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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft allgemein
Antennen und insbesondere Mehrfrequenzantennen, welche eine Schlitzantenne
aufweisen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Drahtlose Kommunikationstechnologien
verlangen heutzutage zellulare Funktelefonprodukte, welche die Fähigkeit
haben, bei Mehrfrequenzbändern
betrieben werden zu können.
Die üblichen
Betriebsfrequenzbänder
sind, zum Beispiel in den Vereinigten Staaten von Amerika, analoge
Betriebsfrequenzbänder
wie "Code Division Multiple Access" (CDMA) oder "Time Division Multiple
Access" (TDMA) bei 800 MHz, "Global Positioning System" (GPS) bei
1500 MHz, "Personal Communication System" (PCS) bei 1900 MHz und
BluetoothTM bei 2400 MHz. Hingegen sind
in Europa die üblichen
Betriebsfrequenzbänder
"Global System for Mobile Communications" (GSM) bei 900 MHz, GPS
bei 1500 MHz, "Digital Communication System" (DCS) bei 1800 MHz und
BluetoothTM bei 2400 MHz. Die Fähigkeit,
bei diesen Mehrfrequenzbändern
betrieben werden zu können,
verlangt eine Antennenstruktur, welche imstande ist, mit all diesen
Frequenzen zu arbeiten.
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Externe Antennenstrukturen, wie zum
Beispiel einziehbare und feststehende "Stummel" ("stubby")-Antennen,
sind mit mehreren Antennenelementen verwendet worden, um die Frequenzbänder abzudecken,
die von Interesse sind. Jedoch sind diese Antennen aufgrund ihrer
Art, wonach sie vom Funktelefon nach außen abstehen und eine zerbrechliche Konstruktion
aufweisen, anfällig
für Beschädigung. Insbesondere,
wenn die Größe der Funktelefone
abnimmt, neigen Benutzer dazu, die Funktelefone in Taschen oder
Handtaschen zu verstauen, wo sie Stoß- und Biegekräften ausgesetzt
sind, welche die Antenne beschädigen
können.
Darüber
hinaus sind einziehbare Antennen bei einigen Frequenzbändern weniger
wirksam, wenn sie eingezogen sind, und Benutzer neigen eher nicht
dazu, beim Telefonieren immer die Antenne auszufahren, weil dies
zusätzlichen
Aufwand erfordert. Außerdem
machen Marktstudien deutlich, dass Benutzer heutzutage innen liegende Antennen
gegenüber
externen Antennen bevorzugen.
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Bei Funktelefonen besteht die Tendenz,
feststehende Antennen einzubauen, welche im Funktelefon enthalten
sind. Dies vergrößert jedoch
typischerweise die Größe des Funktelefons,
um die Antennenstruktur aufzunehmen, und es ist schwierig, die Antennen-Leistungsfähigkeit
beizubehalten, da die Antennenelemente nun in unmittelbarer Nähe zu anderen
leitenden Komponenten im Funktelefon platziert sind. Darüber hinaus
ist die Antenne anfälliger
für Interferenz
von diesen leitenden Komponenten, wodurch ferner die Leistungsfähigkeit
beeinträchtigt wird,
insbesondere im Niederfrequenzband.
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Schlitz- und Microstrip-Übertragungsleitungsantennen
können
in Hochfrequenzanwendungen verwendet werden und haben ein sehr niedriges Profil.
Aufgrund von Größenbeschränkungen
können diese
Antennen nur in einem einzigen Frequenzband betrieben werden. Schlitzantennen
können
mit einem Ausschnitt in einer Metalloberfläche implementiert werden. Die
Resonanz-Schlitzantennengeometrien nach dem Stand der Technik weisen
eine Halbwellenlängen(λ/2)-Vollschlitzantenne
auf, bei der beide Enden des Schlitzes geschlossen sind, und die
Länge des
Schlitzes beträgt
eine Halbwellenlänge
(etwa 80 mm bei 1800/1900 MHz, welche ziemlich lang und für zellulare
Telefone nicht praktikabel ist). Eine andere Schlitzantennenart
ist eine Viertelwellenlängen(λ/4)-Schlitzantenne 10 mit
offenem Ende, wie in 1 nach
dem Stand der Technik gezeigt. Für
eine λ/4-Schlitzantenne 10 ist
die Länge
12 des Schlitzes 14 eine Viertelwellenlänge, wobei ein Ende des Schlitzes 14 geschlossen
ist, während
das andere Ende offen ist. Der Schlitz 14 wird durch Energie
differentiell erregt, welche von einem Erregeranschluss eingekoppelt
wird, welcher, wie dargestellt, eine positive Ladung 13 und
eine negative Ladung 15 nahe dem geschlossenen Ende des
Schlitzes 14 und senkrecht zum Schlitz bereitstellt. Der
Erregeranschluss ist typischerweise durch eine Microstripleitung
geschaffen, welche unter dem Schlitz ein gebettet ist. Eine leitfähige "Ground-plane-Antenne"
Grundplatte beziehungsweise Masseplatte 16 umgibt den Schlitz 14.
