DE19726570C1 - Dipolantenne für Funktelefone - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dipolantenne für Funkte­ lefone mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 43 22 233 A1 bekannt ist.

Funktelefone als sog. Handys und auch als schnurlose Telefone mit Funkverbin­ dung zu einer meist im selben Haus angeordneten festen Basis­ station haben üblicherweise eine entweder fest im Gerät ein­ gebaute oder aus dem Gehäuse des Gerätes herausziehbare An­ tenne. Letztere hat in der Gebrauchslage des Funktelefons, bei der die Hörmuschel am Ohr des Benutzers anliegt, nur ei­ nen sehr geringen Abstand zum Kopf des Benutzers. Von der An­ tenne abgestrahlte, elektromagnetische Wellen haben im Be­ reich des Ohres und des Gehirns des Benutzers ihre größte Feldstärke. Die heute üblichen Handys arbeiten mit einer Sen­ deleistung bis zu 2 Watt, wobei diese Leistung je nach Quali­ tät der Funkübertragungsstrecke heruntergeregelt wird, bei schlechter Funkverbindung jedoch bis zu 2 Watt geht, insbe­ sondere dann, wenn das Handy in geschlossenen Räumen oder im Auto benutzt wird.

Es ist bekannt, daß elektromagnetische Wellen zumindest ab einer bestimmten Stärke Körperzellen schädigen und auch Krebserkrankungen auslösen können. Auch ist bekannt, daß vor allem die Zellen des menschlichen Gehirns und des menschli­ chen Innenohres eine höhere Empfindlichkeit gegenüber elek­ tromagnetischen Wellen haben als die sonstigen Körperzellen. Zwar liegt bisher noch kein wissenschaftlich gesicherter Be­ weis dafür vor, daß die von den handelsüblichen Funktelefonen abgestrahlten, elektromagnetischen Wellen unmittelbare sofor­ tige Zellschädigungen zur Folge haben. Es gibt jedoch hinrei­ chende Verdachstmomente dafür, daß zumindest Langzeitschäden verursacht werden können.

Für den Gebrauch im Auto wird daher auch heute schon empfoh­ len, eine Außenantenne zu verwenden, was überwiegend mit ei­ ner verbesserten Empfangsqualität begründet wird. Daher be­ sitzen praktisch alle auf dem Markt befindlichen Handys eine zusätzliche Buchse für den Anschluß einer externen Antenne, wie z. B. einer Außenantenne. Allerdings ist für viele Benut­ zer das Anstecken dieser Antenne lästig, und sie fühlen sich durch das relativ lange Antennenkabel gestört, so daß sie die externe Antenne nur selten benutzen, selbst wenn sie das Funktelefon im Auto verwenden.

Aus der DE 43 21 233 A1 ist eine λ/2-Antenne für den Mobil­ funk bekannt, die in einem ersten Bereich zwischen ihrem Fuß­ punkt und ihrem freien Ende durch einen metallischen Innen­ leiter eines Koaxialkabels gebildet ist. In einem zweiten Be­ reich, der sich an den ersten Bereich vom Fußpunkt in Verlän­ gerung des Innenleiters erstreckt, ist die Antenne durch ein Abschirmelement des Koaxialkabels gebildet, welche koaxial zu dem Innenleiter angeordnet ist.

Aus der DE 40 07 824 C2 ist eine Fahrzeugantenne mit einem stabförmigen Antennenelement bekannt, bei der zur Fixierung einer Antennenkoaxialleitung an einem Kunststoffstab ein Schrumpfschlauch verwendet wird. Allerdings verläuft hier der Schrumpfschlauch über die gesamte Länge des Stabes und schließt damit die Antenne über ihre gesamte Länge ein.

Aus der DE 44 07 426 A1 ist ein Handfunkgerät mit einer An­ tenne bekannt, bei der im unteren Bereich des Handfunktele­ fons die Antenne angeordnet ist. Diese Antenne kann als Vier­ telwellenstrahler oder als 5/8-λ-Strahler ausgestaltet sein.

Aus der DE 296 01 326 U1 ist eine Wurfantenne für Mobilfunk­ telefone bekannt, die eine ca. 1 m lange Kabelverbindung zu der Antenne und einen etwa 14 cm langen Antennenkopf auf­ weist. Der Antennenkopf hat eine Länge, die für ein 900 MHz- Mobilfunknetz etwa λ/4 der Betriebsfrequenz entspricht.

