DE60123963T2

DE60123963T2 - Antenne und funkkommunikationsgerät mit einer derartigen antenne

Info

Publication number: DE60123963T2
Application number: DE60123963T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Moriguchi-shi Iguchi; Susumu Osaka-shi Fukushima; Yuki Osaka-shi SATO
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: WO2002013312A1; EP1306923A4; DE60123963D1; EP1306923A1; US6781553B2; US20020180649A1; EP1306923B1; CN1386312A

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne für die Mobilkommunikation sowie eine Funkkommunikationsvorrichtung, die die Antenne enthält.
Mobilfunkkommunikationsvorrichtungen, so beispielsweise tragbare Telefone und Pager, haben sich in jüngster Zeit stark verbreitet. Mobilfunkkommunikationsvorrichtungen verfügen über eine eingebaute Antenne in einem Gehäuse. Eine Mobilfunkkommunikationsvorrichtung ist ein tragbares Telefon mit einer eingebauten Antenne, so beispielsweise einer gemeinhin gebräuchlichen Antenne vom Inverted-F-Typ. Das tragbare Telefon stellt ein komplexes Endgerät dar, weshalb es einer Antenne bedarf, die wünschenswerterweise Signale in mehreren Frequenzbändern sendet und empfängt.
10 zeigt eine herkömmliche Antenne vom Inverted-F-Typ. Die Antenne 10 vom Inverted-F-Typ umfasst eine Massefläche 11, einen leitenden Strahler 12, einen Kurzschlussabschnitt 14 zum Kurzschließen der Massefläche 11 und des leitenden Strahlers 12 sowie einen Speiseabschnitt 15 zur Energiezuführung für die Antenne. Die Antenne vom Inverted-F-Typ weist eine Antennenkennkurve mit einem schmalen Frequenzband, wie in 9 gezeigt ist, auf.
Die Druckschrift EP-A-1 024 552 offenbart eine Antenne für funkbetriebene Kommunikationsendgeräte, die aus verschiedenen Typen von Antennen bestehen, die nur an einem Punkt gespeist werden. Insbesondere umfasst die Antenne einen planen leitenden Strahler (Antenne vom Inverted-F-Typ), der parallel zur Massefläche angeordnet ist, sowie einen mäanderförmigen leitenden Strahler, der mit dem planen leitenden Strahler gekoppelt ist, wobei die Speisung der Antenne und die Verbindung mit der Massefläche über den planen leitenden Strahler erfolgt.
Die Druckschrift JP 09 260934 zeigt eine Mikrostreifenantenne, die zwei Frequenzbänder abdeckt und dabei ihre Miniaturisierung beibehält. Die Mikrostreifenantenne umfasst zwei Strahlungsleiter, die parallel und einem Masseleiter über eine dielektrische Schicht gegenüberliegend angeordnet sind. Die Strahlungsleiter sind elektrisch mit dem Masseleiter kurzgeschlossen. Der eine Strahlungsleiter ist als Speiseelement mit einem Spei seabschnitt ausgebildet, wohingegen der andere Strahlungsleiter als Parasitärelement ohne Speiseteil ausgebildet ist.
Die Druckschrift JP 61 041205 (japanische Patentzusammenfassung) beschreibt eine Antenne für eine Breitbandsendeleitung, die einen Zusatzleiterplattensatz gegenüber einem Strahlungsleiterelement an einer festen Stelle und einen Kurzschlussleiter umfasst, der einen Punkt der Zusatzleiterplatte und einen Punkt des Strahlungsleiterelementes verbindet. Die elektrische Energie wird dem Strahlungsleiterelement oder der Leiterplatte über eine Speisung zugeführt.
