DE202010012917U1

DE202010012917U1 - Modifizierte Monopolantenne

Info

Publication number: DE202010012917U1
Application number: DE202010012917U
Authority: DE
Original assignee: MICRO-STAR INTERNATIONAL CORP Ltd; Micro Star International Co Ltd
Current assignee: MICRO-STAR INTERNATIONAL CORP Ltd; Micro Star International Co Ltd
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2020-11-18
Also published as: US20120026044A1; TWM395277U; JP3165456U; US8416136B2

Abstract

Monopolantenne, die auf einem Substrat mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche angeordnet ist, aufweisend:
einen auf der ersten Fläche des Substrates angeordneten Einspeisepunkt, zum Eingeben und Ausgeben von den elektromagnetische-Welle-Signalen entsprechenden elektrischen Signalen,
eine auf der ersten Fläche des Substrats angeordnete Abstrahleinheit, aufweisend:
einen Einspeise-Abschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem Einspeisepunkt gekoppelt ist,
einen ersten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem anderen Ende des Einspeise-Abschnitts gekoppelt ist,
einen zweiten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem anderen Ende des ersten Abstrahlabschnitts gekoppelt ist, wobei der zweite Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt jeweils auf den beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts angeordnet sind, und
einen dritten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem ersten Abstrahlabschnitt gekoppelt ist, wobei der dritte Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt jeweils auf den beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts angeordnet sind,
und ein Reflexionselement, das...

