DE19824145A1

DE19824145A1 - Integrierte Antennenanordnung für mobile Telekommunikations-Endgeräte

Info

Publication number: DE19824145A1
Application number: DE1998124145
Authority: DE
Inventors: Helmut Fuenfgelder; Rainer Eckert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine integrierte Antennenanordnung für mobile Telekommunikations-Endgeräte wie Funktelefone, Handfunkgeräte, Schnurlos-Telefone oder dergleichen und geht von einem Gerätegehäuse und innerhalb des Gerätegehäuses angeordneten elektronischen Bauelementen sowie Schirm- und/oder Masseflächen aus. Das Gehäuse weist Mittel zum Einsetzen oder Aufnehmen einer Batterieeinheit, umfassend Batterieelemente oder Akkumulatoren, auf, welche metallische Flächen besitzen. Erfindungsgemäß bildet die metallische Fläche der in das Gehäuse eingesetzten Batterieeinheit mindestens einen Resonator und eine hiervon durch ein Dielektrikum beabstandete, im Gehäuse vorgesehene weitere metallische Fläche eine Strahlergrundfläche für eine planare Antenne. Zwischen Resonator und Strahlergrundfläche ist ein Kurzschlußstub vorgesehen und vom Kurzschlußstub entsprechend der Antennenresonanzfrequenz entfernt befindet sich ein Speisepunkt, welcher einen elektrischen Kontakt zum Resonator sowie zur Strahlergrundfläche herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Antennenanordnung für mobile Telekommunikations-Endgeräte wie Funktelefone, Hand funkgeräte, Schnurlos-Telefone und dergleichen, umfassend ein Gerätegehäuse, innerhalb des Gerätegehäuses angeordnete elek tronische Bauelemente sowie Schirm- und/oder Masseflächen und eine mindestens teilweise in das Gerätegehäuse einsetz- oder einbringbare Batterie- oder Akkumulatoreinheit, welche eine metallische Fläche aufweist.

Bei tragbaren Kommunikationsendgeräten, z. B. Mobiltelefonen, geht der Entwicklungstrend hin zu immer kleineren, besonders handlichen Geräten, die sich durch geringe Abmessungen und eine reduzierte Masse ausweisen. So wurde bereits vorgeschla gen, Mobiltelefone mit einem Klapp- oder Schiebemechanismus auszustatten dergestalt, daß im Standby-Betrieb Teile der Funktionselemente, z. B. die Eingabetastatur, abgedeckt blei ben, um einen Schutz der Bedienungselemente zu erreichen und gleichzeitig durch die klapp- oder schiebbaren Gehäusehälften das angestrebte Ziel der Bauraumreduzierung zu gewährleisten. Im Betriebsfall, d. h. beim Führen eines Gespräches unter Nut zung des Mobiltelefons muß dann zum Herstellen des optimalen Abstands zwischen Mikrophon und Hörer entsprechend der Ent fernung zwischen Mund und Ohr der Klapp- oder Schiebemecha nismus betätigt werden.

Bekanntermaßen besitzen Mobiltelefone stabförmige Antennen, z. B. λ/2-Strahler. Diese Antennen reichen zumindest teilweise über das Gehäuse hinaus. Wenn aus konstruktiven oder gestalte rischen Gründen gewünscht ein Verschieben einer Gehäusehälfte nach oben in Richtung Strahler gegeben ist, führt dies zu ei ner unerwünschten Veränderung der Empfangs- und Sendeeigen schaften des betreffenden Gerätes. Besonders problematisch ist dies dann, wenn in dem verschiebbaren Gehäuseteil Metall flächen und/oder aktive elektronische Bauelemente angeordnet sind.

Aus der PCT-WO 95/24745 ist eine Antennenanordnung für ein tragbares Telekommunikations-Endgerät bekannt, welches inner halb des Gehäuses einen planaren Strahler besitzt. Derartige planare Antennen besitzen einen oder mehrere λ/4 lange Resona toren mit Kurzschluß zur Masse. Eine derartige planare Antenne läßt sich in ein Gehäuse integrieren, ohne daß das Vorsehen eines stabförmigen Strahlers außerhalb des Gehäuses erfor derlich ist.