Die Druckschrift US-A-5,926,139 offenbart eine plane Einzelantenne zur Verwendung in zwei Frequenzbändern mit Strahlungsabschnitten für zwei Bänder, die über einen Verbindungsabschnitt verbunden und von einer Massefläche beabstandet sind. Jeder Strahlungsabschnitt ist als plane Antenne vom Inverted-F-Typ ausgebildet. Ein Massestift verbindet den Verbindungsabschnitt und die Massefläche untereinander, während ein einzelner Speisestift den Verbindungsabschnitt mit dem Eingabe-/Ausgabe-Port der Sendeempfangsschaltung verbindet.
Die Druckschrift US-A-5,786,793 offenbart eine Kompaktantenne für zirkulare Polarisation mit einem Substrat aus einem dielektrischen Material, das an der Unterseite hiervon mit einer Massefläche und an der Oberseite hiervon mit vier planen rechteckigen Stellen eines elektrisch leitfähigen Materials versehen ist. Jede der vier Stellen ist mit der Massefläche an einem Kurzschlusspunkt kurzgeschlossen. Eine 90°-Hybridschaltung ist derart angeschlossen, dass sie lediglich zwei benachbarte Stellen mit einer Phasendifferenz von 90° direkt speist, wodurch diese beiden Stellen als aktive Antennenelemente festgelegt werden. Die anderen beiden benachbarten Stellen werden nicht von der Hybridschaltung gespeist, weshalb sie parasitäre Antennenelemente darstellen.
Die Druckschrift JP 09 107238 A zeigt eine zusammengesetzte Antennenanordnung, die die Empfindlichkeit bei der Kommunikation mit dem Satelliten wie auch bei der Kommunikation mit dem Boden beibehält. Die zusammengesetzte Antennenanordnung umfasst eine plane Antenne mit Mikrostreifenleitung im Rückkopplungssystem, eine Antenne vom Inverted-F-Typ, einen Erdleiter, der den Erdteil der planen Antenne und der Antenne vom Inverted-F-Typ gemeinsam nutzt, eine spiralartige Antenne sowie eine Halbwellenantenne.
Die Druckschrift US-A-5,764,190 offenbart, wie eine plane Antenne vom Inverted-F-Typ auszubilden ist. Insbesondere wird eine plane Antenne vom Inverted-F-Typ beschrieben, die mit einer kapazitiven Last versehen ist, die eine Verringerung der Abmessungen der Antenne vom gängigen λ/4 auf λ/8 ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Bereitgestellt wird eine kleine Antenne, die für eine Mobilfunkkommunikationsvorrichtung, so beispielsweise ein tragbares Telefon, verwendet wird, in einem breiten Frequenzband arbeitet und mehrere Frequenzbänder abdeckt.
Dies wird durch die Merkmale erreicht, die in den unabhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Die Antenne umfasst einen ersten leitenden Strahler mit planer Form und einen zweiten leitenden Strahler mit spiralartiger Form. Ein Speiseabschnitt besteht aus einem planen Element, ist zwischen dem ersten leitenden Strahler mit planer Form und einer Massefläche angeordnet und führt Energie mittels elektromagnetischer Kopplung zu, weshalb die Antenne ein breiteres Frequenzband abdecken kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1A ist eine schematische Frontansicht eines tragbaren Telefons entsprechend einem als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel 1.
1B ist eine Schnittansicht des tragbaren Telefons.
2A ist eine schematische Perspektivansicht einer Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1.
2B ist eine Schnittansicht der Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1.
3 ist eine schematische Schnittansicht eines weiteren tragbaren Telefons entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1.
4 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Frequenz und einem Spannungsstehwellenverhältnis entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1 zeigt.
5A ist eine schematische Perspektivansicht einer Antenne entsprechend einem Ausführungsbeispiel 2.
5B ist eine Seitenansicht der Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
5C ist eine Planansicht der Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Frequenz und einem Spannungsstehwellenverhältnis entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 zeigt.
7A ist eine schematische Perspektivansicht einer modifizierten Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
7B ist eine Seitenansicht der modifizierten Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
7C ist eine Planansicht der modifizierten Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
8A ist eine schematische Perspektivansicht einer weiteren modifizierten Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
8B ist eine Seitenansicht einer weiteren modifizierten Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
8C ist eine Planansicht einer weiteren modifizierten Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2.
