DE4410174A1 - Hand-held mobile radio telephone - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Handfunkgerät mit einer Antennenanordnung, mittels derer verschiedene Richtwirkungen einstellbar sind.The invention relates to a handheld radio with a Antenna arrangement, by means of which different directional effects are adjustable.
Ein solches Handfunkgerät ist bekannt aus DE 41 34 357 A1. Dort sind Antennen angegeben, die aus Einzelelementen bestehen, die mit verschiedenen, einstellbaren Phasen gespeist werden können, woraus sich eine einstellbare Richtwirkung ergibt. Die entsprechende Technik ist, beispielsweise für Radar- und Navigationsanwendungen, bestens bekannt.Such a handheld radio is known from DE 41 34 357 A1. There antennas are specified, which consist of individual elements, with different, adjustable phases can be fed, from which there is an adjustable directivity. The corresponding Technology, for example for radar and navigation applications, well known.
Schon mit einer geringen Richtwirkung lassen sich wesentliche Verbesserungen erreichen. Eine Richtwirkung von 3 dB beispielsweise, was dem Faktor 2 entspricht, läßt mit einer um den Faktor 2 reduzierten Sendeleistung eine gleich gute Verbindung erreichen wie ohne Richtwirkung. Bei gegebener Batterieladung ist das Gerät damit beinahe doppelt so lange sendebereit. Die Umweltbelastung durch sogenannten Elektrosmog nimmt um denselben Faktor ab. Die Frequenz kann bereits in geringerer Entfernung wiederverwendet werden. Die dafür erforderliche und auch ausreichende Richtwirkung läßt sich schon durch eine recht einfache Antennenanordnung erreichen. Even a small directivity can be essential Achieve improvements. A directivity of 3 dB for example, what corresponds to a factor of 2 can be increased by a factor of 2 reduced transmission power to achieve a connection as good as without directionality. With a given battery charge, the device is so ready to broadcast almost twice as long. The environmental pollution caused by So-called electrosmog decreases by the same factor. The frequency can be reused at a closer distance. The the necessary and sufficient directivity can be achieved can be achieved with a very simple antenna arrangement.
Ein weiterer Vorteil des genannten Handfunkgeräts liegt darin, daß der Benutzer deutlich weniger durch die Strahlung belastet wird, wenn er sich entsprechend dreht. Eine solche Drehung ist aber nicht immer möglich. Auch kann durch eine Drehung dann einer höheren Strahlenbelastung nicht ausgewichen werden, wenn nicht die Richtung, sondern die Art der Richtwirkung geändert wird, beispielsweise von scharf bündelnd über eine geringe Richtwirkung bis zur Rundstrahlung.Another advantage of the handheld radio mentioned is that the user is significantly less exposed to radiation, if he turns accordingly. But such a rotation is not always possible. A higher rotation can then also be achieved Radiation exposure cannot be avoided if not the Direction but the type of directionality is changed For example, from sharply focused to a low directivity to omnidirectional radiation.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe durch ein Handfunkgerät der genannten Art, bei dem im Sendefall die Sendeleistung von der eingestellten Richtwirkung abhängig gemacht wird.Here, the invention remedies by a handheld radio mentioned type, in which the transmission power of the set directionality is made dependent.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are set out in the subclaims remove.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.In the following the invention is based on an embodiment further explained with the aid of the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt schematisch die Umgebung eines Handfunkgeräts von oben. Fig. 1 shows schematically the surroundings of a handheld radio from above.
Fig. 2 zeigt ein Handfunkgerät mit einer Antennenanordnung, mittels derer verschiedene Richtwirkungen einstellbar sind. Fig. 2 shows a portable radio apparatus having an antenna arrangement are adjustable by means of which different directivities.
Fig. 1 zeigt ein Polarkoordinatensystem mit den Koordinaten r und ϕ, vier Sektoren S1, S2a, S2b und S3, einen Richtungspfeil D und einen Bereich H. Das Ganze ist eine schematische Sicht von oben auf eine ein Handfunkgerät benützende Person und deren Umgebung. Fig. 1 shows a polar coordinate system with the coordinates r and φ, four sectors S1, S2a, S2b and S3, a directional arrow D, and a region H. The whole is a schematic view from above of a a handheld radio may use for person and their surroundings.
