die als Bluetooth-Signale abzustrahlen sind. Dem Spalt SG1 gegenüberliegend ist ein Massekontakt GC6 angeordnet, der im wesentlichen zur Ableitung elektrischer Ladung dient.

Claims

Mobiles Kommunikationsendgerät mit einer ersten Antenne, einer zweiten kurzreichweitigen Antenne und einem Metallrahmen zum Schutz einer auf einer Schaltkreisplatine angeordneten Anzeigeeinrichtung des mobilen Kommunikationsendgerätes vor elektrostatischer Entladung, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des Metallrahmens (ML) derart ausgebildet ist, dass er als die zweite Antenne einsetzbar ist, und der Abschnitt des Metallrahmens mindestens einen Masseanschluss (GC1) und einen HF-Zuführungsanschluss (FP) für von der zweiten Antenne auszustrahlende Signale aufweist.
Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallrahmen (ML) eine Rechtecklinie beschreibt und in einem Abstand zu der gedruckten Schaltkreisplatine (SP) des Kommunikationsendgerätes derart angeordnet ist, dass er die Anzeigeeinrichtung umgibt.
Kommunikationsendgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallrahmen (ML) durch einen Spalt (SG) unterbrochen ist.
Kommunikationsendgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antenne durch die Anordnung des HF-Zuführungsanschlusses (FP), des Masseanschlusses (GC1) und des Spalts (SG) relativ zueinander definiert ist.
Kommunikationsendgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Masseanschluss (GC4) vorgesehen ist, der dem Spalt (SG) gegenüberliegt und zum Ableiten elektrischer Ladung angeordnet ist.
Kommunikationsendgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Spaltes (SG) geringer als der Abstand des Metallrahmens (ML) zu der gedruckten Schaltkreisplatine (SP) ist.