9 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Frequenz und einem Spannungsstehwellenverhältnis einer herkömmlichen Antenne zeigt.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Antenne.
Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiel 1
1A ist eine Frontansicht eines tragbaren Telefons entsprechend einem als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel 1, 1B ist eine Schnittansicht des tragbaren Telefons. Das tragbare Telefon 1 umfasst ein Gehäuse 2, eine Grundplatine 3 des tragbaren Telefons, eine Batterie 4, eine Flüssigkristallanzeige 5, einen Bedienknopf 6, eine Antenne 10, eine Hülle 11 des tragbaren Telefons, die als Massefläche wirkt, sowie ein Endgerät 17 zum Verbinden einer Massefläche der Antenne mit der Massefläche des tragbaren Telefons.
In der in 1A gezeigten Struktur kann die Hülle 11 der Grundplatine 3 als Massefläche verwendet werden. Die Antenne ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Hülle des tragbaren Telefons angeordnet, obwohl die Antenne auch direkt auf der Grundplatine mit einer internen Massefläche (nicht gezeigt) angeordnet werden kann, die in der Grundplatine eingebettet ist.
Die Antenne 10 weist eine Form auf, die entsprechend der Form des Gehäuses 2 des tragbaren Telefons 1, siehe 3, modifiziert sein kann.
2A ist eine perspektivische Ansicht der Antenne 10 entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. 2B ist eine Schnittansicht der Antenne. Die Antenne 10 umfasst eine Massefläche 11, einen ersten leitenden Strahler 12 mit einer planen Fläche, die parallel zu der Massefläche angeordnet ist, einen zweiten leitenden Strahler 13 mit einer spiralartigen Form, der parallel zu der Massefläche angeordnet und mit dem ersten leitenden Strahler verbunden ist, einen Kurzschlussabschnitt 14, der über einer Ecke der Massefläche ausgebildet ist, sowie einen Speiseabschnitt 15, der plan im Wesentlichen in der Mitte der Massefläche ausgebildet und von dem ersten leitenden Strahler und der Massefläche isoliert ist. Der erste leitende Strahler 12, der Kurzschlussabschnitt 14 und der Speiseabschnitt 15 sind auf einem dielektrischen Abstandshalter 16 ausgebildet, während der zweite leitende Strahler 13 und ein Speiseelement 15a in dem dielektrischen Abstandshalter ausgebildet sind. Hierdurch wird es möglich, jedes Element stabil mit dem dielektrischen Abstandshalter 16 zu halten und die Antenne durch einen Effekt der Wellenlängenkürzung des dielektrischen Abstandshalters klein auszugestalten. Sämtliche Elemente können auch in dem dielektrischen Abstandshalter 16 ausgebildet sein. Alternativ können einige der Elemente auf dem Abstandshalter und andere in dem Abstandshalter ausgebildet sein. Auch dies stellt eine Antenne mit ähnlichen Vorteilen bereit. Daher ist die Struktur der Antenne nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt.
4 zeigt eine Impedanzkennkurve der Antenne von 2A und 2B. Die Markierungen in 4 verweisen auf die Frequenzen 880 MHz, 960 MHz, 1710 MHz und 1990 MHz. 9 zeigt eine Impedanzkennkurve einer herkömmlichen Antenne von 10. Die Markierungen in 9 verweisen auf die Frequenzen 1710 MHz und 1990 MHz. Entsprechend dem Vergleich zwischen 4 und 9 weist die Antenne von 2A Resonanzen in zwei Frequenzbändern auf. Dies rührt daher, dass der erste leitende Strahler 12 mit planer Form und der zweite leitende Strahler 13 mit spiralartiger Form verschiedene Resonanzfrequenzen aufweisen. Darüber hinaus ermöglicht die spiralartige Form des leitenden Strahlers eine kleine Ausgestaltung der Antenne.
