DE602005001065T2

DE602005001065T2 - Zweiteiliges Telefon mit Planar-Antenne

Info

Publication number: DE602005001065T2
Application number: DE602005001065T
Authority: DE
Inventors: Kamel Djama; Christian Leray
Original assignee: Sagem Communications SAS
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: DE602005001065D1; FR2867934A1; FR2867934B1; EP1577975A1; EP1577975B1

Description

ALLGEMEINES TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zweiteiliges Telefon, das eine Antenne vom Typ mit planaren Strahlungsflächen umfasst.
STAND DER TECHNIK
Es ist bereits vorgeschlagen worden, für tragbare Telefone PIFA genannte planare Antennen (planare umgekehrte F-Antennen) zu verwenden, die in der in 1 dargestellten Weise eine Körperebene 1 und eine planare leitende Oberfläche 2 aufweisen, die über der Körperebene 1 angeordnet ist und vertikal davon und parallel dazu verläuft.
Eine derartige Konstruktion hat eine Länge der Resonanzschwingung, die eine Funktion der Abmessungen der planaren leitenden Fläche 2 und der Höhe h ist, die sie von der Körperebene 1 trennt.
Wie es in 2 dargestellt ist, lässt sich eine Antenne dieser Art leicht in ein bekanntes Mobiltelefon mit zwei, beispielsweise durch Verschieben, zueinander beweglichen Teilen 10 und 20 integrieren. 2 zeigt einen Längsschnitt eines bekannten Telefons mit einem Gehäuse, das in einen vorderen Teil 10 und einen hinteren Teil 20 unterteilt ist, die auf Grund von Einrichtungen 30 zusammenarbeiten, die den Teil 10 und den Teil 20 gegenseitig beweglich machen. Die Einrichtungen 30 sind beispielsweise eine Gleitschiene, die eine Translationsverschiebung zwischen beiden Teilen 10 und 20 erlaubt.
Ein Element 11, das einen Bildschirm darstellt, ist in einer Schale 12 angeordnet, die den vorderen Teil 10 des Telefons bildet.
Eine kurze Tastatur 13 ist an der Schale 12 in der Nähe des Bildschirms 11 angebracht. Die kurze Tastatur 13 umfasst beispielsweise eine Taste, die einen Navigator bildet, der es dem Benutzer erlaubt, durch die an dem Bildschirm 11 angezeigten Menüs zu gehen. Die Tastatur 13 kann gleichfalls Tasten umfassen, die es dem Benutzer erlau ben, einen Anruf von einem Gesprächspartner entgegenzunehmen und die Telefonleitung zu unterbrechen. Der vordere Teil 10 umfasst hierzu im Inneren des Gehäuses 12 eine gedruckte Schaltungskarte 14, die es erlaubt, insbesondere die Elemente 11 und 13 anzusteuern.
In der vorliegenden Beschreibung werden die Begriffe „vorne" und „hinten" im Sinn der normalen Funktion eines Telefons verstanden, so dass sich der vordere Teil 10 auf den Teil bezieht, der im Allgemeinen den Bildschirm 11 sowie einen Lautsprecher umfasst.
Der hintere Teil 20 umfasst seinerseits im Wesentlichen die Körperebene 1 und die planare leitende Fläche 2 der Telefonantenne sowie eine Tastatur 21. Die Tastatur 21 ist vollständiger als die Tastatur 13 und umfasst eine Gruppe von Tasten, die es erlauben, Nummern zusammenzustellen.
Wie es in den 3A und 3B dargestellt ist, kann ein Benutzer sein Telefon benutzen, wenn der hintere Teil 20 unter dem vorderen Teil 10 verdeckt ist. Er kann gleichfalls den hinteren Teil 20 ausfahren, um diesen bezüglich des vorderen Teils 10 zu verschieben und dadurch die Tastatur 21 zugänglich zu machen.
Bei den bekannten Telefonen wird die Körperebene 1 der Telefonantenne durch die gedruckte Schaltung 22 gebildet, die sich im Inneren des Gehäuses des Teils 20 hinter den Einrichtungen 30 befindet und mit der Tastatur 21 verbunden ist.
Die Strahlungsfläche 2 ist ihrerseits im Allgemeinen am rückseitigen Teil des Teils 20 auf der Rückseite des Telefongehäuses angeordnet.
