DE602005003419T2 - Antenne mit variabler Richtcharakteristik - Google Patents

Antenne mit variabler Richtcharakteristik Download PDF

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H01Q21/12Parallel arrangements of substantially straight elongated conductive units
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10Polarisation diversity; Directional diversity

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne mit variabler Richtcharakteristik, welche die Richtwirkung umschalten kann.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine Antenne mit variabler Richtcharakteristik gemäß Stand der Technik soll anhand der 4 und 5 erläutert werden. In 4 ist eine erste Antenne 10 eine Dipolantenne, die zwei Stableiter aufweist und bei einer Nutzfrequenz für eine elektrische Länge von λ/2 schwingt. Die erste Antenne 10 ist über eine Einspeiseeinheit 11 mit einem Drahtlos-Gerät verbunden. Das Drahtlos-Gerät 12 besitzt eine Sendeeinheit 16, eine Empfangseinheit 17 und einen Antennen-Duplexer 18, der es ermöglicht, dass die Antenne sowohl zur Zeit des Sendens als auch zur Zeit des Empfangens von Signalen arbeitet. Die erste Antenne 10 ist mit den Sende- und Empfangseinheiten 16 und 17 über die Einspeiseeinheit 11 und den Antennenduplexer 18 gekoppelt. Die Empfangseinheit 17 gibt eine Spannung entsprechend einer Empfangsfeldstärke aus und ist mit einem in einer Steuerschaltung 15 enthaltenen A/D-Wandler 19 verbunden. Ein Ausgang des A/D-Wandlers 19 ist mit einer CPU 20 verbunden. In ähnlicher Weise ist eine zweite Antenne 13 eine Dipolantenne mit zwei Stableitern. Die zweite Antenne 13 ist parallel zu der ersten Antenne 10 mit einem geringen Abstand von dieser angeordnet und ist mit einer veränderlichen Impedanzschaltung 14 verbunden.
  • Wie in 5 gezeigt ist, enthält die veränderliche Impedanzschaltung eine veränderliche Kapazitätsdiode 21, einen Kondensator 22, eine Spule 23 und eine Hochfrequenz-Drosselspule 24. Die zweite Antenne 13 ist in Serie mit der Spule 23, dem Kondensator 22 und der veränderlichen Kapazitätsdiode 21 geschaltet und liegt an einem Ausgangsanschluss eines D/A-Wandlers 25 inner halb der Steuerschaltung 15 über die Hochfrequenz-Drosselspule 24. Eine Eingangsseite des D/A-Wandlers 25 ist mit der CPU 20 gekoppelt. Außerdem ist die CPU an einen Speicher 26 angeschlossen.
  • Wenn eine niedrige Spannung (Ausgangsspannung V1 des D/A-Wandlers 25) an die beiden Anschlüsse der veränderlichen Kapazitätsdiode 21 angelegt wird, ist die elektrische Länge der zweiten Antenne 13 kürzer als die ursprüngliche elektrische Länge, bedingt durch den Kapazitätswert der veränderlichen Kapazitätsdiode 21, demzufolge die zweite Antenne 13 als Wellen-Richtgerät arbeitet. Dabei kann auf der Seite der zweiten Antenne 13 ein starkes Strahlungsfeld erhalten werden. Wenn außerdem die an die veränderliche Kapazitätsdiode angelegte Spannung groß ist (V2), nimmt die Kapazität der veränderlichen Kapazitätsdiode 21 ab, und damit ist die elektrische Länge der zweiten Länge 13 größer, demzufolge die zweite Antenne 13 als Reflektor fungiert. In diesem Fall kann an der Seite der ersten Antenne 10 ein starkes Strahlungsfeld erhalten werden. Da D1 und D2, die den Ausgangsspannungen V1 und V2 des D/A-Wandiers 25 entsprechen, wenn die zweite Antenne 13 als Wellen-Richtgerät bzw. als Reflektor arbeitet, sind vorab in dem Speicher 26 abgespeichert worden.
