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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne, genauer gesagt eine
Antenne, die eine relativ niedrige Strahlungsleistung hat.
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Eine
herkömmliche
Antenne, die elektromagnetische Signale innerhalb des nichtionisierenden Strahlungsspektrums
(0 bis 2,4 × 1025 Hz) zum Empfang durch einen Empfänger (nicht
gezeigt) erzeugt, weist ein Paar paralleler Strahlungselemente und
ein Speisungselement auf. Das Speisungselement ist mit den Strahlungselementen
gekoppelt und dient dazu, den Strahlungselementen einen Antennenstrom
von einer externen signalerzeugenden Quelle zuzuführen. Der
Antennenstrom fließt
entlang den Strahlungselementen in die gleiche Richtung.
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Die
zuvor erwähnte
herkömmliche
Antenne ist insofern unvorteilhaft, als sie eine relativ hohe Strahlungsleistung
hat. Somit erfordert der Empfänger
ein Filter, das relativ groß und
sperrig ist. Das ist hochgradig unerwünscht, wenn die Tragbarkeit
des Empfängers
notwendig ist.
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US 2001/0000659 offenbart
eine Lese- und/oder Schreibvorrichtung mit einer Antenne, die im
wesentlichen in einer Ebene liegt. Die Antenne hat zwei Strahlungselemente,
die durch Verbinden eines Endes eines Elements, das nahe einem Ende
des anderen Elements ist, gekoppelt sind.
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DE 19904943 offenbart eine
Antenne für
ein Kraftfahrzeug, in der ein erstes und ein zweites Strahlungselement
auf eine entsprechende Weise wie bei
US 2001/0000659 miteinander gekoppelt sind.
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Daher
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Antenne
bereitzustellen, die imstande ist, den zuvor erwähnten Nachteil des Stands der
Technik zu überwinden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Antenne bereitgestellt, die folgendes umfaßt: eine erste
Strahlungseinheit, die ein Paar paralleler erster und zweiter Strahlungselemente
aufweist; ein erstes Speisungselement zum Zuführen eines Antennenstroms von
einer externen Quelle zu dem ersten und dem zweiten Strahlungselement
der ersten Strahlungseinheit, wobei das erste Speisungselement mit dem
ersten und dem zweiten Strahlungselement der ersten Strahlungseinheit
gekoppelt ist; und einen ersten leitfähigen Koppler der mit dem ersten
und dem zweiten Strahlungselement der ersten Strahlungseinheit gekoppelt
ist, wobei der erste leitfähige
Koppler ermöglicht,
dass der Antennenstrom entlang dem ersten und dem zweiten Strahlungselement
der ersten Strahlungseinheit in entgegengesetzten Richtungen fließt; wobei
jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente der ersten Strahlungseinheit
ein erstes und ein zweites Ende hat; das erste und das zweite Ende
des ersten Strahlungselements der ersten Strahlungseinheit jeweils
nahe dem zweiten bzw. dem ersten Ende des zweiten Strahlungselements der
ersten Strahlungseinheit angeordnet sind; wobei das erste Speisungselement
mit den ersten Enden des ersten und des zweiten Strahlungselements
der ersten Strahlungseinheit gekoppelt ist; wobei der erste leitfähige Koppler
mit den zweiten Enden des ersten und des zweiten Strahlungselements
der ersten Strahlungseinheit gekoppelt ist; wobei die Antenne ferner
einen zweiten leitfähigen
Koppler umfasst, der mit den ersten Enden des ersten und des zweiten Strahlungselements
der ersten Strahlungseinheit gekoppelt ist.
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Bevorzugte
Merkmale der Erfindung werden in den Ansprüchen 2 bis 4 dargelegt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden
ausführlichen
Beschreibung von Beispielen und bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf
die beigefügten Zeichnungen
deutlich, wobei diese folgendes zeigen:
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1 ist
eine schematische Ansicht eines ersten Beispiels einer Antenne;
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2 ist
eine schematische Ansicht eines zweiten Beispiels einer Antenne;
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3 ist
eine schematische Ansicht eines dritten Beispiels einer Antenne;
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4 ist
eine schematische Ansicht eines vierten Beispiels einer Antenne;
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5 ist
eine schematische Ansicht eines fünften Beispiels einer Antenne;
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6 ist
eine schematische Ansicht eines sechsten Beispiels einer Antenne;
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7 ist
eine schematische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform
einer Antenne gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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8 ist
eine schematische Ansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform
einer Antenne gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Mit
Bezug auf 1 wird das erste Beispiel einer
Antenne 100 gezeigt, die eine erste Strahlungseinheit,
ein erstes Speisungselement 6 und einen ersten leitfähigen Koppler 5 aufweist.
