DE20112076U1

DE20112076U1 - Integration einer Leuchtdiode in eine Leiterbahnantenne

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Publication number: DE20112076U1
Application number: DE20112076U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Gigaset Communications GmbH
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2011-07-21

Description

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Beschreibung . ■ . ■ ,

Integration einer Leuchtdiode in eine Leiterbahnantenne

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Die Erfindung betrifft ein Funkgerät, welches mit einer Lei-, terbahnantenne und mindestens einem elektronischen Bauelement, vorzugsweise einer Leuchtdiode, versehen ist zur Verringerung gegenseitiger Störbeeinflussung zwischen einer Leiterbahnantenne und einem elektronischen Bauelement, vorzugsweise einer Leuchtdiode, welches durch die Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes der Leiterbahnantenne verursacht wird. i

Funkgeräte übertragen Nachrichten, beispielsweise Sprache, Bilder oder andere Daten mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen. Das Abstrahlen bzw. der Empfang der elektromagnetischen Wellen erfolgt durch Antennen, die die leitungsgeführte Energie des Senders in elektromagnetische Energie bzw. die elektromagnetische Energie in leitungsgeführte Energie des Empfängers umwandeln. Die Form der Antenne hängt von den zu übertragenden Trägerfrequenzen ab. ■

Insbesondere in der,Mobilfunktechnik werden seit einigen Jahren Antennen als Leiterbahnstruktur realisiert. Diese Antennen sind preiswert, reproduzierbar, haben eine niedrige Bauhöhe, geringes Gewicht und ermöglichen einen hohen Integrationsgrad.

Funkgeräte werden häufig mit einer Leuchtdiode an ihrem oberen Ende ausgestattet. Das obere Ende des Funkgeräts ist jedoch zugleich eine vorteilhafte Stelle zur Plazierung der Leiterbahnantenne. Ist an dieser Stelle also auch eine Leuchtdiode in das Funkgerät integriert, kommt es. zu Störungen der Strahlungscharakteristik der Leiterbahnantenne, wenn sich die Leuchtdiode mit ihren Zuleitungen (Anschlußdrähten) in unmittelbarer Nähe zur Leiterbahnantenne befindet. Dann wird namljxshfein.-gxpfi.er· hochfrequenter. Strom in den Zuleitun-

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gen der Leuchtdiode induziert. Die Zuleitungen der Leuchtdiode stellen ihrerseits eine Antenne dar. Sie strahlen also elektromagnetische Wellen ab, wobei diese Abstrahlung zur Störung der Strahlungscharakteristik der Leiterbahnantenne ,5 führt. Des weiteren muß bei der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen bedingt durch die nichtlineare Kennlinie der Leuchtdiode mit einer erhöhten Oberwellenleistung gerechnet werden.

Um diese beiden Nachteile bei der benachbarten Plazierung von Leuchtdiode und Leiterbahnantenne zu vermeiden, wurde die Leuchtdiode von der Leiterbahnantenne entfernt in die Masseschicht der Leiterplatte eingebunden. Der Lichttransport von der Leuchtdiode zur Lichta&mgr;strittsöffnung am oberen Ende des Funkgeräts wird über einen Lichtleiter realisiert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine technische Lösung zur Minimierung der Störbeeinflussung zwischen einer Leiterbahnantenne und einem elektronischen Bau-^ element, vorzugsweise einer Leuchtdiode, anzugeben, die durch die Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes der Leiterbahnantenne und/oder des elektronischen Bauelementes, vorzugsweise der Leuchtdiode, in Funkgeräten entsteht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß, ein Funkgerät betreffend, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Erfindungsgemäß ist zur Verringerung der Induktion von hochfrequenten Strömen in den Zuleitungen des elektronischen Bauelementes, vorzugsweise einer Leuchtdiode, durch das .von der Leiterbahnantenne erzeugte hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld die Leuchtdiode in die Leiterbahnantenne integrierbar.

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Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Leuchtdiode direkt an
der Lichtaustrittsöffnung des Funkgeräts angebracht werden
kann.

Auf diese Weise kann von einem Lichtleiter abgesehen werden
oder dieser sehr kurz gestaltet werden, was zu einer Kostenreduktion
bei der Herstellung der Funkgeräte führt.

Des weiteren werden Strahlungsverluste im Lichtleiter vermieden bzw. minimiert. Da die Funkgeräte immer kleiner gebaut

werden, sind hohe Anforderungen hinsichtlich des zu vergebenden Platzes für die Bauelemente zu beachten. Dieses hat zur
Folge, daß häufig gewundene Lichtleiter eingesetzt werden
müssen. Neben der komplizierten Handhabung beim Einbau dieser gewundenen Lichtleiter sind bei gewundenen Lichtleitern die
Strahlungsverluste gemäß den Prinzipien der geometrischen Optik besonders hoch. . .

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus,der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
erläutert. ' '

Dabei zeigen in schematischer Darstellung die
, ■ ■

FIG 1 eine prinzipielle Darstellung und Wirkungsweise einer
Leiterbahnantenne mit integrierter Leuchtdiode in
Draufsicht auf eine Leiterplatte eines Funkgeräts,

. FIG 2 eine als vertikale X/4^AAntenne ausgebildete Leiterbahnantenne,

FIG 3 eine Variante gemäß Fig I.

