DE112004000520T5

DE112004000520T5 - Antenne und elektronisches Gerät das diese verwendet

Info

Publication number: DE112004000520T5
Application number: DE112004000520T
Authority: DE
Inventors: Misako Hirakata Sakae; Tzortzakakis Michail
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2006-03-16
Also published as: WO2005088771A1

Abstract

Antenne, umfassend:
ein erstes Antennenelement, das einen röhrenförmigen Teil einschließt;
ein zweites Antennenelement, dessen erstes Ende geöffnet ist; und
ein drahtförmiges Element, das entlang des röhrenförmigen Teils des ersten Antennenelements angeordnet ist, das gegenüber dem röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements isoliert ist, das mit einem Endabschnitt des ersten Antennenelements verbunden ist, und das mit einem zweiten Ende des ersten Antennenelements verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine eingebaute Antenne und ein elektronisches Gerät, das diese verwendet.
STAND DER TECHNIK
Eine normale eingebaute Antenne, die allgemein Verwendung findet, weist eine umgekehrte F-Form auf, wie das in 5 gezeigt ist. Die Antenne mit umgekehrter F-Form besteht aus einer Basisplatte, einem Kurschlussteil 102, das die Erdplatte 104 und das Strahlungselement 101 kurzschließt, und einer Antennenzuleitung 103, die Elektrizität an die Antenne liefert. Dieser Typ von Antenne ist beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. H1-228303 beschrieben.
Die Antenne mit umgekehrter F-Form arbeitet nur in einer schmalen Frequenzbandbreite, wenn man davon absieht, dass sie nur bei einer einzigen Frequenz arbeitet. Um die Frequenzbandbreite zu verbreitern, muss eine Distanz zwischen dem Strahlungselement 101 und der Erdplatte 104 verlängert werden, oder das Strahlungselement 101 muss größer gemacht werden. Durch solche Einschränkungen ist das Erreichen der Miniaturisierung und der Verbreiterung der Frequenzbandbreite sehr schwierig.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Antennenelement, ein zweites Antennenelement und ein drahtförmiges Element. Das erste Antennenelement umfasst einen röhrenförmigen Teil. Das zweite Antennenelement ist an seinem ersten Ende geöffnet. Das drahtförmige Element ist isoliert und entlang dem röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements angeordnet, und es ist mit einem Endabschnitt des ersten Antennenelements verbunden. Ein zweites Ende des zweiten Antennenelements ist mit dem drahtförmigen Element verbunden. Diese Antenne arbeitet als eine Mehrbandantenne mit dem ersten Antennenelement und dem zweiten Antennenelement. Das drahtförmige Element ermöglicht eine Miniaturisierung der Antenne und einen Betrieb bei einer breiten Frequenzbandbreite. Die Antenne wird in geeigneter Weise durch ein kompaktes elektronisches Gerät verwendet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines tragbaren Telefons, einem elektronischen Gerät gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Antenne und dem elektronischen Gerät gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Antenne gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer anderen Antenne gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer normalen Antenne.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt eine elektrische Schaltung eines tragbaren Telefons, einem Beispiels eines elektronischen Geräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antenne 1 ist mit der Sendeleitung 3 und der Empfangsleitung 4 durch einen Antennenduplexer 2 verbunden. Der Antennenfilter 2 enthält ein Sendefilter 5 und ein Empfangsfilter 6. Ein elektrisches Signal, das durch die Antenne 1 empfangen wird, wird zur Empfangsleitung 4 durch den Antennenduplexer 2 übertragen. Ein Sendesignal, wie beispielsweise ein Tonsignal, wird durch die Sendeleitung 3 und den Antennenduplexer 2 übertragen und dann von der Antenne 1 ausgesendet.
Die Empfangsleitung 4 ist mit dem Lautsprecher 12 durch den Verstärker 7, einen Zwischenstufenfilter 8, einen Mischer 9, einen IF-Filter 10 und einen Demodulator 11 verbunden. Das Mikrophon 13 ist mit der Sendeleitung 3 verbunden, wobei der Modulator 14, der Mischer 15, der Zwischenstufenfilter 16, der Verstärker 17 und der Isolator 18 in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind, und wobei der Isolator 18 mit dem Antennenduplexer 2 verbunden ist. Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) 19 ist mit dem Mischer 9 durch den Filter 20 und mit dem Mischer 15 durch den Filter 21 verbunden.
2 zeigt eine konkrete Struktur der elektrischen Schaltung. Die elektronischen Komponenten, die die Sendeleitung 3 und die Empfangsleitung 4 bilden, die Komponenten vom Antennenduplexer 2 zum Demodulator 11 und zum Modulator 14 sind alle auf der Sende-/Empfangsschaltung 23, die auf einer gedruckten Leiterplatte 22 platziert ist, angeordnet. Die Signalleitung 24 ist von der Sende-/Empfangsschaltung 23 heraus gezogen, und der Elektrizitätsspeiseanschluss 25 ist mit der Signalleitung 24 verbunden. In 1 ist der Elektrizitätsspeiseanschluss 25 zwischen der Antenne 1 und dem Antennenduplexer 2 angeordnet. Die Elektrizitätsspeiseleitung 32, die aus der Antenne 1 heraus kommt, ist elektrisch mit dem Elektrizitätsspeiseanschluss 25 auf der gedruckten Leiterplatte 22 verbunden und sie ist in einer spezifizierten Distanz von der gedruckten Leiterplatte 22 angeordnet.