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 28. Juli 2010 in Taiwan eingereichten Anmeldung Nr. 99214403 , deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug hier aufgenommen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne, insbesondere eine Monopolantenne.
Eine Antenne ist ein notwendiger Bestandteil einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, und trotz der immer weiter fortschreitenden Entwicklung in der Kommunikationstechnologie sind Antennen noch immer unverzichtbar. Zusammen mit der rasanten Entwicklung der drahtlosen Kommunikation von einem Niedrigfrequenzbereich zu einem Hochfrequenzbereich hat sich auch der Anwendungsbereich der drahtlosen Kommunikation von der militärischen Anwendung auf Kommunikationsnetzwerke und elektronische Konsumgüter erweitert, und auf dem Gebiet der dazugehörigen Antennen findet ebenfalls eine Entwicklung statt, die exponierte Antennen zunehmend durch leichte, dünne, kurze und versteckte Antennen ersetzt. Die drahtlose Kommunikation ist mittlerweile untrennbar mit dem alltäglichen Leben vieler Menschen verbunden. Wenn eine Kommunikationsvorrichtung mit einer versteckten Antenne versehen ist, verringert sich die Größe der Vorrichtung und die Antennenstruktur ist für den Verbraucher von außen nicht mehr wahrnehmbar, wodurch Ängste der Verbraucher in Bezug auf elektromagnetische Wellen verringert werden.
Bei einer Einzelspeisungs- und Druckmikrostreifen-Antenne beträgt die erforderliche Antennenlänge 1/4 Wellenlänge einer Betriebsfrequenz. Bei einem üblicherweise in einem Drahtlosnetzwerk verwendeten Frequenzband von 2,4 GHz liegt die erforderliche Antennenlänge bei ungefähr 30 mm. Elektronische Produkte aus dem Konsumgüterbereich müssen heutzutage leicht, dünn, kurz und klein sein, wobei dies Anforderungen sind, die die Größe und den Umfang von elektronischen Geräten einschränken, so dass es von großer Bedeutung ist, den von der Antenne des entsprechenden Gerätes eingenommenen Raum zu verringern.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung im Wesentlichen eine Monopolantenne, um die mit einer herkömmlichen Antenne verbundenen Nachteile zu vermeiden, wobei der von der Antenne eingenommene Raum verringert ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Monopolantenne bereit, die auf einem Substrat mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche angeordnet ist. Die Monopolantenne weist auf: einen Einspeisepunkt, der auf der ersten Fläche des Substrats angeordnet ist, zum Eingeben und Ausgeben von elektrischen Signalen, die den elektromagnetische-Welle-Signalen entsprechen, eine auf der ersten Fläche des Substrats angeordnete Abstrahleinheit und ein Reflexionselement, das auf der zweiten Fläche des Substrats angeordnet ist und mit der Position eines zweiten Abstrahlabschnitts korrespondiert. Die Abstrahleinheit weist auf: einen Einspeise-Abschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem Einspeisepunkt gekoppelt ist, einen ersten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem anderen Ende des Einspeise-Abschnitts gekoppelt ist, einen zweiten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem anderen Ende des ersten Abstrahlabschnitts gekoppelt ist, wobei der zweite Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt jeweils auf beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts angeordnet sind, und einen dritten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem ersten Abstrahlabschnitt gekoppelt ist, wobei der dritte Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt jeweils auf den beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts angeordnet sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende ausführliche Beschreibung deutlicher, wobei diese lediglich der Erläuterung dient und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken soll.
In den Zeichnungen zeigen:
1a eine schematische Ansicht einer ersten Fläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
1b eine schematische Ansicht einer zweiten Fläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Ansicht des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 eine schematische Ansicht des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 eine schematische Ansicht des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der dritte Abstrahlabschnitt entfernt ist,
5 eine schematische Ansicht des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der dritte Abstrahlabschnitt entfernt ist,
6 eine schematische Ansicht des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Reflexionselement entfernt ist,
7 eine schematische Ansicht des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Reflexionselement entfernt ist,
8 eine schematische Ansicht des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Reflexionselement einem dritten Abstrahlabschnitt entspricht, und
9 eine schematische Ansicht des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Reflexionselement einem dritten Abstrahlabschnitt entspricht.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen ausführlich erläutert, und die angehängten Zeichnungen dienen der Unterstützung der Beschreibung. Die in der Beschreibung genannten Bezugszeichen beziehen sich auf die Bezugszeichen in den Zeichnungen.
Aus 1a und 1b sind schematische Ansichten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Monopolantenne bereit, die in einem Drahtlosnetzwerk und insbesondere bei einer Drahtlosnetzwerkkarte anwendbar ist. Hier beträgt die Frequenz der elektromagnetische-Welle-Signale vorzugsweise 2,4 GHz, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Die Monopolantenne ist auf dem Substrat 1 mit einer ersten Fläche 11 und einer zweiten Fläche 12 angeordnet. Aus 1a ist eine schematische Ansicht der ersten Fläche 11 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich, und aus 1b ist eine schematische Ansicht der zweiten Fläche 12 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Die Monopolantenne weist einen Einspeisepunkt 2, eine Abstrahleinheit 3 und ein Reflexionselement 4 auf. Die Abstrahleinheit 3 und das Reflexionselement 4 sind aus einem leitfähigen Material hergestellt und das Substrat 1 ist aus einem nicht leitfähigen Material hergestellt, wobei es im Wesentlichen durch eine bedruckte Leiterplatte implementiert sein kann.