Die Figur 1 zeigt ein Funkgerät FG, welches eine Leiterplatte LP enthält. Auf der Leiterplatte LP werden verschiedenste

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terplatte LP eingebunden sind, wie Kondensatoren, Spulen, Transformatoren, Filter, Koppler, Resonatoren etc. aufgebracht. Auf einem Teil der Leiterplatte LP sind elektronische Bauelemente zusammengefaßt, die das sogenannte Funkteil FT, das heißt den Sender- bzw. Empfängerschaltkreis, bilden. Die in dem Funkteil FT erzeugten elektrischen Signale werden über die Einspeiseleitung EL der Leiterbahnantenne LBA zugeführt. In der Leiterbahnantenne LBA wird die eingespeiste elektrische Energie als elektromagnetische Welle abgestahlt. Im umgekehrten Fall empfängt die Leiterbahnantenne LBA elektromagnetische Energie aus dem umliegenden Raum und wandelt diese in leitungsgeführte elektrische Energie. Diese empfangenen elektrischen Signale werden über die Einspeiseleitung EL dem Funkteil FT zur weiteren Verarbeitung zugeführt.

Die Form der Antenne hängt dabei von der Frequenz der zu übertragenden elektromagnetischen Signale ab. Der Ort an dem die leitungsgeführte Energie über die Einspeiseleitung EL in die Leiterbahnantenne LBA geführt wird, wird durch die Einhaltung der Resonanzbedingungen bestimmt. Dazu müssen Eingangswiderstand der Leiterbahnantenne LBA und Ausgangswiderstand der Einspeiseleitung EL aufeinander abgestimmt werden.

Die Leiterbahnantenne LBA befindet sich aus konstruktiven Ge-Sichtspunkten und im Hinblick auf die Optimierung der Strahlungscharakteristik an einem Ende, beispielsweise dem oberen Ende, des Funkgeräts FG.

Ebenfalls an demselben Ende des Funkgeräts FG enthält das Funkgerät FG eine Lichtaustrittsöffnung LAÖ. Unterhalb der Lichtaustrittsöffnung LAÖ befindet sich eine Leuchtdiode LED, deren Strahlung aus der Lichtaustrittsöffnung LAÖ in den oberhalb des Funkgeräts FG liegenden Halbraum hinaustritt. Die Leuchtdiode LED dient der optischen Signalisierung. Ihre spezielle Funktion beispielsweise als optisches Signal für eingehende Rufe oder für Nachrichten auf dem Anrufbeantworter wird vom Hersteller des Funkgeräts FG festgelegt.

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Sollte es aus konstruktiven Gesichtspunkten nicht möglich sein, die Leuchtdiode LED direkt an der Lichtaustrittsöffnung LAÖ zu plazieren, wird deren Strahlung in einen kurzen Lichtleiter eingekoppelt, wobei der Ausgang des Lichtleiters dann an der Lichtaustrittsöffnung LAÖ liegt.

Die Leuchtdiode LED erhält ihr elektrisches Signal von der Komponente KOM. Dieses elektrische Signal wird in der Leuchtdiode LED in ein optisches Signal gewandelt. Das elektrische Signal der Komponente KOM wird über die Verbindungsleitung V und die Zuleitungen Z (Anschlußdrähte) der Leuchtdiode LED zugeführt.

Um eine gegenseitige Störbeeinflussung zwischen der Leiterbahnantenne LBA und der Leuchtdiode LED zu verringern, welche durch die Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes der Leiterbahnantenne LBA verursacht wird, wodurch hochfrequente Ströme in den Zuleitungen Z einer sich in unmittelbarer Nähe befindenden Leuchtdiode LED induziert werden, was zu einer Verschlechterung der Abstrahlcharakteristik der Leiterbahnantenne LBA führt, wird die Leuchtdiode LED in die Leiterbahnantenne LBA integriert.

Die Länge der Zuleitungen Z zwischen der Leuchtdiode LED und dem Kondensator Kl sollte unter Berücksichtigung konstruktionstechnischer bzw. herstellungsbedingter Erfordernisse so klein wie möglich ausgestaltet werden. Die Verbindungsleitung V wird mit der Leiterbahnantenne LBA in der Art und Weise geführt, daß eine enge Kopplung zwischen der Leiterbahnantenne LBA und der Verbindungsleitung V entsteht. Idealerweise wird die Verbindungsleitung V dergestalt geführt, daß sie vollständig von der Leiterbahnantenne LBA umgeben ist. Um die Verbindungsleitung V von den Zuleitungen Z zu der Leuchtdiode LED unterscheiden zu können, werden die Zuleitungen Z der Leuchtdiode LED fett gezeichnet.