Im Ursprung des Polarkoordinatensystems, also bei r = 0, ist die Antennenanordnung des Handfunkgeräts. Der Bereich H stellt den Kopf des Benutzers dar. Unabhängig davon, ob der Benutzer das Handfunkgerät mehr an das linke oder an das rechte Ohr oder vor den Mund hält, die Sprech- und Höröffnungen werden auf jeden Fall auf ihn gerichtet sein. Damit ist das Polarkoordinatensystem eindeutig sowohl in Bezug auf den Benutzer, als auch in Bezug auf das Handfunkgerät festgelegt. Die Richtung ϕ = 0 geht vom Ursprung des Koordinatensystems aus und zeigt von der Rückseite des Handfunkgeräts und vom Benutzer weg. Der Richtungspfeil D zeigt auf die Gegenstation. Der Sektor S1 im Bereich von ϕ = -90° bis ϕ = +90° umfaßt den vom Benutzer abgewandten Halbraum hinter dem Handfunkgerät. Daran schließen sich die beiden Sektoren S2a und S2b an, die zwar schon auf der Vorderseite des Handfunkgeräts liegen, den Bereich H mit dem Kopf des Benutzers aber noch nicht einschließen. Der restliche Sektor S3 umfaßt denjenigen Abstrahlbereich, in dem der Kopf des Benutzers liegt.At the origin of the polar coordinate system, i.e. at r = 0, is Antenna arrangement of the handheld radio. Area H turns upside down of the user. Regardless of whether the user is the Handheld radio to the left or right ear or in front of the Shut up, the speaking and listening openings will definitely open be directed at him. This makes the polar coordinate system unique in terms of both the user and the Handheld radio set. The direction ϕ = 0 goes from the origin of the coordinate system and points from the back of the Walkie-talkie and away from the user. The direction arrow D points to the opposite station. The sector S1 in the range from ϕ = -90 ° to ϕ = + 90 ° includes the half space facing away from the user behind the Handheld radio. This is followed by the two sectors S2a and S2b that are already on the front of the handheld radio, the area H with the user's head is not yet lock in. The remaining sector S3 comprises that Beam area in which the user's head lies.
Nun wird davon ausgegangen, daß das Handfunkgerät eine Antennenanordnung aufweist, mittels derer verschiedene Richtwirkungen einstellbar sind. Primär soll darunter verstanden werden, daß die Antennenanordnung eine Richtcharakteristik mit einstellbarer Hauptstrahlrichtung aufweist. Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, daß sich die Richtwirkung derart ändert, daß z. B. zwischen einer scharf bündelnden Anordnung, einer mäßig bündelnden Anordnung und einer rundstrahlenden Anordnung umgeschaltet wird. Je schärfer die Bündelung ist, mit desto geringeren Leistungen kann eine zufriedenstellende Verbindung aufrechterhalten werden. Dies setzt aber einen relativ bewegungslosen Benutzer voraus. Bei starker Bewegung, - ob Fortbewegung, Gestik oder Wechsel zwischen Sprech- und Hörhaltung -, darf jedoch nicht so scharf gebündelt werden. Zum Betrieb mit mehr als einer Gegenstation, z. B. in Zellfunksystemen zur Signalisierung mit mehreren Basisstationen zum Zwecke des sogenannten "Location-Updating" oder des "Handover" kann Rundstrahlung vorteilhafter sein.Now it is assumed that the handheld radio is a Antenna arrangement, by means of which various Directional effects are adjustable. Primarily it is meant by this be that the antenna arrangement with a directional characteristic adjustable main beam direction. But it shouldn't excluded that the directionality changes in such a way that e.g. B. between a sharply focused arrangement, a moderate bundling arrangement and an omnidirectional arrangement is switched. The sharper the bundling, the more lower performance can be a satisfactory connection be maintained. But this puts you relatively motionless users ahead. With strong movement, - whether Locomotion, gestures or alternation between speaking and Listening posture - but must not be bundled so sharply. To the Operation with more than one remote station, e.g. B. in cellular radio systems for signaling with several base stations for the purpose of so-called "location updating" or "handover" can Omnidirectional radiation may be more advantageous.