Unter Bezugnahme auf die 1a ist der Einspeisepunkt 2 auf der ersten Fläche 11 des Substrates 1 angeordnet und wird zum Eingeben und Ausgeben von den elektromagnetische-Welle-Signalen entsprechenden elektrischen Signalen verwendet. Die Abstrahleinheit 3 ist ebenfalls auf der ersten Fläche 11 des Substrates 1 angeordnet und weist einen Einspeise-Abschnitt 31, einen ersten Abstrahlabschnitt 32, einen zweiten Abstrahlabschnitt 33 und einen dritten Abstrahlabschnitt 34 auf. Ein Ende des Einspeise-Abschnitts 31 ist elektrisch mit dem Einspeisepunkt 2 gekoppelt, und ein Ende des ersten Abstrahlabschnitts 32 ist elektrisch mit dem anderen Ende des Einspeise-Abschnitts 31 gekoppelt. Ein Ende des zweiten Abstrahlabschnitts 33 ist elektrisch mit dem anderen Ende des ersten Abstrahlabschnitts 32 gekoppelt. Der zweite Abstrahlabschnitt 33 und der Einspeise-Abschnitt 31 sind jeweils auf zwei Seiten einer Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts 32 angeordnet. Ein Ende des dritten Abstrahlabschnitts 34 ist elektrisch mit dem ersten Abstrahlabschnitt 32 gekoppelt. Der dritte Abstrahlabschnitt 34 und der Einspeise-Abschnitt 31 sind jeweils auf den beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts 32 angeordnet.
Hier bilden der erste Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt 31 einen ersten eingeschlossenen Winkel 51 und der erste Abstrahlabschnitt 32 und der zweite Abstrahlabschnitt 33 bilden einen zweiten eingeschlossenen Winkel 52, wobei sowohl der erste eingeschlossene Winkel 51 als auch der zweite eingeschlossene Winkel 52 spitze Winkel sind. Der zweite Abstrahlabschnitt 33 und der dritte Abstrahlabschnitt 34 der Monopolantenne bilden im Wesentlichen jeweils einen Teil zweier konzentrischer Kreise, wobei dies bedeutet, dass der zweite Abstrahlabschnitt 33 und der dritte Abstrahlabschnitt 34 in der gleichen Richtung gekrümmt und parallel zueinander sind. Insbesondere ist die Kreismitte der konzentrischen Kreise in der Nähe des dritten Abstrahlabschnitts 34 positioniert. Das Längenverhältnis des dritten Abstrahlabschnitts 34 zu dem zweiten Abstrahlabschnitt 33 liegt zwischen 50% und 80%, vorzugsweise bei 2/3.
Durch diese Gestaltung wird der von der Abstrahleinheit 3 besetzte Raum deutlich verringert.
Die Gesamtlänge des Einspeise-Abschnitts 31, des ersten Abstrahlabschnitts 32 und des zweiten Abstrahlabschnitts 33 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt 10 mm. Das bedeutet, dass die Länge im Vergleich zum Stand der Technik ungefähr um 2/3 reduziert ist. Wenn jedoch die Länge verringert ist, ist auch die Induktivitätszusammensetzung der Antenne verringert. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Stromfluss durch den zweiten eingeschlossenen Winkel 52 geändert, und der Induktivitätswert durch den dritten Abstrahlabschnitt 34 erhöht, der sich von dem zweiten Abstrahlabschnitt 33 aus erstreckt. An einer Verbindungsposition zwischen dem ersten Abstrahlabschnitt 32 und dem dritten Abstrahlabschnitt 34 ist eine Kerbe 35 vorgesehen, wodurch der Kapazitätswert angepasst wird. Hier kann die Kerbe 35 auf einer dem zweiten Abstrahlabschnitt 33 entgegengesetzten Seite angeordnet sein.
Unter Bezugnahme auf die 1b ist das Reflexionselement 4 auf der zweiten Fläche 12 des Substrats 1 angeordnet und korrespondiert mit der Position des zweiten Abstrahlabschnitts 33, so dass ein Kopplungseffekt erzeugt wird, wodurch eine Impedanzanpassung der Monopolantenne erreicht wird. Hier kann das Reflexionselement 4 rechteckig sein, wobei die Längsachse des Reflexionselements 4 leicht parallel zu dem zweiten Abstrahlabschnitt 33 ist, wodurch der bevorzugte Kopplungseffekt erreicht wird.
2 und 3 sind schematische Ansichten des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz und des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Monopolantenne gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung funktioniert in Frequenzbändern von 2,4 GHz bis 2,5 GHz und vorzugsweise auf einer Frequenz von 2,4 GHz.
4 und 5 sind schematische Ansichten des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz und des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz des dritten Abstrahlabschnitts 34 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der dritte Abstrahlabschnitt entfernt ist. Wenn der dritte Abstrahlabschnitt 34 mit sich erstreckenden Abzweigungen nicht vorgesehen ist, können die Wirkungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden. Es ist bekannt, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Kapazitätswert und der Induktivitätswert durch den dritten Abstrahlabschnitt 34 und die Kerbe 35 angepasst werden, so dass, nachdem die Länge um 2/3 reduziert ist, die Monopolantenne weiterhin auf der Frequenz von 2,4 GHz funktioniert.
6 und 7 sind schematische Ansichten des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz und des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Reflexionselement 4 entfernt ist. Wenn das Reflexionselement 4 nicht vorgesehen ist, können die Wirkungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden. Es ist bekannt, dass bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Impedanzanpassung der Antenne durch das Reflexionselement 4 angepasst wird, so dass, nachdem die Länge um 2/3 reduziert ist, die Monopolantenne weiterhin auf der Frequenz von 2,4 GHz funktioniert.
8 und 9 sind schematische Ansichten des Reflexionsverlustes im Vergleich zu der Frequenz und des Spannungs-Stehwellenverhältnisses im Vergleich zu der Frequenz gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Reflexionselement 4 mit der Position des dritten Abstrahlabschnitts 34 korrespondiert. Wenn das Reflexionselement 4 mit der Position des dritten Abstrahlabschnitts 34 korrespondiert, können die Wirkungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden, da das Betriebsfrequenzband der Monopolantenne gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch den zweiten Abstrahlabschnitt 33 und das Reflexionselement 4 bestimmt wird.
Zusammenfassend wird mittels der vorliegenden Erfindung sicher eine Monopolantenne mit einer geringeren Länge bereitgestellt, wodurch auf einfache Weise mehr Elemente mit anderen Funktionen in dem elektronischen Produkt vorgesehen werden können oder das Volumen des elektronischen Produktes verringert werden kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung beispielhaft und in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein muss. Im Gegenteil soll die Erfindung verschiedene Modifizierungen und ähnliche Anordnungen abdecken, die im Schutzbereich der angehängten Ansprüche enthalten sind.
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

