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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Antennenkonstruktion für tragbare Funkgeräte und betrifft
im spezielleren eine Antennenkonstruktion für ein tragbares Funkgerät, die ein
Neigen einer Antenne unter einem gewünschten Winkel ermöglicht,
um die Ansprechempfindlichkeit des tragbaren Funkgerätes zu verbessern.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Antennenkonstruktion gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Einschlägiger Stand
der Technik
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Bestehende Typen von Sende-/Empfangs-Antennen
von tragbaren Funkgeräten
weisen eine Peitschenantenne, die in Längsrichtung eines Gehäuses angebracht
ist, sowie eine Wendelantenne auf. Bei der am häufigsten verwendeten Antenne für tragbare
Funkgeräte,
die derzeit in Japan im Handel erhältlich ist, handelt es sich
um eine Peitschen- und Wendelantenne mit einer Konstruktion, die
im ausgezogenen Zustand als Peitschenantenne arbeitet und im eingefahrenen
Zustand als Wendelantenne arbeitet, die an der Spitze der Peitschenantenne vorgesehen
ist, wobei dazwischen ein isolierendes Material angeordnet ist.
Außerdem
ist eine umgekehrt F-förmige
Antenne oder dergleichen in das Gehäuse als Antenne für Empfangsdiversität eingebaut.
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Im allgemeinen besteht ein Faktor,
der die Antennencharakteristik beeinträchtigt, in der durch eine effektive
Abstrahlfläche
bestimmten Antenneneffizienz, wie sich diese aufgrund der körperlichen
Größe und der
Konstruktion der Antenne ergibt. Ferner kommt es zu Verlusten aufgrund
von Impedanzfehlanpassung hinsichtlich einer Funkeinheit sowie Verlusten
aufgrund von Nicht-Konformität
der Polarisationsebene und der Richtwirkung in Relation zu einer
Antenne, die ein Kommunikationsziel darstellt.
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Da sich die Umgebung, in der eine
Antenne an einem mobilen Gerät
mobiler Kommunikationseinrichtungen, wie z. B. einem tragbaren Funkgerät, installiert
oder gehalten ist, kontinuierlich ändert, variieren die Richtwirkung
und die Polarisationsebene ebenfalls in kontinuierlicher Weise.
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Eine Antenne einer Basisstation,
die mit einem tragbaren Funkgerät
durch Senden und Empfangen kommuniziert, ist mit einer vertikalen
Polarisation als Hauptpolarisation konfiguriert. Übertragungswellen
von einer Sende-/Empfangsantenne der Basisstation werden durch verschiedene
Konstruktionen, wie Gebäuden,
wiederholt reflektiert und gebeugt, bevor sie an einer Empfangsantenne
eines tragbaren Funkgerätes
ankommen.
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Wie allgemein bekannt ist, dominiert
jedoch die vertikale Polarisation als Hauptpolarisation für die von
der Basisstation an einem tragbaren Funkgerät ankommenden Wellen. Bei der
Empfangscharakteristik der Sende-/Empfangsantenne des Basisstation ist
es jedoch aufgrund der Umkehrbarkeit der Sende-/Empfangscharakteristik
der Antenne offensichtlich, daß die
Verstärkung
der Antenne umso größer wird,
je größer die
vertikale Polarisationskomponente in den von dem tragbaren Funkgerät ankommenden Wellen
ist.
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Peitschenantennen und dergleichen,
die an tragbaren Funkgeräten
ausgebildet sind, weisen Strahlungsmuster unterschiedlicher Form
auf, die von der elektrischen Länge
eines Antennenelements und der Abmessung des Gehäuses abhängig sind. Wenn das tragbare
Funkgerät
derart ausgebildet ist, daß es
aufrecht steht, wird die Hauptpolarisation bekanntermaßen eine
vertikale Polarisation in Relation zu dem Boden.
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Während
eines Rufes an einem tragbaren Funkgerät (das häufig mit einer Neigung von
ca. 60° zu
der Richtung des Zenits verwendet wird) oder bei horizontaler Plazierung
des tragbaren Funkgeräts auf
einem Tisch und dergleichen wird die Nicht-Konformität in Richtung der Hauptpolarisation
zwischen der an dem tragbaren Funkgerät ausgebildeten Antenne und
der Antenne der Basisstation, die eine vertikale Polarisation in
Relation zu dem Boden hat, signifikant und die Verstärkung der
Antenne wird in nachteiliger Weise beeinträchtigt.