Da die elektrischen Eigenschaften einer Planarantenne wesent lich vom Abstand zwischen Resonator und Grundfläche sowie den Eigenschaften des Dielektrikums abhängen, wurde gemäß WO 95/24745 vorgeschlagen, einen separaten dielektrischen Körper auszubilden, welcher sowohl das Resonatorelement als auch die Grundfläche einschließlich Speiseanschluß aufweist. Dieser derart ausgebildete separate dielektrische Körper ist dann innerhalb des Gehäuses an geeigneter Stelle positionierbar.

Bei der vorbeschriebenen Lösung muß demnach ein zusätzliches Bauteil geschaffen werden, welches einen entsprechenden Ferti gungs- und Kostenaufwand nach sich zieht. Dieses Bauteil benö tigt darüber hinaus Bauraum innerhalb des Gehäuses, was wie derum der angestrebten Miniaturisierung entsprechender Tele kommunikations-Endgeräte, insbesondere Funktelefone, entgegen steht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Antennen anordnung für mobile Telekommunikations-Endgeräte wie Funkte lefone, Handfunkgeräte, Schnurlos-Telefone oder dergleichen anzugeben, welche selbst keinen eigenen oder nur einen gerin gen Bauraum innerhalb des Endgeräts einnimmt, deren Antennen anpassung in einfacher Weise optimierbar ist und welche eine Reduzierung der spezifischen Hochfrequenz-Absorptionsrate im Körper des Benutzers ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegenstand in seiner Definition nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.

Eine wesentliche Ausführungsform besteht darin, eine inte grierte, planare Antennenanordnung für ein mobiles Telekommu nikations-Endgerät dadurch zu erhalten, daß metallische Kompo nenten einer ohnehin notwendigen Batterie oder eines Akkumula tors als Resonator bzw. Resonatorfläche des planaren Strahlers genutzt werden. Weiterhin kann die Strahlergrundfläche für die planare Antenne von Schirm- und/oder Masseflächen der im Inne ren des Gerätegehäuses befindlichen elektronischen Baugruppen bzw. Bauteile gebildet werden. Als Dielektrikum findet bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Abschnitt des Kunst stoff-Gerätegehäuses Verwendung.

In einer Ergänzung kann anstelle des Dielektrikums gebildet durch das Gerätegehäuse ein spezielles Substrat in einer ent sprechenden Aussparung des Gehäuses eingesetzt werden. Dieses Substrat kann einseitig metallisiert sein, um eine definierte Strahlergrundfläche für die planare Antenne zu erhalten. Dadurch, daß das Substrat auch mechanische Eigenschaften des Gehäuses übernimmt, wird zusätzlicher Bauraum für die Anten nenanordnung nicht in Anspruch genommen.

Mittels eines Kurzschlußstubes oder einer Kurzschlußfläche zwischen Resonator und Strahlergrundfläche sowie einem von diesem entfernt angeordneten Speisepunkt läßt sich die Antennenresonanzfrequenz je nach konstruktiver Gegebenheit, insbesondere der als Resonator wirkenden metallischen Flächen der Batterie oder des Akkumulators einstellen. Die Speisung der Antenne kann auch über eine Transmission Line erfolgen.

In einer weiteren Ausgestaltung können mindestens Teile des Dielektrikums aus Abschnitten des Kunststoffgehäuses, aber auch des Kunststoff-Batteriefaches bestehen. Es liegt darüber hinaus im Sinne der Erfindung, eine Kunststoffumhüllung des Akkumulators oder der Batterie als definiertes Dielektrikum auszugestalten oder zu nutzen.

