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Hintergrund der Erfindung
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(A) Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel und deren drahtloses Modul. Im Speziellen ist die Antenne der Einbauanordnung, die eine Antenne und einen Abschirmdeckel umfasst, in ein drahtloses Modul oder ein drahtloses Kommunikationsgerät eingebaut.
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(B) Beschreibung des verwandten technischen Gebiets
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Mit der Entwicklung der drahtlosen Kommunikation werden Mobiltelefone (Handys) zu für die derzeitige Kommunikation notwendigen Geräten und WLANs (Wireless Local Area Networks – drahtlose lokale Netzwerke) ersetzen zunehmend Kabelnetzwerke. Zusätzlich werden verschiedene Arten und Kategorien drahtloser Vorrichtungen auf Grundlage von WLAN oder Bluetooth derzeit häufig für drahtlose Tastaturen, drahtlose Mäuse und verschiedene IA-Geräte (Information Application Geräte – Geräte für Informationsverarbeitung) eingesetzt. In anderen Worten werden die derzeitigen drahtlosen Geräte zu notwendigen Artikeln des menschlichen Lebens.
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Die zuvor angegebenen drahtlosen Kommunikationsgeräte müssen mit Antennen zum Senden und Empfangen von Signalen ausgerüstet sein. Bei dem Auftreten von elektromagnetischen Interferenzen (EMI) wird das Senden und Empfangen von Signalen der Antenne stark beeinflusst. Zusätzlich werden die Einflüsse und Schäden von den von drahtlosen Kommunikationsgeräten erzeugten elektromagnetischen Wellen auf den menschlichen Körper derzeit stark diskutiert. Demzufolge sind die Einschränkung der Schäden auf den menschlichen Körper und die Auswirkungen der Kommunikationsqualität aufgrund der elektromagnetischen Wellen wesentlich für die Designer.
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Drahtlose Kommunikationsgeräte verwenden elektromagnetische Wellen, um Signale zu übertragen. Jedoch können die von den drahtlosen Kommunikationsgeräten selbst generierten elektromagnetischen Wellen die Kommunikationsqualität wahrscheinlich beeinflussen oder gefährlich für menschliche Körper sein. Demzufolge ist es schwierig, die Kommunikationsqualität der drahtlosen Produkte aufrecht zu erhalten, während gleichzeitig elektromagnetische Wellen vermieden werden.
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Weiter sind die meisten Antennen außerhalb der drahtlosen Kommunikationsgeräte angeordnet, wodurch die Bedienungen von Benutzern behindert werden können und wodurch kein Beitrag zur Verkleinerung von elektronischen Produkten geliefert wird.
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Die
DE 199 51 371 A1 offenbart eine Hochfrequenzschaltung mit einem Anschluss für eine gedruckte Antenne, wobei ein gestreckter Streifenleiter von wenigen Zentimetern Länge mit zwei, einseitig in kurzem Abstand angeordneten Anschlussstreifen eine abgestimmte Antenne bildet, welche mit einer Distanz von wenigen Millimetern neben der elektromagnetischen Abschirmung der HF-Schaltung liegt. Je ein Anschlussstreifen führt zum Speisepunkt bzw. zum Massepunkt der Antenne, sodass die Antenne induktiv angekoppelt ist. Die Antenne ist in die gedruckte Leiterplatte integriert und die Abschirmhaube überdeckt eine Modulschaltung, die auf der Leiterplatte angeordnet ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die dieser Erfindung zugrundeliegende Hauptaufgabe ist es, eine Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel für drahtlose Geräte und deren drahtloses Modul anzugeben, wodurch EMI eingeschränkt werden kann, um die Qualitäten des Sendens und Empfangens von Signalen zu verbessern und die Einflüsse von elektromagnetischen Wellen auf menschliche Körper reduziert werden können.
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Eine andere dieser Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, eine eingebaute Antenne für ein drahtloses Modul und ein drahtloses Gerät anzugeben, womit die Verkleinerung elektronischer Geräte ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel für ein drahtloses Gerät nach dieser Erfindung enthält eine Antenne, einen Abschirmdeckel, eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte, wobei die Antenne zum Senden und Empfangen von Signalen vorgesehen ist und der Abschirmdeckel elektromagnetische Interferenzen eines drahtlosen Geräts verhindern kann. Die erste leitende Platte verbindet die Antenne und den Abschirmdeckel. Ein Ende der zweiten leitenden Platte ist an den Signalzuführungspunkt der Antenne angeschlossen und das andere Ende davon ist zur Signalübertragung elektrisch mit einer Schaltung des drahtlosen Produkts verbunden.