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Die in die Leiterbahnantenne LBA integrierte Leuchtdiode LED befindet sich möglichst dicht an der Lichtaustrittsöffnung LAÖ, um die aus der Lichtaustrittsöffnung LAÖ austretende Strahlung zu maxiinieren.
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Ebenso wie die Leuchtdiode LED können weitere elektronische Bauelemente in die Leiterbahnantenne LBA integriert werden, um die Induktion von hochfrequenten Strömen in den Zuleitungen der elektronischen Bauelemente zu minimieren. Beispielsweise könnte das ein Mikrophon sein. Die Erfindung ist dementsprechend nicht auf die Integration einer Leuchtdiode (LED) in eine Leiterbahnantenne LBA beschränkt.

Die einzelnen in dieser Figur gezeigten elektronischen Bauelemente wie die Kondensator Kl bzw. K2 können im Funkgerät FG unterschiedliche Funktionen haben. Deshalb wird auf deren Funktion nicht näher eingegangen.

Erfindungswesentlich ist jedoch die Integration der Leuchtdi-0 ode LED in die Leiterbahnantenne LBA.

Die Figur 2 zeigt ein Funkgerät FG bei dem die Leiterbahnantenne LBA als sogenannte Marconi-Antenne ausgestaltet ist. Die Länge der Leiterbahnantenne LBA entspricht dabei einem Viertel der Wellenlänge der abgestrahlten oder empfangenen elektromagnetischen Strahlung. Die Leiterbahnantenne LBA steht senkrecht auf der Oberfläche der Leiterplatte LP bzw. auf deren Masseschicht M.

0 Auch in der Figur 2 ist eine Leuchtdiode LED in die Leiterbahnantenne LBA integriert, um die Induktion von hochfrequenten Strömen in den Zuleitungen Z der Leuchtdiode LED zu verringern. Zur besseren Unterscheidung sind die Zuleitungen Z der Leuchtdiode LED gegenüber den Verbindungsleitungen Vl, V2 fett gezeichnet.

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Die Zuleitungen Z zwischen der Leuchtdiode LED und dem Kondensator Kl werden unter Berücksichtigung konstruktionstechnischer Erfordernisse zur Verringerung der gegenseitigen Störbeeinflussung zwischen der Leiterbahnantenne LBA und der Leuchtdiode LED so klein wie möglich ausgestaltet.

Die Leuchtdiode LED befindet sich unmittelbar an der Lichtaustrittsöffnung LAÖ, um den Anteil an Strahlung der Leuchtdiode LED, der über die Lichtaustrittsöffnung LAÖ aus dem Funkgerät FG hinaustritt, zu maximieren. Die Leuchtdiode LED ist über die Zuleitungen Z sowohl mit der Leiterbahnantenne LBA als auch über die Verbindungsleitungen Vl, V2 mit der Komponente KOM verbunden, von der die Leuchtdiode LED ihr elektrisches Signal erhält.

Die elektronischen Bauelemente, die das sogenannte Funkteil FT bilden, sind auf einem Teil der Leiterplatte LP zusammengefaßt. Die in dem Funkteil FT erzeugten elektrischen Signale werden der Leiterbahnantenne LBA an deren Fußpunkt über die Einspeiseleitung EL zugeführt. Die Leiterbahnantenne LBA strahlt wiederum die eingespeiste elektrische Energie als elektromagnetische Welle ab.

0 Die einzelnen in dieser Figur gezeigten elektronischen Bauelemente wie die Kondensatoren Kl, K2 bzw. K3 können auch in diesem Ausführungsbeispiel im Funkgerät FG unterschiedliche Funktionen haben. Deshalb wird auf deren Funktion nicht näher eingegangen.

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Erfindungswesentlich ist jedoch auch in diesem Ausführungsbeispiel die Integration der Leuchtdiode LED in die Leiterbahnantenne LBA.

In der Figur 3 wird eine Variante eines Funkgeräts FG gemäß Figur 1 offenbart. Die einzelnen Elemente wie eine Leiterplatte
LP, eine Leiterbahnantenne LBA, eine Leuchtdiode LED sowie Kondensatoren Kl und K2 sind markiert.

Claims

1. Funkgerät (FG) mit mindestens einer Leiterbahnantenne (LBA) und mindestens einem elektronischen Bauelement, vorzugsweise einer Leuchtdiode (LED), dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Induktion von hochfrequenten Strömen in den Zuleitungen (Z) der Leuchtdiode (LED) durch das von der Leiterbahnantenne (LBA) erzeugte elektromagnetische Wechselfeld die Leuchtdiode (LED) in die Leiterbahnantenne (LBA) integriert ist.

2. Funkgerät (FG) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (LED), welche in die Leiterbahnantenne (LBA) integriert ist, unmittelbar an einer Lichtaustrittsöffnung (LAÖ) des Funkgeräts (FG) plaziert ist.

3. Funkgerät (FG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnantenne (LBA) und die Leuchtdiode (LED) am einem Ende des Funkgeräts (FG) plaziert sind.

4. Funkgerät (FG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnantenne (LBA) als sogenannte Marconi- Antenne ausgebildet ist.

5. Funkgerät (FG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkgerät (FG) als Telefon ausgebildet ist.

6. Funkgerät (FG) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Telefon als Schnurloses Telefon ausgebildet ist.

7. Funkgerät (FG) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Telefon als Mobiltelefon ausgebildet ist.