DE60034042T2

DE60034042T2 - Rahmenantenne mit vier resonanzfrequenzen

Info

Publication number: DE60034042T2
Application number: DE60034042T
Authority: DE
Inventors: Oliver Paul Leisten; Mark Roy Dowsett
Original assignee: Sarantel Ltd
Current assignee: Sarantel Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: US6300917B1; EP1196963B1; CN1354897A; GB0012658D0; ES2283301T3; JP4077197B2; BR0010954A; GB2351850B; DE60034042D1; CN1280946C; KR100767329B1; CN101043099B; GB9912441D0; CA2373941A1; JP2003501852A; CN101043099A; AU769570B2; WO2000074173A1; GB2351850A; MXPA01012163A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine dielektrisch belastete Antenne zum Betrieb bei Frequenzen oberhalb von 200 MHz und insbesondere auf eine Antenne mit mindestens zwei Resonanzfrequenzen innerhalb eines Betriebsfrequenzbands.
Eine solche Antenne ist in der Patentanmeldung im Vereinigten Königreich Nummer GB 2321785 A offenbart. Diese bekannte Antenne weist ein Paar sich seitlich gegenüberliegender langgestreckter Antennenelemente auf, die sich zwischen in Längsrichtung beabstandeten Positionen auf einem massiven dielektrischen Kern erstrecken, wobei die Antennenelemente an entsprechenden ersten Enden mit einem Speiseanschluss und an zweiten Enden mit einer Balunhülse verbunden sind. Die Antennenelemente und die Hülse sind so angeordnet, dass sie zumindest zwei Leiterwege bilden, die sich um den Kern erstrecken, wobei eine der beiden Wege eine elektrische Länge hat, die bei der Betriebsfrequenz größer als die des anderen Wegs ist. Dies wird durch Verwendung gabelförmiger Antennenelemente erreicht, wobei jedes Element einen geteilten Abschnitt aufweist, der sich von einer Position zwischen dem oberen Ende des dielektrischen Kerns und dem Rand der Balunhülse erstreckt, wobei der geteilte Abschnitt von zumindest einem der Antennenelemente Äste mit unterschiedlichen elektrischen Längen aufweist. Die Balunhülse ist so geteilt, dass sich längs erstreckende Schlitze als Unterbrechungen des leitfähigen Materials der Hülse ausgebildet sind, die eine Isolation zwischen den beiden Hülsenteilen darstellen, wodurch sie die beiden Leiterwege begrenzen. Die Schlitze der Hülse sind so angeordnet, dass sie bei der Betriebsfrequenz eine elektrische Länge von etwa einem Viertel der Wellenlänge (λ/4) haben, wobei der durch den Rand der Hülse dargestellte Impedanznullpunkt in einen Punkt hoher Impedanz zwischen den getrennten Elementen umgewandelt wird, wodurch sie Hülsenteile voneinander isoliert werden. Weil die Leiterwege unterschiedliche elektrische Längen haben, kommt jeder Leiterweg bei einer anderen Frequenz zur Resonanz und liefert so eine Antenne mit einer relativ großen Bandbreite.
Ein Problem der oben beschriebenen Antenne ist, dass es schwierig ist, Schlitze von für die Viertelwellenlänge ausreichender Länge in die Hülse einzugliedern, insbesondere wenn die Hülse kurz ist. Die in GB 2321785 A offenbarten L-förmigen Schlitze können schwierig herzustellen sein und beschränken den Stromfluss in der Hülse.
Erfindungsgemäß wird eine dielektrisch belastete Antenne zum Betrieb bei Frequenzen oberhalb von 200 MHz nach Anspruch 1 und eine Handfunkkommunikationseinheit nach Anspruch 19 bereitgestellt.
Bevorzugte Merkmale sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Der nλ/2-Kanal oder -Schlitz ermöglicht die Isolation zwischen den von den Antennenelementen und den Verbindungsleitern gebildeten Leiterschleifen. Da sich der Hauptteil dieses Kanals zwischen den Antennenelementen befindet, wird Intrusion in andere Teile der Antenne vermindert. Bevorzugt befindet sich der gesamte Kanal zwischen den Antennenelementen.