  • Als erstes wählt die CPU 20 Daten D1 aus dem Speicher 26, um die zweite Antenne 13 zu veranlassen, als Wellen-Richtgerät zu arbeiten, so dass die Ausgangsspannung des D/A-Wandlers 25 den Wert V1 annimmt. Dabei wird die Spannung einer empfangenen elektrischen Welle (erste Feldstärkendsten) über den A/D 19 in die CPU 20 eingegeben und dann in dem Speicher 26 gespeichert. Als nächstes wählt die CPU 20 Daten D2 aus dem Speicher 26, um die zweite Antenne 13 zu veranlassen, als Reflektor zu arbeiten, so dass die Ausgangsspannungs des A/D-Wandlers 25 den Wert V2 annimmt. Dabei wird die Spannung der empfangenen elektrischen Welle (die zweiten Feldstärkedaten) über den A/D-Wandler 19 in die CPU 20 eingegeben und in dem Speicher 26 gespeichert. Die CPU 20 vergleicht die ersten und die zweiten Feldstärkedaten und stellt die zweite Antenne 13 so ein, dass sie als Wellen-Richtgerät oder als Reflektor arbeitet, abhängig vom Vergleichsergebnis (vergleiche hierzu beispielsweise das japanische Patent 33 99 545 62 (1 und 2)).
  • Die zum Stand der Technik zählende Antenne mit variabler Richtcharakteristik besitzt Richtwirkung in die beiden Richtungen der Seite der ersten Antenne und der Seite der zweiten Antenne. Wenn also die Antenne mit variabler Richtcharakteristik an einem Fahrzeug angebracht ist, dessen Fahrtrichtung sich ständig ändert, kann keine ausreichende Feldstärke erreicht werden.
  • Die US 6 757 267 zeigt eine Antenne mit variabler Richtcharakteristik, umfassend eine erste Antenne mit einer kapazitiven Einheit an der ersten Antenne, und eine zweite Antenne, die abgerückt von der ersten Antenne angeordnet ist, und eine zweite kapazitive Einheit, wobei dann, wenn die elektrische Länge der zweiten Antenne derjenigen der ersten Antenne gleicht, ein von der ersten Antenne empfangenes Signal und ein von der zweiten Antenne empfangenes Signal synthetisiert und ausgegeben werden.
  • JP 60 074801 zeigt eine Antenne mit einer ersten belasteten Antenne und einer zweiten belasteten Antenne.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Antenne mit variabler Richtcharakteristik zu schaffen, die die Richtwirkung in vier Richtungen umschalten kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung enthält die Antenne mit veränderlicher Richtcharakteristik die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung kann zumindest die erste belastete Antenne in einem UHF-Band schwingen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schaltungsskizze, die den Aufbau einer erfindungsgemäßen Antenne mit variabler Richtcharakteristik zeigt;
  • 2A ist ein Diagramm einer Strahlungsfeld-Richtwirkung der erfindungsgemäßen Antenne mit variabler Richtcharakteristik;
  • 2B ist ein Diagramm einer Strahlungsfeld-Richtwirkung der erfindungsgemäßen Antenne mit variabler Richtcharakteristik;
  • 2C ist ein Diagramm einer Strahlungsfeld-Richtwirkung der erfindungsgemäßen Antenne mit variabler Richtcharakteristik;
  • 3 ist ein Diagramm, das eine Steuerschaltung zum Steuern der erfindungsgemäßen Antenne mit variabler Richtcharakteristik zeigt;
  • 4 ist eine Schaltungsskizze einer Konfiguration einer zum Stand der Technik zählenden Antenne mit variabler Richtcharakteristik; und
  • 5 ist ein Diagramm einer variablen Impedanzschaltung, mit der die zum Stand der Technik zählende Antenne mit variabler Richtcharakteristik belastet ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine Antenne mit variabler Richtcharakteristik gemäß der Erfindung soll im Folgenden anhand der 1 und 2 beschrieben werden. Eine erste belastete Antenne 3 enthält eine erste Antenne 31 und eine erste kapazitive Einheit 32, welche eine Last für die erste Antenne 31 bildet. Die erste kapazitive Einheit 32 liegt zwischen einem Ende der ersten Antenne 31 und Masse, und sie enthält eine erste veränderliche Kapazitätsdiode 32a, deren Anode mit einem Ende der ersten Antenne 31 verbunden ist, und ein erstes kapazitives Element 32b, das zwischen einer Kathode der ersten veränderlichen Kapazitätsdiode 32a und Masse liegt. Die Anode der ersten veränderlichen Kapazitätsdiode 32a ist über einen Widerstand 33 gleichstrommäßig auf Masse gelegt.
