DE3689455T2

DE3689455T2 - Tragbares Rundfunkgerät.

Info

Publication number: DE3689455T2
Application number: DE3689455T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Asazawa; Kazuya Hashimoto
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1986-08-26
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2006-08-27
Also published as: JPS6249729A; US4829591A; EP0214806A2; JP2702109B2; CA1262562A; DE3689455D1; EP0214806A3; AU6183786A; EP0214806B1; AU598743B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine tragbare Sender/Empfänger- Vorrichtung, mit der Möglichkeit des Diversityempfangs (Mehrfachempfangs).
Herkömmliche tragbare Sender/Empfänger-Vorrichtungen besitzen eine Einzelantenne, die sowohl zum Senden als auch für den Empfang verwendet wird. Die Einzelantenne ist typischerweise eine Koaxialantenne, eine Peitschenantenne oder eine Mikrostreifenleiterantenne, die so dimensioniert ist, daß sie die erforderliche Antennenbandbreite aufweist.
Derartige tragbare Sender/Empfänger-Vorrichtungen leiden oft unter dem Rauschen des Empfangssignals aufgrund eines unerwünschten Phänomens, genannt Rayleigh-Schwund (Rayleigh fading), bei dem große Schwankungen in der Feldstärke des Empfangssignals auftreten. Der Diversityempfang unter Verwendung eines Antennenpaars mit einer geeigneten Empfangsschaltung ist ein geeignetes Mittel zur Reduzierung der Rauschens im Empfangssignal. Diversityempfänger sind gut bekannt, siehe z. B. Microwave Mobile Communication, Ed., William C. Jakes, Jr., pub. 1974 John Wiley & Sons., ISEN 0-471-43720-4, Kapitel 5 "Fundamentals of Diversity systems".
Leider kann die Verdoppelung der Antennenanzahl eine unerwünschte Unhandlichkeit und zusätzliches Gewicht für die tragbare Sender/Empfänger-Vorrichtung ergeben. Darüber hinaus kommen die zwei Antennen so nahe zusammen, daß ohne sorgfältige Auslegung das Auftreten einer erheblichen wechselseitigen Verkopplung untereinander wahrscheinlich wird, was solche Eigenschaften, wie die Impedanz, die Richtwirkung und das Strahlungsdiagramm kompliziert.
Das am 30. Dezember 1986 veröffentlichte U.S.-Patent US- A-4,633,519, welches jedoch auf der am 16. Oktober 1984 veröffentlichten Japanischen Offenlegungsschrift JP-A-59-181 732 basiert, beschreibt ein Diversityempfängersystem für ein tragbares Funktelefon. Es werden zwei Empfangsantennen verwendet, nämlich eine auf dem einen Ende der Einheit montierte Monopolantenne und eine Rahmenantenne, die innerhalb des Gehäuses der Einheit an einer dem Lautsprecher oder der Hörvorrichtung benachbarten Seite montiert ist.
Die vorliegende Erfindung ist in dem nachstehenden Patentanspruch 1 definiert, auf den jetzt Bezug genommen werden sollte, und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die nachstehend im Detail beschrieben wird, weist eine tragbare Sender/Empfänger-Vorrichtung eine getrennte mit einem ersten Funkempfänger verbundene Mikrostreifenleiterantenne auf. Eine Breitband-Koaxialantenne oder -Peitschenantenne ist mit einem zugeordneten Duplexer (Sende/Empfangs-Weiche) verbunden. Sowohl ein zweiter Funkempfänger als auch ein Sender sind über den Duplexer mit der Breitbandantenne verbunden. Die quadratische Mikrostreifenleiterantenne besteht aus einer leitenden Emissions- oder Strahlungsplatte und einer über eine leitende Verbindungsplatte verbundenen Grundplatte. Ein Gehäuse, das die Sender/Empfänger-Vorrichtung umschließt enthält eine Hörvorrichtung. Ein Mikrofon ist in dessen Vorderseite, die Mikrostreifenleiterantenne unter seiner Rückseite eingebaut. Die Breitband-Koaxialantenne oder -Peitschenantenne ist aufrecht an seiner Oberseite angebracht.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1A eine perspektivische Ansicht einer tragbaren Sender/Empfänger-Vorrichtung, welche die Erfindung verkörpert;
Fig. 1B ein Funktionsblockschaltbild der Sender/Empfänger-Vorrichtung von Fig. 1A;
Fig. 2A eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sender/Empfänger-Vorrichtung mit einer Koaxialantenne;
Fig. 2B eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sender/Empfänger-Vorrichtung mit einer Peitschenantenne;
Fig. 2C eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sender/Empfänger-Vorrichtung mit einer Mikrostreifenleiterantenne;