Bei fester Sendeleistung und einstellbarer Richtwirkung ist die Strahlenbelastung des Kopfes sehr unterschiedlich. Die stärkste Belastung ergibt sich bei scharfer Bündelung und Abstrahlrichtung direkt in Richtung des Kopfes. Die geringste Belastung ergibt sich bei scharfer Bündelung und Abstrahlrichtung vom Kopf weg, aber auch bei Rundstrahlung mit den für Signalisierung typischen sehr kurzen Sendeintervallen. Für die anderen einstellbaren Richtwirkungen ergeben sich dazwischen liegende Belastungen.With a fixed transmission power and adjustable directivity is the Radiation exposure to the head varies widely. The strongest Stress results from sharp bundling and direction of radiation directly towards the head. The lowest burden results with sharp bundling and radiation direction away from the head, but also for omnidirectional radiation with the very short ones typical for signaling Transmission intervals. For the other adjustable directional effects there are loads in between.
Die möglichen einstellbaren Richtwirkungen sind von der jeweils konkret vorliegenden Antennenanordnung abhängig. Eine Einstellbarkeit ist nur innerhalb vorgegebener Grenzen möglich. Dabei sollte darauf geachtet werden, daß die Antennenanordnung so ausgebildet wird, daß die absolut möglichen Maxima nicht gerade in Richtung des Kopfes liegen.The possible adjustable directional effects are of each depending on the specific antenna arrangement. A Adjustability is only possible within specified limits. Care should be taken that the antenna arrangement so is trained that the absolutely possible maxima are not exactly in Lie in the direction of the head.
Im einfachsten Fall wird nun die Sendeleistung mit einem von der eingestellten Richtwirkung abhängigen Faktor bewertet. Beispielsweise kann im Sektor S1 der Faktor 1, in den Sektoren S2a und S2b der Faktor 0,5 und in Sektor S3 der Faktor 0,25 verwendet werden. Auch andere Werte, feinere Stufungen oder eine kontinuierliche Funktion, beispielsweise cos ϕ/3, sind denkbar. Bei nur mäßiger Bündelung kann beispielsweise im Sektor S3 ein höherer Faktor, etwa 0,3 oder 0,4 verwendet werden. Bei Rundstrahlung in Kombination mit nur kurzen Sendeintervallen kann allgemein der Faktor 1 verwendet werden.In the simplest case, the transmission power is now one of the set directionality dependent factor. For example, the factor 1 in sector S1, in sectors S2a and S2b uses the factor 0.5 and in sector S3 the factor 0.25 become. Other values, finer gradations or one continuous function, for example cos ϕ / 3, are conceivable. With only moderate bundling, for example, in sector S3 higher factor, about 0.3 or 0.4 can be used. At Omnidirectional radiation in combination with only short transmission intervals can generally the factor 1 can be used.
Die für die einzelnen einstellbaren Richtwirkungen vorgesehenen Faktoren können werksseitig fest vorgegeben, möglicherweise auch vom Benutzer einprogrammierbar sein. Dabei können wissenschaftliche Erkenntnisse, empirische Untersuchungen, persönliche Verhaltensweisen (kurze oder lange Durchgänge) und die persönliche Einstellung zur Gefährlichkeit von Strahlenbelastungen Berücksichtigung finden.The directional effects that can be set for the individual Factors can be fixed at the factory, possibly also be programmable by the user. Scientific Findings, empirical studies, personal Behaviors (short or long runs) and personal Attitude to the dangerousness of radiation exposure Find consideration.
Auch kann die von der Richtwirkung abhängige Einstellung der Sendeleistung abschaltbar gestaltet werden, um im Einzelfall zugunsten einer besseren Verbindung die höhere Belastung in Kauf nehmen zu können. The setting of the Transmitting power can be designed to be switched off in individual cases in favor of a better connection the higher burden in buying to be able to take.