In einem Funktelefon können
mehr als eine Schlitzantenne verwendet werden, um Abstrahlung in
Mehrfrequenzbändern
zu erzielen. Jedoch erfordern getrennte Antennen getrennte Erregeranschlüsse und
individuelle elektronische Abstimmungsmechanismen, welche die Größe und die
Kosten erhöhen.
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Daher besteht das Bedürfnis nach
einer innen liegenden Antennenvorrichtung mit geringer Größe und zu
niedrigen Kosten, welche zu einer Mehrbandfrequenzstrahlung imstande
ist. Ein anderer wünschenswerter
Vorteil wäre,
eine Leistungsfähigkeit
zu schaffen, welche vergleichbar mit externen Mehrbandantennen wäre. Ferner
wäre es
nützlich, diese
Antennenvorrichtung derart zu schaffen, dass sie von einem einzigen
Erregeranschluss betrieben wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Draufsicht einer Viertelwellenlängen-Schlitzantenne nach dem Stand der Technik;
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform;
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3 zeigt
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung gemäß einer
alternativen ersten bevorzugten Ausführungsform;
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4 zeigt
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform;
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht der Antennenvorrichtung von 4.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die vorliegende Erfindung schafft
eine innen liegende Antennenvorrichtung mit Mehrbandfrequenzstrahlungsfähigkeit.
Insbesondere ist auf einem üblichen
Substrat eine Spulenantenne an eine Schlitzantenne mit offenem Ende
gekoppelt, und die Spulenantenne wird durch die Schlitzantenne erregt, um
zwei getrennte Frequenzbänder
abzudecken. Die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Struktur schafft
eine kompakte Flachantennenvorrichtung, welche in ein Funktelefon
innen montiert werden kann, mit einer Leistungsfähigkeit, die vergleichbar mit
externen Mehrbandantennen ist. Darüber hinaus erlaubt die Konfiguration
der Schlitzantenne mit offenem Ende, welche die Spulenantenne versorgt,
dieser Antennenvorrichtung, von einem einzigen Erregeranschluss
betrieben zu werden.
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Neben den hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
lässt sich
die Erfindung auch anders anwenden, und die Beschreibung ist nur
vorgesehen, um die Erfindung zu verdeutlichen und zu beschreiben,
und sollte in keinem Fall als die Erfindung begrenzend angesehen
werden. Während
die Beschreibung mit Ansprüchen
abschließt,
welche die als neu betrachteten Merkmale der Erfindung definieren,
wird ange nommen, dass die Erfindung unter Berücksichtigung der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung besser verstanden wird,
in welcher gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen.
Wie in der Erfindung definiert ist, ist ein Funktelefon eine tragbare
oder mobile Kommunikationsvorrichtung, welche Information an eine
elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich verwendende Basisstation überträgt.
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Das Konzept der vorliegenden Erfindung kann
vorzugsweise auf jedes elektronische Produkt angewendet werden,
welches das Senden und Empfangen von HF-Signalen erfordert. Vorzugsweise
ist der Funktelefonabschnitt der Kommunikationsvorrichtung ein für personenbezogene
Kommunikation angepasstes zellulares Funktelefon, kann aber auch ein
Funkrufempfänger,
ein schnurloses Funktelefon oder ein Funktelefon für einen
personenbezogenen Kommunikationsdienst("personal communication service",
PCS). Der Funktelefonabschnitt kann gemäß einem analogen Kommunikationsstandard
oder einem digitalen Kommunikationsstandard konstruiert sein. Der
Funktelefonabschnitt weist im Allgemeinen auf: einen Hochfrequenzsender
(HF-Sender), einen HF-Empfänger,
eine Steuerung, eine Antenne, eine Batterie, ein Duplexfilter, einen
Frequenzsynthesizer, einen Signalprozessor und eine Benutzeroberfläche mit
mindestens einem Tastaturfeld, einer Anzeige, Steuerschaltern und
einem Mikrofon. Der Funktelefonabschnitt kann auch einen Funkrufempfänger aufweisen.