Wenn man die langgestreckten Elemente und die Verbindungsleiter so anordnet, dass sie zumindest zwei Leiterwegschleifen bilden, wobei bei der Betriebsfrequenz der Antenne die elektrische Länge des einen Wegs größer als die des anderen Wegs ist, wird ein Frequenzgang mit zwei Resonanzspitzen erzeugt, was eine Antenne mit relativer großer Bandbreite ergibt. Die Resonanzfrequenzen können nämlich so gewählt werden, dass sie mit den Mittenfrequenzen der Sende- und Empfangsbänder eines Mobiltelefon zusammenfallen.
Der Verbindungsleiter kann durch einen Viertelwellen-Balun auf der Außenfläche des Kerns, angrenzend an das dem Speiseanschluss gegenüberliegende Ende gebildet werden, wobei der Speiseanschluss durch eine Speisestruktur bereitgestellt wird, die sich längs durch den Kern erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verbindungsleitern durch eine einstückige Balunhülse oder Wellenfalle gebildet, wobei jeder der Leiterwege den Rand der Hülse einschließt. Alternativ kann jeder Verbindungsleiter durch eine Leiterschleife gebildet sein, die sich um den Kern erstreckt. Der Vorteil einer Balunhülse ist, dass die Antenne aus einem an die Speisestruktur gekoppelten Einphasen-Speiseleiter in einem symmetrischen Modus betrieben werden kann.
In der bevorzugten Antenne gibt es zwei Leiterwegschleifen, die sich um den Kern herum erstrecken, wobei sich jede Schleife vom Speiseanschluss durch erste oder zweite Antennenelemente (je nach der Betriebsfrequenz) einer ersten Gruppe zum Verbindungsleiter erstreckt und durch entsprechende erste und zweite Elemente einer zweiten Gruppe zum Speiseanschluss zurückkehrt. Der Unterschied in der elektrischen Länge zwischen den Antennenelementen jeder Gruppe, und damit auch zwischen den beiden Leiterwegschleifen, kann durch Ausbildung eines der Elemente jeder Gruppe mit einer gegenüber dem anderen Element oder den anderen Elementen der Gruppe unterschiedlichen Breite erreicht werden. Tatsächlich wirken die Elemente als Wellenleiter, wobei das breitere Element Signale mit geringer Geschwindigkeit als die schmaleren Elemente fördert. Alternativ kann ein Element in jeder Gruppe eine von dem oder den anderen Element(en) der Gruppe unterschiedliche physikalische Länge auf weisen.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Antennenkern allgemein zylindrisch und der Speiseanschluss ist an einer Stirnfläche des Kerns angebracht, wobei jedes der langgestreckten Elemente in jeder Gruppe auf der Stirnfläche zusammengekoppelt ist. Der Kern definiert eine Mittenachse und die einzelnen Elemente sind im wesentlichen in Achsenrichtung koextensiv, wobei sich jedes Element zwischen axial beanstandeten Positionen auf oder angrenzend an die Außenfläche des Kerns erstreckt, so dass an jeder der beabstandeten Positionen die entsprechenden beabstandeten Abschnitte der Antennenelemente im wesentlichen in einer einzigen Ebene liegen, welche die Mittenachse des Kerns enthält. In diesem Fall umfasst jede Gruppe langgestreckter Elemente erste und zweite Antennenelemente, wobei die Leiterwegschleifen sich vom Speiseanschluss über erste und zweite Antennenelemente einer ersten Gruppe von Elementen zum Verbindungsleiter in Form der Balunhülse erstrecken und durch entsprechende erste oder zweite Antennenelemente einer zweiten Gruppe von Elementen zum Speiseanschluss zurückkehren. Die Antennenelemente sind schraubenförmig und führen eine halbe Windung um den Kern aus. Eine solche Struktur ergibt eine Antennencharakteristik mit seitlich ausgerichteten Nullstellen senkrecht zu der einzigen Ebene.