Eine Beschränkung dieser Telefone besteht indessen darin, dass die im hinteren Teil 20 verfügbare Höhe aus Gründen der Abmessungen des Telefons sehr gering ist.
Für PIFA-Antennen ist weiterhin die Breite des Frequenzbandes sehr begrenzt und ihre Leistungsfähigkeit ist sehr gering, da die Höhe h sehr gering ist, die ihre Strahlungsfläche 2 von ihrer Körperebene 1 trennt und allgemein, weil das Antennenvolumen klein ist.
Die Einschränkungen der geringen Abmessungen von bekannten Telefonen verhindern somit einen optimalen Antennengewinn über eine Gruppe von Kanälen, die im selben Frequenzband verwandt werden.
Eine vom Stand der Technik vorgeschlagene Lösung besteht darin, die Höhe des hinteren Teils 20 des Telefons zu vergrößern.
Es versteht sich jedoch, dass diese Lösung nicht zufriedenstellend ist, da sie die Abmessungen des Telefons erhöht.
Die Druckschrift US 6 327 485 beschreibt ein Mobiltelefon, das zwei Teile umfasst, die aufeinander legbar sind, wobei jeder Teil ein Element der Antenne des Telefons umfasst. Die Gestaltungen der Antennen in der geschlossenen Position und in der geöffneten Position des Telefons sind voneinander sehr verschieden. In der geöffneten Position ist die Antenne somit unipolar, während in der geschlossenen Position die Antenne eine PIFA-Antenne ist.
Die FR 2 802 046 zeigt ein Gleittelefon und die US 4 992 799 zeigt ein Klapptelefon.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung macht einen Vorschlag zur Beseitigung dieser Mängel.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Mobiltelefon vorzuschlagen, das zwei Teile umfasst und bei dem die Breite des Frequenzbandes und die Leistungsfähigkeit verglichen mit bekannten Telefonen wesentlich besser sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Mobiltelefon mit zwei Teilen vorzuschlagen, dessen Frequenzbandbreite und dessen Leistung verbessert sind und zwar ohne die Abmessungen des Telefons zu erhöhen.
Hierzu schlägt die Erfindung ein Telefon nach dem Anspruch 1 vor.
Die Erfindung wird vorteilhafterweise durch die Merkmale vervollständigt, die in den abhängigen Ansprüchen aufgenommen sind.
Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile, insbesondere denjenigen, dass eine Gestaltung der Elemente der Antenne möglich ist, die in allen Positionen des Telefons die gleiche ist. Die Arbeit der Antenne ist in allen Positionen des Telefons identisch.
DARSTELLUNG DER FIGUREN
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden sich aus der Beschreibung ergeben, die im Folgenden nur als Erläuterung und nicht beschränkend anhand der zugehörigen Zeichnungen gegeben wird, in denen
1, wie bereits beschrieben, schematisch eine PIFA-Antenne gemäß des bekannten Standes der Technik zeigt,
2, wie ebenfalls bereits beschrieben, eine Längsschnitt eines bekannten Telefons zeigt, das ein in zwei Teile unterteiltes Gehäuse umfasst,
3A und 3B, wie bereits erläutert, schematische Darstellungen der Bewegungen zeigen, die die Teile eines Telefons gemäß 2 ausführen können,
4 eine schematische Längsschnittansicht eines möglichen Ausführungsbeispiels des Mobiltelefons gemäß der Erfindung zeigt,
5A und 5B schematische Darstellung der möglichen Bewegungen der Teile des Telefons gemäß der Erfindung zeigen,
6 eine schematische Längsschnittansicht eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Mobiltelefons gemäß der Erfindung zeigt, bei dem wenigstens ein zusätzliches Metallelement vorgesehen ist, das sich in einer Ebene zwischen der Körperebene und der planaren Fläche befindet, und
7 und 8 verschiedene Ausbildungsformen des zusätzlichen Elementes zeigen.
In den Figuren tragen ähnliche Bauelemente identische Bezugszeichen.
BESCHREIBUNG IM EINZELNEN
4 zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines möglichen Ausführungsbeispiels des Mobiltelefons gemäß der Erfindung.
Das Mobiltelefon umfasst dabei ein Gehäuse, das in zwei Teile 10 und 20 unterteilt ist, die miteinander über Verbindungseinrichtungen 30 verbunden sind.