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Die 6A und 6B zeigen Diagramme in Verbindung
mit der Beschreibung des Polarisationsverlustes, wenn das tragbare
Funkgerät
geneigt wird. Wie in 6A gezeigt
ist, bezeichnet Eθ einen
elektrischen Feldstärkepegel
der vertikalen Polarisation, und Eϕ bezeichnet einen elektrischen
Feldstärkepegel
der horizontalen Polarisation, wenn das tragbare Funkgerät 1 vertikal
aufgestellt wird. Wie in 6B gezeigt
ist, wird bei Neigung des tragbaren Funkgerätes 1 um 60° der elektrische
Feldstärkepegel
der vertikalen Polarisation zu Eθ', und der elektrische Feldstärkepegel
der horizontalen Polarisation wird zu Eϕ', so daß ein Polarisationsverlust
erzeugt wird, wie er in dem nachfolgenden Ausdruck angegeben ist: Polarisationsverlust = 20 log10(Eθ/Eθ')dB.
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Zum Reduzieren eines solchen Polarisationsverlustes
werden herkömmlicherweise
Techniken vorgeschlagen, bei denen z. B. ein Metallverbindungsbereich
vorgesehen ist, um die Antenne allein mechanisch zu neigen, wie
dies beispielsweise in der
JP-A-8 274 525 , der
JP-A-6
260 959 und der
JP-A-5 055 817 der Fall
ist.
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Eine Antennenkonstruktion gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der
EP-A-0 652 646 bekannt.
Bei der herkömmlichen
Antennenkonstruktion ist ein Antennenstab mit einem Gehäuse über einen
Schwenkstift drehbar gekoppelt, so daß er um eine Achse drehbar
ist. Ein Gewicht ist mit dem einen Ende des Antennenstabs gekoppelt,
so daß eine
Neigungswirkung durch Schwerkraftwirkung erzielt wird. Wenn sich
das Gehäuse
nicht in einer aufrechten oder vertikalen Position befindet, wirkt
somit das Gewicht auf den Antennenstab ein, um diesen in einer im
wesentlichen vertikalen Ausrichtung zu halten.
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Ferner können Mechanismen, wie sie in
vorstehend in Verbindung mit herkömmlichen Vorrichtungen beschrieben
worden sind, in nachteiliger Weise zu einer Erhöhung der Anzahl von Teilen
führen, die
leicht brechen können,
wenn ein solches tragbares Funkgerät fallen gelassen wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht somit in der Angabe einer Antennenkonstruktion für ein tragbares
Funkgerät,
die unter Verwendung einer geringen Anzahl von Teilen gebildet werden kann,
ein Neigen der Antenne in einem gewünschten Winkel ermöglicht und
dazu ausgebildet ist, Verluste aufgrund von Nicht-Konformität der Polarisation
zu vermindern.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
eine Antennenkonstruktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antennenkonstruktion sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die erfindungsgemäße Antennenkonstruktion schafft
den Vorteil, daß die
Antenne in ihrer Neigung auf einen gewünschten Winkel eingestellt
werden kann, um die größtmögliche Ansprechempfindlichkeit
zu erzielen.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antennenkonstruktion
weist die Antenne eine vertikale Polarisation auf, und der Neigungsbereich
ist dazu ausgebildet, eine Polarisationsebene der Antenne in einer
zum Boden vertikalen Richtung zu neigen.
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Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Antennenkonstruktion
weist der Neigungsbereich ein Gleitelement auf, dessen Spitze dazu
ausgebildet ist, an einem unteren Bereich der Antenne im Inneren
des Gehäuses
anzugreifen, und das zum Neigen der Antenne verschiebbar ist.
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Bei einem weiteren speziellen Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Antennenkonstruktion
weist der Neigungsbereich ein Anschlagelement auf, dessen oberes
Ende dazu ausgebildet ist, auf der Außenseite des Gehäuses mit
der Antenne in Anlageeingriff zu treten, und das die Antenne neigt.
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Bei einem weiteren speziellen Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Antennenkonstruktion
weist der Neigungsbereich ein Scheibenelement mit einer Nut auf,
die ausgehend von einem Zentrum weg ausgeschnitten ist, und ein
unterer Bereich der Antenne ist dazu ausgebildet, in die Nut des
Scheibenelements eingesetzt zu werden, und ein Rotationselement
ist dazu ausgebildet, die Antenne zu neigen.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antennenkonstruktion
weist die Antenne während
eines Rufes eine vertikale Polarisationsebene und eine Länge von
N mal λ/2,
wobei N eine ganze Zahl ist, auf, wenn sie in einer gewünschten
Richtung senkrecht zum Boden geneigt ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 ein
Konzeptionsdiagramm der vorliegenden Erfindung;
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2A und 2B schematische Darstellungen zur
Erläuterung
einer Antennenkonstruktion eines tragbaren Funkgeräts gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3A bis 3C schematische Darstellungen zur
Erläuterung
einer Antennenkonstruktion gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4A und 4B schematische Darstellungen zur
Erläuterung
einer Antennenkonstruktion gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5A und 5B schematische Darstellungen zur
Erläuterung
eines weiteren Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung; und
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6A und 6B schematische Darstellungen in
Bezug auf die Beschreibung des Polarisationsverlustes, wenn ein
tragbares Funkgerät
geneigt wird.
