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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Antennenanordnung
für ein
tragbares Funkverbindungsgerät.
Insbesondere betrifft sie ein Antennenelement mit einem Verbindungsteil
für die
Verbindung mit einer HF-Schaltung in einem tragbaren Funkverbindungsgerät mittels
einer Verbindungsvorrichtung.
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HINTERGRUND
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Es
gibt viele bekannte Methoden zur Befestigung und elektrischen Verbindung
einer Antenne eines tragbaren Funkverbindungsgeräts, wie z. B. eines Handy,
mit dem HF-Teil
der inneren Elektronikanordnung. Bei sehr großen Fertigungszahlen wie mehreren
Millionen Antennen oder mehr werden für gewöhnlich die billigsten Bauteile
gewählt,
da ein kleiner Unterschied beim Herstellungspreis zu großen Unterschieden
bei den Herstellungskosten führt.
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Es
wird viel Zeit und Geld aufgewendet, um die billigste Lösung einer
Antennenanordnung zu erhalten.
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Bei
mäßigen Produktionsvolumen,
bis zu ein paar Millionen Antennen, lassen sich die größten Kosteneinsparungen
während
der Entwicklung neuer Fertigungsstraßen erzielen.
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Eine
bekannte Methode zur Befestigung und elektrischen Verbindung einer
planaren Antenne in einem HF-Gerät
besteht darin, eine planare Elektrode durch ein Dielektrikum vorzusehen
und danach die planare Elektrode an der planaren Antennen anzulöten, siehe
JP-A-9260933.
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Das
Anlösten
von Verbindungselektroden bringt Vor- und Nachteile mit sich. Ein
Nachteil beim Löten
liegt darin, dass die eingesetzte hohe Temperatur hohe Forderungen
an Bauteile stellt, die dieser hohen Temperatur ausgesetzt werden.
Ein Vorteil liegt darin, dass die Verbindungselektrode zuverlässig befestigt
wird.
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ZUSAMMENFASSENDE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Antennenanordnung
zur Hand zu geben, die sich leicht an neue Konfigurationen anpassen
lässt.
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Diese
Aufgabe wird unter anderem durch eine Antennenanordnung, ein tragbares
Funkverbindungsgerät
und ein Verfahren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart werden, gelöst.
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Durch
Vorsehen einer axial elastischen Verbindungsvorrichtung werden die
zur Befestigung der Verbindungsvorrichtung in einer Öffnung erforderlichen
radialen Kräfte
reduziert, wodurch das Löten der
Verbindungsvorrichtung unterbleiben kann.
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Durch
Vorsehen einer ebenen Fläche
in einer Öffnung
für das
Aufnehmen eines Verbindungsteils eines Antennenelements lässt sich
der Verbindungsteil leichter in die Öffnung klappen.
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Durch
Vorsehen einer gerundeten Fläche
an einer Verbindungsvorrichtung kann eine gut ausgebildete aber
gleichmäßige Verbindung
zwischen der Verbindungsvorrichtung und einem Verbindungsteil eines
Antennenelements erhalten werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der nachstehenden eingehenden
Beschreibung der Ausführungen
und der Begleitzeichnungen, die lediglich der Veranschaulichung
dienen und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken, verständlicher. Hierbei
zeigen:
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1 eine
auseinander gezogene Ansicht einer Antennenanordnung nach einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführung;
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2 die
Antennenanordnung von 1 in einer nicht auseinander
gezogenen Ansicht;
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3 eine
auseinander gezogene Ansicht einer Antennenanordnung nach einer
zweiten erfindungsgemäßen Ausführung;
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4 die
Antennenanordnung von 3 in einer nicht auseinander
gezogenen Ansicht;
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5 eine
Antennenanordnung nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung;
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6 die
Antennenanordnung von 5 von unten gesehen;
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7 eine
Antennenanordnung nach einer vierten erfindungsgemäßen Ausführung;
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8 eine
Verbindungsvorrichtung nach der vierten erfindungsgemäßen Ausführung;
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9 eine
Draufsicht und einen Schnitt entlang der Linie A-A der vierten erfindungsgemäßen Ausführung;
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10 eine
Antennenanordnung nach einer fünften
erfindungsgemäßen Ausführung;
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11 eine
Verbindungsvorrichtung nach der fünften erfindungsgemäßen Ausführung;
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12 eine
Draufsicht und einen Schnitt entlang der Linie C-C der fünften erfindungsgemäßen Ausführung;
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13 einen
vergrößert dargestellten
Teil der in 12 gezeigten Fläche D;
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14–16 einen
Querschnitt einer erfindungsgemäßen Öffnung und
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17–19 einen
Querschnitt einer anderen erfindungsgemäßen Öffnung.