Der Speiseabschnitt 15, der aus dem planen Element besteht, ist elektromagnetisch mit den leitenden Strahlern 12 und 13 gekoppelt. Daher arbeitet die Antenne in breiteren Frequenzbändern als eine Antenne auf Grundlage eines herkömmlichen Speiseverfahrens, was von dem Speiseabschnitt herrührt, bei dem eine elektromagnetische Kopplung zum Einsatz kommt, die als Anpassungsschaltung wirkt.
Der Speiseabschnitt 15 verbreitert aufgrund der Tatsache, dass er im Wesentlichen in der Mitte der Massefläche 11 angeordnet ist, die Frequenzbänder. Dieser rührt daher, dass diese Anordnung eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung des auf der rechten und linken Seite der Massefläche fließenden Stromes bewirkt und einen Phasenunterschied beseitigen kann, sodass breitere Frequenzbänder bereitgestellt werden.
Der Kurzschlussabschnitt 14 ist über einer Ecke der Massefläche 11 angeordnet, wodurch die Frequenzbänder verbreitert werden. Dies rührt daher, dass diese Anordnung die Richtungen von Strömen, die durch die leitenden Strahler und die Massefläche fließen, in die gleiche Richtung lenken kann.
Der Verbindungsabschnitt zwischen dem zweiten leitenden Strahler 13 mit spiralartiger Form und dem ersten leitenden Strahler 12 mit planer Form ist im Wesentlichen gegen über dem Kurzschlussabschnitt 14 bezüglich des Speiseabschnittes 15 angeordnet, wodurch sich die Frequenzbänder verbreitern. Dies rührt daher, dass diese Anordnung ermöglicht, dass der Speiseabschnitt eine Anpassung an die leitenden Strahler vornimmt. Darüber hinaus ermöglicht der zweite leitende Strahler 13 aufgrund seiner Spiralartigkeit, dass die Antenne kleiner als eine herkömmliche Antenne entsprechend zwei Frequenzbändern ausgestaltet ist.
Das plane Speiseelement 15a weist eine Fläche von 20 × 20 = 400 mm² auf, während der erste leitende Strahler 12 eine Fläche von 25 × 25 = 625 mm² aufweist, weshalb das Verhältnis zwischen beiden bei ungefähr 2 zu 3 liegt.
Das Speiseelement kann aufgrund des Flächenverhältnisses von etwa 2 zu 3 zwischen dem ersten leitenden Strahler eine unerwünschte Kopplung mit dem zweiten leitenden Strahler unterdrücken, während die Kopplung mit dem ersten leitenden Strahler beibehalten wird, weshalb eine Anpassung an den leitenden Strahler möglich wird.
Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel messen die Massefläche 11 110 × 35 mm, der erste leitende Strahler 12 25 × 25 mm, der zweite leitende Strahler 13 25 × 7 × 3 mm, der plane Speiseabschnitt 15 20 × 20 mm und ein Intervall zwischen dem Speiseabschnitt und dem ersten leitenden Strahler 0,5 mm. 4 zeigt die Impedanzkennkurve der Antenne. Die Antenne entsprechend diesem Ausführungsbeispiel weist eine derartige Größe auf, dass sie in ein Gehäuse einbaubar ist und bei Frequenzbändern von 880 bis 960 MHz sowie 1710 bis 1990 MHz arbeiten kann, weshalb sie eine gewünschte Kennkurve aufweist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Jedes Element kann derart optimiert werden, dass eine Antenne und eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung entsprechend Frequenzbändern wie beispielsweise 880 bis 960 MHz (GSM) sowie 1710 bis 1880 MHz (DCS) oder Frequenzbändern wie beispielsweise 880 bis 960 MHz und 1710 bis 2170 MHz oder Frequenzbändern wie beispielsweise 824 bis 894 MHz (AMPS) und 1850 bis 1990 MHz (PCS) bereitgestellt werden.