Die in einem zellularen Telefon, Zwei-Wege-Funkempfänger oder
selektiven Funkempfänger, wie
zum Beispiel einem Funkrufempfänger,
eingebaute Elektronik ist im Stand der Technik gut bekannt und kann
in die Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eingebaut
werden.
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2 und 3 zeigen eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung,
welche bei einer ersten Frequenz (Hochfrequenzband) und einer zweiten
Frequenz (Niederfrequenzband) betreibbar ist. Eine Schlitzantenne 20 mit
offenem Ende, welche bei der ersten Frequenz in Resonanz ist, ist
mit einem Antennenelement 22, welches bei der zweiten Frequenz
in Resonanz ist, in Serienschaltung verbunden. Die Schlitzantenne 20 speist
das Antennenelement 22. Vorzugsweise ist ein Abschnitt 24 des
Antennenelementes in einer Spulenkonfiguration angeordnet. Dies
erfolgt zur Reduzierung der Gesamtlänge der Antennenstruktur. Jedoch
sollte berücksichtigt
werden, dass das Antennenelement auch ein gerader Draht oder eine
andere Anordnung sein könnte.
Die Schlitzantenne kann auch an beiden Enden geschlossen sein, jedoch
erhöht
dies die Größe der Antennenstruktur.
Es sollte berücksichtigt
werden, dass die Dicke des gezeigten Dielektrikums übertrieben ist,
um eine übersichtlichere
Darstellung zu erzielen.
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Insbesondere ist ein Leiterstreifen 21,
welcher bei der ersten Frequenz eine Viertelwellenlänge lang
und U-förmig
gefaltet ist, auf einem ersten Abschnitt eines Dielektrikums 23 angeordnet,
und ein Schlitz 29 ist in dem Leiterstreifen 21 vorgesehen,
so dass eine Schlitzantenne 20 mit offenem Ende definiert
ist. Das dielektrische Substrat ist rechteckig mit zwei langen Seiten
und zwei kurzen Seiten und einander gegenüberliegender Hauptoberseite
und Hauptunterseite. Der U-förmige
Leiterstreifen 21 ist auf der Ober seite des dielektrischen
Substrates 23 angeordnet. Der U-förmige
Leiterstreifen weist auf: zwei Seitenteile, welche jeweils einen
Schenkel der U-Form definieren, wobei die Länge jedes Schenkels etwa ein
Achtel der vorbestimmten Wellenlänge
beträgt,
und ein Endteil, welches die Schenkel oder Seitenteile verbindet,
um die U-Form zu vervollständigen.
Die Seitenteile und das Endteil definieren einen im Wesentlichen
rechteckigen Schlitz 29, welcher sich im Wesentlichen parallel
zu den langen Seiten erstreckt. Der Schlitz 29 ist an einem
ersten Ende (geschlossenes Ende) durch das Endteil geschlossen und
an einem zweiten Ende offen (offenes Ende). Die Antenne weist ferner
eine Microstrip-Versorgungsleitung 33 auf, welche an der
Unterseite des dielektrischen Substrates angebracht ist, um zwischen der
Antenne und einer HF-Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Funktelefon,
ein HF-Signal elektromagnetisch zu koppeln. Die Microstrip-Versorgungsleitung
erstreckt sich quer über
den Schlitz und senkrecht zum Schlitz proximal zum zweiten Ende
des Schlitzes und erstreckt sich ferner quer über einen Abschnitt der beiden
Seitenteile. Ein Erdpunkt 37 ist elektrisch an ein erstes
der beiden Seitenteile des U-förmigen
Leiterstreifens 21 elektrisch gekoppelt und proximal zum
zweiten Ende des Schlitzes 29 positioniert.