Dann, wenn eine Veränderung der Strahlungscharakteristik der planaren Antenne insbesondere mit Blick auf eine Reduzierung der spezifischen Absorptionsrate SAR in Körper des Benutzers gewünscht wird, umschließt die Strahlergrundfläche den Resona tor teilweise seitlich beabstandet, wobei zwischen dieser seitlichen Abstandsfläche und dem Resonator ein Dielektrikum befindlich ist. Gleichfalls besteht die Möglichkeit, zur einfachen Optimierung der Antenneneigenschaften auf der der Strahlergrundfläche abgewandten Seite des Resonators eine dielektrische Abdeckung aufzubringen, welche beispielsweise aus dem das Batteriefach verschließenden Teil des Gehäuses besteht oder hierfür auf die Batteriekunststoffumhüllung zurückgegriffen wird. Die Breite des Resonators kann der Breite der Grundfläche entsprechen.

Die erwähnten Dielektrika zwischen Resonator und Strah lergrundfläche, der der Strahlergrundfläche abgewandten Seite des Resonators und/oder zwischen der seitlichen Abstandsfläche und dem Resonator können die gleiche, aber auch unterschied liche Dielektrizitätskonstanten aufweisen, um eine Reso nanzfrequenz- und Antennenanpassung vornehmen zu können.

Die Betriebsspannungszuführung von der Batterie oder dem Akkumulator zum Telekommunikations-Endgerät wird über ein Filter bestehend aus einer Induktivität und einer Kapazität (LC-Filter) geführt, um ein Abblocken hochfrequenter Energie zu erreichen.

Vorzugsweise ist der elektrische Kontakt zum Resonator und zur Strahlergrundfläche koaxial ausgebildet oder umfaßt eine Koaxialarmatur, wobei der Innenleiter zum Resonator und die Schirmung auf die Strahlergrundfläche führt.

Besonders zweckmäßig ist eine Variante der Erfindung, bei welcher über die positive Betriebsspannungszuführung bzw. die entsprechende elektrische Verbindung gleichzeitig Hochfrequenzenergie eingespeist wird, wobei hierfür in der Hochfrequenz-Anschlußleitung ein Gleichspannungsblock kondensator vorgesehen ist.

Anstelle einer unmittelbaren elektrischen Kontaktierung besteht die Möglichkeit, die Speisung der Antenne durch eine indirekte kapazitive Kopplung vorzunehmen.

Zum Erhalt oder zur Verbesserung der Richtwirkung oder Richtstrahlung, d. h. zum Beeinflussen der Richtcharakteristika der planaren Antenne sowie zur Erhöhung der Bandbreite oder zum Erhalt von zwei Resonanzfrequenzen (Dual Band) kann diese mit mindestens einem nicht gespeisten Parasitärelement zusammenwirken, welches Bestandteil des Gerätegehäuses ist oder in diesem integriert wurde.

Mit der vorbeschriebenen Lösung der Verwendung einer Batterie oder eines Akkumulators respektive der dort vorhandenen metallischen Komponenten, z. B. dem Metallmantel eines Akku packs als Resonator einer planaren Antenne oder Teil einer Antenne gelingt es in besonders einfacher Weise, auf einen zusätzlichen externen Strahler oder ein separates Bauteil für einen integrierten Strahler zu verzichten. Kostenreduzierungen sowie die angestrebte Minimierung des Bauraums für public use-Mobilfunkgeräte sind die Folge.

Insbesondere bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Strahlergrundfläche von Schirm- und/oder Masseflächen der elektronischen Komponenten, z. B. einer Leiterplatte oder eines anderen Verdrahtungsträgers innerhalb des Gehäuses gebildet wird, gelingt es im Nahfeldbereich, die auftretende Feldstärke zu reduzieren, so daß die spezifische Absorptionsrate (SAR) insbesondere im Bereich des Kopfes eines Benutzers des jeweiligen Telekommunikations-Endgeräts verringert werden kann. Bezüglich des Fernfeldes kann die Beeinflussung der Abstrahlungscharakteristika im Verhältnis zu einem ungestörten Strahler als unwesentlich betrachtet werden, da gemäß der Erfindung ein resonantes System bereitgestellt wird, das an sich optimale Anpaßwerte gewährleistet.