Ausführungsbeispiel 2
5A ist eine schematische Perspektivansicht einer Antenne entsprechend einem als Beispiel angegebenen Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, 5B ist eine Seitenansicht der Antenne und 5C eine Planansicht der Antenne. Die Antenne von Ausführungsbeispiel 2 unterscheidet sich von der Antenne von Ausführungsbeispiel 1 gemäß 2A durch ein Speiseelement, das teilweise mit einem Kurzschlussabschnitt verbunden ist, sowie durch ein zweites leitendes Element mit einer mäanderartigen Form anstelle einer spiralartigen Form.
In 5A kann als Massefläche 21 die Hülle (nicht gezeigt) auf der Grundplatine ähnlich wie bei Ausführungsbeispiel 1 verwendet werden, oder auch eine interne Massefläche (nicht gezeigt), die in der Grundplatine eingebettet ist. Ein Schlitz 22a ist an einem Abschnitt des ersten leitenden Strahlers 22 mit einer planen Form in einer Anordnung im Wesentlichen parallel zu der Massefläche 21 ausgebildet. Der Schlitz 22a weist ein Lage, Länge oder Breite auf, die auf eine Regelung der Impedanz der Antenne abzielt.
Ein zweiter leitender Strahler 23 mit einer mäanderartigen Form in einer Anordnung parallel zu der Massefläche 21 weist einen gefalteten Abschnitt auf, der einen gefalteten Abschnitt 23a bildet. Diese Struktur ermöglicht, dass die Antenne eine im Wesentlichen erweiterte Länge aufweist, weshalb eine kleine Ausgestaltung für die Antenne effektiv ist. Der gefaltete Abschnitt 23a kann mit einem gefalteten Abschnitt des ersten leitenden Strahlers 22 ausgebildet werden, weshalb die Antenne klein ausgestaltet werden kann.
Ein Kurzschlussabschnitt 24, der den ersten leitenden Strahler 22 und die Massefläche 21 kurzschließt, ist an einer Ecke des ersten leitenden Strahlers 22 ausgebildet. Ein Speiseabschnitt 25 ist im Wesentlichen parallel zu der Massefläche 21 ausgebildet und weist ein planes Speiseelement 25a mit im Wesentlichen derselben longitudinalen Länge wie der erste leitende Strahler 22 und einer geringfügig größeren transversalen Länge wie der Strahler auf. Ein Abschnitt des Speiseelementes 25a ist mit dem Kurzschlussabschnitt 24 über einen Verbindungsabschnitt 24a verbunden, während ein anderer Abschnitt mit dem zweiten leitenden Strahler 23 verbunden ist.
Das Speiseelement 25a weist einen gefalteten Abschnitt nur in einem Abschnitt an einer Seite hiervon auf, wodurch ein gefalteter Abschnitt 25b gebildet ist. Diese Struktur ermöglicht, dass die Antenne eine im Wesentlichen erweiterte Länge aufweist, weshalb die Antenne klein ausgestaltet werden kann. Ein Schlitz 25c ist in einem Abschnitt des Speiseelementes 25a ausgebildet. Der Schlitz 25c weist eine Lage, Länge oder Breite auf, die derart geregelt werden, dass eine Steuerung der Impedanz der Antenne erfolgen kann.
Der Schlitz 25c ist länger als der Schlitz 22a in dem ersten leitenden Strahler 22 und dem Schlitz 22a zugewandt, während er geringfügig von dem Schlitz abweicht. Die Antenne weist eine Impedanz auf, die in Abhängigkeit von der Lagebeziehung zwischen den Schlitzen geregelt werden kann.