Fig. 3A eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sender/Empfänger-Vorrichtung mit einer Doppel-Koaxialantenne;
Fig. 3B eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sender/Empfänger-Vorrichtung mit einer Doppel-Peitschenantenne;
Fig. 3C eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sender/Empfänger-Vorrichtung mit einer Doppel-Mikrostreifenleiterantenne;
Fig. 4A eine Skizze, welche die Breite W und die Dicke D einer quadratischen Mikrostreifenleiterantenne definiert;
Fig. 4B eine graphische Darstellung, welche darstellt wie die Antennenbandbreite von der Breite und Dicke der in Fig. 4A dargestellten Antenne abhängt; und
Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche ein Beispiel der zum Senden und Empfangen verwendeten Frequenzen zeigt.
Wie vorstehend erwähnt, können herkömmliche Sender/ Empfänger-Vorrichtungen verschiedene Antennentypen verwenden, wie z. B. eine Halbwellen-Koaxialantenne (Fig. 2A), eine vertikale Viertelwellen-Peitschenantenne (Fig. 2B) oder eine Mikrostreifenleiterantenne (Fig. 2C).
Wenn solche Faktoren wie Leistung, einfache Bedienung, Tragbarkeit und Kosten betrachtet werden, ist der Diversityempfang mit zwei beabstandeten Antennen in einem tragbaren Rundfunkgerät sehr wünschenswert. Beispielsweise könnte entsprechend zu jeder Einzelantennen-Sender/Empfänger-Vorrichtung der Fig. 2A, 2B und 2C ein Doppelantennen-Diversitätsempfänger mit zwei Antennen des gleichen Typs, wie den Fig. 3A, 3B und 4C dargestellt, aufgebaut werden.
Die Diversity-Sender/Empfänger-Vorrichtung von Fig. 3A ist mit zwei Koaxialantennen, die Sender/Empfänger-Vorrichtung von Fig. 3B ist mit zwei Peitschenantennen ausgestattet. Da jedoch die zwei ähnlichen Antennenpole sehr nahe zusammen angeordnet sind, ist ihre wechselseitige Verkopplung sehr groß, so daß sie jeweils die Eigenschaften, wie z. B. die Impedanz, die Richtwirkung und das Abstrahldiagramm wechselseitig beeinflussen, was Komplikationen bei der Auslegung aufwirft. Darüber hinaus ist eine derartig plumpe Konstruktion ästhetisch nicht befriedigend.
Die Diversity-Sender/Empfänger-Vorrichtung von Fig. 3C ist mit zwei Mikrostreifenleiterantennen ausgerüstet. Die Antenne stehen nicht aus dem Gehäuse hervor, was die Tragbarkeit der Einheit und deren Bedienbarkeit verbessert. Der von dem Antennenbereich belegte Innenraum ist jedoch vergrößert, was den verfügbaren Platz für solche Dinge wie z. B. die Batterie und die elektrischen Schaltungen verkleinert. Daher ist diese Auslegung ebenfalls für den praktischen Einsatz ungünstig.
Ein weiteres Problem mit einer derartigen Mikrostreifenleiterantenne besteht darin, daß die Größe zunimmt, wenn eine große Antennenbandbreite benötigt wird. Wie in Fig. 4A dargestellt, besteht dieser Typ einer quadratischen Mikrostreifenleiterantenne aus einer leitenden Emissions- oder Strahlungsplatte 14, einer leitenden Grundplatte 16 und einer leitenden Verbindungsplatte 18, welche die Strahlungsplatte und Grundplatte miteinander verbindet. Diese Antenne weist eine Dicke D und eine Breite W auf. Fig. 4B zeigt in allgemeiner Form, wie die Antennenbandbreite von diesen zwei Abmessungen abhängt. Zur Vergrößerung der Antennenbandbreite, ist es erforderlich, die Größe der Mikrostreifenleiterantenne entweder über die Dicke D oder die Breite W auszudehnen.
Folglich werden die Antennen ziemlich groß, wenn die Konstruktion der Fig. 3C versucht wird, was es schwierig macht eine derartige Auslegung praktisch umzusetzen. Darüber hinaus beeinflussen zwei nach Fig. 3C angeordnete Streifenantennen ihre Eigenschaften gegenseitig ungünstig, wie z. B. die Impedanz, die Richtwirkung und das Abstrahldiagramm, da ihre wechselseitige Verkopplung sehr stark ist.
Fig. 1A ist eine perspektivische Ansicht einer tragbaren Sender/Empfänger-Vorrichtung, welche die Erfindung verkörpert, und Fig. 1B stellt ein Funktionsblockschaltbild der Sender/Empfänger-Vorrichtung von Fig. 1A dar. Für den Diversityempfang weist die Sender/Empfänger-Vorrichtung zwei Antennen auf, eine durch einen Antennenabdeckung 6 geschützte Mikrostreifenleiterantenne 1 und eine über eine Oberseite des Gehäuses 3 hinausragende Koaxialantenne 2. Zum Benutzer hin ausgerichtet sind eine Hörvorrichtung und einen Mikrofon 5 angeordnet.