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Die Länge, Breite und Position des
Schlitzes wirkt sich auf das erzielte Betriebsfrequenzband aus. Die
Schlitzantenne 20 ist bei der ersten Frequenz betreibbar
und hat eine elektrische Länge
27 von etwa 1/8 der Wellenlänge
der ersten Frequenz. Der Leiterstreifen 21 hat einen Erdanschluss 37 an
einem Ende nahe dem offenen Ende der Schlitzantenne 20,
und das Antennenelement 22 ist mit dem gegenüberliegenden Ende
des Leiterstreifens 21 an einem virtuellen Versorgungspunkt 30 verbunden.
Die elektrische Länge
28 von dem Erdanschluss 37 zum virtuellen Versorgungspunkt 30 beträgt bei der
ersten Frequenz etwa eine Viertelwellenlänge. Bei der ersten Frequenz
dient dieser Viertelwellenlängen-Leiterstreifen zwei
bedeutenden Zwecken: a) Maximierung der Potentialdifferenz über dem
Schlitz 29 am offenen Ende, um eine maximale Strahlung
von der Schlitzantenne 20 zu erzielen, und b) Erzeugen
eines offenen Schaltkreises am virtuellen Versorgungspunkt 30 in
der Weise, dass sich das Hinzufügen
des Antennenelementes 22 am virtuellen Versorgungspunkt 30 auf
die Schlitzantenne 20 elektrisch nicht auswirkt. Ein virtueller
Versorgungspunkt kann auch für
eine Schlitzantenne mit geschlossenen Enden nach den gleichen Prinzipien
verwendet werden.
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Das Antennenelement 22 ist
auf einem zweiten Abschnitt des Dielektrikums 23 angeordnet
und ist bei der zweiten Frequenz betreibbar. Der Spulenabschnitt 24 kann
aufweisen: entweder a) einen Leiterstreifen 25, welcher
um die Seiten des zweiten Abschnittes des Dielektrikums 23 gewickelt
ist (wie in 2 gezeigt),
und/oder b) zwei Sätze
von im Wesentlichen parallelen Leiterstreifen, welche auf einander
gegenüberliegenden
Oberflächen
des zweiten Abschnittes des Dielektrikums 23 angeordnet
sind und durch das Dielektrikum mittels Durchgängen 26 miteinander
verbunden sind, um eine Spulenwicklung zu bilden (wie in 3 gezeigt). Jedoch ist vorgesehen,
dass entweder die eine oder die andere Technik in der Praxis verwendet
wird. Es wird bevorzugt, dass alle Durchgänge verwendet werden, da dies
bei der Fertigung der Antennenstruktur einfacher bewältigt wird.
Zum Beispiel können
Durchgänge
gebildet werden, indem Durchgangslöcher in den dielektrischen
Folien nach dem Sintern galvanisiert oder mit leitfähigen Materialien,
wie zum Beispiel Leitzement oder Leitepoxid, gefüllt werden.
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Die vorliegende Erfindung weist einen
einzigen Erregungsanschluss 33 und einen Microstrip-Versorgungsleitungsabschnitt 34 auf,
welche auf dem Dielektrikum 23 angeordnet sind, unterhalb
des Schlitzes und senkrecht zum Schlitz 29. Der einzige Erregungsanschluss
ist elektromagnetisch mit sowohl der Schlitzantenne 20 als
auch dem Antennenelement 22 gekoppelt. Ein HF-Signal, welches
in dem Erregungsanschluss 33 eingegeben wird, breitet sich entlang
der Microstrip-Versorgungsleitung 34 aus und koppelt elektromagnetisch
mit dem Schlitz 29, wobei es unterschiedliche Potentiale
quer über
den Schlitz produziert, wie durch eine positive Ladung 31 und
eine negative Ladung 32 repräsentiert. Als Folge davon werden
elektrische Felder aufgebaut und verteilt, wobei diese entlang des
Schlitzes 29 exponentiell abnehmen, mit einer Maximalamplitude
am offenen Ende und im Wesentlichen verschwindender Amplitude am
geschlossenen Ende. Der einzige Erregungsanschluss dient dazu, sowohl
die Schlitzantenne als auch das Antennenelement zu versorgen, wobei
durch Hintereinanderschaltung mit dem Leiterstreifen die Schlitzantenne
definiert wird.
