DE19800937A1

DE19800937A1 - Antennensystem für Funksende- und -empfangsgeräte

Info

Publication number: DE19800937A1
Application number: DE19800937A
Authority: DE
Inventors: Ching Shan Yang; Yin-Shiang Cheng; Chao-Cheng Chen
Original assignee: Acer Peripherals Inc
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: GB2332783B; GB9727351D0; GB2332783A; DE19800937B4; US6118408A

Description

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem für Funksende- und -empfangsgeräte gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Funksende- und -empfangsgeräte sind etwa in Form sogenannter Mo biltelefone heutzutage weitverbreitet. Bei Verwendung eines sol chen Funksende- und -empfangsgeräts in einem Kraftfahrzeug fin det gewöhnlich eine Kraftfahrzeugantenne dazu Verwendung, den Wirkungsgrad der Funkübertragung zu verbessern. Die meisten Funksende- und -empfangsgeräte sind daher mit einem integrierten Antennenumschalter ausgerüstet zur Umschaltung zwischen der in tegrierten Antenne und der Kraftfahrzeugantenne. Wird ein Anten nenverbinder der Kraftfahrzeugantenne an den Antennenumschalter angeschlossen, so unterbricht dieser die Verbindung zu der inte grierten Antenne des Funksende- und -empfangsgeräts, um statt dessen Funksignale über die Kraftfahrzeugantenne gelangen zu lassen.

Ein solches bekanntes Antennensystem, wovon im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, leidet indessen an dem Mangel, daß der Antennenumschalter Kosten und Kompliziertheit des Funk übertragungsschaltkreises des Funksende- und -empfangsgeräts vergrößert.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem gemäß Gattungsbegriff so auszubilden, daß bei der Wahlmöglichkeit zwischen integrierter erster Antenne und einer externen Antenne, wie etwa einer Kraftfahrzeugantenne, ein An tennenumschalter entfallen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerk male des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben darüber hinausgehend vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten an.

Dadurch, daß das betreffende Antennensystem eine abtrennbare An tennenanordnung mit einem Antennenverbinder aufweist, der auf die integrierte erste Antenne des Funksende- und -empfangsgeräts aufsteckbar ist, kann die abtrennbare Antennenanordnung unmit telbar an die erste Antenne angeschlossen werden, um Funksignale fortan über die Antenne der abtrennbaren Antennenanordnung lau fen zu lassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnun gen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema eines herkömmlichen Funksende- und -empfangsgeräts mit einem Antennenumschalter,

Fig. 2, in schematischer perspektivischer Darstellung, ein Funk sende- und -empfangsgerät mit erfindungsgemäßem Anten nensystem,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Antennenverbinder aus Fig. 2 mit angrenzenden Elementen bei Anschluß der abtrennbaren An tennenanordnung,

Fig. 4 eine Ersatz-Ausgangsschaltung der integrierten Antenne des erfindungsgemäßen Antennensystems und

Fig. 5 eine Ersatz-Ausgangsschaltung des erfindungsgemäßen An tennensystems bei Anschluß der abtrennbaren Antennenan ordnung.

Das in Fig. 1 gezeigte herkömmliche Funksende- und -empfangsge rät 10 weist ein Gehäuse 12 und einen darin untergebrachten Antennenumschalter 14 zur wahlweisen Verbindung der Geräteschal tung mit einer integrierten ersten Antenne 16 oder einer exter nen Antennenanordnung 18 wie etwa einer solchen eines Kraftfahr zeugs auf. Wird ein Antennenverbinder 20 der Antennenanordnung 18 in den Antennenumschalter 14 eingesteckt, so tritt die Si gnalleitung 22 des Geräts 10 elektrisch mit der Antennenanord nung 18 in Verbindung, so daß das Gerät Funksignale über dessen leistungsfähigere Antenne aussenden und empfangen kann. Ist der Antennenverbinder 20 der Antennenanordnung 18 jedoch aus dem An tennenumschalter 14 ausgesteckt, so steht die Signalleitung 22 elektrisch mit der integrierten Antenne 16 in Verbindung.

Wie gesagt, leidet ein solches Gerät daran, daß der Antennenum schalter 14 Kosten und Kompliziertheit des Geräts erhöht.

Nach Fig. 2 besitzt ein mit einem erfindungsgemäßen Antennensy stem 32 ausgerüstetes Funksende- und -empfangsgerät 30 ein Ge häuse 34 mit einer obenauf angeordneten integrierten Antenne 36 für Aussendung und Empfang von Funksignalen. Das Antennensystem 32 umfaßt die integrierte Antenne 36 des Geräts 30 wie auch eine abtrennbare Antennenanordnung 38, die sich gewöhnlich in einem Kraftfahrzeug befindet. Die abtrennbare Antennenanordnung 38 weist eine zweite Antenne, 40, zur Aussendung und zum Empfang von Funksignalen, einen auf die integrierte erste Antenne 36 aufsteckbaren Antennenverbinder 44 und ein den Antennenverbinder 44 mit der zweiten Antenne 40 verbindendes Koaxialkabel 42 auf.