Wie in Fig. 1B dargestellt, weist die Sender/Empfänger- Vorrichtung zusätzlich zu den Antennen 1 und 2 einen ersten Empfänger 8 auf, welcher die von der Mikrostreifenleiterantenne 1 aufgenommenen Signale empfängt. Ein Sender 7 und zweiter Empfänger 9 benutzen mittels eines Duplexers 10 die Koaxialantenne 2 gemeinsam. Daher wird die Koaxialantenne 2 gemeinsam sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Signalen verwendet, während die quadratische Mikrostreifenleiterantenne 1 ausschließlich als Empfangsantenne genutzt wird.
Wenn eine Sender/Empfänger-Vorrichtung gleichzeitig das Senden und Empfangen von Signalen ausführt, wie es in allgemeiner Form in Fig. 5 dargestellt ist, wird das Sendefrequenzband zwischen f&sub1; und f&sub2; von dem Empfangsfrequenzband zwischen f&sub3; und f&sub4; durch ein Frequenzintervall f&sub2; bis f&sub3; getrennt. Deshalb muß dann, wenn dieselbe Antenne sowohl zu Senden als zum Empfangen benutzt wird, diese im allgemeinen eine Breitbandantenne mit einem Spannungs-Stehwellenverhältnis (VSWR) sein, welches einen vorgeschriebenen Betrag oder weniger für Frequenzen in dem gesamten Band zwischen f&sub1; und f&sub4; aufweist.
Andererseits muß eine Antenne, welche nur für den Empfang benutzt wird, nur das Empfangsfrequenzband f&sub3; bis f&sub4; überdecken, so daß sie eine relativ schmalbandige Antenne sein kann.
Daher wird unter Anwendung dieser Fakten auf die bevorzugte Sender/Empfänger-Vorrichtung eine Koaxialantenne, welche leicht über einen vergleichsweise breites Frequenzband arbeiten kann, als Sende/Empfangs-Antenne 2 verwendet, und eine quadratische Mikrostreifenleiterantenne, welche eine kompakte Konstruktion aufweisen kann, wird für die relativ schmalbandige Nur-Empfangsantenne 1 genutzt.
Durch die Kombination der Antennen in dieser Art wird, obwohl zwei Antennen für den Diversityempfang verwendet werden, der von den zwei Antennen belegte Platz nicht viel größer als der von einer Einzelantenne belegte Platz. Daher müssen Tragbarkeit, leichte Bedienbarkeit, usw. nicht aufgegeben werden. Es ist somit möglich, eine tragbare Sender/ Empfänger-Vorrichtung bereitzustellen, die in kompakter und einfacher Form den Diversityempfang ermöglicht, ohne die Robustheit, die leichte Bedienbarkeit und ein gefälliges Aussehen aufzugeben.
Bei der bevorzugten Sender/Empfänger-Vorrichtung ist die vorstehende Koaxialantenne 2 auf der Oberseite des Gehäuses 3 angebracht, wo sie mit geringerer Wahrscheinlichkeit durch den Benutzer während des Gebrauchs unbeabsichtigt abgebrochen wird. In ähnlicher Weise wird die quadratische Mikrostreifenleiterantenne 1 durch ihre Anordnung in der Rückseite, d. h. gegenüber der Hörvorrichtung 4 und dem Mikrofon 5 im oberen Bereich des Gehäuses aus dem Zugriffsbereich des Benutzers gehalten. Insbesondere ist nach Darstellung von Fig. 1A die Mikrostreifenleiterantenne 1 mit der Strahlungsplatte 14 und der Grundplatte 16 parallel zur Rückseite des Gehäuses und entfernt von und der Seite gegenüberliegend angeordnet, die im allgemeinen die Hörvorrichtung 4 und das Mikrofon enthält. An dieser Stelle ist es unwahrscheinlich, daß die Mikrostreifenleiterantenne durch die Hand des Benutzers abgedeckt wird, wenn die Sender/Empfänger-Vorrichtung gehalten wird.
Darüber hinaus ist im Vergleich zu den in Fig. 3A, 3B und 3C dargestellten Doppelantennen die wechselseitige Verkopplung zwischen den zwei Antennen außerordentlich klein. Damit haben sie nur einen geringen Einfluß auf die Eigenschaft der jeweils anderen Antenne, was die Auslegung der Sender/ Empfänger-Vorrichtung vereinfacht.
Die Ausführungsform der Erfindung wurde in Verbindung mit einer Breitband-Koaxialantenne zusammen mit einer schmalbandigen rechteckigen Mikrostreifenleiterantenne beschrieben. Da jedoch Peitschenantennen ebenfalls leicht für eine ausreichend breite Bandbreite angepaßt werden können, umfaßt die Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen eine Peitschenantenne anstelle der Koaxialantennen verwendet wird.
Wie vorstehend erläutert, wird eine Mikrostreifenleiterantenne als schmalbandige Nur-Empfangsantenne eingesetzt. Eine Koaxialantenne oder Peitschenantenne wird als gemeinsame breitbandige Sende/Empfangs-Antenne eingesetzt. Die Diversity-Sender/Empfänger-Vorrichtung ist kompakt, tragbar, leicht zu bedienen und zu halten.