Die Antenne der bevorzugten Ausführungsform hat tatsächlich vier Resonanzformen, weil die Balunhülse vorgesehen ist, die sowohl einphasige als auch symmetrische Resonanzformen liefert, wobei Strompfade um den Rand des Baluns bzw. durch den Balun einbezogen sind. Die derartige Anwendung gekoppelter Moden ist in unserer anhängigen britischen Patentanmeldung Nummer 9813002.4 offenbart. Demnach gehören zu jedem der beiden Elemente in jeder Gruppe zwei Resonanzformen, d. h. eine einphasige und eine symmetrische Mode, wobei der sich ergebende Frequenzgang vier Resonanzspitzen aufweist, wodurch eine noch größere Bandbreite bereitgestellt wird. Die Resonanzformen können typischerweise ein Resonanzverhalten innerhalb der Grenzen von 3 dB über einen Anteil der Bandbreite von mindestens 5%, vorzugsweise 8%, erzeugen, wobei mit der Antenne der unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ein Wert von bis zu 11% erreicht wird. Durch ein solches Verhalten ist die Antenne besonders geeignet für die Verwendung in Mobiltelefonen, zum Beispiel im DCS-1800-Band von 1710 MHz bis 1880 MHz oder im kombinierten Band PCS-DCS 1900.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben, in denen
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antenne ist;
2 ein Graph ist, der das Reflexionsdämpfungsverhalten der Antenne nach 1 zeigt;
3 ein Diagramm ist, das die Strahlungscharakteristik der Antenne nach 1 veranschaulicht; und
4 eine perspektivische Ansicht eines Handtelefons mit der Antenne nach 1 ist.
Mit Bezug auf 1 weist eine bevorzugte erfindungsgemäße Antenne eine Antennenelementstruktur mit einem einzigen Paar sich seitlich gegenüber stehender Antennengruppen 10AB, 10CD auf. Jede Gruppe umfasst zwei zueinander benachbarte und allgemein parallele langgestreckte Antennenelemente 10A, 10B, 10C, 10D, die an der äußeren Zylinderfläche eines Antennenkerns 12 angebracht sind. Der Kern 12 hat einen axialen Durchgang 14 mit einer inneren metallischen Auskleidung, der einen axialen inneren Speiseleiter 16, umgeben von einer isolierenden dielektrischen Hülle 17, aufnimmt. Der Innenleiter 16 und die Auskleidung bilden zusammen eine Speisestruktur 18 zum Ankoppeln einer Speiseleitung an die Antennenelemente 10A–10D ein einer Speiseposition an der distalen Stirnfläche 12D des Kerns 12. Die Antennenelementstruktur umfasst entsprechende radiale Elemente 10AR, 10BR, 10CR und 10DR, die als metallische Leiter auf der distalen Stirnfläche 12D ausgebildet sind und erste Enden der Elemente 10A–10D mit der Speisestruktur verbinden.
Bei dieser Ausführungsform haben die sich längs erstreckenden Elemente 10A–10D und die entsprechenden radialen Elemente angenähert die gleiche physikalische Länge, wobei jedes Element 10A–10D die Form einer Helix hat, die eine halbe Windung um die Achse des Kerns 12 ausführt. Jede Gruppe Antennenelemente umfasst erste Elemente 10A, 10C und zweite Elemente 10B, 10D. Die ersten Elemente 10A, 10C beider Gruppen sind so eingerichtet, dass sie gegenüber den zweiten Elementen 10B, 10D einer jeden Gruppe unterschiedliche elektrische Längen haben, weil die ersten Elemente breiter als die zweiten Elemente sind. Man erkennt, dass die breiteren Elemente Signale mit geringerer Geschwindigkeit als die schmaleren Elemente weiterleiten.