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EINGEHENDE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGEN
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In
der folgenden Beschreibung werden zum Zweck der Erläuterung,
nicht der Einschränkung,
bestimmte Einzelheiten geschildert, z. B. bestimmte Techniken und
Anwendungen, um ein gründliches Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
Für einen
Fachmann auf dem Gebiet ist es jedoch offensichtlich, dass die vorliegende
Erfindung in anderen Ausführungen,
die von diesen bestimmten Einzelheiten abweichen, ausgeübt werden
kann. In anderen Fällen
wird auf eine eingehende Beschreibung bekannter Verfahren und Vorrichtungen
verzichtet, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht
durch unnötige
Einzelheiten unklar werden zu lassen.
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Nun
wird eine erste erfindungsgemäße Ausführung unter
Bezug auf 1, 2 sowie 14–16 beschrieben.
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Ein
Antennenmodul umfasst ein biegsames Antennenelement 1,
beispielsweise einen Flexfilm, und eine Tragkonstruktion 2 als
Unterlage für
den Flexfilm. Der Flexfilm umfasst zwei Zungen 5; eine
für das
Speisen der Antenne und die andere für das Erden der Antenne.
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Die
Tragkonstruktion 2 umfasst zwei Öffnungen 4 für das Aufnehmen
der beiden Zungen 5. Das Antennenmodul umfasst weiterhin
zwei Verbindungsvorrichtungen 3, wobei jede eine Längsachse
aufweist, z. B. in Form von PoGoTM-Pins,
zur Verbindung des Flexfilms mit der HF-Schaltung und den Erdungsteilen
eines tragbaren Funkverbindungsgeräts, z. B. eines Mobiltelefons.
Die beiden Öffnungen 4 dienen
weiterhin für
das Aufnehmen der beiden Verbindungsvorrichtungen 3.
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Als
Nächstes
werden eine Verbindungsvorrichtung 3 und eine entsprechende Öffnung 4 beschrieben.
Die Verbindungsvorrichtung 3 ist so angeordnet, dass sie
eine Zunge 5 in der Öffnung 4 mittels radialer
Kräfte
befestigt. Ein Ende der Verbindungsvorrichtung 3 befestigt
die Zunge 5 in der Öffnung und
stellt eine elektrische Verbindung zu ihr her. Dieses Ende der Verbindungsvorrichtung
ist entlang einer Länge
entsprechend der Länge
der Zunge 5, die sich in die Öffnung 4 hinunter
erstreckt, von gleichmäßiger Dicke.
Das andere Ende der Verbindungsvorrichtung 3 ist axial
elastisch, für
die Verbindung mit einer Leiterplatte des Mobiltelefons, entweder
für die
Verbindung mit der HF-Schaltung oder mit der Erde. Aufgrund der
axialen Elastizität
der Verbindungsvorrichtung 3 werden die zur Verhinderung
einer axialen Verschiebung der Verbindungsvorrichtung erforderlichen
radialen Kräfte
stark reduziert.