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Die
erste Strahlungseinheit weist ein Paar paralleler erster und zweiter
Strahlungselemente 3, 4 auf, von denen jedes erste
und zweite Enden 31, 41, 32, 42 hat.
In diesem Beispiel ist jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit im allgemeinen gerade. Außerdem sind die
ersten und zweiten Enden 31, 32 des ersten Strahlungselements 3 der
ersten Strahlungseinheit jeweils nahe den ersten und zweiten Enden 41, 42 des
zweiten Strahlungselements 4 der ersten Strahlungseinheit
angeordnet.
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Das
erste Speisungselement 6 ist mit den ersten Enden 31, 41 der
ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit gekoppelt und dient dazu, den ersten und
zweiten Strahlungselementen 3, 4 der ersten Strahlungseinheit
einen Antennenstrom von einer externen Quelle 2 zuzuführen.
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Der
erste leitfähige
Koppler 5 ist mit den zweiten Enden 32, 42 der
ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit gekoppelt. Der Aufbau ermöglicht somit,
dass der Antennenstrom vom ersten Ende 31 zum zweiten Ende 32 des
ersten Strahlungselements 3 der ersten Strahlungseinheit
in einer ersten Richtung fließt,
wie durch Pfeil (A) bezeichnet, und vom zweiten Ende 42 zum
ersten Ende 41 des zweiten Strahlungselements 4 der
ersten Strahlungseinheit in einer zweiten Richtung, wie durch Pfeil
(B) bezeichnet, entgegengesetzt zur ersten Richtung. In diesem Beispiel
ist der erste leitfähige
Koppler 5 ein leitfähiger
Draht.
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Ausgehend
von der obigen Beschreibung hat die Antenne 100 der vorliegenden
Erfindung, da die ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der ersten
Strahlungseinheit miteinander durch den ersten leitfähigen Koppler 5 gekoppelt
sind, eine relativ hohe Antennenimpedanz und eine relativ niedrige Antenneninduktivität. Außerdem heben
elektromagnetische Signale, die durch die ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit erzeugt werden, einander teilweise auf,
da die Flussrichtungen des Antennenstroms entlang der ersten und
zweiten Strahlungselemente 3, 4 der ersten Strahlungseinheit
einander entgegengesetzt sind. Dementsprechend hat die Antenne 100 der
vorliegenden Erfindung eine relativ niedrige Strahlungsleistung,
wodurch eine genaue Steuerung einer Arbeitsfrequenz der Antenne 100 ermöglicht wird.
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2 stellt
das zweite Beispiel einer Antenne 100 dar. Verglichen mit
dem vorhergehenden Beispiel ist jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit im allgemeinen spiralförmig und windet sich um das
zweite Ende 32, 42 eines jeweiligen der ersten
und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der ersten
Strahlungseinheit. Außerdem
ist jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit aus einem beschichteten leitfähigen Draht
gebildet. Ferner ist der erste leitfähige Koppler 5 ein
Widerstand.
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Man
beachte, dass in diesem Beispiel die ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit in der gleichen Ebene liegen.
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In
einem alternativen Beispiel kann jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit auf einer gedruckten Leiterplatte oder
einem Halbleitersubstrat vorgesehen sein.
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Beruhend
auf experimentellen Ergebnissen hat die Antenne 100 der
vorliegenden Erfindung, wenn der erste leitfähige Koppler 5 einen
Widerstandswert von 20 Ω hat,
eine Antennenimpedanz von 10 Ω und
eine Antenneninduktivität
von 90 μH.
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3 stellt
das dritte Beispiel einer Antenne dar. Verglichen mit dem zweiten
Beispiel weist die Antenne 100 ferner eine zweite Strahlungseinheit, ein
zweites Speisungselement 6' und
einen zweiten leitfähigen
Koppler 5' auf.