Die Verbindungseinrichtungen 30 erlauben eine Versetzung der Teile 10 und 20 gegeneinander. Die möglichen Versetzungen der Teile gegeneinander werden mehr im Einzelnen im Verlauf der vorliegenden Beschreibung erläutert.
4 zeigt ein bevorzugtes Telefon mit zwei Teilen, das Telefon kann jedoch auch irgendeine Anzahl von Teilen aufweisen, die gegeneinander beweglich sind.
Vorzugsweise ist das Telefon in einen vorderen Teil 10 und einen hinteren Teil 20 unterteilt.
Insbesondere ist ein Element 11, das einen Bildschirm bildet, an einer Schale 12 angebracht, die den vorderen Teil 10 des Telefons bildet.
Es sei daran erinnert, dass die Ausdrücke „vorderer" und „hinterer" im Sinne der normalen Funktion des Telefons zu verstehen sind, so dass der vordere Teil 10 sich auf einen Teil bezieht, der im Allgemeinen den Bildschirm 11 sowie einen Lautsprecher umfasst.
Eine kurze Tastatur 13 ist an der Schale 12 in der Nähe des Bildschirms 11 angebracht. Die kurze Tastatur 13 umfasst beispielsweise eine Taste, die einen Navigator bildet, der es dem Benutzer erlaubt, durch die Menüs zu gehen, die am Bildschirm 11 angezeigt werden.
Die Tastatur 13 kann gleichfalls Tasten umfassen, die es dem Benutzer erlauben, ein von einem Gesprächspartner kommendes Gespräch anzunehmen und die telefonische Leitung zu unterbrechen. Der vordere Teil 10 umfasst hierzu im Inneren des Gehäuses 12 eine gedruckte Schaltungskarte 14, die insbesondere die Steuerung der Elemente 11 und 13 erlaubt.
Der hintere Teil 20 umfasst eine Tastatur 21 auf einer Außenfläche. Die Tastatur 21 ist kompletter als die Tastatur 13 und umfasst eine Gruppe von Tasten, die die Zusammenstellung von Nummern erlauben. Eine gedruckte Schaltungskarte 22 ist mit der Tastatur 21 und den Einrichtungen zum Steuern verbunden und ermöglicht die Arbeit des Telefons, insbesondere die wirksame Zusammenstellung der Nummern.
Das Telefon umfasst weiterhin eine Sende/Empfangsantenne, die eine Körperebene 1 und wenigstens eine planare Strahlungsfläche 2 aufweist, die vertikal von der Körperfläche 1 und parallel dazu verläuft. Die Sende/Empfangsantenne ist somit vom Typ PIFA.
Die Körperebene 1 befindet sich in einem Teil des Gehäuses, während sich die planare Strahlungsfläche 2 in einem anderen Teil des Gehäuses des Telefons befindet.
Die Erfindung erlaubt somit ein Ausfahren der Körperebene bezüglich der planaren Fläche 2 und insbesondere eine Vergrößerung des Abstands h zwischen der Körperebene 1 und der planaren Fläche 2.
Die Leistungen des erfindungsgemäßen Telefons, was die Breite des Frequenzbandes und den Gewinn anbetrifft, sind somit besser als bei bekannten Telefonen bei gleichen Abmessungen. Aus 4 ist tat sächlich erkennbar, dass die Höhe des hinteren Teils 20 nicht verändert worden ist.
4 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Telefons, bei dem sich die Körperebene 1 hinter dem Bildschirm 11 im vorderen Teil 10 befindet, der den besagten Bildschirm 11 umfasst.
Die planare Strahlungsfläche 2 befindet sich ihrerseits dann im Teil 20 des Gehäuses, der dem Teil 10 gegenüberliegt, der den besagten Bildschirm 11 umfasst, d.h., an der Rückseite des Gehäuses des Telefons.
Die planare Fläche 2 ist von einer Metallfläche an der Rückseite des hinteren Teils 20 im Gehäuse gehalten und in herkömmlicher Weise mit der gedruckten Schaltungskarte 22 verbunden. Die Karte 22 kann eventuell kürzer als die bekannten Karten sein, da sie nur bis zur rechten Seite der Fläche 2 verlaufen muss.
Es versteht sich, dass je weiter sich die Fläche 2 an der Rückseite des Gehäuses des Telefons befindet, der Abstand h umso größer ist und die Leistungen des Telefons umso besser sind.