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Die Öffnung 4 weist
einen quadratischen Querschnitt auf, so dass zumindest die die Verbindungszunge 5 aufnehmende
Seite 4a eben ist. Weiterhin weist die Verbindungsvorrichtung 3 einen kreisförmigen Querschnitt
auf, so dass zumindest der Teil, der die Verbindungszunge 5 verbindet,
eine gerundete Fläche
aufweist. Die Öffnung 4 kann
alternativ einen Querschnitt aufweisen, der z. B. wie in 17–19 gezeigt
geformt ist. Bei einem kreisförmigen
Querschnitt der Verbindungsvorrichtung 3 und der alternativ
geformten Öffnung 4 drückt eine gerundete
Fläche
gegen die Verbindungszunge 5 und eine gerundete Fläche drückt gegen
eine entsprechend gerundete Fläche
der alternativ geformten Öffnung 4.
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Das
Antennenmodul ist durch die oben beschriebene Konfiguration leicht
an die Raumanforderungen, die ein Antennenmodul in einem Gehäuse eines
Mobiltelefons haben kann, und die Kontaktstellen, an denen die HF-Schaltung
und die Erdungsteile an einer Leiterplatte in dem Mobiltelefon kontaktiert werden
müssen,
anzupassen. Die Tragkonstruktion 2 lässt sich leicht auf ein bestimmten
Volumen anpassen. Die Öffnungen 4 lassen
sich leicht in der Tragkonstruktion 2 in Verbindung mit
den Kontaktstellen an der Leiterplatte vorsehen. Der Flexfilm 1 wird
an der Tragkonstruktion 2 angebracht. Die Verbindungszungen 5 werden
in den Öffnungen 4 positioniert.
Die Verbindungsvorrichtungen 3 werden in den Öffnungen 4 positioniert,
wodurch die Verbindungszungen 5 in den Öffnungen 4 befestigt
werden und eine elektrische Verbindung damit herstellen. In der Öffnung 4 kann
ein Stöpsel
vorgesehen werden, um das Anbringen einer Verbindungsvorrichtung 3 zu
erleichtern. Alternativ kann die Verbindungszunge 5 über der Öffnung 4 positioniert
werden, um in der Öffnung 4 durch
Positionieren der Verbindungsvorrichtung 3 in die Öffnung 4 positioniert
zu werden.
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Das
Antennenmodul ist jetzt bereit für
die Positionierung in dem Gehäuse
des Mobiltelefons. Man muss nicht den exakten Abstand zwischen der
Tragkonstruktion 2 und den Kontaktstellen an der Leiterplatte
kennen, da die Verbindungsvorrichtungen 3 axial elastisch
sind. Die axiale Elastizität
reduziert weiterhin die erforderlichen radialen Kräfte, um
die Verbindungsvorrichtungen 3 in ihrer jeweiligen Öffnung 4 zu
halten.
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Nun
wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführung unter
Bezug auf 3, 4 sowie 14–16 beschrieben.
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Ein
Antennenmodul umfasst ein biegsames Antennenelement 1', beispielsweise
einen Flexfilm, und eine Tragkonstruktion 2' als Unterlage für den Flexfilm.
Der Flexfilm umfasst zwei Zungen; eine für das Speisen der Antenne und
die andere für
das Erden der Antenne.
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Die
Tragkonstruktion 2' umfasst
zwei Öffnungen 4 für das Aufnehmen
einer jeweiligen Zunge. Das Antennenmodul umfasst weiterhin zwei
Verbindungsvorrichtungen 3, wobei jede eine Längsachse aufweist,
z. B. in Form von PoGoTM-Pins, zur Verbindung
des Flexfilms mit der HF-Schaltung und den Erdungsteilen eines tragbaren
Funkverbindungsgeräts, z.
B. eines Mobiltelefons. Die beiden Öffnungen 4 dienen
weiterhin jeweils für
das Aufnehmen einer Verbindungsvorrichtung 3.
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Jede
Verbindungsvorrichtung 3 ist so angeordnet, dass sie eine
jeweilige Zunge in einer jeweiligen Öffnung 4 mittels radialer
Kräfte
befestigt. Ein Ende einer Verbindungsvorrichtung 3 befestigt
eine jeweilige Zunge in einer Öffnung 4 und
stellt eine elektrische Verbindung zu ihr her. Dieses Ende der Verbindungsvorrichtung
ist entlang einer Länge
entsprechend der Länge
einer Zunge 5, die sich in die Öffnung 4 hinunter
erstreckt, von gleichmäßiger Dicke.