  • Außerdem besitzt eine zweite belastete Antenne 40 eine zweite Antenne 41, die abgerückt von der ersten Antenne 31 angeordnet ist, und eine zweite Kapazi tätseinheit 42, welche die zweite Antenne 41 belastet. Die zweite kapazitive Einheit 42 liegt zwischen einem Ende der zweiten Antenne 41 und Masse, sie besitzt eine zweite veränderliche Kapazitätsdiode 42a, deren Anode mit einem Ende der zweiten Antenne 41 gekoppelt ist, ein zweites kapazitives Element 42b, welches zwischen einer Kathode der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode 42a und Masse liegt, ein drittes kapazitives Element 42d, welches über eine erste Schließeinheit 42c parallel zu dem zweiten kapazitiven Element 42b geschaltet ist, und ein viertes kapazitives Element 42f, welches über eine zweite Schließschaltung 42e parallel zu dem zweiten kapazitiven Element 42b geschaltet ist. Die Anode der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode 42a ist gleichstrommäßig über einen Widerstand 43 auf Masse gelegt. Der Verbindungspunkt zwischen der Kathode der ersten veränderlichen Kapazitätsdiode 32a und dem ersten kapazitiven Element 32b ist über eine dritte Schließschaltung 51 an einen Eingangsanschluss einer Schalteinheit 50 angeschlossen und ist gleichzeitig mit einem Eingangsanschluss einer Synthetisierschaltung 52 verbunden. Weiterhin ist der Verbindungspunkt zwischen der Kathode der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode 42a und dem zweiten kapazitiven Element 42b an den anderen Eingangsanschluss der Synthetisierschaltung 52 angeschlossen. Ein Ausgangsanschluss der Synthetisierschaltung 52 ist mit dem anderen Eingang der Schalteinheit 50 gekoppelt. Außerdem ist ein Ausgangsanschluss der Schalteinheit 50 mit einer Empfangsschaltung 53 verbunden, die beispielsweise einen UHF-Tuner oder dergleichen enthält.
  • In der ersten belasteten Antenne 30 und der zweiten belasteten Antenne 40 besitzen die erste Antenne 31 und die zweite Antenne 41 gleiche elektrische Länge, wobei die Summe aus dem Kapazitätswert des zweiten kapazitiven Elements 42b und dem Kapazitätswert des dritten kapazitiven Elements 42d die gleiche ist wie der Kapazitätswert des ersten kapazitiven Elements 32b. Außerdem haben die erste und die zweite veränderliche Kapazitätsdiode 32a und 42b gleiche Kennwerte. Außerdem wird an die Kathode der ersten veränderlichen Kapazitätsdiode 32a und die Kathode der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode 42a die gleiche Abstimmspannung Vt gelegt. Die Abstimmspannung ist variabel.
  • 2A bis 2C zeigen die Richtwirkung der Strahlungsfeldintensität durch die erste und die zweite belastete Antenne 30 und 40 in einer Ebene rechtwinklig zu den Achsenrichtungen der ersten und der zweiten Antenne 31 und 41. In 2 bezeichnen M und S die Lagen der ersten und zweiten Antenne 31 bzw. 41.
  • Wenn nun die erste und die zweite Schließeinheit 42c und 42e gemeinsam ausgeschaltet (geöffnet) sind, so ist die Resonanzfrequenz der zweiten belasteten Antenne 40 größer als die der ersten belasteten Antenne 30, und die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne 40 ist kürzer als die der ersten belasteten Antenne 30. Folglich arbeitet die zweite belastete Antenne 40 als Wellen-Richteinrichtung, so dass die Strahlungsfeldintensität auf der Seite der zweiten Antenne (der S-Seite) größer ist, wie aus 2C hervorgeht. In diesem Fall ist die dritte Schließeinheit 51 ausgeschaltet, so dass der Ausgangsanschluss der Schalteinheit 50 an den einen Eingangsanschluss (auf der Seite der ersten belasteten Antenne 30) geschaltet ist.