Claims

1. Tragbare Sender/Empfängervorrichtung mit einem Gehäuse (3) einer ersten Antenne (2), die daran angeordnet ist und von einer Seite des Gehäuses vorsteht, einer zweiten Antenne (1), die in dem Gehäuse (3) an einer anderen Stelle als die erste Antenne angeordnet ist, einer ersten und einer zweiten Empfängerschaltung (9, 8), die mit der ersten bzw. zweiten Antenne, (2, 1) verbunden ist, einer Duplexeinrichtung (10) und einem an dem Gehäuse (3) angeordneten Senderwandler (5) und Empfängerwandler (4), wobei die erste und zweite Empfängerschaltung (9, 8) mit dem Empfängerwandler (4) so verbunden ist, daß ein Diversity-Empfang durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsfrequenzen unterschiedlich sind und daß:

die erste Antenne (2) eine erste Bandbreite hat, die breit genug ist, sowohl die Empfangs- als auch Sendefrequenzbänder abzudecken,

die zweite Antenne (1) eine zweite Bandbreite hat, die breit genug ist, das Empfangsfrequenzband abzudecken, die aber relativ schmal im Vergleich zur Bandbreite der ersten Antenne ist,

die zweite Antenne (1) eine Basisplatte (16) aufweist, die über eine Verbindungsplatte (18) mit einer leitenden Strahlungsplatte (14) verbunden ist, die zweite Antenne (1) an einer Seite des Gehäuses angeordnet ist, die der Seite des Gehäuses gegenüberliegt, an der der Wandlerempfänger (4) angeordnet ist, und

die tragbare Sender /Empfängervorrichtung eine Senderschaltung (7) aufweist, die über die Duplexeinrichtung (10) mit der ersten Antenne (2) verbunden ist und mit dem Senderwandler (5) verbunden ist.

2. Sender/Empfängervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Antenne (1) eine quadratische Streifenleitungsantenne ist.

3. Tragbare Sender/Empfängervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Senderwandler und der Empfängerwandler (5, 4) an beabstandeten Stellen im wesentlichen an einer ersten Seite des Gehäuses sind, die zweite Antenne (1) benachbart einer zweiten Seite des Gehäuses ist, die gegenüber und entfernt von der ersten Seite ist, und die Strahlungsplatte (14) und Basisplatte (16) im wesentlichen parallel zu der ersten und zweiten Seite sind.

4. Sender/Empfängervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Senderwandler (5) und Empfängerwandler (4) an beabstandeten Stellen an einer Seite des Gehäuses sind, so daß ein Benutzer ein bestimmtes Ende des Gehäuses halten wird und die Stelle der zweiten Antenne an einer Position ist, die von dem bestimmten Ende entfernt ist.

5. Sender/Empfängervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Antenne (2) eine Koaxialantenne ist.

6. Sender/Empfängervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Antenne (2) eine Peitschenantenne ist.