Um vollständige Leiterschleifen zu bilden, ist jedes der Antennenelemente (10A–10D) mit dem Rand 20U eines gemeinsamen virtuellen Masseleiters in Form einer den proximalen Endabschnitt des Kerns 12 umgebenden leitfähigen Hülse 20 als Verbindungsleiter für die langgestreckten Elemente 10A–10D verbunden. Die Hülse 20 ist ihrerseits mit der Auskleidung des axialen Durchgangs 14 verbunden, indem sie auf die proximale Stirnfläche 12D des Kerns 12 plattiert ist. Daher sind durch eines der ersten oder zweiten Antennenelemente der ersten Gruppe 10AB, den Rand der Hülse 20U und das entsprechende erste oder zweite Antennenelement der zweiten Gruppe 10CD Leiterschleifen gebildet.
In jedem beliebigen transversalen Querschnitt durch die Antenne liegen die ersten und zweiten Antennenelemente der ersten Gruppe 10AB im Wesentlichen diametral gegenüber den entsprechenden ersten oder zweiten Elementen der zweiten Gruppe 10CD. Man bemerkt, das die Enden der Antennenelemente alle im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die die Achse des Kerns enthält, und die durch die Achsen X und Z des Koordinatensystems in 1 bezeichnet sind.
Die leitfähige Hülse 20 bedeckt den proximalen Abschnitt des Antennenkerns 12 und umgibt die Speisestruktur 18, wobei das Kernmaterial im Wesentlichen den ganzen Raum zwischen der Hülse 20 und der metallischen Auskleidung des axialen Durchgangs 14 ausfüllt. Die Kombination der Hülse 20 und der Plattierung bildet einen Balun, so dass von der Speisestruktur 18 in der Übertragungslinie gebildete Signale von einem unsymmetrischen Zustand am proximalen Ende der Antenne in einen symmetrischen Zustand an der axialen Position über der Ebene des oberen Randes 20U der Hülse 20 umgewandelt werden. Um diese Wirkung zu erreichen, ist die axiale Länge der Hülse so gewählt, dass der Balun in Gegenwart des darunter liegenden Kernmaterials von relativ hoher Dielektrizitätskonstante im Betriebsfrequenzband der Antenne eine elektrische Länge von etwa λ/4 oder 90° besitzt. Weil das Kernmaterial der Antenne eine verkürzende Wirkung hat und der den inneren Leiter umgebende Ringspalt mit einem isolierenden dielektrischen Material relativ kleiner Dielektrizitätskonstante gefüllt ist, hat die Speisestruktur 18 distal zur Hülse eine kurze elektrische Länge. Infolgedessen sind Signale am distalen Ende der Speisestruktur 18 zumindest angenähert symmetrisch. Eine weitere Wirkung der Hülse 20 besteht darin, dass für Frequenzen im Bereich der Betriebsfrequenz der Antenne der Randabschnitt 20U der Hülse 20 von der durch den Außenleiter der Speisestruktur dargestellte Masse wirksam getrennt ist. Das bedeutet, dass zwischen den Antennenelementen 10A–10D zirkulierende Ströme im Wesentlichen auf den Randabschnitt begrenzt sind. Die Hülse wirkt daher als eine isolierende Wellenfalle, wenn die Antenne in einem symmetrischen Modus in Resonanz ist.
Da die ersten und zweiten Antennenelemente einer jeden Gruppe 10AB und 10CD mit unterschiedlicher elektrischer Länge bei einer bestimmten Frequenz ausgebildet sind, haben auch die von den Elementen gebildeten Leiterschleifen verschiedene elektrische Längen. Folglich schwingt die Antenne bei zwei verschiedenen Resonanzfrequenzen, wobei in diesem Fall die tatsächliche Frequenz von der Breite der Elemente abhängt. Wie 1 zeigt, erstrecken sich die allgemein parallelen Elemente einer jeden Gruppe vom Bereich des Speiseanschlusses auf der distalen Stirnfläche des Kerns zum Rand 20U der Balunhülse 20, wodurch sie einen Kanal 11AB, 11CD zwischen den Elementen einer jeden Gruppe definieren.