  • Wenn weiterhin die erste Schließeinheit 42c und die zweite Schließeinheit 42 eingeschaltet (kurzgeschlossen) sind, ist die Resonanzfrequenz der zweiten belasteten Antenne 40 geringer als die der ersten belasteten Antenne 30, und die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne 40 ist größer als die der ersten belasteten Antenne 30. Folglich arbeitet die zweite belastete Antenne 40 als Reflektor, demzufolge die Strahlungsfeldstärke auf der Seite der ersten Antenne 31 (M-Seite) größer ist, wie aus 2B hervorgeht. In diesem Fall ist die dritte Schließeinheit 51 ausgeschaltet, so dass der Ausgangsanschluss der Schalteinheit 50 auf den einen Eingangsanschluss gelegt ist (auf die Seite der ersten belasteten Antenne 30).
  • Wenn außerdem die erste Schließeinheit 42c eingeschaltet und die zweite Schließeinheit 42e ausgeschaltet ist, haben die erste belastete Antenne 30 und die zweite belastete Antenne 40 gleiche Resonanzfrequenz. Folglich ist die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne 40 die gleiche wie die der ersten belasteten Antenne 30. In diesem Fall werden ein von der ersten belasteten Antenne 30 empfangenes Signal und ein von der zweiten belasteten Antenne 40 empfangenes Signal synthetisiert, um ein Strahlungsfeld auf der Seite der ers ten Antenne 31 und ein Strahlungsfeld auf der Seite der zweiten Antenne 41 zu unterdrücken, demzufolge die Strahlungsfeldstärke in einer Richtung rechtwinklig zu einer Linie, welche die Lage der ersten Antenne 31 mit der Lage der zweiten Antenne 41 verbindet, größer wird, wie aus 2A hervorgeht. In diesem Fall wird also die dritte Schließeinheit 41 eingeschaltet, und der Ausgangsanschluss der Schalteinheit 50 wird auf den anderen Eingangsanschluss (die Seite der Synthetisiereinheit 52) gelegt.
  • Aus diesem Grund lässt sich die Antennenvorrichtung mit variabler Richtcharakteristik so umschalten, dass die Richtwirkung vier Richtungen entspricht. Durch den oben beschriebenen Aufbau lässt sich eine Antennenvorrichtung realisieren, die sich für den Empfang von Fernsehsignalen eignet, wenn sie an einem Kraftfahrzeug oder dergleichen angebracht ist.
  • Weil außerdem die erste belastete Antenne 30 und die zweite belastete Antenne 40 die erste veränderliche Kapazitätsdiode 32a bzw. die zweite veränderliche Kapazitätsdiode 42a aufweisen, variieren die Resonanzfrequenzen der belasteten Antennen 30 und 40 im Verein miteinander, indem die Abstimmspannung geändert wird. Selbst wenn daher die Empfangsfrequenz variiert, lässt sich das Muster der Strahlungsfeldstärke nach 2 aufrechterhalten.
  • 3 zeigt die Konfiguration einer Steuerschaltung zum automatischen Steuern des Öffnens oder Schließens der ersten bis dritten Schließeinheiten 42c, 42e und 51, sowie des Umschalters der Schalteinheit 50. Wie in 3 gezeigt ist, enthält die Steuerschaltung eine Detektorschaltung 61, einen A/D-Wandler 62, ein Zwischenspeicherregister 63, einen CPU 64, ein MAX-Datenregister 65, einen Datenschalter 66, eine Antennensteuerschaltung 67 und dergleichen. Die CPU 64 enthält eine Vergleicherschaltung. Außerdem steuert die Antennensteuereinheit 67 die erste bis dritte Schließeinheit 42c, 42e und 41 sowie die Schalteinheit 50 auf der Grundlage von Daten aus der CPU 64.
  • Bei der folgenden Beschreibung eines Steuerverfahrens wird der Fall, in welchem die Resonanzfrequenz der zweiten belasteten Antenne 40 derjenigen der ersten belasteten Antenne 30 gleicht, als A-Modus bezeichnet. Außerdem wird ein Fall, in welchem die Resonanzfrequenz der zweiten belasteten Antenne 40 geringer ist als die der ersten belasteten Antenne 30 (ein Fall, in welchem die zweite belastete Antenne 40 als Reflektor arbeitet) als B-Modus bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Fall, bei dem die Resonanzfrequenz der zweiten belasteten Antenne 40 größer ist als die der ersten belasteten Antenne 30 (ein Fall, in welchem die zweite belastete Antenne 40 als Wellen-Richteinrichtung arbeitet) als C-Modus bezeichnet.