Fig. 3 zeigt die wesentlichsten Teile des Antennensystems 32 aus Fig. 2 im einzelnen. Im gezeigten Fall ist der Antennenverbinder 44 der abtrennbaren Antennenanordnung 38 auf die integrierte An tenne 36 aufgesteckt.

Die integrierte Antenne 36 weist eine zylindrische Isolierstoff kappe 46, eine darin untergebrachte Signalleitung 48 zum Aussen den und Empfangen von Funksignalen, einen im Boden der Isolier stoffkappe 46 angeordneten Kontaktstift 52 in elektrischer Ver bindung mit der Signalleitung 48 und einen nach außen zutagetre tenden ringförmigen Leiter 50 im Randbereich der Isolierstoff kappe 46 auf. Die Signalleitung 48 und der ringförmige Leiter 50 sind elektrisch mit dem Signal- bzw. dem Masseanschluß des Ge räts 30 verbunden. Die Isolierstoffkappe 46 bildet eine Isolie rung und einen Schutz für die Signalleitung 48.

Der Antennenverbinder 44 der abtrennbaren Antennenanordnung 38 dient zum Anschluß derselben an die integrierte Antenne 36. Er weist eine auf die Isolierstoffkappe 46 der Antenne 36 aufsteck bare zylindrische Leiterschicht 60 mit einer Öffnung 64 an ihrem in der Figur oberen Ende, einen zentralen Kontaktstift 62, einen diesen umgebenden Isolator 66 zur Isolierung des Kontaktstifts 62 gegen die Leiterschicht 60 und einen Kunststoffmantel 67 über der Leiterschicht 60 zum Schutz derselben auf. Die Leiterschicht 60 steht bei aufgestecktem Antennenverbinder 44 elektrisch mit dem ringförmigen Leiter 50 der integrierten Antenne 36 in Ver bindung, so daß die von der Signalleitung 48 ausgestrahlten Funksignale im wesentlichen innerhalb des Antennenverbinders 44 zurückgehalten werden.

Das den Antennenverbinder 44 mit der externen Antenne 40 verbin dende Koaxialkabel 42 weist einen die Antenne 40 mit dem Kon taktstift 62 des Antennenverbinders 44 verbindenden Innenleiter 54 zum Übertragen von Funksignalen, eine den Innenleiter 54 um gebende Dielektrikumschicht 56 und einen diese wiederum umge benden Außenleiter 58 auf, der mit der Leiterschicht 60 des An tennenverbinders 44 in Verbindung steht.

Ist der Antennenverbinder 44 auf die integrierte Antenne 36 auf gesteckt, so stehen der Kontaktstift 62 und die Leiterschicht 60 des Antennenverbinders elektrisch mit dem Kontaktstift 52 bzw. dem ringförmigen Leiter 50 der Antenne 36 in Verbindung, wodurch die von der Signalleitung 48 ausgestrahlten Funksignale im we sentlichen innerhalb des Antennenverbinders 44 gehalten werden. Dabei isoliert die Kunststoffkappe 46 der Antenne 36 die Signal leitung 48 gegen die Leiterschicht 60 des Antennenverbinders.

Fig. 4 zeigt eine Ersatzschaltung des (nicht gezeigten) Ausgangs schaltkreises des Geräts 30 mit dessen integrierter Antenne 36. Der Ausgangsschaltkreis kann eine bei Mobiltelefonen gebräuchli che Sende-Empfangsweiche sein. Die Impedanz dieses Ausgangs schaltkreises ist Rh + Xh, wobei Rh und Xh den Ohmschen bzw. den Blindwiderstand des Geräts 30 bezeichnen. Zweckmäßigerweise ist die Ersatzimpedanz der integrierten Antenne 36 passend zu derje nigen des Geräts 30 bemessen, so daß dieses mit der integrierten Antenne einen maximalen Sende- und Empfangswirkungsgrad erzielt. In diesem Fall ist die Impedanz der integrierten Antenne 36 Rh - Xh.

Fig. 5 zeigt die Ersatzschaltung des Ausgangsschaltkreises des Geräts 30 mit dem gesamten Antennensystem 32. Ist der Antennen verbinder 44 der abtrennbaren Antennenanordnung 38 auf die inte grierte Antenne 36 aufgestreckt, so werden die von der Signal leitung 48 der letzteren ausgestrahlten Funksignale, wie gesagt, im wesentlichen innerhalb des Antennenverbinders 44 gehalten. Daher kann die integrierte Antenne 36 mit dem aufgesteckten An tennenverbinder 44 als Verlängerung des Koaxialkabels 42 aufge faßt werden. Wie in Fig. 5 gezeigt, bleibt die Impedanz des Aus gangsschaltkreises des Geräts 30 Rh + Xh, während jedoch die Im pedanz des gesamten Antennensystems 32 Rc + Xo + Xc beträgt, wo bei Rc der Ohmsche Widerstand des Antennensystems 32, Xo der neue Blindwiderstand der integrierten Antenne 36 und Xc der Blindwiderstand der abtrennbaren Antennenanordnung 38 ist.