Aus der DE 195 00 928 A1 ist ein Adapter für ein Handfunkkom­ munikationsgerät bekannt, bei dem zwei Anschlußteile und eine Anschlußbuchse vorgesehen sind, wobei sich die beiden An­ schlußteile gegenüberliegen und das eine Anschlußteil stec­ kerartig und das andere Anschlußteil buchsenartig an ihren jeweiligen Verbindungsbereichen ausgebildet sind.

Aus der US-PS 5,546,094 ist eine Teleskopantenne mit einer Anordnung bekannt, bei der eine erste Antenne mit einer elek­ trisch wirksamen Länge von λ/4 im Inneren des Antennenaufbaus vorgesehen ist, so daß der Fußpunkt der ersten Antenne mit einem Speisekabel verbunden ist. Ein zweiter Antennenteil mit einer elektrisch wirksamen Länge von 3 λ/4 wird parallel zu der ersten Antenne in einem vorgeschriebenen Abstand zu der ersten Antenne so angeordnet, daß die zweite Antenne heraus- und hineingeschoben werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antenne der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß die Gefahr einer Schädigung von Gehirnzellen und sonstigen, im Kopfbe­ reich des Benutzers liegenden Zellen deutlich reduziert wird, ohne daß die Bequemlichkeit der Benutzung des Funktelefons wesentlich beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 auf­ geführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß es nun möglich ist, das vom Handy ausgehende elektroma­ gnetische Feld aus der gefährlichen "touch"-Position in der Kopfregion des Benutzers zu entfernen. Dabei werden die Emp­ fangsqualität und die Sendequalität des Handys verbessert. Die flexibel ausgestaltete Antenne ist problemlos an den ex­ ternen Antennenanschluß eines jeden Handys anschließbar. Die Gefahr einer Zellschädigung im Kopfbereich des Benutzers auf­ grund hochfrequenter, von dem Funktelefon abgestrahlter Ener­ gie wird auf ein Minimum reduziert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung her­ vor.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, die Antenne als flexibles Kabel auszubilden, wobei das Kabel eine solche Län­ ge aufweist, daß der Bereich der größten Feldstärke einen Ab­ stand von mindestens 30 cm vom Funktelefon hat.

Somit wird eine Dipolantenne gebildet, bei der der umgestülp­ te und sich in Richtung zum Funktelefon zurückerstreckende Außenleiter gleichzeitig als Sperrtopf wirkt, so daß man im Endergebnis eine wirksame Antennenlänge von λ/2 hat. Durch diese Sperrtopfwirkung werden Wellen auf dem Außenleiter des Koaxialkabels unterbunden.

In der Gebrauchsstellung hängt die Antenne aufgrund ihrer Flexibilität und ihres Eigengewichts nach unten. Der Bereich der größten Feldstärke liegt dabei im Bereich des freien En­ des des flexiblen Kabels und damit in ausreichender Entfer­ nung vom Kopfbereich des Benutzers. Weil das Kabel flexibel ist, kann das Funktelefon auch bequem in eine Tasche gesteckt oder sonstwie gehandhabt werden.

Vorzugsweise sind der umgestülpte Bereich des Außenleiters sowie der aus dem umgestülpten Ende des Außenleiters heraus­ ragende Innenleiter um einen Verkürzungsfaktor V_k kürzer als ein Viertel der mit dem Funktelefon verwendeten Wellenlänge, wobei der Verkürzungsfaktor vorzugsweise 0,97 beträgt.

Vorzugsweise wird ein Koaxialkabel verwendet, dessen Außen­ leiter ein Maschendraht ist. Damit ist die Herstellung beson­ ders einfach. Vom Ende des Koaxialkabels müssen lediglich die Außenisolierung von etwa einem Viertel der Wel­ lenlänge entfernt und danach der als Maschendraht ausgebilde­ te Außenleiter zurück umgestülpt werden.

Zur Verkürzung der Antenne kann der aus dem umgestülpten Ende des Außenleiters herausragende Innenleiter eine Fußpunktspule oder eine Mittelspule aufweisen, ohne daß hierdurch die An­ tennenleistung verringert wird.

Die Antenne nach der Erfindung ist somit sehr einfach herzu­ stellen, schützt den empfindlichen Kopfbereich des Benutzers und ist trotzdem bequem zu handhaben. Auch können alle gängi­ gen, auf dem Markt befindlichen Handys mit einer solchen An­ tenne nachgerüstet werden, sofern sie eine Anschlußbuchse für eine externe Antenne haben. Üblicherweise sind diese Anten­ nenbuchsen so geschaltet, daß beim Einstecken einer externen Antenne die normalerweise fest eingebaute Antenne abgeschal­ tet wird. Für die Empfangsqualität spielt es keine Rolle, ob die Antenne horizontal oder vertikal ausgerichtet ist oder einen anderen Winkel einschließt.