Die Antenne entsprechend diesem Ausführungsbeispiel umfasst ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1 die vorerläuterten Elemente, die auf oder in einem dielektrischen Abstandshalter (nicht gezeigt) ausgebildet sein können. So können beispielsweise der erste leitende Strahler 22 und der zweite leitende Strahler 23, der Kurzschlussabschnitt 24 sowie der Speiseabschnitt 25 auf dem dielektrischen Abstandshalter ausgebildet sein, während das Speiseelement 25a in dem dielektrischen Abstandshalter ausgebildet sein kann. Sämtliche Elemente können auch in dem dielektrischen Abstandshalter ausgebildet sein. Jede Struktur stellt eine Antenne mit ähnlichen Vorteilen wie bei Ausführungsbeispiel 1 dar.
Der zweite leitende Strahler 23, der gefaltete Abschnitt 23a, der Speiseabschnitt 25, das Speiseelement 25a, der gefaltete Abschnitt 25b und der Schlitz 25c können aus einer einzelnen einfach geschnittenen und gefalteten leitenden Fläche hergestellt werden, wodurch eine effiziente Herstellung der Antenne möglich wird.
6 zeigt eine Impedanzkennkurve der Antenne des vorliegenden Ausführungsbeispieles. Die Markierungen in 6 verweisen auf die Frequenzen 880 MHz, 960 MHz, 1710 MHz sowie 1990 MHz, ähnlich 4. Das Speiseelement 25a weist einen Abschnitt auf, der mit dem Kurzschlussabschnitt über den Verbindungsabschnitt 24a in der in 5A gezeigten Struktur verbunden ist, sodass die Antenne im Wesentlichen zwei Antennenelemente vom Inverted-F-Typ umfasst. Die zwei Antennenelemente vom Inverted-F-Typ weisen bei Anpassung ihrer Resonanzen und Kopplung aneinander eine Impedanzkennkurve mit Doppelscheitelform auf (Kennkurve mit zwei Resonanzfrequenzen) und arbeiten in einem breiteren Frequenzband.
Eine Modifizierung der in 5A gezeigten Antenne wird nachstehend anhand 7A beschrieben.
7A ist eine schematische Perspektivansicht der modifizierten Antenne entsprechend Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung, 7B ist eine Seitenansicht der Antenne und 7C eine Planansicht der Antenne. Die modifizierte Antenne unter scheidet sich von der Antenne des Ausführungsbeispiels 2 gemäß 5A durch einen Abschnitt eines Speiseelementes, der nicht mit einem Kurzschlussabschnitt, sondern direkt mit einer Massefläche verbunden ist. Elemente ähnlich denjenigen von 5A sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung selbiger Komponenten unterbleibt.
Wie in 7A gezeigt ist, ist ein Kurzschlussabschnitt 25d an einem Abschnitt eines planen Speiseelementes 25a angeordnet. Das Kurzschlusselement 25d kann einfach mit einem gefalteten Abschnitt des planen Speiseelementes 25a ausgebildet sein, der von der Struktur gemäß 5A verschieden ist, weshalb eine effiziente Herstellung der Antenne möglich wird. In 5A ist ein Abschnitt des planen Speiseelementes 25a mit dem Kurzschlussabschnitt 24 über den Verbindungsabschnitt 24a verbunden. Ein zweiter leitender Strahler 23, der Speiseabschnitt 25, das Speiseelement 25a, der gefaltete Abschnitt 25b, der Schlitz 25c und der Kurzschlussabschnitt 25d können aus einer einfach geschnittenen und gefalteten einzelnen leitenden Fläche hergestellt werden, was die Herstellbarkeit der Antenne verbessert.
Eine weitere Modifikation der Antenne von 5A wird nachstehend anhand 8A erläutert.
8A ist eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Modifizierung der Antenne entsprechend dem Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung, 8B ist eine Seitenansicht der Antenne und 8C eine Planansicht der Antenne. Die modifizierte Antenne unterscheidet sich von der Antenne von Ausführungsbeispiel 2 gemäß 5A durch einen zweiten leitenden Strahler mit spiralartiger Form anstelle einer mäanderartigen Form. Elemente ähnlich denjenigen in 5A sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung dieser Elemente unterbleibt.