Die Länge der Kanäle ist so eingerichtet, dass man eine wesentliche Isolation der Leiterwege voneinander bei ihren entsprechenden Resonanzfrequenzen erreicht. Dies erzielt man, indem man die Kanäle mit einer elektrischen Länge von λ/2 oder nλ/2 ausbildet, wobei n eine ganze Zahl ist. Bei der Resonanzfrequenz von einer der Leiterschleifen wird eine stehende Welle über die gesamte Länge der Resonanzschleife aufgebaut, wobei an Stellen in Nachbarschaft zu den Enden eines jeden λ/2-Kanals, das heißt in den Endbereichen der Antennenelemente, gleiche Spannungswerte anliegen. Wenn eine der Schleifen in Resonanz ist, sind die zur nicht mitschwingenden Schleife gehörenden Antennenelemente von den benachbarten mitschwingenden Antennenelementen isoliert, weil gleiche Spannungswerte an jedem Ende der nicht mitschwingenden Elemente zu einem Stromfluss von Null führen. Wenn der andere Leiterweg mitschwingt, ist die andere Schleife ebenso von der mitschwingenden Schleife isoliert. Zusammengefasst tritt bei der Resonanzfrequenz eines der Leiterwege in diesem Weg Anregung gleichzeitig mit Isolation vom anderen Weg auf. Daraus folgt, dass bei verschiedenen Frequenzen mindestens zwei sehr scharfe Resonanzen erzielt werden können, weil jeder Zweig die Leiterwege des anderen nur minimal belastet, wenn der andere in Resonanz ist. Dadurch werden um den Kern herum zwei oder mehr voneinander isolierte Pfade niedriger Impedanz gebildet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Kanäle 11AB, 11CD vollständig zwischen den Antennenelementen 10A, 10B, 10C bzw. 10D. Die Kanäle können sich über eine relativ kleine Distanz in die Hülse 20 erstrecken, jedoch befindet sich der Hauptteil der Gesamtlänge eines jeden Kanals 11AB, 11CD zwischen den Antennenelementen. Typischerweise beträgt für jeden Kanal die Länge des sich zwischen den Elementen befindenden Anteils nicht weniger als 0,7 L, wobei L die gesamte physikalische Länge des Kanals ist.
Weil die Balunhülse 20 als Verbindungsleiter einbezogen ist, kann die Antenne, wie bereits erwähnt, im symmetrischen Modus betrieben werden, in dem die zwischen den Elementen einer jeden Gruppe fließenden Ströme durch den Rand 20U der Hülse 20 begrenzt sind. Vorteilhaft zeigt die Antenne auch einen einphasigen Betriebsmodus bei anderen Frequenzen, wobei Ströme von einem Antennenelement einer jede Gruppe von Elementen längs durch die Balunhülse 20 und über die plattierte Stirnfläche 10P zur axialen metallischen Innenauskleidung der Speisestruktur am distalen Ende der Antenne fließen. Daher gibt es zusätzlich zu den beiden vorstehend besprochenen Resonanzformen, d. h. jene durch die symmetrische Resonanz der beiden Leiterschleifen, zwei weitere Leiterwege in einphasiger Betriebsart. Da die zum einphasigen Betrieb gehörenden Leiterwege gegenüber den Schleifenwegen im symmetrischen Modus unterschiedliche elektrische Längen haben, gibt es im gesamten Frequenzgang vier Resonanzspitzen, weshalb die Antenne eine entsprechend große Bandbreite zeigt.