Bei Handfunkgeräten mit manueller oder automatischer Reduziermöglichkeit der Sendeleistung ist die zusätzliche Bewertung mit einem von der eingestellten Richtwirkung abhängigen Faktor nicht unbedingt angebracht. Hier bietet es sich an, für jede einstellbare Richtwirkung eine zulässige maximale Sendeleistung vorzugeben. Dies wird dann die maximal mögliche, mit dem oben beschriebenen Faktor bewertete Sendeleistung sein.For handheld radios with manual or automatic The additional rating is a possibility of reducing the transmission power with a factor dependent on the directivity set not necessarily appropriate. Here it offers itself for everyone adjustable directivity a permissible maximum transmission power to specify. This will then be the maximum possible with the above described factor be rated transmission power.
Da moderne Handfunkgeräte in der Regel ohnehin mikroprozessorgesteuert sind, besteht die Realisierung der Erfindung nur in der Einfügung einer Tabelle und deren Aufruf durch das Programm.Because modern handheld radios usually anyway are microprocessor controlled, there is the realization of the Invention only in the insertion of a table and its call by the program.
Nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, aber Voraussetzung hierfür ist ein Handfunkgerät mit einer Antennenanordnung, mittels derer verschiedene Richtwirkungen einstellbar sind. Ein Handfunkgerät, das praktikabler ist als das aus der eingangs genannten DE 41 34 357 A1 bekannte Handfunkgerät wird im folgenden anhand der Fig. 2 näher erläutert:This is not the subject of the present invention, but a prerequisite for this is a handheld radio with an antenna arrangement, by means of which different directional effects can be set. A handheld radio which is more practical than the handheld radio known from DE 41 34 357 A1 mentioned at the outset is explained in more detail below with reference to FIG. 2:
Die Fig. 2 zeigt ein Handfunkgerät 1 mit einer Antenne 2 in Querschnitt a), Seitenansicht b) und Vorderansicht c). Details, insbesondere Mikrophon- und Lautsprecheröffnungen, sowie Anzeigen und Tastaturen, sind nicht dargestellt. Fig. 2 shows a handheld transceiver 1 with an antenna 2 in cross-section a), side view b) and front view c). Details, in particular microphone and loudspeaker openings, as well as displays and keyboards, are not shown.
Detaillierter dargestellt ist dagegen die Antenne 2, deren Aufbau besonders im Querschnitt a) deutlich wird. Die gesamte Antenne ist in diesem Beispiel in einem zylinderförmigen, nicht leitfähigen Gehäuse enthalten, das am oberen Ende des Handfunkgeräts an dieses angeformt ist.In contrast, the antenna 2 is shown in more detail, the structure of which is particularly clear in cross section a). In this example, the entire antenna is contained in a cylindrical, non-conductive housing, which is molded onto the handheld radio at the upper end thereof.
Eine Antenne ist, ganz allgemein, umso wirkungsvoller, je größer sie ist. Eine Antenne mit etwa 8 cm Durchmesser und 6 cm Höhe wird als noch akzeptabel angesehen. In dem für viele zukünftige Anwendungen vorgesehenen Frequenzbereich von 1,8 GHz bis 2 GHz wird eine derartige Antenne, auch im Hinblick auf die erreichbare Richtwirkung, als ausreichend angesehen.Generally speaking, the larger an antenna, the more effective it is she is. An antenna with about 8 cm in diameter and 6 cm in height will regarded as still acceptable. In that for many future ones Applications provided frequency range from 1.8 GHz to 2 GHz such an antenna, also with regard to the achievable Directivity, considered sufficient.