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Die Potentialdifferenz quer über den
Schlitz 29 wird ferner durch die Tatsache maximiert, dass
die elektrische Länge 28 des
Leiterstreifens 21 bei der ersten Frequenz etwa eine Viertelwellenlänge ist,
wobei von der Schlitzantenne eine wirksame Strahlung produziert
wird. Dieses Differenzpoten tial induziert HF-Ströme, welche auf dem Leiterstreifen 21 fließen. Maximalstrom
fließt
am Erdanschlussende, und Minimalstrom fließt am virtuellen Versorgungspunkt 30, das
heißt,
es liegt ein virtuell offener Stromkreis vor. Der virtuell offene
Stromkreis schafft bei der Schlitzresonanzfrequenz im Wesentlichen
keine elektrische Verbindung mit dem Spulenantennenelement 22.
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Bei der zweiten Frequenz, welche
niedriger als die erste Frequenz ist, ist der Leiterstreifen 21 nicht
mehr eine Viertelwellenlänge
lang, sondern stellt vielmehr eine kurze Distanz vom Erdanschlussende
dar. Ein relativ hoher Strom ist am virtuellen Versorgungspunkt 30 vorhanden
und wird effektiv zur Stromquelle, um das Antennenelement 22 zu
betreiben. Die elektrische Länge
des Antennenelementes 22 ist optimiert, (indem zum Beispiel
die Anzahl von Windungen eingestellt ist), um eine Resonanz bei
der zweiten Frequenz zu erzielen. Es ist zu beachten, dass bei der
zweiten Frequenz eine Strahlung vom Schlitz 29 minimal
ist, weil es einen geringen Unterschied in den Potentialen über den
Schlitz gibt. Es ist auch zu beachten, dass der Leiterstreifen 21 ein
Teil des Antennenelementes 22 wird, welcher bei der zweiten
Frequenz zur elektrischen Länge
dieser Antenne beiträgt.
Maximalströme
fließen
am Erdanschlussende und irgendwo in der Mitte der Spule, in Abhängigkeit
von ihrer Länge,
der Funktelefonstruktur und der Umgebung. Als Folge davon speist
der einzige Erregungsanschluss 33 sowohl die Schlitzantenne 20 als
auch die Spulenantenne 22. Bei einigen Frequenzen zwischen
der ersten und der zweiten Frequenz addieren sich Strahlungen von
der Schlitzantenne und der Spulenantenne konstruktiv, wobei Mehrbandbetriebsweisen
erzeugt werden.
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Vorzugsweise weist die Microstripleitung
einen Abstimmungsabschnitt 35 auf, welcher sich parallel
zur Längsachse
des Schlitzes 29 der Schlitzantenne 20 erstreckt,
um den Schlitz parasitär
zu speisen. Der parallele Abstimmungsabschnitt 35 der Microstrip-Übertragungsleitung
wird verwendet, um den Schlitz beim Vorliegen von Frequenzen kapazitiv oder
induktiv zu speisen, so dass die Betriebsbandcharakteristiken der
Antenne geändert
werden.
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Allgemein sind die Gesamtlänge und
Gesamtbreite der erfindungsgemäßen Antenne
durch Funktelefonstruktur und Formfaktor begrenzt. Die Länge 28 des
U-förmigen
Leiterstreifens 21 ist bei der Schlitzresonanzfrequenz
vorzugsweise eine Viertelwellenlänge
lang. Die Gesamtlänge
(oder entsprechend die Anzahl der Windungen) der Spulenantenne bestimmt
die zweite Resonanzfrequenz. Die Parameter, welche zum Abstimmen
verbleiben, um die optimale Wirksamkeit, Bandbreite und Eingangsimpedanz
zu erzielen, sind: a) die Breite des Schlitzes 29, b) der
Abstand vom Microstrip-Versorgungsleitungsabschnitt 34 zum
geschlossenen Ende des Schlitzes, c) der langgestreckte parallele
Abschnitt 35 der Microstrip-Versorgungsleitung, und d)
die Materialeigenschaften, wie zum Beispiel Dielektrizitätskonstante,
Verlusttangente und Dicke des Dielektrikums. Diese Parameter können hinsichtlich
ihrer Priorität
wie folgt geordnet werden: die Parameter a) und b) sind die empfindlichsten
Abstimmungsparameter zum Erzielen einer Bandbreite und Impedanz; Parameter
c) ist zur Feinabstimmung geeignet und Pa rameter d) hat den geringsten
Einfluss. In der Praxis gibt es keine spezifischen Regeln, um elektrische Kleinantennen,
welche in Funktelefonen montiert sind, abzustimmen, da diese Antennen
in einer sich kontinuierlich ändernden
Umgebung betrieben werden (sie liegen auf dem Tisch, werden mit
der Hand nahe am Kopf gehalten, sind in einer Handtasche oder in
einer Tasche untergebracht, usw.), im Gegensatz zu elektrischen
Großantennen,
welche in einer feststehenden Position montiert sind (oben auf einem Mast
oder einem Dach). Das Antennenverhalten ändert sich drastisch, wenn
die Antennen durch Hände abgedeckt
werden oder nahe am Kopf, wie in der Sprechposition, gehalten werden.