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Beste Verfahrensweisen
zum Ausführen
der Erfindung
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1 zeigt
ein Konzeptionsdiagramm der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden
Erfindung ist eine Antenne, die flexibel biegsam ist, an einem Gehäuse eines
tragbaren Funkgeräts 1 derart vorgesehen,
daß ein
elektrischer Feldstärkepegel
Eθ der
vertikalen Polarisation und ein elektrischer Feldstärkepegel
Eϕ der horizontalen Polarisation bei aufrechter Positionierung
des tragbaren Funkgeräts 1 im wesentlichen
gleich einem elektrischen Feldstärkepegel
Eθ' der vertikalen Polarisation
und einem elektrischen Feldstärkepegel
Eϕ' der
horizontalen Polarisation sind, wenn das tragbare Funkgerät 1 im
Gebrauch während
eines Rufes zum Beispiel um 60° geneigt
wird, so daß Polarisationsverluste
dadurch vermindert werden.
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2A zeigt
eine schematische Darstellung einer Antennenkonstruktion eines tragbaren
Funkgeräts
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, gesehen von der Rückseite her, und 2B zeigt eine schematische
Darstellung des tragbaren Funkgeräts, das mit einem Gleithebel
zum Neigen der Antenne versehen ist, und zwar gesehen von der Vorderseite
her.
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Eine in den 2A und 2B dargestellte
Antenne 3 verwendet beispielsweise eine elastische Nickellegierung
und läßt sich
auf jeden gewünschten Winkel
flexibel biegen. Eine Wendelantenne 4 ist in einem oberen
Bereich der Antenne 3 vorgesehen, wobei ein unterer Bereich
der Antenne 3 durch einen Haltebereich 5 gehalten
ist, wie dies in 2A gezeigt
ist, und wobei ein Gleithebel 6 über dem Haltebereich 5 vorgesehen
ist.
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Ein Eingriffsbereich 61,
um mit der Antenne 3 in Eingriff zu treten, ist an einer
Rückseite
des Gleithebels 6 ausgebildet. Der Gleithebel 6 ist
derart konfiguriert, daß er
in einer horizontalen Richtung entlang einer nicht gezeigten Nut
verschiebbar ist.
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Wenn der Gleithebel 6 in
eine zentrale Position geschoben wird, steht die Antenne 3 in
Relation zu dem Gehäuse 2 aufrecht,
wobei die Antenne 3 durch Schieben des Gleithebels 6 nach
rechts oder nach links unter jedem gewünschten Winkel geneigt werden
kann.
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Wie vorstehend beschrieben, kann
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
eine elastische Antenne 3 durch bloßes Verschieben des Gleithebels
6 um einen gewünschten
Winkel geneigt werden. Wenn ein Anrufer eine schlechte Ansprechempfindlichkeit
während
eines Anrufes feststellt, kann der Anrufer somit den Gleithebel
6 zum Bestimmen eines Neigungswinkels der Antenne 3 derart
betätigen,
daß ein
Winkel mit der höchsten
Ansprechempfindlichkeit erzielt werden kann.
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Da es ferner lediglich notwendig
ist, die Antenne 3 mit einer elastischen Legierung auszubilden und
den Gleithebel 6 vorzusehen, läßt sich das Anzahl von Teilen
reduzieren, und aufgrund einer komplexen mechanischen Konstruktion
besteht nur ein geringes Risiko, daß die Antenne 1 bricht,
selbst wenn sie versehentlich fallen gelassen wird.
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Die 3A bis 3C zeigen schematische Darstellungen
einer Antennenkonstruktion gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem in den 3A bis 3C dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein nach oben und unten verschiebbares Anschlagelement 7 an
einem oberen Bereich eines Gehäuses 2 vorgesehen.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel
der 2A und 2B ist auch hier eine Antenne 3 aus
elastischer Nickellegierung vorgesehen. Die Antenne läßt sich
somit auf jeden gewünschten
Winkel biegen, und eine Spitze des Anschlagelements 7 tritt
in Anlageeingriff mit der Antenne 3, so daß das Anschlagelement 7 zum
Neigen der Antenne 3 in jedem gewünschten Winkel nach oben und
nach unten bewegt werden kann.