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Die erste leitende Platte verbindet die Enden der Antenne und des Abschirmdeckels und die Antenne ist längslaufend mit einem Abstand zu dem Abschirmdeckel angeordnet.
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Die Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel kann auf eine gedruckte Leiterplatte eines drahtlosen Geräts gelötet werden, um ein drahtloses Modul zu bilden, welches die elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte verbundene Antenne induziert. Zusätzlich kann die gedruckte Leiterplatte mit einem Stecker, z. B. einem USB-Stecker (Stecker für den universellen seriellen Bus) versehen sein, welcher zur Signalübertragung mit einer Schnittstelle des drahtlosen Geräts verbunden werden kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt die Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel nach dieser Erfindung;
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2(a) bis 2(c) stellen jeweils die Aufsicht, die Vorderseitenansicht und die Seitenansicht der Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel nach dieser Erfindung dar;
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3 stellt das drahtlose Kommunikationsmodul nach dieser Erfindung dar;
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4 stellt die Koordinaten des für die Überprüfung des Abstrahlmusters der Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel nach dieser Erfindung dar; und
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5(a) bis 5(c) stellen die Abstrahlmuster der Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel nach dieser Erfindung dar.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Eine Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel, die 2,4 GHz Bluetooth verwendet, wird wie folgt beispielhaft erläutert.
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In 1 ist gezeigt, dass eine Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel eine Antenne 101, einen Abschirmdeckel 102, eine erste leitende Platte 103, eine zweite leitende Platte 104 und vier Füße 105 umfasst, wobei die Antenne 101 länglich ist und ein Ende der Antenne 101 durch die erste leitende Platte 103 mit der Seite eines Endes des Abschirmdeckels 102 verbunden ist. Die Antenne 101 ist in der Längsrichtung der Antenne 101 in etwa parallel zu der benachbarten Seite des Abschirmdeckels 102 und die dazwischen liegende Lücke ist 1,5 bis 2,5 mm breit. In anderen Worten ist die Oberfläche der Antenne 101 in der Längsrichtung in etwa parallel zu der Oberfläche des Abschirmdeckels 102. Die Antenne 101 wird zum Senden und Empfangen von Signalen verwendet und der Abschirmdeckel 102 kann elektromagnetische Interferenzen und Lecks verhindern. Ein Ende der zweiten leitenden Platte 104 ist mit dem Signalzuführungspunkt der Antenne 101 verbunden und das andere Ende davon ist zur Signalübertragung mit einer gedruckten Leiterplatte des drahtlosen Kommunikationsgeräts verbunden. Die vier mit dem Abschirmdeckel 102 verbundenen Füße 105 werden als Erdpunkte mit der gedruckten Leiterplatte verlötet. Demzufolge können die sich auf der Antenne 101 akkumulierenden Ladungen durch den Pfad der ersten leitenden Platte 103, des Abschirmdeckels 102 und der Füße 105 geerdet werden, um EMI einzuschränken und ein besseres Abstrahlmuster zu erhalten.
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2(a), 2(b) und 2(c) stellen jeweils die Aufsicht, die Vorderseitenansicht und die Ansicht der rechten Seite der Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel auf, die die Details der Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel und die Weise der Verbindung von deren Komponenten detailliert zeigen. Die Länge des aufgehangenen Endes der Antenne 101 bis zum Signalzuführungspunkt der Antenne 101, d. h. die effektive Antennenlänge, liegt zwischen 20 und 24 mm und die Breite der Antenne 101 liegt zwischen 1,5 und 2,5 mm. Die Antenne 101 kann durch Einstellen der Dimensionen auch verschiedene Frequenzen verwenden. Z. B. kann die effektive Länge der Antenne 101 verkürzt werden, um zu dem 5 GHz-Band des zunehmend gereiften 802.11a-Protokolls zu passen. Wie gewöhnlich muss der Abschirmdeckel 102 an den Bereich der gedruckten Leiterplatte angepasst sein, d. h. der Abschirmdeckel 102 muss die Schaltungen der gedruckten Leiterplatte bedecken.