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Die
zweite Strahlungseinheit weist ein Paar paralleler erster und zweiter
Strahlungselemente 3', 4' auf, von denen
jedes erste und zweite Enden 31', 41', 32', 42' hat. Wie die ersten und zweiten
Strahlungselemente 3, 4 der ersten Strahlungseinheit
ist jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente 3', 4' der zweiten
Strahlungseinheit im allgemeinen spiralförmig und windet sich um das
zweite Ende 32', 42' eines entsprechenden
der ersten und zweiten Strahlungselemente 3', 4' der zweiten Strahlungseinheit.
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Man
beachte in diesem Beispiel, dass die ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4, 3', 4' der ersten
und der zweiten Strahlungseinheit in der gleichen Ebene liegen.
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Das
zweite Speisungselement 6' ist
mit den ersten und zweiten Strahlungselementen 3', 4' der zweiten
Strahlungseinheit gekoppelt und dient dazu, den ersten und zweiten
Strahlungselementen 3', 4' der zweiten
Strahlungseinheit einen Antennenstrom von der externen Quelle 2 zuzuführen.
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Der
zweite leitfähige
Koppler 5' ist
mit den zweiten Enden 32', 42' der ersten
und zweiten Strahlungselemente 3', 4' der zweiten Strahlungseinheit gekoppelt.
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4 stellt
das vierte Beispiel einer Antenne 100 dar. Verglichen mit
dem zweiten Beispiel weist jedes der ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit eine Vielzahl von Krümmungen auf, von denen jede
einen rechten Winkel definiert.
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5 stellt
das fünfte
Beispiel einer Antenne 100 dar. Verglichen mit dem zweiten
Beispiel liegen die ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der ersten
Strahlungseinheit in unterschiedlichen Ebenen.
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6 stellt
das sechste Beispiel einer Antenne 100 dar. Verglichen
mit den vorhergehenden Beispielen ist jedes der ersten und zweiten
Strahlungselemente 3, 4 der ersten Strahlungseinheit
mäanderförmig und
weist eine Vielzahl von Krümmungen
auf, von denen jede einen rechten Winkel definiert.
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Man
beachte, dass in diesem Beispiel die ersten und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der
ersten Strahlungseinheit in der gleichen Ebene liegen.
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7 stellt
die erste bevorzugte Ausführungsform
einer Antenne 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung dar. Verglichen mit dem ersten Beispiel sind die ersten
und zweiten Enden 31, 32 des ersten Strahlungselements 3 der
ersten Strahlungseinheit jeweils nahe an den zweiten und ersten
Enden 42, 41 des zweiten Strahlungselements 4 der ersten
Strahlungseinheit angeordnet. Außerdem weist die Antenne 100 ferner
einen zweiten leitfähigen
Koppler 5' auf
der mit den ersten Enden 31, 41 der ersten und
zweiten Strahlungselemente 3, 4 der ersten Strahlungseinheit
gekoppelt ist. Der Aufbau ermöglicht
somit, dass der Antennenstrom vom ersten Ende 31 zum zweiten
Ende 32 des ersten Strahlungselements 3 der ersten
Strahlungseinheit in der ersten Richtung fließt, wie durch Pfeil (A) bezeichnet, und
vom ersten Ende 41 zum zweiten Ende 42 des zweiten
Strahlungselements 4 der ersten Strahlungseinheit durch
den zweiten Koppler 5' in
der zweiten Richtung, wie durch Pfeil (B) bezeichnet.
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8 stellt
die zweite bevorzugte Ausführungsform
einer Antenne 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung dar. Verglichen mit der ersten Ausführungsform ist jedes der ersten
und zweiten Strahlungselemente 3, 4 der ersten
Strahlungseinheit im allgemeinen spiralförmig. Das erste Strahlungselement 3 der
ersten Strahlungseinheit windet sich um das zweite Ende 32 des
ersten Strahlungselements 3 der ersten Strahlungseinheit,
wohingegen sich das zweite Strahlungselement 4 der ersten
Strahlungseinheit um das erste Ende 42 des zweiten Strahlungselements 4 der
ersten Strahlungseinheit windet.
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Obwohl
jede der ersten und zweiten Strahlungseinheiten der Antenne 100 der
vorliegenden Erfindung unter Verwendung höchstens eines Paars erster
und zweiter Strahlungselemente 3, 4, 3', 4' beispielhaft
erläutert
wird, sollte für
den Fachmann klar sein, dass die Anzahl der Strahlungselemente bei Bedarf
erhöht
werden kann.