3 zeigt einen Aufbau der Antenne 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antenne 1 umfasst ein erstes Antennenelement 30 (nachfolgend Element genannt), einen Antennenkern 31 (nachfolgend Kern), eine Elektrizitätsspeiseleitung 32, ein drahtförmiges Element 33 (nachfolgend Element) und ein zweites Antennenelement 34 (nachfolgend Element). Das Element 30 ist ein viereckiges röhrenartiges Teil 30A, das aus einer Kupferplatte hergestellt ist, wobei eine Seite des Teils geschlitzt ist. Der Kern 31 besteht aus isolierendem Material und weist eine rechwinklige quaderförmige Form auf. Das Element 30 ist am Außenumfang des Kerns 31 befestigt. Die Elektrizitätsspeiseleitung 32 ist elektrisch mit einem Endabschnitt des Elements 30 verbunden. Statt der Elektrizitätsspeiseleitung 32 kann eine Feder verwendet werden. Durch das Installieren einer Ebene rechtwinklig zur gedruckten Leiterplatte 22 auf dem Elektrizitätsspeiseanschluss 25 kann die Feder das Element 30 und den Elektrizitätsspeiseanschluss 25 verbinden. Ein Elektrizitätsspeiseende, bei dem es sich um einen Seitenendabschnitt des Elektrizitätsspeiseelements 30 handelt, und das Element 33 sind somit elektrisch und mechanisch verbunden. Das Element 34, das in einer Spiralform vorliegt, ist an sei nem ersten Ende geöffnet, aber es ist elektrisch und mechanisch an seinem zweiten Ende mit dem Element 33 verbunden.
Der Kern 31 ist aus Harz, wie ABS, Phenol und Polycarbonat, hergestellt. Jedes der Elemente 33 und 34 ist aus einem Kupferdraht oder einer Kupferfolie hergestellt.
Im oben beschriebenen Aufbau wirken die Elemente 30 und 34 im Grunde als Antenne. Indem eine Länge und eine Dicke der Kupferplatte des Elements 30 und eine Breite des Schlitzes eingestellt wird, und indem eine Breite, eine Länge und ein Spiralraum des Kupferdrahts des Elements 34 eingestellt wird, bildet jedes der Elemente beispielsweise im 900 MHz Band beziehungsweise im 1,9 MHz-Band eine Resonanz aus.
In 4 umfasst das Element 30 einen geschlossenen, quadratischen, röhrenartigen Teil 30B, der den äußeren Umfang des Kerns 31 einschließt, der durch den Isolator 35 vom Element 33 isoliert ist. Der Isolator 35 stellt eine sichere Isolierung zwischen dem röhrenartigen Teil 30B und dem Element 33 her. Durch das Ausbilden des Elements 30 in einer zylinderförmigen Form, wird die äquivalente Länge des Elements 30 länger gemacht, so dass die Längsabmessung des Elements 30 kürzer gemacht werden kann. Durch die Anordnung wird der beanspruchte Raum des Elements 34 größer, so dass ein Spiralabstand des Elements verbreitert werden kann; somit wird eine Antenne mit kleinerer Größe und mit einer größeren Bandbreite erreicht.
In dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Element 33, das mit dem zweiten Ende des Elements 34 verbunden ist, mit dem Endabschnitt des Elements 30 verbunden, wobei es gegenüber dem Element 30 isoliert ist, wodurch das Element 30 und das Element 34 getrennt mit Leistung versorgt werden, was es der Antenne ermöglicht, bei mehreren Frequenzen in Resonanz zu geraten. Da das Element 30 und das Element 33 unabhängig sind, kann jedes Element leicht auf die jeweilige Frequenz eingestellt werden. Durch das elektrische und mechanische Verbinden des Elements 33 werden die Elemente 33 und 34 quasi eine Einheit, so dass das Element 34 kürzer und der Spiralabstand des Elements 34 breiter gemacht werden kann, so dass die Antenne 1 in 3 kleiner gemacht werden und sie eine breitere Bandbreite handhaben kann.
In der beispielhaften Ausführungsform stützt der Kern 31 die Elemente 30, 33 und 34, um so die Konfiguration der Elemente 30 und 34 zu halten, wodurch die Antenne eine stabile Leistung aufweist. Der Kern 31 ist aus isolierendem Material hergestellt, wobei er aber auch aus dielektrischem Material oder magnetischen Material zusammengesetzt sein kann. Durch die Verwendung von dielektrischem Material oder magnetischem Material wird die Wellenlänge der Antenne kürzer, so dass die Antenne nochmals kleiner wird. Der Kern 31 liegt in der rechteckigen, quaderförmigen Form vor, wobei er aber nicht auf diese Form beschränkt ist, sondern die Form einer Säule oder eines polygonalen Prismas ebenfalls erlaubt ist. Mindestens eine Oberfläche des Kerns ist jedoch vorzugsweise flach, damit die Antenne in einem elektronischen Gerät installiert werden kann.
Durch den Aufbau der Antenne in der oben erwähnten Weise kann ein elektronisches Gerät, wobei das in 1 gezeigte tragbare Telefon als Beispiel dient, kompakt hergestellt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Eine Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Antennenelement, ein zweites Antennenelement und ein drahtförmiges Element. Das erste Antennenelement weist einen röhrenförmigen Teil auf. Das zweite Antennenelement ist an seinem ersten Ende geöffnet. Das drahtförmige Element ist isoliert und entlang dem röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements angeordnet und es ist mit einem Endabschnitt des ersten Antennenelements verbunden. Ein zweites Ende des zweiten Antennenelements ist mit dem drahtförmigen Element verbunden. Die Antenne kann als eine Mehrbandantenne mit den ersten und zweiten Antennenelementen arbeiten. Durch das Vorsehen des drahtförmigen Elements kann die Antenne miniaturisiert werden, und sie kann bei einer breiten Frequenzbandbreite verwendet werden. Durch das Verwenden der Antenne kann ein kompaktes elektronisches Gerät zur Verfügung gestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Antenne umfasst ein erstes Antennenelement, ein zweites Antennenelement und ein drahtförmiges Element. Das erste Antennenelement umfasst einen röhrenförmigen Teil. Das zweite Antennenelement ist an seinem ersten Ende geöffnet. Das drahtförmige Element ist isoliert und entlang dem röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements angeordnet, und es ist mit einem Endabschnitt des ersten Antennenelements verbunden. Ein zweites Ende des zweiten Antennenelements ist mit dem drahtförmigen Element verbunden. Die Antenne arbeitet als Mehrbandantenne. Die Antenne kann miniaturisiert werden und sie kann in einem breiten Frequenzband verwendet werden. Somit kann die Antenne in geeigneter Weise durch ein kompaktes elektronisches Gerät verwendet werden.