In 8A ist der zweite leitende Strahler 26 in spiralartiger Form ausgebildet, was sich von der mäanderartigen Form des zweiten Leiterelementes 23 gemäß 5A unterscheidet. Das zweite Leiterelement 26 kann aus einer einzelnen geschnittenen und gefalteten leitenden Fläche auf eine andere Weise, als dies bei dem spiralartigen zweiten Leiter 13 gemäß 1A der Fall ist, hergestellt werden, was eine effiziente Herstellung des leitenden Strahlers 26 ermöglicht. Der zweite leitende Strahler 26, der Speiseabschnitt 25, das Speiseelement 25a und der Schlitz 25c können aus einer einzelnen ge schnittenen und gefalteten leitenden Fläche hergestellt werden, was die Herstellbarkeit der Antenne verbessert.
Wie in 8B und 8C gezeigt ist, weisen der erste leitende Strahler 22 und das Speiseelement 25a der Antenne von 8A dieselben Größen auf, die sich von der Antenne gemäß 5A unterscheiden. Die Schlitze 22a und 25c sind im Wesentlichen einander zugewandt, weshalb das Speiseelement 25a keinen gefalteten Abschnitt aufweist.
Die Antenne weist eine Impedanz auf, die in Abhängigkeit vom Vorhandensein, der Lage, der Länge oder Breite jedes Schlitzes und einer Lagebeziehung zwischen den Schlitzen geregelt ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung stellt eine kleine Breitbandantenne bereit, die mehrere Frequenzbänder abdeckt, sowie eine Funkkommunikationsvorrichtung, die die Antenne enthält. Ein Speiseabschnitt umfasst ein planes Speiseelement und wird über eine elektromagnetische Kopplung mit Energie versorgt, wodurch eine Antenne mit einer breiteren Bandkennkurve bereitgestellt wird. Jeweilige Abschnitte eines Kurzschlussabschnittes und des Speiseelementes sowie die Größe und Anordnung jedes Elementes werden optimiert, um eine Antenne mit einer breiteren Bandkennkurve bei gewünschter Frequenz bereitzustellen.

1: tragbares Telefon
2: Gehäuse
3: Grundplatine
4: Batterie
5: Flüssigkristallanzeige
6: Bedienknopf
10: Antenne
11: Massefläche
12: erster leitender Strahler
13: zweiter leitender Strahler
14: Kurzschlussabschnitt
15: Speiseabschnitt
16: dielektrischer Abstandshalter
17: Verbindungsanschluss

Claims

Antenne, die umfasst: eine Massefläche (ground plane) (11); einen ersten leitenden Strahler (12), der eine plane Form hat und im Wesentlichen parallel zu der Massefläche angeordnet ist; einen zweiten leitenden Strahler (13), der eine spiralartige Form oder eine Meanderform hat und im Wesentlichen parallel zu der Massefläche angeordnet ist, wobei der zweite leitende Strahler mit einem Abschnitt des ersten leitenden Strahlers gekoppelt ist; einen Kurzschlussabschnitt (14), der den ersten leitenden Strahler und die Massefläche kurzschließt; und einen Speiseabschnitt (15), der dem ersten und dem zweiten leitenden Strahler Energie zuführt; dadurch gekennzeichnet, dass der Speiseabschnitt ein planes Speiseelement (15a) enthält, das zwischen den ersten leitenden Strahler und der Massefläche angeordnet ist, wobei das Speiseelement dem ersten leitenden Strahler zugewandt ist und sich wenigstens teilweise mit dem ersten leitenden Strahler überlappt, das Speiseelement elektromagnetisch mit dem ersten leitenden Strahler gekoppelt ist, und das Speiseelement elektromagnetisch mit dem zweiten leitenden Strahler gekoppelt oder verbunden ist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis einer Fläche des Speiseelementes zu einer Fläche des ersten leitenden Strahlers im Wesentlichen 2:3 beträgt.