Daher sollte beachtet werden, dass Antennen nicht so abgestimmt werden
können,
dass sie allen Positionen gerecht werden.
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In der Praxis hat der in dieser Zeichnung
dargestellte Schlitz 29 eine Breite von etwa 2 mm und eine
Länge von
15 mm. Die Breite des Leiterstreifens 21 ist gleichförmig 4 mm.
Die Microstrip-Versorgungsleitung (Abschnitte 34 und 35)
ist 1,5 mm breit und etwa 9 mm vom geschlossenen Ende des Schlitzes
entfernt positioniert. Der Abstimmungsabschnitt 35 der
Microstrip-Versorgungsleitung ist abstimmbar und ist typischerweise
12 mm lang. Weil die Versorgungsleitung kurz ist, ist ihre Breite
für die
Antennenleistungsfähigkeit
nicht bedeutend. Wie oben erläutert
ist, wird die Länge
(oder die Anzahl von Windungen) der Spulenantenne 22 für das Niederfrequenzband
(die zweite Frequenz) auf Resonanz eingestellt. Die Gesamtabmessungen
der erfindungsgemäßen Antenne
sind in der Länge
33 mm und in der Breite 10 mm. Es ist zu beachten, dass die oben
angegebenen Abmessungen als Referenz dienen. In Abhängigkeit
von Funk telefonstruktur und Formfaktor können diese Abmessungen entsprechend
geändert werden,
um die Leistungsfähigkeit
zu verbessern. Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Dielektrikum
ist RO3003-Material, welches eine Dielektrizitätskonstante von 3,0 hat, 0,5
mm dick ist und 1 Unze Kupfer enthält. Wird ein Werkstoff mit
einer höheren
Dielektrizitätskonstante
gewählt,
wird die physikalische Größe der Antenne
reduziert, aber der Verlust vergrößert.
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Die Schlitzantenne mit offenem Ende
ist konfiguriert, um bei Hochfrequenzbändern einschließlich GPS
(1500 MHz), DCS (1800 MHz) , PCS (1900 MHz) und BluetoothTM (2400 MHz) betrieben zu werden. Die Spulenantenne
ist konfiguriert, um bei den Niederfrequenzbändern einschließlich analogem Band,
CDMA oder TDMA (800 MHz) oder GSM (900 MHz) eine Abstrahlung zu
erzielen. Obgleich die Figuren Spulen mit Windungen zeigen, welche
nur wenige Windungen haben, können
bei der Erfindung zusätzlich
so viele Windungen wie erforderlich einfach vorgesehen werden. Außerdem kann
die Spule durch eine Microstrip-Mäanderleitung auf Kosten der Größe ersetzt
werden.
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4 zeigt
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Schlitzantenne 20 identisch mit
der in den 2 und 3 dargestellten Schlitzantenne
und verdeutlicht besser die Relativpositionen der Microstrip-Versorgungsleitung 33 und
des Schlitzes 29. Insbesondere ist der Parallelabschnitt 35 der
Microstrip-Versorgungsleitung 33 längsseits des Schlitzes 29,
aber nicht darunter liegend angeordnet. Die Schlitzantenne 20 wird
genauso wie die in den 2 und
3 dargestellte Schlitzantenne 20 betrieben.