Vorzugsweise ist die Körperebene 1 im Wesentlichen von der gedruckten Schaltungskarte 14 getragen, die mit der Tastatur 13 und dem Bildschirm 11 verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Ebene 1 auf der oberen Außenfläche der Karte 14, nämlich auf der Fläche direkt unter dem Bildschirm 11, angeordnet, um den Abstand h zwischen der Ebene 1 und der planaren Fläche 2 maximal zu gestalten.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann man indessen die Positionen der Körperebene 1 und der planaren Fläche 2 umkehren.
Die Ebene 1 ist dann von der gedruckten Schaltungskarte 22 im Teil 20 getragen, während sich die planare Fläche 2 im Teil 10 befindet. Dieses Ausführungsbeispiel hat somit nur Vorteile in der Benutzung, insbesondere auf Grund der Tatsache, dass die Fläche 2 vom Bildschirm 11 verdeckt ist.
Es wurden verschiedene Arten der Versetzung der Teile gegeneinander beschrieben. Bei allen Versetzungen der Teile gegeneinander kann wenigstens einer der Teile, der wenigstens eine Tastatur aufweist, während der Versetzung relativ zum anderen freigelegt werden, während die Tastatur bei einer umgekehrten Versetzung der Teile gegeneinander verdeckt werden kann.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel umfassen die Verbindungseinrichtungen 30 Einrichtungen 31, die eine Gleitschiene bilden. Die Gleiteinrichtungen 31 sind so ausgebildet, dass sie eine Translationsversetzung der Teile 10 und 20 gegeneinander erlauben, wie es in den 3A und 3B dargestellt ist.
Ein Benutzer kann daher das Telefon benutzen, während der hintere Teil 20 unter dem vorderen Teil 10 verdeckt ist. Die Tastatur 21 ist abgedeckt.
Er kann gleichfalls den hinteren Teil 20 ausfahren, indem er eine Translationsbewegung des letzteren bezüglich des vorderen Teils 10 bewirkt, um die Tastatur 21 zugänglich zu machen.
Die Einrichtungen 31, die eine Gleitschiene bilden, umfassen beispielsweise komplementäre Einrichtungen vom Nut- und Federtyp.
Die Einrichtungen 31 sind vorzugsweise wenigstens teilweise aus Metall gebildet, um eine guten mechanischen Widerstand zu bieten.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel umfassen die Verbindungseinrichtungen 30 Einrichtungen, die ein Drehgelenk bilden, so dass eine Drehversetzung der Teile 10 und 20 gegeneinander möglich ist, wie es in 5A dargestellt ist.
Ein Benutzer kann somit gleichfalls Zugriff auf die Tastatur 21 nach einer Drehung des hinteren Teils 20 erhalten.
Die Tastatur 21 umfasst vorteilhafterweise Tasten 21 auf beiden Seiten des Bildschirms 11, um die Navigation in den Menüs, die am Bildschirm 11 angezeigt werden, oder die Bewegungen einer fiktiven Person, beispielsweise in einem Videospiel zu erleichtern.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Einrichtungen 30 die Gleitschiene und das Drehgelenk, um eine Versetzung zu ermöglichen, die in 5B dargestellt ist.
Der Benutzer kann somit eine Translationsbewegung und/oder eine Drehung der Teile 10 und 20 gegeneinander und unabhängig voneinander bewirken.
Wie es in den 5A und 5B dargestellt ist, bleiben die Körperebene 1 und die planare Fläche 2 bei einer Drehung eines der Teile 10 oder 20 genau parallel zueinander.
Wie es in 6 dargestellt ist, umfasst bei einem möglichen Ausführungsbeispiel das Telefon vorteilhafterweise wenigstens ein zusätzliches Metallelement 40, das sich in einer Ebene zwischen der Körperebene 1 und der planaren Fläche 2 befindet.
Jedes Element 40 kann das Frequenzband der Antenne des Telefons verbreitern. Wenn insbesondere das Element 40 so ausgestaltet wird, dass es eine Resonanzfrequenz nahe an den Nutzfrequenzen hat, verbreitert man das globale Frequenzband der Antenne. Jedes Element 40 steht in einem dauerhaften elektrischen Kontakt mit der Körperebene 1 und der planaren Fläche 2 der Antenne.