Dadurch, daß im Nahfeldbereich des Resonators befindliche metallische Komponenten, nämlich die Schirm- und/oder Masse flächen ganz bewußt Bestandteil des planaren Strahlers sind, werden Schwierigkeiten der Anpassung des Fußpunktwiderstands bezogen auf die Sende- und Empfangseinheit des Telekommuni kations-Endgeräts ausgeschlossen.

Bei der Gestaltung des Gehäuses und der Auswahl für die Lage eines Batterie- oder Akkumulatorfaches wird bevorzugt ein oberer Gehäuseteil ausgewählt, so daß im Gebrauch des Mobiltelefons der Bereich des aktiven Strahlers nicht von Teilen der Hand des Benutzers überdeckt wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird von einer Batterieeinheit ausgegangen, die eine Stab- oder Zylinderform aufweist. Diese Batterieeinheit ist mindestens teilweise sich außerhalb des Gerätegehäuses erstreckend angeordnet. Der Metallmantel dieser stab- oder zylinderförmi gen Batterieeinheit bildet bei dieser Ausführungsform eine Stabantenne nach Art eines Monopols oder Dipols oder stellt eine Achse einer rundstrahlenden Wendel- bzw. Helix-Antenne dar. Die Achse der rundstrahlenden Wendelantenne dient hierbei der Nachbildung eines Helix-Reflektorrohrs.

Die Batterieeinheit in Stab- oder Zylinderform kann für die Ausbildung der Antenne als Monopol oder Dipol, d. h. als Stab antenne in das Gehäuse ein- bzw. ausschiebbar ausgebildet werden. Für die hochfrequenzseitige Zuleitung ist entweder eine flexible Verbindung oder ein Oberflächen-Schiebekontakt zum Metallmantel der Batterieeinheit vorgesehen.

Bei der Helix-Antennenform erfolgt eine Speisung der Helix- Wendel in an sich bekannter Weise, wobei die Schirmung einer koaxialen Zuführung auf eine metallische Fläche führt, welche sich im Gerätegehäuse in der Umgebung der Helix-Achse befindet. Diese Schirmfläche kann auch aus Schirm- und/oder Masseflächen gebildet werden oder solche umfassen, die ohnehin technisch bedingt innerhalb des Gerätegehäuses vorhanden sind.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbei spiels mit einer auf das Gerätegehäuse außen aufgesetzten Batterieeinheit;

Fig. 2 eine Draufsicht und eine prinzipielle Schnitt darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einer in der Gerätegehäusewandung teilintegrierten Batterieeinheit;

Fig. 3 ein LC-Filter angeordnet am positiven Batterie speisepunkt zur Trennung unerwünschter hochfrequenter Komponenten;

Fig. 4 eine prinzipielle Darstellung der kombinierten Gleichstrom- und Hochfrequenzeinspeisung am selben Batteriekontakt;

Fig. 5 eine Stabantennen-Ausführungsform und

Fig. 6 eine Helix-Antenne mit einer Batterieeinheit als Achse oder Reflektor.

Bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird von einer planaren, integrierten Antennenanordnung für ein mobiles Telekommunikations-Endgerät, insbesondere Funktelefon oder Mobiltelefon mit einem Gerätegehäuse ausgegangen. Inner halb des Gerätegehäuses sind übliche elektronische Bauelemente und Baugruppen zum Funktionserhalt vorgesehen. Kaschierte Rückseiten einer Leiterplatte zur Aufnahme von elektronischen Bauelementen oder Schaltkreisen, die innerhalb des Geräte gehäuses angeordnet sind, wirken gleichzeitig als Schirm- und/oder Massefläche.