Jedoch ist der Spulenabschnitt 36 des Antennenelementes 22 im
Vergleich zu dem jeweils in den 2 und 3 dargestellten Spulenabschnitt
um neunzig Grad gedreht angeordnet. Diese Orientierung gibt die Option
für eine
weitere Milderung jeder Kreuzkopplung zwischen der Schlitzantenne 20 und
dem Antennenelement 22. Es sollte beachtet werden, dass
diese Orientierung sich die Verwendung von Durchgängen (Vias) 26 zunutze
macht, weil herumgewickelte Leiterzüge auf einer Seite der Spule
nicht verwendet werden können. 5 zeigt eine Querschnittsansicht
der Antennenvorrichtung von 4,
um eine deutlichere Ansicht der Durchgänge 26 zu zeigen.
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Andere Änderungen der vorliegenden
Erfindung können
durchgeführt
werden, indem zusätzliche
Leiter hinzugefügt
werden, welche auf der Unterseite des Dielektrikums angeordnet sind,
wobei die zusätzlichen
Leiter quer über
den Schlitz gekoppelt sind, so dass die Antenne veranlasst wird,
bei mehreren Frequenzbändern
abzustrahlen. Jedoch müssen
mehrere Leiterkonfigurationen die Wechselwirkungen zwischen den
individuellen Leitern und auch zusätzlichen möglichen erregungsbetriebenen
Anschlüssen
berücksichtigen.
Außerdem
kann die Microstrip-Versorgungsleitung näher an dem geschlossenen Ende
des Schlitzes angeordnet werden, wobei der Parallelabschnitt 35 zum
Abstimmen zum offenen Ende des Schlitzes hin gerichtet ist. Entlang
genau dieser Leitungen können
die Microstrip-Versorgungsleitungsabschnitte 34 und 35 neu
gebildet werden, so dass sie einen C-Abschnitt oder einen T-Abschnitt anstelle
eines L-Abschnittes, wie gezeigt, bilden, solange mindestens ein
Teil der Versorgungsleitung sich quer über den Schlitz erstreckt und
der Abstimmungsab schnitt sich mindestens teilweise parallel zur
Längsachse
des Schlitzes erstreckt. Die Microstrip-Versorgungsleitung kann
andere Konfigurationen haben, wie zum Beispiel eine Kurve, jedoch
wird die L-Form bevorzugt, um den erforderlichen Oberflächenbereich
der Antenne zu reduzieren. Wird die Form der Microstrip-Versorgungsleitung
als ein "L"-, "C"- oder "T"-Abschnitt oder jede andere Form gebildet,
so werden wirksam kapazitive und/oder induktive Shunt-Komponenten
hinzugefügt,
so dass die gewünschten
Impedanzen ohne Zufügen
eines externen Anpassungsnetzwerkes erzielt werden. Ferner kann
die Antennenvorrichtung so konfiguriert werden, dass das zweite
Strahlungsfrequenzband entweder höher oder niedriger als das
erste Strahlungsfrequenzband sein kann. Jedoch begrenzen Größenbeschränkungen
die bevorzugte Ausführungsform, so
dass die erste (Schlitz-)Frequenz höher als die zweite (Spulen-)Frequenz
ist.
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In den oben gezeigten Beispielen
ist eine Mehrband-Antennenvorrichtung
gezeigt mit zwei sehr unterschiedlichen Antennenelementen, welche von
einem einzigen Erregungsanschluss versorgt werden, wobei außerdem die
zwei Elemente bei unterschiedlichen Frequenzbändern strahlen. Testergebnisse
haben gezeigt, dass die Antennenvorrichtung der vorliegenden Erfindung
eine ähnliche
Strahlungseffizienz wie eine ausgefahrene Außenantenne und eine bessere
Effizienz als eine "Stummel"-Antenne schafft. Dies wird zu niedrigen
Kosten geschaffen und mit einem geeigneten Formfaktor implementiert, welcher
vollständig
durch den Innenaufbau eines Funktelefons definiert ist.
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Während
spezifische Komponenten und Funktionen der Mehrband-Schlitzantenne
oben beschrieben sind, können
weniger oder zusätzliche Funktionen
von einem Durchschnittsfachmann innerhalb des breiten Umfangs der
vorliegenden Erfindung vorgesehen werden. Die Erfindung sollte nur durch
die angehängten
Ansprüche
begrenzt sein.