  • Als erstes stellt die CPU 64 die AGC-Spannung, die an einen (nicht gezeigten) Verstärker in der Empfangsschaltung 43 gelegt wird (vergleiche 1) auf einen konstanten Wert ein, und sie löscht gleichzeitig das Zwischenspeicherregister 43 und das MAX-Datenregister 65. Dann gibt die CPU 64 Daten für den A-Modus an die Antennensteuerschaltung 67, um als erstes den A-Modus einzustellen, demzufolge die erste bis dritte Schließeinheit 42c, 42e und 51 eingeschaltet wird und der Ausgangsanschluss der Schalteinheit 50 auf den einen Eingangsanschluss gelegt wird (die Seite der ersten belasteten Antenne 30).
  • Das im A-Modus empfangene Signal wird von der Detektorschaltung 61 detektiert und anschließend von dem A/D-Wandler 62 in ein digitales Signal umgewandelt. Das umgewandelte digitale Signal wird in dem Zwischenspeicherregister 63 als Empfangsstärkendsten gespeichert. Anschließend werden die Empfangsstärkendsten, die in dem Zwischenspeicherregister 63 gespeichert sind, mit Daten des MAX-Datenregisters 65 verglichen. Da jetzt das MAX-Datenregister 65 gelöscht ist, sind die Empfangsstärkendaten des Zwischenspeicherregisters 63 größer. Danach schaltet die CPU 64 den Datenschalter 66 um, um die Empfangsstärkendsten des Zwischenspeicherregisters 63 in das MAX-Datenregister 65 zu übertragen.
  • Wenn als nächstes die CPU 64 auf den B-Modus geschaltet wird, werden die erste und die zweite Schließeinheit 42c und 42e eingeschaltet, die dritte Schließeinheit 51 wird ausgeschaltet, und der Ausgangsanschluss der Schalteinheit 50 wird auf den anderen Anschluss gelegt (auf die Seite der Synthetisiereinheit 52). In ähnlicher Weise werden die Empfangsstärkedaten im B-Modus im Zwischenspeicherregister 63 gespeichert und dann mit den Daten im MAX-Datenregister 65 verglichen (in welchem die Empfangsstärkedaten des A-Modus gespeichert sind). Als Vergleichsergebnis werden, wenn die Empfangs stärkedaten im B-Modus größer sind als die Daten im MAX-Datenregister 65, die Empfangsstärkedaten im MAX-Datenregister 65 gespeichert.
  • In ähnlicher Weise werden die Empfangsstärkedaten im C-Modus mit Daten im MAX-Datenregister 65 verglichen, die größeren Daten werden im MAX-Datenregister 65 gespeichert. Da die im MAX-Datenregister 65 beim letzten Mal gespeicherten Daten dem Maximalwert entsprechen, gibt die CPU 64 Schaltdaten des diesen Daten entsprechenden Modus an die Antennensteuerschaltung 67, welche das Öffnen oder das Schließen der Schließeinheiten 42c, 42e und 51 sowie das Schalten der Schalteinheit 50 anhand dieser Daten steuert. Die Antennenvorrichtung mit variabler Richtcharakteristik kann konstant den besten Empfangszustand dadurch aufrechterhalten, dass sie wiederholt die oben beschriebenen Abläufe ausführt.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthält die Antennenvorrichtung mit variabler Richtcharakteristik die erste belastete Antenne, die die erste Antenne und die eine Last für diese bildende erste kapazitive Einheit enthält, und die zweite belastete Antenne, die die zweite Antenne abgerückt von der ersten Antenne und die eine Last für die zweite Antenne bildende zweite kapazitive Einheit enthält. Die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne ist größer oder kürzer oder gleich als die bzw. wie die der ersten belasteten Antenne, indem man den Kapazitätswert der zweiten kapazitiven Einheit umschaltet. Wenn die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne derjenigen der ersten belasteten Antenne gleicht, werden das von der ersten belasteten Antenne empfangene Signal und das von der zweiten belasteten Antenne empfangene Signal synthetisiert. Wenn daher die zweite belastete Antenne als Wellen-Richteinrichtung oder als Reflektor arbeitet, in dem die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne länger bzw. kürzer gemacht wird als die der ersten belasteten Antenne, erhält man an der ersten bzw. der zweiten Antenne ein starkes Strahlungsfeld. Wenn außerdem die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne derjenigen der ersten belasteten Antenne gleicht, erhält man in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung, in der die erste und die zweite Antenne angeordnet sind, ein starkes Strahlungsfeld. Aus diesem Grund erreicht man ein Strahlungsfeld in vier Richtungen und realisiert damit eine Antennenvorrichtung, die sich für einen beweglichen Empfänger eignet.