1: Antenne
2: Antennenduplexer
3: Sendeleitung
4: Empfangsleitung
5: Sendefilter
6: Empfangsfilter
7, 17: Verstärker
8, 16: Zwischenstufenfilter
9, 15: Mischer
10: IF-Filter
11: Demodulator
12: Lautsprecher
13: Mikrofon
14: Modulator
18: Isolator
19: Spannungsgesteuerter Oszillator
20, 21: Filter
22: gedruckte Leiterplatte
23: Sende-/Empfangsschaltung
24: Signalleitung
25: Elektrizitätsspeiseanschluss
30: erstes Antennenelement
30A, 30B: röhrenartiger Teil
31: Antennenkern
32: Elektrizitätsspeiseleitung
33: drahtförmiges Element
34: zweites Antennenelement
35: Isolator
101: Strahlungselement
102: Kurzschlussteil
103: Elektrizitätsspeiseeinrichtung
104: Erdplatte

Claims

Antenne, umfassend: ein erstes Antennenelement, das einen röhrenförmigen Teil einschließt; ein zweites Antennenelement, dessen erstes Ende geöffnet ist; und ein drahtförmiges Element, das entlang des röhrenförmigen Teils des ersten Antennenelements angeordnet ist, das gegenüber dem röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements isoliert ist, das mit einem Endabschnitt des ersten Antennenelements verbunden ist, und das mit einem zweiten Ende des ersten Antennenelements verbunden ist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei sie weiter einen Antennenkern umfasst, wobei das erste Antennenelement und das zweite Antennenelement am Umfang des Antennenkerns vorgesehen sind.
Antenne nach Anspruch 2, wobei der Antennenkern aus einem dielektrischen Material oder aus einem magnetischen Material hergestellt ist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Elektrizitätsspeiseleitung, die mit einem Elektrizitätsspeiseende des ersten Antennenelements verbunden ist, umfasst.
Antenne nach Anspruch 1, wobei der röhrenförmige Teil des ersten Antennenelements geschlitzt ist, und das drahtförmige Element auf dem geschlitzten Abschnitt des ersten Antennenelements angeordnet ist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei sie weiter einen Isolator umfasst, der den röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements vom drahtförmigen Element isoliert.
Antenne nach Anspruch 6, wobei der röhrenförmige Teil des ersten Antennenelements zylindrisch geschlossen ist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei das zweite Antennenelement in einer Spiralform vorliegt.
Elektronisches Gerät, umfassend: ein erstes Antennenelement, das einen röhrenförmige Teil einschließt; ein zweites Antennenelement, dessen erstes Ende geöffnet ist; und ein drahtförmiges Element, das entlang des röhrenförmigen Teils des ersten Antennenelement angeordnet ist, das gegenüber dem röhrenförmigen Teil des ersten Antennenelements isoliert ist, das mit einem Endabschnitt des ersten Antennenelements verbunden ist, und das mit einem zweiten Ende des ersten Antennenelements verbunden ist; und mindestens eine Sendeleitung und eine Empfangsleitung, die mit der Antenne verbunden sind.