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Somit ermöglicht auch dieses Ausführungsbeispiel
ein derartiges Einstellen des Neigungswinkels der Antenne 3,
daß die
Ansprechempfindlichkeit maximiert wird, während ein Anrufer das tragbare Funkgerät im Gebrauch
während
eines Rufes geneigt hält.
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Die 4A und 4B zeigen schematische Darstellungen
einer Antennenkonstruktion gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Eine Antenne 3 ist aus einer
elastischen Nickellegierung gebildet und wird mit ihrem unteren Bereich von
einem Haltebereich 5 gehalten und weist ein Scheibenelement 8 in
ihrem oberen Bereich auf. Eine Nut 71, die ausgehend von
einem Zentrum weg ausgeschnitten ist, ist in dem Scheibenelement 8 ausgebildet,
und die Antenne 3 ist in die Nut 71 eingesetzt.
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Ein Bereich der Umfangsfläche des
Scheibenelements 8 ragt von einem Gehäuse 2 nach außen, und
wenn ein Anrufer diesen Bereich mit einem Finger berührt, um
das Rotationselement 8 zu drehen, gleitet die Antenne 3 in
der Nut 71 entlang, da die Nut 71 von einem Zentrum
ausgeht, und der Neigungswinkel der Antenne 3 ändert sich.
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Zum Aufnehmen der Antenne 3 in
dem Gehäuse 2 wird
das Rotationselement 8 gedreht, um dadurch die Antenne 3 in
dem Zentrum der Nut 71 anzuordnen, und somit wird die Antenne 3 in
dem Gehäuse 2 aufgenommen.
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Die 5A und 5B zeigen schematische Darstellungen
eines weiteren Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt, es zeigt 5A eine λ/4-Antenne, während 5B eine λ/2-Antenne zeigt.
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Während
die zusätzliche
Länge einer
Länge einer
Antenne 3 und einer Länge
in Längsrichtung
eines Gehäuses
2 im Fall der in 5A dargestellten λ/4-Antenne
mit λ/4
gewählt
ist, ist die Länge
der Antenne 3 allein für
die in 5B dargestellte λ/2-Antenne
mit λ/2
gewählt.
Bei der λ/2-Antenne
kommt es zu einem Schließen
des Stroms in der Nähe
eines Bereichs, in dem die Antenne 3 und das Gehäuse 2 miteinander
verbunden sind, so daß kaum
Strom durch das Gehäuse 2 fließt und der
Strom alleine durch die Antenne 3 fließt. Als Ergebnis hiervon kann ein
stärkerer
Reduzierungseffekt des Polarisationsverlustes beim Neigen der Antenne 3 erzielt
werden.
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Bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
ist es somit wünschenswert,
N mal λ/2
(wobei N eine ganze Zahl ist), beispielsweise λ/2, λ, 3/2λ für die Antenne 3 zu
wählen.
Dies basiert auf der Tatsache, daß ein für tragbare Telefone in den letzten
Jahren verwendetes Frequenzband bis zu 2 GHz beträgt und eine
Wellenlänge
15 cm beträgt
und daß bei λ/2 eine Antenne
bei 7,5 cm in Schwingung versetzt werden kann.
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Wie vorstehend beschrieben worden
ist, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Antenne beispielsweise unter Verwendung einer elastischen
Legierung als Leiter für
die Antenne mit Flexibilität
ausgestattet werden, und die Antenne kann während eines Rufes gebogen werden,
so daß sie
in einer Richtung vertikal zu dem Boden geneigt wird, so daß Verluste
aufgrund einer Nicht-Konformität
der Polarisation in Bezug auf eine Antenne einer Basisstation reduziert
werden.
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Außerdem ist gemäß der vorliegenden
Erfindung kein an der eigentlichen Antenne vorgesehener Mechanismus
zum Neigen der Antenne erforderlich, so daß die Antenne nicht brechen
sollte, wenn sie fallen gelassen wird, und es läßt sich ein geringeres Gewicht
erzielen, da die Anzahl der Teile gering ist. Insbesondere läßt sich
die vorliegende Erfindung in effektiver Weise bei einer Antenne
anwenden, die bei N mal λ/2
schwingt.
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
sind vorstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben
worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele
begrenzt und unterliegt verschiedenartigen Modifikationen und Änderungen
im Umfang des Gedankens der vorliegenden Erfindung.