Antenne nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Speiseelement (25a) parallel zu der Massefläche (21) angeordnet ist und der Abstand zwischen dem Speiseelement (25a) und dem ersten leitenden Strahler (12) zwischen 0,2 mm und 2 mm liegt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Speiseelement im Wesentlichen quadratisch ist.
Antenne nach Anspruch 4, wobei eine Seite des Speiseelementes eine Länge zwischen 10 und 20 mm hat.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Speiseelement mit dem Kurzschlussabschnitt gekoppelt ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Speiseelement mit der Massefläche gekoppelt ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein erster Schlitz (25c) in dem Speiseelement ausgebildet ist.
Antenne nach Anspruch 8, wobei die Impedanz in Abhängigkeit von einer Form und einer Position des ersten Schlitzes reguliert werden kann.
Antenne nach Anspruch 8, wobei ein zweiter Schlitz (22a) in dem ersten leitenden Strahler ausgebildet ist und im Wesentlichen dem ersten Schlitz zugewandt ist.
Antenne nach Anspruch 10, wobei die Impedanz in der Abhängigkeit von jeweiligen Formen und Positionen des ersten Schlitzes bzw. des zweiten Schlitzes reguliert werden kann.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Speiseelement einen gefalteten Abschnitt (25b) enthält, der ausgebildet wird, indem ein Abschnitt des Speiseelementes gefaltet wird.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der zweite leitende Strahler mit dem ersten leitenden Strahler an einer dem Kurzschlussabschnitt gegenüberliegenden Seite gekoppelt ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Seite der Massefläche eine Länge zwischen 50 und 120 mm hat und die andere Seite derselben eine Länge zwischen 20 und 40 mm hat.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der erste leitende Strahler im Wesentlichen quadratisch ist.
Antenne nach Anspruch 15, wobei eine Seite des ersten leitenden Strahlers eine Länge zwischen 20 und 25 mm hat.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der zweite leitende Strahler im Wesentlichen 7 × 25 × 3 mm misst.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der erste und der zweite leitende Strahler Frequenzbändern von 880–960 MHz bzw. 1710–1880 MHz, Frequenzbändern von 880–960 MHz bzw. 1710–1990 MHz, Frequenzbändern von 880–960 MHz bzw. 1710–2170 MHz und Frequenzbändern von 824–894 MHz bzw. 1850–1990 MHz entsprechen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 18, die des Weiteren einen dielektrischen Abstandshalter (16) umfasst, der den ersten und den zweiten Strahler, den Kurzschlussabschnitt und den Speiseabschnitt darauf oder darin enthält.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Schlitz (22a) in dem ersten leitenden Strahler ausgebildet ist.
Antenne nach Anspruch 20, wobei die Impedanz in Abhängigkeit von einer Form und einer Position des Schlitzes reguliert werden kann.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der erste leitende Strahler einen gefalteten Abschnitt enthält, der ausgebildet wird, indem ein Teil des ersten leitenden Strahlers gefaltet wird.
Antenne nach Anspruch 1, wobei das zweite Leiterelement in einer Meanderform ausgebildet ist und einen gefalteten Abschnitt (23a) enthält, der ausgebildet wird, indem ein Teil des zweiten leitenden Strahlers gefaltet wird.
Funkkommunikationsvorrichtung, die umfasst: die Antenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 23; und eine Grundplatine (3), die mit der Massefläche sowie dem ersten und dem zweiten leitenden Strahler gekoppelt ist, wobei der erste und der zweite leitende Strahler sowie die Massefläche aus einem Teil ausgebildet sind.
Funkkommunikationsvorrichtung, die umfasst: die Antenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 23; und ein Gehäuse (2), das die Antenne aufnimmt, wobei der Kurzschlussabschnitt über einer Ecke der Massefläche ausgebildet ist.
Funkkommunikationsvorrichtung, die umfasst: die Antenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 23; und ein Gehäuse (2) zum Aufnehmen der Antenne, wobei der zweite Abschnitt auf einer Mittellinie der Massefläche angeordnet ist.