Auch für die mit geringerer Leistung arbeitenden, schnurlosen Telefone ist die Antenne hervorragend geeignet.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä­ ßen Antenne in Verbindung mit einem Funktelefon,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Antenne mit einer Fußpunktspule, in Verbin­ dung mit einem Funktelefon,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen Antenne mit einer Mittelspule, in Verbindung mit einem Funktelefon,

Fig. 4 eine Ansicht der Antenne gemäß Fig. 1, die aber in eine im oberen Bereich des Funktelefons vorgesehene Antennenbuchse eingesteckt ist.

Ein an sich bekanntes Funktelefon I (Fig. 1) hat ein Display 2 und eine Tastatur 3, Bezogen auf die normale Gebrauchslage des Funktelefons 1 ist an dessen unterem Ende eine Antennen­ buchse 4 vorgesehen. In die Antennenbuchse 4 ist eine nach unten hängende Antenne 5 angeschlossen.

Die Antenne 5 besteht aus einem flexiblen Koaxialkabel mit einem Außenleiter 6, vorzugsweise in Form eines geflochtenen Maschendrahts, einem Innenleiter 7 und einer auf den Außen­ leiter 6 außen aufgebrachten Isolierung 8.

Zwischen den Innerleiter 7 und den Außenleiter 6 ist bei ei­ nem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine als Die­ lektrikum wirkende (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Isolierung vorgesehen.

Mindestens 30 cm vom Funktelefon I entfernt liegt der Außen­ leiter 6 blank und trägt hier also keine Isolierung 8. Der Abstand (hier: 30 cm) ist vorzugsweise ein ganzzahliges Viel­ faches der vom Funktelefon 1 verwendeten Wellenlänge und de­ finiert ein distales Ende 11 (Fig. 1) des Außenleiters 6. Am distalen Ende 11 ist der Außenleiter 6 unter Bildung eines Teils 10 umgestülpt. Das freie Ende 9 des umgestülpten Außen­ leiters 6 ist um etwa ein Viertel der vom Funktelefon 1 ver­ wendeten Wellenlänge in Richtung des Funktelefons 1 zurückge­ führt und bildet den einen Pol einer Dipolantenne.

Über das distale Ende 11 hinaus ragt ein freier Teil 12 des Innenleiters 7 hinaus. Der freie Teil 12 hat etwa ein Viertel der vom Funktelefon 1 verwendeten Wellenlänge und bildet den anderen Pol der Dipolantennne.

Der Abstand des freien Endes 13 des Innenleiters 7 vom dista­ len Ende 11 entspricht einem Viertel der vom Funktelefon 1 verwendeten Wellenlänge.

Zwischen dem Teil 10 und dem Teil 12, die zusammen eine Dipo­ lantenne bilden, befindet sich deren Mittelpunkt, der mit dem distalen Ende 11 der Antenne 5 zusammenfällt.

Mittels strichpunktierter Linie 17 sind die Abstrahlkeulen des Dipols angedeutet. Daraus ist ersichtlich, daß sich das Maximum der Feldstärke in erheblicher Distanz von dem Funkte­ lefon 1 befindet. Die Distanz soll mindestens 30 cm betragen und für eine gute Antennenanpassung n × λ sorgen, wobei 'n" eine ganze Zahl sein soll.

Der umgestülpte Teil 10 des Außenleiters 6 wirkt auch als Sperrtopf.

Je nach Art des verwendeten Funktelefons 1 sind die Längen der Teile 10 und 12 anzupassen. Die im D-Netz betriebenen Handys verwenden Frequenzen zwischen 860 und 900 MHz. Die Frequenzen des C-Netzes liegen bei 460 MHz. Die Frequenzen des E-Netzes liegen bei 1,6 GHz.