Die Antenne wird vorzugsweise unter Verwendung eines dielektrischen Materials aus Zirkonium-Zinn-Titanat hergestellt, dass eine Dielektrizitätszahl ε_r von 36 hat. Mit Bezug auf 1 hat der Kern der bevorzugten Antenne einen Durchmesser von 10 mm und eine axiale Länge von 12,1 mm. Die schraubenförmigen Antennenelemente 10A–10D vollführen jeweils eine halbe Windung um den Kern 12D und haben einen Steigungswinkel von etwa 26° vom oberen Rand der Hülse. Die Balunhülse selbst hat in Längsrichtung eine Länge von 4,2 mm, gemessen von der proximalen Stirnfläche des Kerns. Die Breite der ersten (breiten) Elemente 10A, 10C einer jeden Gruppe beträgt 1,15 mm, während die Breite der zweiten (schmalen) Elemente 0,75 mm ist. Der Abstand zwischen den Elementen (d. h. die Breite des Kanals) ist 1 mm, wobei der von der Mitte jedes Elements gemessene Abstand der Elemente 4,31 mm ist. An der distalen Stirnfläche des Kerns ist der Durchmesser der Speisestruktur 14 2 mm, während die Breite der zu den entsprechenden ersten und zweiten Elementen jeder Gruppe gehörenden radialen Elementabschnitte 10AR, 10BR, 10CR, 10DR 1,9 bzw. 1,67 mm beträgt.
2 veranschaulicht den Frequenzgang der Reflexionsdämpfung der oben beschriebenen Antenne. Wie gezeigt, hat die Kennlinie vier Resonanzspitzen. Der Peak 25 tritt bei etwa 1,74 GHz auf und entspricht dem durch die ersten (breiten) Elemente im einphasigen Modus gebildeten Pfad, Peak 26 tritt bei 1,8 GHz auf und entspricht dem durch die ersten Elemente im symmetrischen Modus gebildeten Pfad, Peak 27 tritt bei 1,86 GHz auf und entspricht dem durch die zweiten (schmaleren) Elemente im einphasigen Modus gebildeten Pfad, und Peak 28 tritt bei 1,88 GHz auf und entspricht dem durch die zweiten Elemente im symmetrischen Modus gebildeten Pfad. Man erkennt, dass die breiteren Elemente Peaks bei niedrigeren Frequenzen als die schmaleren Elemente bilden, weil die breiteren Elemente eine höhere Eigenkapazität haben. Die Breite des Betriebsbands (gemessen von den –3 dB-Punkten) ist angenähert 195 MHz. Die Antenne ist besonders geeignet für den Betrieb in dem DCS-1800-Band von 1710 MHz bis 1880 MHz oder im kombinierten PCS-DCS-1900-Band; wobei beide Bänder für Mobiltelefonanwendungen verwendet werden. Die Antenne zeigt einen verwendbaren Bandbreitenanteil im Bereich von 0,11 (11%), wobei der Bandbreitenanteil als Verhältnis der Breite des Betriebsbands B zur Mittenfrequenz fc des Bandes definiert und die Reflexionsdämpfung der Antenne innerhalb des Bandes mindestens 3 dB kleiner als die mittlere Reflexionsdämpfung außerhalb des Bandes ist. Die Reflexionsdämpfung ist definiert als 20·log₁₀(V_r/V_i), wobei V_r und V_i die Absolutwerte der reflektierten und der einfallenden Hochfrequenzspannungen am Speiseabschluss der Speisestruktur im symmetrischen Modus sind.
Die Antennenelementstruktur mit schraubenförmigen Elementen einer halben Windung, die allgemein in einer einzigen Ebene liegen, verhält sich auf ähnliche Art wie eine einfache planare Schleife, indem sie in Richtung quer zur Achse 12A und senkrecht zur Ebene eine Nullstelle in der Strahlungscharakteristik hat, wenn sie im symmetrischen Modus betrieben wird. Die Strahlungscharakteristik hat daher angenähert die Form einer Acht sowohl in einer senkrechten als auch einer horizontalen Ebene, wie in 3 gezeigt. Die Ausrichtung der Strahlungscharakteristik mit Bezug auf die perspektivische Ansicht der 1 wird durch das in den 1 und 3 gezeigte Achsensystem mit den Achsen X, Y, Z gezeigt. Die Strahlungscharakteristik hat 2 Nullstellen oder Knoten, eine auf jeder Seite der Antenne und jeweils um die Y-Achse der 1 zentriert. Wenn die Antenne in einem Mobiltelefon-Handgerät verwendet wird, wie in 4 gezeigt, ist sie so ausgerichtet, dass eine der Nullstellen zum Kopf des Benutzers gerichtet ist, um die Strahlung in dieser Richtung zu vermindern.