Das andere Ende der Verbindungsvorrichtung 3 ist axial
elastisch, für
die Verbindung mit einer Leiterplatte des Mobiltelefons.
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Jede Öffnung 4 weist
einen quadratischen Querschnitt auf, so dass zumindest die die Verbindungszunge 5 aufnehmende
Seite 4a eben ist. Jede Verbindungsvorrichtung 3 weist
einen kreisförmigen Querschnitt
auf, so dass zumindest der Teil, der die Verbindungszunge 5 verbindet,
eine gerundete Fläche
aufweist. Eine Öffnung 4 kann
alternativ einen Querschnitt aufweisen, der z. B. wie in 17–19 gezeigt
geformt ist. Bei einem kreisförmigen
Querschnitt der Verbindungsvorrichtung 3 und der alternativ
geformten Öffnung 4 drückt eine gerundete
Fläche
gegen die Verbindungszunge 5 und eine gerundete Fläche drückt gegen
eine entsprechend gerundete Fläche
der alternativ geformten Öffnung 4.
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Die
Kontaktstellen an der Leiterplatte unterscheiden sich von den Kontaktstellen
der ersten Ausführung,
was sich aus einer unterschiedlichen Konfiguration des Antennenelements
und/oder aus unterschiedlichen Positionen von HF- und Erdungspositionen
an der Leiterplatte des Mobiltelefons ergibt.
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Das
Antennenmodul ist durch die oben beschriebene Konfiguration leicht
an die Raumanforderungen, die ein Antennenmodul in einem Gehäuse eines
Mobiltelefons haben kann, und die Kontaktstellen, an denen die HF-Schaltung
an einer Leiterplatte in dem Mobiltelefon kontaktiert werden muss,
anzupassen. Die Tragkonstruktion 2 lässt sich leicht auf ein bestimmten
Volumen anpassen. Die Öffnungen 4 lassen
sich leicht in der Tragkonstruktion 2 in Verbindung mit
den Kontaktstellen an der Leiterplatte vorsehen. Der Flexfilm 1 wird
an der Tragkonstruktion 2 angebracht. Die Verbindungszungen 5 werden
in den Öffnungen 4 positioniert.
Die Verbindungsvorrichtungen 3 werden in den Öffnungen 4 positioniert,
wodurch die Verbindungszungen 5 in den Öffnungen 4 befestigt
werden. In der Öffnung 4 kann
ein Stöpsel vorgesehen
werden, um das Anbringen einer Verbindungsvorrichtung 3 zu
erleichtern.
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Das
Antennenmodul ist jetzt bereit für
die Positionierung in dem Gehäuse
des Mobiltelefons. Man muss nicht den exakten Abstand zwischen der
Tragkonstruktion 2 und den Kontaktstellen an der Leiterplatte
kennen, da die Verbindungsvorrichtungen 3 axial elastisch
sind. Die axiale Elastizität
reduziert zudem die erforderlichen radialen Kräfte, um die Verbindungsvorrichtungen 3 in
ihrer jeweiligen Öffnung 4 zu halten.
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Nun
wird eine dritte erfindungsgemäße Ausführung unter
Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
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Ein
Antennenmodul umfasst ein biegsames Antennenelement 1'', beispielsweise einen Flexfilm, und
eine Tragkonstruktion 2' ' als Unterlage für den Flexfilm.
Der Flexfilm umfasst zwei Zungen; eine für das Speisen der Antenne und
die andere für
das Erden der Antenne.
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Die
Tragkonstruktion 2'' umfasst zwei Öffnungen
für das
Aufnehmen der beiden Zungen. Die beiden Öffnungen sind von einem stützenden
Stöpsel 6 umgeben.