Um die Impedanz des gesamten Antennensystems 32 an diejenige des Ausgangsschaltkreises des Geräts 30 anzupassen und so die Einfü gungsdämpfung und Rückflußdämpfung der Ausgangsenergie zu mini mieren, wird die abtrennbare Antennenanordnung 38 nun zweck mäßigerweise so ausgelegt, daß die folgenden beiden Gleichungen erfüllt werden:

Xh + Xo + Xc = 0
Rh = Rc.

Verglichen mit dem herkömmlichen Funksende- und -empfangsgerät 10 nach Fig. 1 erübrigt das erfindungsgemäße Antennensystem 32 einen Antennenumschalter für die Möglichkeit, eine externe An tenne anzuschließen. Damit vereinfacht sich der Ausgangsschalt kreis des Geräts erheblich. Zugleich entfallen auf den Antennen umschalter zurückgehende Dämpfungsverluste.

Claims

1. Antennensystem (32) für Funksende- und -empfangsgeräte (30) und mit einer in das betreffende Funksende- und -empfangsge rät (30) integrierten, daraus hervortretenden ersten Antenne (36) zum Aussenden und Empfangen von Funksignalen und einer über einen Antennenverbinder (44) an das Funksende- und -empfangsgerät (30) abtrennbar anschließbaren externen An tennenanordnung (38) mit einer zweiten Antenne (40) zum Aus senden und Empfangen von Funksignalen anstelle der ersten Antenne (36), dadurch gekennzeichnet,

- daß die erste Antenne (36) von außen zugänglich eine Si gnalleitung (48) und einen Masseanschluß (50) aufweist,
- daß der Antennenverbinder (44) auf der ersten Antenne (36) anbringbar ist und eine Leiterschicht (60) zur Unterbin dung einer Abstrahlung seitens der ersten Antenne nach außen bei aufgebrachtem Antennenverbinder aufweist, der bei aufgebrachtem Antennenverbinder mit dem Masseanschluß (50) der ersten Antenne in Verbindung steht, und
- daß die abtrennbare Antennenanordnung (38) des weiteren ein Koaxialkabel (42) mit einem bei aufgebrachtem Anten nenverbinder (44) die Signalleitung (48) der ersten An tenne (36) mit der zweiten Antenne (40) verbindenden In nenleiter (54), einer diesen umgebenden Dielektrikum schicht (56) und einem diese wiederum umschließenden, mit der Leiterschicht (60) des Antennenverbinders verbundenen Außenleiter (58) aufweist.

2. Antennensystem (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antenne (36) des weiteren eine die Signallei tung (48) umgebende Isolierstoffkappe (46) zum Schutz und zur elektrischen Isolierung der Signalleitungen (48) gegen die Leiterschicht (60) des Antennenverbinders (44) bei auf gebrachtem Antennenverbinder aufweist.

3. Antennensystem (32) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffkappe (46) der ersten Antenne (36) eine wesentlichen zylindrische Mantelfläche besitzt.

4. Antennensystem (32) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseanschluß (50) der ersten Antenne (36) im Rand bereich der Isolierstoffkappe (46) angeordnet ist, um mit Rand der Leiterschicht (60) des Antennenverbinders (44) Verbindung zu treten.

5. Antennensystem (32) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseanschluß (50) der ersten Antenne (36) als ring förmiger Leiter ausgebildet ist.

6. Antennensystem (32) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die erste Antenne (36) des weite ren einen im Boden der Isolierstoffkappe (46) angeordneten, mit der Signalleitung (48) verbundenen Kontakt (52) auf weist, der bei aufgebrachtem Antennenverbinder (44) mit dem Innenleiter (54) des Koaxialkabels (42) in Verbindung steht.

7. Antennensystem (32) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverbinder (44) des weiteren einen an den In nenleiter (54) des Koaxialkabels (42) angeschlossenen, bei aufgebrachtem Antennenverbinder den Kontakt (52) der ersten Antenne (36) berührenden Kontakt (62) sowie einen diesen um gebenden Isolator zum Isolieren dieses Kontakts (62) gegen die Leiterschicht (60) des Antennenverbinders aufweist.

8. Antennensystem (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverbinder (44) auf die erste Antenne (36) aufsteckbar ist.

9. Antennensystem (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Ersatzimpedanz der ersten Antenne (36) bei Benutzung derselben ohne die ab trennbare Antennenanordnung (38) als auch die Ersatzimpedanz des gesamten Antennensystems (32) der Impedanz des Funk sende- und -empfangsgeräts (30) angepaßt ist.