Die zu realisierende planare Antenne geht von einem λ/2-Reso nator aus, welcher im wesentlichen parallel zu einer auf Masse gelegten Grundfläche liegt und der geeignet erregt wird. In dem Moment, wenn der Resonator durch einen Kurzschluß bzw. Kurzschlußstub mit der Grundfläche einseitig verbunden wird, entsteht eine λ/4-Antenne. Die Einspeisung wird vorzugsweise über eine Koaxialleitung vorgenommen, wobei die Schirmung mit der Grundfläche und der Innen- oder Mittenleiter mit dem Reso nator verbunden wird. Über eine Variation des Abstandes vom Einspeisepunkt zum Kurzschlußstub läßt sich die Antennenan passung einstellen. Die Resonanzfrequenz der Antenne wird durch Länge und Form des Resonators, durch das Dielektrikum zwischen Resonator und Grundfläche sowie durch die Anordnung der Antenne an oder im Gerätegehäuse bestimmt.

Die Draufsicht nach Fig. 1 zeigt eine Batterieeinheit 1, welche beispielsweise aus mehreren in Serie geschalteten Metallmantel-Nickel-Cadmiumzellen oder Li-Ionen-Zellen besteht, die wiederum von einer Kunststoffumhüllung umgeben sind. Die Einzelzellen bilden eine metallische Fläche, welche beim Ausführungsbeispiel Resonator einer planaren Antennenanordnung ist.

Die erwähnten Schirm- und/oder Masseflächen 3 stellen eine Strahlergrundfläche für die planare Antenne dar, wobei ein Teil des Gehäuses als Dielektrikum 2 zwischen Resonator und Grundfläche wirkt. Ein Kurzschlußstub 5 verbindet an einem ausgewählten Ort die Schirm- und/oder Massefläche mit der metallischen Komponente der Batterieeinheit 1. Beabstandet von der Lage des Kurzschlußstubs 5 ist über eine Koaxialan schlußarmatur ein Antennenspeisepunkt 4 ausgebildet.

Das positive Batteriespannungspotential wird am Anschlußpunkt 6 abgegriffen.

Die Batterieeinheit 1 ist mit nicht gezeigten, an sich bekannten Mitteln, z. B. einer SnapIn-Verbindung am Gehäuse lösbar befestigt. Die elektrische Kontaktierung am Punkt des Kurzschlußstubs 5 bzw. an der Antennenspeisestelle 4 wird beispielsweise durch einen Spitzenkontakt realisiert.

Die dargestellte derart gebildete integrierte, planare Antennenanordnung befindet sich in einem oberen Teil des Mobilfunktelefon-Gerätegehäuses, welcher im Betriebsfall von der Hand des Benutzers regelmäßig nicht abgedeckt wird, so daß eine optimale Abstrahlung und damit günstige Sende- und Empfangseigenschaften gewährleistet sind.

Bei dem anhand der Fig. 2 nachstehend erläuterten Ausführungs beispiel wird die Batterieeinheit 1 von einer Aussparung im Gerätegehäuse aufgenommen. Bei diesem Beispiel ragt die Schirm- und/oder Massefläche 3 seitlich beabstandet um die Batterieeinheit 1 herum, wobei sich im Zwischenraum ein Dielektrikum befindet. Durch die Wahl der Dielektrizitäts konstanten von einem Batteriefachdeckel 2-1, des entsprechen den Abschnitts des Gehäuse 2-3 und einem Dielektrikums-Einsatz 2-2 kann die Resonanzfrequenz des Strahlers den Einsatzbe dingungen und üblichen Frequenzspektren der mobilen Telekom munikations-Endgeräte entsprechend eingestellt werden. Das die Batterieeinheit 1 abdeckende Dielektrikum 2-1 kann ein Batteriefachdeckel, aber auch eine Batterie-Kunststoff umhüllung sein.

Um bei der planaren Antennenanordnung mit einem Resonator, erhalten durch metallische Flächen einer Batterieeinheit zu verhindern, daß Hochfrequenzenergie gleichspannungsseitig eingestreut wird, ist ein LC-Filter vorgesehen. Dieser Filter umfaßt eine Induktivität 7 sowie eine gegen Masse parallel geschaltete Kapazität 8.