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Die Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel kann integriert aus Weißblech oder einem galvanisch mit Kuper beschichteten Weißblech gebildet sein, dessen Dicke gewöhnlicher Weise unterhalb von 0,5 mm liegt.
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Da die Antenne 101 und der Abschirmdeckel 102 integriert aus einer Metallplatte gebildet werden können, können die Kosten reduziert werden. Zusätzlich kann die Antenne der Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel in ein drahtloses Gerät eingebaut werden, um EMI zu vermeiden, und die Nachteile einer externen Antenne können so vermieden werden, um dem Bedürfnis der Verkleinerung von elektronischen Geräten nachzukommen.
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Neben dem direkten Einbau in einem drahtlosen Gerät kann die Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel zunächst auf einer gedruckten Leiterplatte und einem Stecker als Modul vorgesehen sein und dann kann das Modul zur Signalübertragung an eine Schnittstelle eines drahtlosen Geräts angeschlossen werden.
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In 1 und 3 ist gezeigt, dass die Füße 105 der Einbauanordnung 10 mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel an eine gedruckte Leiterplatte 12 gelötet sind, und dass ein Ende der zweiten leitenden Platte 104 elektrisch mit einer Schaltung 16 der gedrückten Leiterplatte 12 verbunden ist. Auf diese Weise ist die Antenne 101 ebenfalls elektrisch mit der Schaltung 16 verbunden, um Signale zu übertragen. Weiter ist ein Ende der gedruckten Leiterplatte 12 mit einem Stecker 14 versehen, wie z. B. für USB, IDE (Integrated Drive Electronics) und IEEE 1394, um ein drahtloses Modul 30 zu bilden. Nachdem das drahtlose Modul 30 adäquat mit einem Gehäuse versehen wurde, kann das drahtlose Modul 30 zum Zwecke der WLAN-Kommunikation in eine Schnittstelle eines Notebook- oder Desktop-Computers eingesteckt werden.
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4 zeigt die Koordinaten der Untersuchung der Abstrahlmuster des drahtlosen Moduls 30. Im Fall von 2,4 GHz sind die Abstrahlmuster der elektromagnetischen Felder für die X-Y, Y-Z und X-Z-Ebenen jeweils in 5(a), 5(b) und 5(c) gezeigt, wobei die Einheit des elektromagnetischen Feldes in dBi angegeben ist.
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Als ein Ergebnis ist zu erkennen, dass die Strahlungsintensitäten des drahtlosen Moduls 30 in verschiedenen Winkeln einheitlich sind und alle Figuren kugelförmige Abstrahlmuster zeigen, d. h., dass eine ausgezeichnete räumliche Signalübertragung in verschiedenen Richtungen erhalten werden kann.
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Neben der Anwendung mit Computern kann die Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel und deren drahtloses Modul nach dieser Erfindung auch in anderen drahtlosen Geräten implementiert werden, wie z. B. derzeit gebräuchliche IA-Geräte.
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Zusammenfassen offenbart diese Erfindung eine Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel, wie auch deren drahtloses Modul. Die Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel umfasst eine Antenne, einen Abschirmdeckel, eine erste leitende Platte und eine zweite leitende Platte, wobei die Antenne zum Senden und Empfangen von Signalen verwendet wird, und der Abschirmdeckel elektromagnetische Interferenzen eines drahtlosen Geräts verhindern kann. Die erste leitende Platte verbindet die Antenne und den Abschirmdeckel. Ein Ende der zweiten leitenden Platte ist mit dem Signalzuführungspunkt der Antenne verbunden und das andere Ende davon ist zur Signalübertragung elektrisch mit einer Schaltung eines drahtlosen Geräts verbunden. Neben dem direkten Einbau in dem drahtlosen Produkt kann die Einbauanordnung mit einer Antenne und einem Abschirmdeckel zunächst mit einer gedruckten Leiterplatte und einem Stecker als Modul vorgesehen sein und dann kann das Modul zur Signalübertragung mit einer Schnittstelle des drahtlosen Geräts verbunden werden.
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Die zuvor beschriebene Ausführungsform dieser Erfindung ist nur illustrativ. Von den Fachleuten auf diesem Gebiet können viele alternative Ausführungsformen erdacht werden, ohne von dem Umfang der folgenden Patentansprüche abzuweichen.
