DE202008015943U1

DE202008015943U1 - Antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE202008015943U1
Application number: DE200820015943
Authority: DE
Original assignee: Metrona Waermemesser Union GmbH
Current assignee: Metrona Waermemesser Union GmbH
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2018-12-03

Abstract

Antennenvorrichtung, insbesondere für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (10) eines Verbrauchsdatenerfassungs-, -übermittlungs- oder -speichergeräts, umfassend
eine Leiterplatte (12) mit einer Oberseite (14) und einer Unterseite (24), und
eine auf die Leiterplatte (12) aufgedruckte, zusammenhängende Leiterbahnstruktur, die eine Antenne (18) bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiterbahnstruktur mehrere voneinander getrennte obere Leiterbahnabschnitte (20) auf der Oberseite (14) der Leiterplatte (12) und mehrere voneinander getrennte untere Leiterbahnabschnitte (22) auf der Unterseite (24) der Leiterplatte (12) aufweist,
wobei jeder obere Leiterbahnabschnitt (20) mit wenigstens einem unteren Leiterbahnabschnitt (22) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung, umfassend eine Leiterplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite, und eine auf die Leiterplatte aufgedruckte, zusammenhängende Leiterbahnstruktur, die eine Antenne bildet.
Die Erfindung zielt auf eine Anwendung einer solchen Antennenvorrichtung in Verbrauchsdatenerfassungsgeräten (insbesondere Heizkostenverteiler, Wasserzähler oder Wärmezähler), Verbrauchsdatenübermittlungsgeräten (insbesondere Repeater) und Verbrauchsdatenspeichergeräten (insbesondere Datensammler) ab.
Bislang werden Antennen für solche Geräte als separate Komponente in der zugehörigen Sende- und/oder Empfangseinrichtung verbaut, beispielsweise in Form eines gewendelten Federdrahts, wie in der DE 102 23 395 A1 beschrieben. Ein gewendelter Federdraht benötigt jedoch einen nicht unerheblichen Bauraum. Außerdem muss darauf geachtet werden, den Draht beim Einbau oder bei der Wartung des Geräts nicht zu verbiegen oder zu beschädigen.
Die EP 1 099 944 B1 zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung des Energieverbrauchs einer Heizungsanlage (Heizkostenverteiler) mit einer Antenne zur Funkübertragung der Ausgangssignale des Temperaturfühlers der Vorrichtung. Die Platine, auf der auch die übrigen elektronischen Bauelemente der Vorrichtung (insbesondere Batterie, Ladekondensator, Temperaturfühler) angeordnet sind, bildet einen Teil der Antenne. Über elektrische Anschlussmittel ist die Platine so an den Heizkörper gekoppelt, dass der Heizkörper und die Platine die beiden Äste eines Dipols bilden. Um die durch das Antennenfeld bewirkten Verschiebungsströme auf der Platine von den Bauteilen auf der Platine fernzuhalten, weist die Platine eine kupferkaschierte Unterseite auf.
Des Weiteren ist aus der WO 01/17061 A1 eine Antenne der eingangs genannten Art bekannt. Die als "Zwei-Ebenen-PCB-Multiband-Antenne" bezeichnete Vorrichtung ist für Mobilfunkgeräte ausgelegt und weist auf beiden Seiten einer Leiterplatte eine strukturierte Leiterbahn auf. Die beiden Leiterbahnen können an einer oder mehreren Stellen miteinander verbunden sein.
Eine Transponder-Antenne mit rechteckigen Spiralwindungen, die auf beiden Seiten eines Substrats gebildet sind, ist in der US 5,608,417 gezeigt. Die inneren Enden der Spiralen sind durch das Substrat hindurch miteinander verbunden. Eine ähnliche Konstruktion ist auch aus der EP 0 142 380 A2 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine für Verbrauchsdatenerfassungs-, -übermittlungs- und -speichergeräte geeignete Antenne zu schaffen, die wenig Bauraum beansprucht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Antennenvorrichtung vorgeschlagen, umfassend eine Leiterplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite, und eine auf die Leiterplatte aufgedruckte, zusammenhängende Leiterbahnstruktur, die eine Antenne bildet. Die erfindungsgemäße Antennenvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur mehrere voneinander getrennte obere Leiterbahnabschnitte auf der Oberseite der Leiterplatte und mehrere voneinander getrennte untere Leiterbahnabschnitte auf der Unterseite der Leiterplatte aufweist, wobei jeder obere Leiterbahnabschnitt mit wenigstens einem unteren Leiterbahnabschnitt verbunden ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass insbesondere eine für die eingangs erwähnten Anwendungen vorteilhafte Helix-Antenne durch Leiterbahnabschnitte gebildet werden kann, die auf beiden Seiten einer Leiterplatte aufgedruckt und in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich eine Antenne mit einer Bauhöhe realisieren, die nicht wesentlich größer als die Dicke der Leiterplatte ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung, insbesondere gegenüber einem gewendelten Federdraht, besteht darin, dass die Windungen unverrückbar auf der Leiterplatte aufgedruckt sind und nicht verbogen oder anderweitig deplatziert werden können. Vorzugsweise ist die Antenne auf der Leiterplatte gebildet, auf der auch die anderen elektronischen Komponenten der Sende- und/oder Empfangseinrichtung verbaut sind. Die erfindungs gemäße Antennenvorrichtung ist damit integraler Bestandteil der Sende- und/oder Empfangseinrichtung des jeweiligen Geräts.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung; und
2 eine Unteransicht der Sende- und/oder Empfangseinrichtung aus 1.
Die in den 1 und 2 gezeigte Sende- und/oder Empfangseinrichtung 10 umfasst im Wesentlichen eine Leiterplatte 12, auf deren Oberseite 14 mehrere elektronische Bauteile 16 angeordnet sind. Die Leiterplatte 12 kann zusätzliche Bauteile 16 tragen, die nicht unmittelbar der Sende- und/oder Empfangseinrichtung zuzurechnen sind. Im Falle eines elektronischen Heizkostenverteilers kann beispielsweise ein Temperaturfühler auf der Leiterplatte 12 angebracht sein.
Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 10 weist eine Antenne 18 auf, die aus mehreren auf die Leiterplatte 12 aufgedruckten Leiterbahnabschnitten 20, 22 gebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf der Oberseite 14 der Leiterplatte 12 mehrere voneinander getrennte obere Leiterbahnabschnitte 20 (in 2 durch Strichlinien angedeutet) und auf der Unterseite 24 der Leiterplatte 12 mehrere voneinander getrennte untere Leiterbahnabschnitte 22 (in 1 durch Strichlinien angedeutet) in Form von Kupferbahnen aufgedruckt.
Die Leiterbahnabschnitte 20, 22 jeder Seite haben im Wesentlichen die gleiche Länge und sind parallel zueinander ausgerichtet. Die oberen und unteren Leiterbahnabschnitte 20, 22 sind relativ zueinander so angeordnet, dass sich bei gemeinsamer Betrachtung ein Zickzackmuster ergibt. An ihren Enden sind die Leiterbahnabschnitte 20, 22 mittels Durchkontaktierungen 26 (vias), die sich durch die Leiterplatte 12 erstrecken, mit einem Leiterbahnabschnitt 20 bzw. 22 auf der anderen Seite elektrisch verbunden. Somit bilden die Leiterbahnabschnitte 20, 22 eine zusammenhängende Leiterbahnstruktur, genauer gesagt eine Helix-Struktur, die abwechselnd auf der Oberseite 14 und der Unterseite 24 der Leiterplatte 12 verläuft.
Optional kann die Antennenvorrichtung zusätzlich eine Dachkapazität aufweisen.
Die Bezeichnungen Oberseite und Unterseite wurden zur leichteren Unterscheidung der beiden Seiten der Leiterplatte 12 gewählt und sind nicht einschränkend im Sinne einer bestimmten Orientierung der Leiterplatte 12 zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10223395 A1 [0003]
- EP 1099944 B1 [0004]
- WO 01/17061 A1 [0005]
- US 5608417 [0006]
- EP 0142380 A2 [0006]