Wie es in 7 dargestellt ist, kann ein zusätzliches Element 40 in der Ebene der gedruckten Schaltungskarte 22 angeordnet sein, die sich im Teil 20 befindet, der die planare Strahlungsfläche 2 umfasst.
8 zeigt ein zusätzliches Element 40, das sich in der Ebene der Verbindungseinrichtungen 30 befindet.
In diesem Fall umfassen die Verbindungseinrichtungen 30 wenigstens einen Metallbereich 32, so dass das zusätzliche Element 40 in diesem besagten Metallbereich 32 ausgebildet ist.
Vorzugsweise umfassen die Verbindungseinrichtungen 30 einen nichtmetallischen Bereich 33, der zum metallischen Bereich 32 komplementär ist, um die Dichtheit der Einrichtungen 30 sicherzustellen. Das Telefon ist daher gegenüber Wasser und Staub geschützt, selbst wenn sich das Telefon in der ausgefahrenen Position befindet.
Die Form des Elementes 40, die in den 7 und 8 dargestellt ist, ist natürlich willkürlich und hängt von den Nutzfrequenzen des Telefons ab.
Es wurde weiterhin ein Telefon beschrieben, das nur eine einzige Strahlungsfläche umfasst, das Telefon kann jedoch auch mehrere derartige Flächen umfassen.

Claims

Mobiltelefon mit einem Gehäuse, das in wenigstens zwei Teile (10, 20) unterteilt ist, die miteinander über Verbindungseinrichtungen (30) verbunden sind, die eine Versetzung der Teile (10, 20) gegeneinander erlauben, welches Telefon weiterhin eine Sende/Empfangsantenne umfasst, die eine Körperebene (1), die sich in einem Teil (10) des Gehäuses befindet, und wenigstens eine planare Strahlungsfläche (2) umfasst, die sich im anderen Teil (20) des Gehäuses befindet und die vertikal von der besagten Körperebene (1) und parallel dazu verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen so ausgebildet sind, dass sei eine Versetzung erlauben, bei der die Körperebene (1) und die planare Fläche (2) parallel zueinander bleiben, und dass es wenigstens ein zusätzliches Metallelement (40) umfasst, das sich in einer Ebene zwischen der Körperebene (1) und der planaren Fläche (2) befindet, welches Element das Frequenzband der Antenne des Telefons vergrößern kann.
Telefon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Anzeigebildschirm (11) an einem Teil (10) seiner Teile umfasst, wobei sich die Körperebene (1) an der Rückseite des Bildschirms (11) in dem Teil (10) befindet, der den besagten Bildschirm (11) umfasst, und sich die planare Strahlungsfläche (2) in einem Teil (20) des Gehäuses befindet, der dem Teil (10) gegenüberliegt, der den besagten Bildschirm (11) umfasst.
Telefon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (30) Einrichtungen (31) umfassen, die eine Gleitbahn bilden, die eine Translationsversetzung der Teile (10, 20) gegeneinander ermöglichen kann.
Telefon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (30) Einrichtungen umfassen, die einen Drehpunkt bilden, die eine Drehversetzung der Teile (10, 20) gegeneinander ermöglichen kann, wobei die Körperebene (1) und die planare Fläche (2) während dieser Drehung parallel zueinander bleiben.
Telefon nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (20) der Teile wenigstens eine Tastatur (21) umfasst, die während einer Versetzung relativ zu dem anderen Teil (10) bezüglich des besagten Teils (20), der die Tastatur (21) umfasst, freigelegt wird, welche Tastatur (21) während einer umgekehrten Relativversetzung der Teile (10, 20) gegeneinander verdeckt werden kann.
Telefon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein zusätzliches Element (40) in der Ebene einer gedruckten Schaltungsplatte (22) befindet, die sich in dem Teil befindet, der die planare Strahlungsfläche (2) umfasst.
Telefon nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zusätzliche Element (40) in der Ebene der Verbindungseinrichtungen (30) befindet.
Telefon nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (30) wenigstens einen Metallbereich (32) umfassen, wobei das zusätzliche Element (40) dann in diesem Metallbereich (32) gebildet ist.
Telefon nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (30) einen nichtmetallischen Bereich (33) umfassen, der zum Metallbereich (32) komplementär ist und die Dichtheit der Einrichtungen (30) sicherstellen kann.