  • Außerdem ist gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung in der ersten kapazitiven Einheit die erste variable Kapazitätsdiode derart angeordnet, dass sie zwischen der ersten Antenne und Masse liegt, während in der zweiten kapazitiven Einheit die zweite veränderliche Kapazitätsdiode so angeordnet ist, dass sie zwischen der zweiten Antenne und Masse liegt. Außerdem wird an die erste veränderliche Kapazitätsdiode die zweite veränderliche Kapazitätsdiode die gleiche Spannung zum Umschalten der Kapazitätswerte der ersten und der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode gelegt. Aus diesem Grund kann die Antenne mit veränderlicher Richtwirkung Signale in einem Breitenband empfangen, so zum Beispiel Fernsehfunksignale, indem kontinuierlich die Resonanzfrequenz hinter der belasteten Antennen geändert wird.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird außerdem in der ersten kapazitiven Einheit das erste kapazitive Element so angeordnet, dass es zwischen der ersten veränderlichen Kapazitätsdiode und Masse liegt. In der zweiten kapazitiven Einheit ist das zweite kapazitive Element so vorgesehen, dass es zwischen der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode und Masse liegt. Das dritte kapazitive Element ist über die erste Schließschaltung parallel zu dem zweiten kapazitiven Element geschaltet, und das dritte kapazitive Element ist über die zweite Schließschaltung parallel zu dem zweiten kapazitiven Element geschaltet. Außerdem entspricht die Summe aus dem Kapazitätswert des zweiten kapazitiven Elements und dem Kapazitätswert des dritten kapazitiven Elements dem Kapazitätswerts des ersten kapazitiven Elements. Ferner werden die erste und die zweite Schließschaltung gemeinsam ein- oder ausgeschaltet, oder die erste Schließeinheit wird eingeschaltet und gleichzeitig wird die zweite Schließeinheit ausgeschaltet. Aus diesem Grund lässt sich die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne kürzer oder länger machen als die der ersten belasteten Antenne, oder lässt sich dieser angleichen.
  • Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung enthält die Antenne mit veränderlicher Richtcharakteristik außerdem die Schalteinheit, deren Ausgangsanschluss an die Empfangsschaltung angeschlossen ist, die Synthetisierschaltung, die mit dem Ausgangsanschluss und zwei Eingangseinschlüssen versehen ist, und die dritte Schließschaltung, die zwischen der ersten belasteten Antenne und einem Eingangsanschluss der Synthetisierschaltung liegt. Wenn außerdem der andere Eingangsanschluss der Synthetisierschaltung mit der zweiten belasteten Antenne verbunden ist, werden die erste und die zweite Schließschaltung gemeinsam eingeschaltet oder ausgeschaltet, die dritte Schließschaltung wird ausgeschaltet, und gleichzeitig wird der Ausgangsanschluss der Schalteinheit an die erste belastete Antenne gelegt. Wenn weiterhin die erste Schließeinheit eingeschaltet und gleichzeitig die zweite Schließeinheit ausgeschaltet wird, wird die dritte Schließeinheit eingeschaltet und gleichzeitig wird der Ausgangsanschluss der Schalteinheit mit dem Ausgangsanschluss der Synthetisiereinheit verbunden. Deshalb lässt sich ein Signal mit starker Feldstärke konstant in die Empfangsschaltung eingeben.
  • Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung steht zumindest die erste belastete Antenne in einem UHF-Band in Resonanz. Deshalb lässt sich eine Antennenvorrichtung erhalten, die sich für den Empfang von Fernsehsignalen eignet.