Das Antennenmodul umfasst weiterhin zwei Verbindungsvorrichtungen 3,
wobei jede eine Längsachse
aufweist, z. B. in Form von PoGoTM-Pins,
zur Verbindung des Flexfilms mit der HF-Schaltung und den Erdungsteilen
eines tragbaren Funkverbindungsgeräts, z. B. eines Mobiltelefons.
Die beiden Öffnungen
dienen weiterhin jeweils für
das Aufnehmen der beiden Verbindungsvorrichtungen 3.
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Jede
Verbindungsvorrichtung 3 ist so angeordnet, dass sie eine
jeweilige Zunge in einer jeweiligen Öffnung 4 mittels radialer
Kräfte
befestigt. Ein Ende einer Verbindungsvorrichtung 3 befestigt
eine jeweilige Zunge in einer Öffnung
und stellt eine elektrische Verbindung zu ihr her. Das andere Ende
jeder Verbindungsvorrichtung 3 ist axial elastisch, für die Verbindung
mit einer Leiterplatte des Mobiltelefons. Jeder Stöpsel 6,
der homogen mit der Tragkonstruktion 2'' ausgebildet
ist, umfasst ein Lötauge,
um eine darin aufgenommene Verbindungsvorrichtung 3 zu halten.
Der axial elastische Teil der Verbindungsvorrichtung 3 ragt über das
Lötauge
heraus hin zu den Kontaktstellen an der Leiterplatte.
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Die
Kontaktstellen an der Leiterplatte unterscheiden sich von den Kontaktstellen
der ersten und zweiten Ausführung,
was sich aus einer unterschiedlichen Konfiguration des Antennenelements
ergibt.
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Das
Antennenmodul ist durch die oben beschriebene Konfiguration leicht
an die Raumanforderungen, die ein Antennenmodul in einem Gehäuse eines
Mobiltelefons haben kann, und die Kontaktstellen, an denen die HF-Schaltung
an einer Leiterplatte in dem Mobiltelefon kontaktiert werden muss,
anzupassen. Die Tragkonstruktion 2 lässt sich leicht auf ein bestimmten
Volumen anpassen. Die Öffnungen 4 lassen
sich leicht in der Tragkonstruktion 2 in Verbindung mit
den Kontaktstellen an der Leiterplatte vorsehen. Der Flexfilm 1 wird
an der Tragkonstruktion 2 angebracht. Die Verbindungszungen 5 werden
in den Öffnungen 4 positioniert.
Die Verbindungsvorrichtungen 3 werden in den Öffnungen 4 positioniert,
wodurch die Verbindungszungen 5 in den Öffnungen 4 befestigt
werden.
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Das
Antennenmodul ist jetzt bereit für
die Positionierung in dem Gehäuse
des Mobiltelefons. Man muss nicht den exakten Abstand zwischen der
Tragkonstruktion 2 und den Kontaktstellen an der Leiterplatte
kennen, da die Verbindungsvorrichtungen 3 axial elastisch
sind. Die axiale Elastizität
reduziert zudem die erforderlichen radialen Kräfte, um die Verbindungsvorrichtungen
in ihrer jeweiligen Öffnung
zu halten.
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Nun
wird als Nächstes
eine vierte erfindungsgemäße Ausführung unter
Bezug auf 7–9 beschrieben.
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Ein
in 7 gezeigtes Antennenmodul umfasst ein Antennenelement 7,
welches als Mäander ausgebildet
ist, sowie eine Tragkonstruktion 8 als Unterlage für den Flexfilm.
Die Mäanderantenne 7 umfasst
zwei Zungen 9; eine für
das Speisen der Antenne und die andere für das Erden der Antenne.
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Die
Tragkonstruktion 8 umfasst zwei Löcher 10 für das Aufnehmen
einer jeweiligen Verbindungsvorrichtung 11, wie in 8 gezeigt,
wobei jede eine Längsachse
aufweist. Die beiden Verbindungsvorrichtungen 11 werden
zur Verbindung des Mäanderantennenelements 7 mit
der HF-Schaltung und Erdungsteilen eines tragbaren Funkverbindungsgeräts, z. B.
eines Mobiltelefons, vorgesehen.