TW 99214403 [0001]

Claims

Monopolantenne, die auf einem Substrat mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche angeordnet ist, aufweisend: einen auf der ersten Fläche des Substrates angeordneten Einspeisepunkt, zum Eingeben und Ausgeben von den elektromagnetische-Welle-Signalen entsprechenden elektrischen Signalen, eine auf der ersten Fläche des Substrats angeordnete Abstrahleinheit, aufweisend: einen Einspeise-Abschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem Einspeisepunkt gekoppelt ist, einen ersten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem anderen Ende des Einspeise-Abschnitts gekoppelt ist, einen zweiten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem anderen Ende des ersten Abstrahlabschnitts gekoppelt ist, wobei der zweite Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt jeweils auf den beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts angeordnet sind, und einen dritten Abstrahlabschnitt, dessen eines Ende elektrisch mit dem ersten Abstrahlabschnitt gekoppelt ist, wobei der dritte Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt jeweils auf den beiden Seiten der Längsachse des ersten Abstrahlabschnitts angeordnet sind, und ein Reflexionselement, das auf der zweiten Fläche des Substrats angeordnet ist und mit einer Position des zweiten Abstrahlabschnitts korrespondiert.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei der erste Abstrahlabschnitt und der Einspeise-Abschnitt einen ersten eingeschlossenen Winkel ausbilden, der ein spitzer Winkel ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei der erste Abstrahlabschnitt und der zweite Abstrahlabschnitt einen zweiten eingeschlossenen Winkel ausbilden, der ein spitzer Winkel ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei der dritte Abstrahlabschnitt und der zweite Abstrahlabschnitt jeweils ein Teil von zwei konzentrischen Kreisen sind und die Kreismitte der beiden konzentrischen Kreise nahe bei dem dritten Abstrahlabschnitt positioniert ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei das Längenverhältnis des dritten Abstrahlabschnitts zu dem zweiten Abstrahlabschnitt zwischen 50% und 80% liegt.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Abstrahlabschnitt und dem dritten Abstrahlabschnitt eine Kerbe angeordnet ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 6, wobei die Einkerbung auf einer dem zweiten Abstrahlabschnitt entgegengesetzten Seite angeordnet ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei das Reflexionselement rechteckig ist und die Längsachse des Reflexionselements leicht parallel zu dem zweiten Abstrahlabschnitt ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei die Abstrahleinheit und das Reflexionselement aus leitfähigem Material hergestellt sind und das Substrat aus nicht leitfähigem Material hergestellt ist.
Monopolantenne gemäß Anspruch 1, wobei die Frequenz der elektromagnetische-Welle-Signale 2,4 GHz beträgt.