Um die elektrische Ankopplung der planaren Antenne an die Sende/Empfänger-Baugruppen des Mobiltelefons zu vereinfachen, besteht gemäß Fig. 4 die Möglichkeit einer kombinierten Gleichspannungs/Hochfrequenz-Versorgung. Bei diesem Beispiel liegt das hochfrequente Signal und die Batteriespannung am selben Kontakt der Batterieeinheit 1 an bzw. wird dort abgegriffen. Zusätzlich zum LC-Filter 7, 8 ist in diesem Falle ein Gleichspannungsblockkondensator 9 in die Hochfrequenz- Speiseleitung bzw. den Antennenanschlußpunkt 4 eingeschleift. Die LC-Kombination bewirkt ähnlich wie zur Fig. 3 erläutert, daß der Ausgang für die positive Batteriespannung am ent sprechenden Anschlußpunkt 6 hochfrequenzenergiefrei ist.

In einer figürlich nicht dargestellten weiteren Ausfüh rungsform besteht die Möglichkeit, die planare Antennen anordnung indirekt kapazitiv zu koppeln, so daß auf elek trische Kontakte, realisiert durch mechanische Verbindungen, verzichtet werden kann.

Bei den Ausführungsbeispielen wurde von einem Kunststoff- Dielektrikum ausgegangen, wobei jedoch auch ein Luftdielek trikum Verwendung finden kann, wenn beispielsweise die Batterieeinheit 1 mechanisch tragende Funktionen des Geräte gehäuses im Anordnungsabschnitt der Planarantenne übernimmt.

Eine Beeinflussung der Richtstrahlungscharakteristik und damit des Antennengewinns der planaren Antenne kann dadurch erfol gen, daß nicht gespeiste Parasitärelemente bzw. parasitäre Resonatoren vorgesehen sind. Derartige Parasitärelemente können als metallische Komponenten im Gerätegehäuse integriert ausgeführt sein.

Bei der gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen erläu terten integrierten Antennenanordnung wird also von einer metallischen Fläche der in das Gerätegehäuse eingesetzten oder einzusetzenden Batterieeinheit ausgegangen, die mindestens einen Resonator für einen planaren Strahler bildet. Eine von dieser metallischen Resonatorfläche durch ein Dielektrikum beabstandete, im wesentliche parallele weitere metallische Fläche ist im Gerätegehäuse vorgesehen und bildet eine Strahlergrundfläche für die Antenne.

Zwischen dem Resonator und der Strahlergrundfläche ist eine Kurzschlußverbindung bzw. ein Kurzschlußstub vorgesehen, wobei vom Kurzschlußstub entsprechend der Antennenresonanzfrequenz entfernt ein HF-Speisepunkt, bevorzugt in koaxialer Form, angeordnet ist. Der Speisepunkt stellt die elektrische Kon taktverbindung zum Resonator einerseits sowie zur Strahler grundfläche andererseits her.

Dadurch, daß sowohl die Strahlergrundfläche als auch die Reso natorfläche von funktionsnotwendigen, ohnehin vorhandenen Bau gruppen eines Telekommunikations-Endgeräts gebildet werden, erfahren diese eine multifunktionale Anwendung, so daß der Bauraum, welcher ansonsten für externe am oder diskret im Gehäuse angeordnete Antennen oder Strahler erforderlich ist, nicht zusätzlich benötigt wird. Im Sinne dieser Bauraumredu zierung bestehen mindestens Teile des Dielektrikums aus Ab schnitten des Kunststoff-Gehäuses und/oder eines Kunststoff- Batteriefachs bzw. einer Kunststoff-Batterieumhüllung. Als Strahlergrundfläche werden im Gehäuse angeordnete oder vorzusehende Schirm- und/oder Masseflächen genutzt.