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Jede
Verbindungsvorrichtung 11 ist so angeordnet, dass sie eine
jeweilige Zunge 9 des Mäanderantennenelements 7 an
der Tragkonstruktion 8 befestigt und mit einer Leiterplatte
des Mobiltelefons mittels radialer Kräfte verbindbar ist. Ein herausstehender
Kontaktpunkt 12 an einem Ende der Verbindungsvorrichtung 11 befestigt
die jeweilige Zunge 9 an der Tragkonstruktion 8 und
stellt eine elektrischer Verbindung hierzu her. Das andere Ende
der Verbindungsvorrichtung 11 ist axial elastisch, für die Verbindung
mit der Leiterplatte des Mobiltelefons, wobei sie einen herausstehenden
Kontaktpunkt 13 für
die elektrische Verbindung mit dem Mobiltelefon umfasst.
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Die
Verbindungsvorrichtung 11 umfasst weiterhin zwei Haken 14 für das Sichern
der Verbindungsvorrichtung 11 in dem Loch 10,
was in 9 gezeigt wird.
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Nun
wird als Nächstes
eine fünfte
erfindungsgemäße Ausführung unter
Bezug auf 10–13 beschrieben.
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Ein
in 10 gezeigtes Antennenmodul umfasst ein Antennenelement 7', welches als
Mäander ausgebildet
ist, sowie eine Tragkonstruktion 8' als Unterlage für das Mäanderantennenelement 7'. Das Mäanderantennenelement 7' umfasst zwei
Zungen 9';
eine für
das Speisen der Antenne und die andere für das Erden der Antenne.
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Die
Tragkonstruktion 8' umfasst
zwei Löcher 10' für das Aufnehmen
einer jeweiligen Verbindungsvorrichtung 11', wie in 11 gezeigt.
Die beiden Verbindungsvorrichtungen 11' werden für das Verbinden des Antennenelements 7' mit der HF-Schaltung und
den Erdungsteilen eines tragbaren Funkverbindungsgeräts, z. B.
eines Mobiltelefons, vorgesehen.
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Jede
Verbindungsvorrichtung 11' ist
so angeordnet, dass sie eine jeweilige Zunge 9' an der Tragkonstruktion 8' befestigt und
mit einer Leiterplatte des Mobiltelefons verbindbar ist. Ein herausstehender Kontaktpunkt 12' an einem Ende
der Verbindungsvorrichtung 11' befestigt die jeweilige Zunge 9' an der Tragkonstruktion 8' und stellt
eine elektrischer Verbindung hierzu her. Das andere Ende der Verbindungsvorrichtung 11' ist elastisch,
für die
Verbindung mit der Leiterplatte des Mobiltelefons, wobei sie einen
herausstehenden Kontaktpunkt 13' für die elektrische Verbindung
mit dem Mobiltelefon umfasst.
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Die
Verbindungsvorrichtung 11' umfasst
weiterhin einen Haken 14' für das Sichern
der Verbindungsvorrichtung 11' in dem Loch 10', was in 12 und
in Vergrößerung in 13 gezeigt
wird.
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In
den oben beschriebenen Ausführungen haben
unterschiedliche Positionen der Öffnungen oder
Löcher
(d. h. die Kontaktstellen an der Leiterplatte) zu unterschiedlichen
Konfigurationen des Antennenelements geführt. In jeder erfindungsgemäßen Ausführung kann
natürlich
die Konfiguration des Antennenelements in Abhängigkeit von den gewünschten
Strahlungseigenschaften angepasst werden. Die Konfiguration des
Antennenelements umfasst die Anzahl der Verbindungszungen, die von eins
bis zu einer gewünschten
Anzahl variieren kann. Für
jede Verbindungszunge wird eine entsprechende Öffnung oder ein Loch und eine
Verbindungsvorrichtung vorgesehen.
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Der
oben verwendete Begriff Flexfilm sollte als biegsames und dünnes Material
ausgelegt werden, welches leitende Teile wie Drähte oder Bänder umfasst.