Die Antenne 2 besteht aus mehreren Einzelelementen E, die auf zwei konzentrischen Kreisen 21 und 22 und im Kreismittelpunkt 23 angeordnet sind. Die Einzelelemente E sind untereinander gleich; sie sind alle parallel zueinander angeordnet. Der äußere Kreis 21 trägt acht Einzelelemente, der innere Kreis 22 deren vier. Die Einzelelemente auf dem inneren Kreis können auch entfallen. Gleiches gilt für das Einzelelement im Kreismittelpunkt. Dies hängt vom Aufwand ab, der für die phasenrichtige Ankopplung der Einzelelemente getrieben werden soll und kann. Es hängt aber auch von der Betriebsfrequenz ab. Bei sehr hohen Frequenzen, wenn also die Einzelelemente sehr klein sind , kann auch an gestockte Anordnungen gedacht werden, wodurch sich auch in Elevationsrichtung eine Richtwirkung ergibt.The antenna 2 consists of several individual elements E, which are arranged on two concentric circles 21 and 22 and in the center 23 of the circle. The individual elements E are identical to one another; they are all arranged parallel to each other. The outer circle 21 carries eight individual elements, the inner circle 22 their four. The individual elements on the inner circle can also be omitted. The same applies to the individual element in the center of the circle. This depends on the effort that should and can be done for the phase connection of the individual elements. But it also depends on the operating frequency. At very high frequencies, ie when the individual elements are very small, one can also think of stacked arrangements, which also results in a directional effect in the direction of elevation.
Die Einstellung einer Richtwirkung ist sowohl für den Sende-, wie für den Empfangsfall sinnvoll. Sie ist auch für beide Fälle gleichermaßen möglich. Insbesondere ist die Einstellung einer Richtwirkung im Empfangsfall zur Ortung der Gegenstation erforderlich, um im Sendefall überhaupt die einzustellende Richtung zu kennen.The setting of a directivity is both for the broadcast, as useful for the reception case. It is also for both cases equally possible. In particular, hiring one Directional effect in the case of reception to locate the opposite station required in order to transmit the direction to be set at all to know.
Die phasenrichtige Ankopplung der Einzelelemente zur Erzielung einer bestimmten Richtwirkung kann nach jeder dafür geeigneten Methode erfolgen. Im einfachsten Fall wird nur der äußere Kreis 21 verwendet und es werden jeweils zwei einander entgegengesetzte Einzelelemente ausgewählt, die dann mit einem ihrem Abstand entsprechenden Phasenunterschied gespeist werden.The in-phase coupling of the individual elements to achieve a certain directivity can be done by any suitable method. In the simplest case, only the outer circle 21 is used and two opposite individual elements are selected, which are then fed with a phase difference corresponding to their distance.
Auch für die Ortung kann jede dafür geeignete Methode verwendet werden. Beispielsweise kann bei der Verbindungsaufnahme das Richtdiagramm einmal rotieren und während der laufenden Verbindung leicht hin und her geschwenkt werden, um zunächst die Richtung mit bestem Empfang zu ermitteln und später nachzuführen. Any suitable method can also be used for the location become. For example, when establishing a connection Rotate directional diagram once and during the ongoing connection be pivoted slightly back and forth to start with to determine the best reception and update it later.
Das Einzelelement im Kreismittelpunkt 23 kann sowohl als Bestandteil der Richtantenne als auch als separat zu nutzende Einzelantenne verwendet werden. Eine separate Einzelantenne kann z. B. als reine Empfangsantenne Verwendung finden. Sie kann beispielsweise auch zur Signalisierung in Sende- und Empfangsrichtung verwendet werden, wenn mit mehr als einer Gegenstation Signalisierung ausgetauscht werden soll.The individual element in the center of the circle 23 can be used both as a component of the directional antenna and as a separate antenna to be used separately. A separate single antenna can e.g. B. find use as a pure receiving antenna. For example, it can also be used for signaling in the send and receive direction if signaling is to be exchanged with more than one remote station.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4410174A DE4410174A1 (en) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | Hand-held mobile radio telephone |
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| DE4410174A DE4410174A1 (en) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | Hand-held mobile radio telephone |
Publications (1)
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| DE4410174A1 true DE4410174A1 (en) | 1995-09-28 |
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ID=6513707
Family Applications (1)
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| DE4410174A Withdrawn DE4410174A1 (en) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | Hand-held mobile radio telephone |
Country Status (1)
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