Zur exakten Anpassung sind die Längen der Teile 10 und 12 um einen Verkürzungsfaktor V_k von 0,97 verkürzt. Der Abstand des Funktelefons 1 zu dem distalen Ende 11 des Dipols ist n × λ, wobei 'n" eine ganze Zahl ist. Letztere ist so zu wählen, daß sich das Ende 11, also der Mittelpunkt des Dipols, minde­ stens 30 cm vom Funktelefon 1 entfernt befindet.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Fig. 2 ist in den freien Teil 12 des Innenleiters 7 eine Fuß­ punktspule 14 eingeschaltet. Die Fußpunktspule 14 beginnt un­ mittelbar am distalen Ende 11 des umgestülpten Außenleiters 6. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Teile 10 und 12 und die Fußpunktspule 14 mit einem (in Fig. 2 der Zeichnungen nicht dargestellten) Schrumpfschlauch überzogen sein.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Fig. 3 ist in den freien Teil 12 des Innenleiters 7 eine Mittelspule 15 eingeschaltet, die in der Mitte zwischen dem distalen Ende 11 des umgestülpten Außenleiters 6 und dem freien Ende 13 des freien Teils 12 des Innenleiters 7 liegt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 4) ist die Antenne 5 - bezogen auf die normale Gebrauchslage des Funktelefons 1 - im oberen Bereich des Funktelefons 1 über die dort seitlich vorgesehene Antennenbuchse 4 an das Funkte­ lefon I angeschlossen. Diese Antenne 5 ist um die Länge des Funktelefons 1 länger dimensioniert, als bei den Ausführungs­ beispielen gemäß den Fig. 1, 2 und 3, damit sichergestellt ist, daß sich die Stelle größter Feldstärke, nämlich das di­ stale Ende 11 des umgestülpten Außenleiters 6, auch bei die­ sem Ausführungsbeispiel der Erfindung mindestens 30 cm vom Funktelefon 1 und damit vom Kopfbereich des Benutzers des Funktelefons 1 entfernt befindet.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung gemäß den Fig. 2 und 3 und der anhand der Fig. 1 beschriebene Schrumpfschlauch 10 können auch bei dem Ausführungsbeispiel der Antenne nach Fig. 4 angewandt werden.

Claims (7)

1. Dipolantenne für Funktelefone, die als flexibles Kabel ausgebildet ist, wobei das Kabel eine solche Länge hat, daß ein Bereich der größten Feldstärke im Bereich eines distalen Endes (11) der Antenne (5) einen Abstand von mindestens 30 cm vom be­ treffenden Funktelefon (1) hat, und wobei das Kabel ein Koa­ xialkabel ist, dessen Außenleiter (6) am distalen Ende (11) um etwa ein Viertel der vom Funktelefon (1) verwendeten Wellenlän­ ge umgestülpt ist, und daß dessen Innenleiter (7) um etwa ein Viertel der vom Funktelefon (1) verwendeten Wellenlänge aus dem umgestülpten Ende (11) des Außenleiters (10) herausragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Antennenzuleitung von einer Antennenbuchse (4) des Funktelefons (1) bis zum umge­ stülpten Ende (11) des Außenleiters (6) ein ganzzahliges Viel­ faches der vom Funktelefon (1) verwendeten Wellenlänge beträgt, und wobei die Ganzzahl so zu wählen ist, daß der Mittelpunkt des Dipols mindestens 30 cm vom Funktelefon entfernt ist, und der umgestülpte Teil des Außenleiters (6) und das aus dem umge­ stülpten Ende (11) des Außenleiters (6) herausragende, freie Ende (12) des Innenleiters (7) mit einem Schrumpfschlauch (16) überzogen sind.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umgestülpte Bereich des Außenleiters (6) und das aus dem umge­ stülpten Ende (11) des Außenleiters (6) herausragende, freie Ende (12) des Innenleiters (7) eine Länge von v_k × ¼ × Wellen­ länge haben, wobei v_k ein Verkürzungsfaktor ist, der vorzugs­ weise den Wert 0,97 hat.

3. Antenne nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenleiter (6) ein geflochtener Maschendraht ist.

4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den aus dem umgestülpten Ende (11) des Außen­ leiters (6) herausragenden Teil (12) des Innenleiters (7) eine Fußpunktspule (14) eingeschaltet ist, die unmittelbar im Be­ reich des umgestülpten Endes (11) des Außenleiters (6) beginnt.

5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den aus dem umgestülpten Ende (11) des Außen­ leiters (6) herausragenden Teil (12) des Innenleiters (7) eine Mittelspule (15) eingefügt ist.

6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antenne (5) an einer Antennenbuchse (4) ange­ schlossen ist, die - bezogen auf die normale Gebrauchslager des Funktelefons (1) - im unteren Bereich des Funktelefons (1) an­ gebracht ist.

7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antenne (5) an einer Antennenbuchse (4) ange­ bracht ist, die - bezogen auf die normale Gebrauchslage des Funktelefons (1) - im oberen Bereich des Funktelefons (1) ange­ bracht ist.