Die leitfähige Balunhülse 20 und die leitfähige Schicht auf der proximalen Stirnfläche des Kerns ermöglichen, dass die Antenne unmittelbar und sicher auf der Platine einer gedruckten Schaltung oder einer anderen geerdeten Struktur befestigt werden kann. Es ist möglich, die Antenne entweder völlig innerhalb eines Telefonhandgeräts oder, wie in 4 gezeigt, teilweise herausragend zu befestigen.
Alternativ zur Ausbildung zueinander benachbarter Elemente in jeder Gruppe 10AB, 10CD als Elemente unterschiedlicher Breite können die Elemente jeder Gruppe auch mit unterschiedlicher elektrischer Länge ausgeführt werden, indem man sie mit unterschiedlichen physikalischen Längen, z.B. durch Mäandrieren eines Elements, ausbildet.

Claims

Dielektrisch belastete Rahmenantenne mit einem Betriebsfrequenzband, das Frequenzen über 200 MHz einschließt, mit einem elektrisch isolierenden Kern (12) aus einem festen Material mit einer Dielektrizitätszahl größer als 5, einem Speiseanschluss (18) und einer auf der oder benachbart zur Außenfläche des Kerns angeordneten Antennenelementstruktur, wobei das Kernmaterial den Hauptteil des von der Kernaußenfläche begrenzten Volumens einnimmt, worin die Antennenelementstruktur zwei sich seitlich gegenüberstehende Gruppen (10AB, 10CD) von langgestreckten Elementen umfasst, jede der Gruppen erste und zweite miteinander benachbarte langgestreckte Elemente (10A, 10B, 10C, 10D) umfasst, die bei einer Frequenz im genannten Betriebsfrequenzband der Antenne unterschiedliche elektrische Längen haben und an entsprechenden ersten Enden im Bereich des Speiseanschlusses und an entsprechenden zweiten Enden durch einen sich um den Kern herum erstreckenden Verbindungsleiter (20) miteinander gekoppelt sind, wobei die langgestreckten Elemente einer jeden Gruppe dadurch zumindest ein Teil eines langgestreckten Kanals (11AB, 11CD) begrenzen, der eine elektrische Länge von nλ/2 in diesem Band hat und dessen Hauptteil sich zwischen den Elementen befindet, und wobei die ersten Elemente der beiden Gruppen zu einem ersten schleifenförmigen Leiterpfad und die zweiten Elemente der beiden Gruppen zu einem zweiten schleifenförmigen Leiterpfad gehören, sodass diese Pfade in diesem Band entsprechend unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben und sich jeweils vom Speiseanschluss zum Verbin dungsleiter und dann zurück zum Speiseanschluss erstrecken, wobei die elektrische Länge des Kanals so eingerichtet ist, dass eine wesentliche Isolation der Leiterpfade voneinander bei ihren entsprechenden Resonanzfrequenzen erreicht wird, wobei λ die Wellenlänge der Ströme in der Antennenelementstruktur bei dieser Frequenz und n eine ganze Zahl (1, 2, 3, ...) ist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei der Kanal sich vollständig zwischen den langgestreckten Elementen befindet.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die Länge des zwischen den langgestreckten Elementen untergebrachten Kanalteils mindestens 0,7 L ist, wobei L die gesamte physikalische Länge des Kanals ist.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kern allgemein zylindrisch und der Speiseanschluss auf einer Stirnseite des Kerns untergebracht ist.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kern eine Mittenachse definiert und die Antennenelemente in axialer Richtung im wesentlichen gleiche Ausmaße haben, wobei sich jedes Element zwischen axial beabstandeten Positionen auf der oder benachbart zur Kernaußenfläche erstreckt, sodass bei jeder der beabstandeten Positionen die entsprechenden beabstandeten Abschnitte der Antennenelemente im wesentlichen in einer einzigen Ebene Liegen, welche die Mittenachse des Kerns enthält.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eines der Elemente jeder Gruppe von Elementen eine andere Breite als das oder die anderen Elemente(e) in dieser Gruppe hat.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eines der Elemente jeder Gruppe eine andere physikalische Länge als das oder die anderen Elemente(e) in dieser Gruppe hat.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kern eine zentrale Symmetrieachse hat und die langgestreckten Elemente allgemein schraubenförmig sind, wobei jedes einen halben Umlauf um die Achse ausführt.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine integrale Wellenfalle, die so angeordnet ist, dass sie am Speiseanschluss einen im wesentlichen symmetrischen Zustand fördert.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsleiter eine zylindrische leitfähige Hülse auf einem proximalen Teil der Kernaußenfläche umfasst und wobei das proximale Ende der Hülse mit einem Teil der Speisestruktur verbunden ist.