Auswechselbare standardisierte Batterieeinheiten gestatten es, je nach frequenz- oder polarisationsseitigem Einsatzzweck oder dem jeweiligen Versorgungsgebiet entsprechende Antennencha rakteristika zu erhalten, ohne daß aufwendige Einstell- und Abgleicharbeiten anfallen. Durch Variation der hochfrequenz seitigen Ankopplung kann die planare Antenne in mehreren bzw. unterschiedlichen Polarisationsebenen schwingen, so daß sich die Universalität bei der Anwendung entsprechend ausgerüsteter Mobilfunktelefone erhöht.

Im Falle einer notwendig werdenden Feinabstimmung der Reso nanzfrequenz kann, wie bei Planarantennen üblich, ein mecha nisch verstellbares Element zwischen Resonator und Strahler grundfläche vorgesehen sein.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der Einfluß des Benutzers beim Betreiben eines Telekommunikations-Endgeräts mit einer planaren Antenne beim In-der-Hand-halten des Gerätes durch die räumliche Ausdehnung und Dicke der Batterie gering ist bzw. verringert werden kann. Die wesentlichen Ober flächenströme im Resonator fließen auf der Substrat- bzw. Dielektrikumsseite, so daß eine Feldverzerrung und -beein flussung durch die Hand weniger gegeben ist, so daß im Ver gleich zum flachen Resonator bekannter Planarantennen bessere Sende- und Empfangseigenschaften resultieren.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird von einer Stab antennen-Batterie 11 ausgegangen. Die entsprechende Batte rieeinheit ist bezogen auf die Gehäuseoberfläche 10 mindestens teilweise ein- und ausschiebbar. Die HF-Zuleitung 13 ist ent weder über einen flexiblen Anschluß oder mittels Schiebekon takt bezogen auf die metallische Oberfläche der Batterieein heit realisiert. Die Batterieanschlüsse 12 sind von der HF-Zuleitung 14 vollständig getrennt und entsprechen dem bekann ten Stand der Technik. Die Stabantennen-Batterie 11 weist Strahlungseigenschaften eines Monopols oder Dipols auf, wobei eine Anpassung des Fußpunktwiderstands durch Transformations glieder dann, wenn erforderlich, vorgenommen werden kann.

Eine stab- oder zylinderförmige Batterieeinheit kann, wie in Fig. 6 gezeigt, auch als Reflektorrohr einer Helix-Antenne Verwendung finden. Das Helix-Reflektorrohr 15 ist in diesem Falle von der Helix-Wendel 13 umgeben, wobei die Helix-Wendel 13 am Mittelleiter einer koaxialen HF-Zuleitung 14 ange schlossen ist. Die Schirmung dieser HF-Zuleitung 14 kann auf eine Schirm- und/oder Massefläche 3 führen, die unterhalb der Gehäuseoberfläche 10 des Gerätegehäuses angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1

Batterieeinheit

2

Dielektrikum

3

Schirm- und/oder Massefläche

4

Antennenspeisepunkt

5

Kurzschlußstub

6

positiver Betriebsspannungs-Anschlußpunkt

7

Induktivität

8

Kapazität

9

Gleichstromblockkondensator

10

Gehäuseoberfläche

11

Stabantennen-Batterie

12

Batterie-Anschlüsse

13

Helix-Wendel

14

HF-Zuleitung

15

Helix-Reflektorrohr

Claims

1. Integrierte Antennenanordnung für mobile Telekommuni kations-Endgeräte wie Funktelefone, Handfunkgeräte, Schnurlos- Telefone oder dergleichen, umfassend ein Gerätegehäuse, innerhalb des Gerätegehäuses angeordnete elektronische Bauelemente sowie Schirm- und/oder Masseflächen und eine mindestens teilweise in das Gerätegehäuse einsetz- oder einbringbare Batterie- oder Akkumulatoreinheit, welche eine metallische Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Fläche der in das Gerätegehäuse eingesetzten oder am Gehäuse befestigten Batterieeinheit (1) mindestens Teil einer Antenne oder eines Antennenstrahlers ist.

2. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Fläche der in das Gerätegehäuse eingesetzten Batterieeinheit (1) mindestens einen Resonator und eine hier von durch ein Dielektrikum (2) beabstandete, im Gerätegehäuse vorgesehene weitere metallische Fläche eine Strahlergrund fläche bildet, wobei zwischen Resonator und Strahlergrund fläche ein Kurzschlußstub (5) vorgesehen und vom Kurzschluß stub (5) entsprechend der Antennenresonanzfrequenz entfernt ein Speisepunkt (4) angeordnet ist, welcher einen elektrischen Kontakt zum Resonator sowie zur Strahlergrundfläche aufweist.

3. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens Teile des Dielektrikums (2) aus Abschnitten des Kunststoff-Gerätegehäuses (2-3) und/oder eines Kunststoff- Batteriefaches (2-1) bestehen.

4. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlergrundfläche mindestens von Teilen der im Geräte gehäuses angeordneten Schirm- und/oder Masseflächen (3) gebildet ist.

5. Integrierte Antennenanordnung nach einem der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlergrundfläche als Beschichtung auf einem separaten dielektrischem Substrat aufgebracht ist, wobei das beschichtete Substrat im Gerätegehäuse in einer Ausnehmung derart angeordnet ist, daß mit Einsetzen der Batterieeinheit umfassend Batterien und/oder Akkumulatoren die Antenne komplettierbar ist.

6. Integrierte Antennenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlergrundfläche zur Veränderung der Strahlungs charakteristik den Resonator teilweise seitlich beabstandet umschließt, wobei zwischen der seitlichen Abstandsfläche und dem Resonator ein weiteres Dielektrikum (2-2) angeordnet ist.

7. Integrierte Antennenanordnung nach einem der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator auf der von der Strahlergrundfläche abgewandten Seite eine dielektrische Abdeckung (2-1) aufweist.

8. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß daß die dielektrische Abdeckung (2-1) der das Batteriefach verschließende Teil des Gerätegehäuses oder eine Batterie- Kunststoffumhüllung ist.

9. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 6, 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrika (2-1, 2-2, 2-3) zur Festlegung der Resonanz frequenz und Antennenanpassung verschiedene Dielektrizitäts konstanten aufweisen können.

10. Integrierte Antennenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebsspannungszuführung ein LC-Filter (7, 8) zum Abblocken hochfrequenter Energie angeordnet ist.

11. Integrierte Antennenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt zum Resonator und zur Strahler grundfläche koaxial ausgebildet ist oder eine koaxiale Armatur umfaßt, wobei der Innenleiter zum Resonator und die Schirmung auf die Strahlergrundfläche führt.

12. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß über die positive Betriebsspannungszuführung (6) gleichzeitig Hochfrequenzenergie eingespeist wird, wobei hierfür in der Hochfrequenz-Anschlußleitung ein Gleichspannungsblockkon densator (9) vorgesehen ist.

13. Integrierte Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese indirekt kapazitiv gekoppelt gespeist ist.

14. Integrierte Antennenanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalt einer Richtstrahlung der planaren Antenne diese mindestens ein nicht gespeistes Parasitärelement aufweist.

15. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieeinheit eine Stab- oder Zylinderform aufweist und mindestens teilweise sich außerhalb der Gehäuseoberfläche (10) des Gerätegehäuses erstreckend angeordnet ist, wobei der Metallmantel der Batterieeinheit eine Stabantenne (11) nach Art eines Monopols oder Dipols oder eine Achse einer rund strahlenden Wendel(Helix)-Antenne bildet.

16. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Batterieeinheit bezogen auf das Gerätegehäuse ein- und ausschiebbar angeordnet ist.

17. Integrierte Antennenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß daß bei einer Wendel (Helix)-Antenne die Batterieeinheit ein Helix-Reflektorrohr (15) nachbildet.