Claims

Antennenvorrichtung, insbesondere für eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (10) eines Verbrauchsdatenerfassungs-, -übermittlungs- oder -speichergeräts, umfassend eine Leiterplatte (12) mit einer Oberseite (14) und einer Unterseite (24), und eine auf die Leiterplatte (12) aufgedruckte, zusammenhängende Leiterbahnstruktur, die eine Antenne (18) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur mehrere voneinander getrennte obere Leiterbahnabschnitte (20) auf der Oberseite (14) der Leiterplatte (12) und mehrere voneinander getrennte untere Leiterbahnabschnitte (22) auf der Unterseite (24) der Leiterplatte (12) aufweist, wobei jeder obere Leiterbahnabschnitt (20) mit wenigstens einem unteren Leiterbahnabschnitt (22) verbunden ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen und unteren Leiterbahnabschnitte (20, 22) mittels Durchkontaktierungen (26) miteinander verbunden sind, die sich durch die Leiterplatte (12) erstrecken.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnabschnitte (20, 22) jeder Seite parallel zueinander ausgerichtet sind.
Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen oberen und unteren Leiterbahnabschnitte (20, 22) insgesamt eine zusammenhängende Helix-Struktur bilden.
Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dachkapazität.
Verbrauchsdatenerfassungsgerät, insbesondere Heizkostenverteiler, Wasserzähler oder Wärmezähler, gekennzeichnet durch eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (10) mit einer Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verbrauchsdatenübermittlungsgerät, insbesondere Repeater, gekennzeichnet durch eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (10) mit einer Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verbrauchsdatenspeichergerät, insbesondere Datensammler, gekennzeichnet durch eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (10) mit einer Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.