Antenne nach Anspruch 10, wobei die Antennenelemente mit der Hülse im allgemeinen Bereich des distalen Randes der Hülse gekoppelt sind.
Antenne nach Anspruch 11, wobei der distale Rand der Hülse im Wesentlichen planar ist.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Speisestruktur, die durch den Kern hindurchtritt und mit den ersten Enden der Antennenelemente verbunden ist.
Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die normierte Bandbreite des Betriebsbandes mindestens 5% ist.
Antenne nach Anspruch 14, wobei die miteinander benachbar ten Elemente einer jeden Gruppe über den Hauptteil ihrer Länge parallel zueinander sind.
Antenne nach Anspruch 1, wobei der Kern zylindrisch ist und worin die Antenne ferner eine Speisestruktur umfasst, die sich axial durch den Kern von einer ersten zu einer zweiten Stirnfläche erstreckt, wobei die Speisestruktur einen Leiter aufweist, der an der zweiten Stirnfläche mit den miteinander benachbarten Elementen einer der beiden Gruppen von Antennenelementen verbunden ist und einen anderen Leiter aufweist, der mit den miteinander benachbarten Elementen der anderen der beiden Gruppen verbunden ist.
Antenne nach Anspruch 16, wobei der Verbindungsleiter zu einer mit der Speisestruktur gekoppelten Wellenfalle im Bereich der ersten Stirnfläche des Kerns gehört.
Antenne nach Anspruch 16 oder 17, wobei die beiden Gruppen entsprechenden sich diametral gegenüberliegenden schraubenförmigen Pfaden von axial gleichem Ausmaß folgen, die zur Mittenachse zentriert sind, und wobei die Pfade allgemein in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche die Mittenachse enthält.
Handfunkkommunikationseinheit mit einem Funktransceiver, einem integrierten Hörer, der Schallenergie von einer Innenfläche der Einheit richtet, die im Gebrauch an den Kopf des Benutzers gehalten wird, und einer mit dem Transceiver gekoppelten Antenne nach Anspruch 1, wobei die Antenne eine Richtcharakteristik mit einer Null allgemein senkrecht zu der einzigen Ebene hat, und worin die Antenne so angebracht ist, dass die Null allgemein senkrecht zu dieser Innenfläche der Einheit gerichtet ist, um den Strahlungspegel aus der Einheit in Richtung des Kopfs des Benutzers zu vermindern.
Einheit nach Anspruch 19, wobei – der Kern zylindrisch ist und eine erste und eine zweite Stirnfläche aufweist, – die Antennenelemente schraubenförmig sind, wobei jedes einen halben Umlauf um die Mittenachse ausführt und ein erstes und ein zweites Ende hat, – die Antenne einen der ersten Stirnfläche zugeordneten und an die ersten Enden der Antennenelemente gekoppelten Speiseanschluss hat und – die Antenne einen durch eine den Zylinder umgebende leitfähige Hülse gebildeten Verbindungsleiter zur Verbindung der zweiten Enden der Antennenelemente und zur Bildung einer isolierenden Wellenfalle aufweist.
Einheit nach Anspruch 20, wobei der Speiseanschluss das Ende einer durch das Ende des Kerns hindurchgehenden axialen Speisestruktur bildet.