Claims (5)

  1. Antenne mit variabler Richtcharakteristik, umfassend: eine erste belastete Antenne (30), die eine erste Antenne (31) und eine erste kapazitive Einheit (32), die die erste Antenne (31) belastet, aufweist; und eine zweite belastete Antenne (40), die eine entfernt von der ersten Antenne (31) angeordnete zweite Antenne (41) und eine die zweite Antenne (41) belastende zweite kapazitive Einheit (42), die Kapazitäten und Schalteinheiten enthält, aufweist, wobei eine elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne (40) länger oder kürzer ist als oder gleichlang ist wie die erste belastete Antenne (30), indem die Kapazitäten geschaltet werden, und dann, wenn die elektrische Länge der zweiten belasteten Antenne (40) derjenigen der ersten belasteten Antenne (30) gleicht, ein von der ersten belasteten Antenne (30) empfangenes Signal und ein von der zweiten belasteten Antenne (40) empfangenes Signal synthetisiert und ausgegeben werden.
  2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten kapazitiven Einheit (32) eine erste veränderliche Kapazitätsdiode (32a) vorgesehen ist, die zwischen der ersten Antenne (31) und Masse liegt, dass in der zweiten kapazitiven Einheit (42) eine zweite veränderliche Kapazitätsdiode (42a) vorgesehen ist, die zwischen der zweiten Antenne (41) und Masse liegt, und dass die erste veränderliche Kapazitätsdiode (32a) und die zweite veränderliche Kapazitätsdiode (42a) mit der gleichen Spannung gespeist werden, um ihre Kapazitätswerte zu ändern.
  3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kapazitätseinheit (32) eine erstes kapazitives Element (32b) vorgesehen ist, welches zwischen der ersten veränderlichen Kapazität (32a) und Masse liegt, in der zweiten Kapazitätseinheit (42) ein zweites kapazitives Element (42b) vorgesehen ist, welches zwischen der zweiten veränderlichen Kapazitätsdiode (42a) und Masse liegt, ein drittes kapazitives Element (42d) vorgesehen ist, welches über eine erste Schalteinheit (42c) parallel zu dem zweiten kapazitiven Element (42b) schaltbar ist, und ein viertes kapazitives Element (42f) vorgesehen ist, welches über eine zweite Schalteinheit (42e) parallel zu dem zweiten kapazitiven Element (42b) schaltbar ist, die Summe der Kapazitätswerte des zweiten kapazitiven Elements (42b) und des dritten kapazitiven Elements (42d) gleich dem Kapazitätswert des ersten kapazitiven Elements (32b) gemacht wird, und die erste Schalteinheit (42c) und die zweite Schalteinheit (42e) gemeinsam ein- oder ausgeschaltet werden, oder die erste Schalteinheit (42c) eingeschaltet und gleichzeitig die zweite Schalteinheit (42e) ausgeschaltet wird.
  4. Antennenvorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: eine Wähleinheit (50), von der ein Ausgangsanschluss an eine Empfangsschaltung (53) gekoppelt ist; eine Addiereinheit (52), die mit einem Ausgangsanschluss und zwei Eingangsanschlüssen versehen ist; und eine dritte Schalteinheit (51), die zwischen der ersten belasteten Antenne und einem Eingangsanschluss der Addiereinheit (52) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der andere Eingangsanschluss der Addiereinheit (52) an die zweite belastete Antenne (40) angeschlossen ist und die erste Schalteinheit (42c) und die zweite Schalteinheit (42e) ge meinsam ein- oder ausgeschaltet werden, die dritte Schalteinheit (51) ausgeschaltet und gleichzeitig der Ausgangsanschluss der Wähleinheit (50) an die erste belastete Antenne (30) gekoppelt wird, und dann, wenn die erste Schalteinheit (42c) eingeschaltet und gleichzeitig die zweite Schalteinheit (42e) ausgeschaltet wird, die dritte Schalteinheit (51) eingeschaltet und gleichzeitig der Ausgangsanschluss der Wähleinheit (50) an den Ausgangsanschluss der Addiereinheit (52) gekoppelt wird.
  5. Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die erste belastete Antenne (30) in einem UHF-Band in Resonanz ist.
DE602005003419T 2004-09-27 2005-09-26 Antenne mit variabler Richtcharakteristik Active DE602005003419T2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004279260 2004-09-27
JP2004279260A JP4212540B2 (ja) 2004-09-27 2004-09-27 可変指向性アンテナ装置

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DE602005003419D1 DE602005003419D1 (de) 2008-01-03
DE602005003419T2 true DE602005003419T2 (de) 2008-10-09

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