DE60318199T2

DE60318199T2 - Antennenanordnung und modul mit der anordnung

Info

Publication number: DE60318199T2
Application number: DE60318199T
Authority: DE
Inventors: Kevin R. Redhill BOYLE; Peter J. Redhill MASSEY
Original assignee: NXP BV
Current assignee: LSI Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: ATE381791T1; DE60318199D1; EP1506594B1; WO2003096475A1; US7187338B2; CN1653644A; US20050237251A1; AU2003223065A1; CN100470927C; JP2005525036A; KR20050007557A; GB0210601D0; EP1506594A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung mit einem Masseleiter und Mitteln zum Koppeln eines Transceivers mit dem Masseleiter, und sie bezieht sich weiter auf ein Funkmodul mit dem Transceiver und der Antennenanordnung.
Drahtlose Terminals, wie Mobiltelefon-Handgeräte, enthalten typischerweise entweder eine externe Antenne, wie eine Wendel- oder Mäanderleitungsantenne normaler Art, oder eine interne Antenne, wie z. B. eine Planar-Antenne in der Form eines umgekehrten F (PIFA) oder ähnlich.
Solche Antennen sind klein (im Verhältnis zu einer Wellenlänge) und deshalb, aufgrund der fundamentalen Grenzen von kleinen Antennen, schmalbandig. Zellulare Funkkommunikationssysteme haben jedoch typischerweise eine fraktionelle Bandbreite von 10% oder mehr. Eine solche Bandbreite mit einer, beispielsweise, PIFA-Antenne zu erreichen, erfordert ein erhebliches Volumen, weil eine direkte Beziehung zwischen der Bandbreite einer Patch-Antenne und ihrem Volumen besteht, aber ein solches Volumen bei dem derzeitigen Trend zu kleinen Handgeräten nicht leicht unterzubringen ist. Wegen dieser oben erwähnten Grenzen ist es nicht praktikabel, effiziente Breitbandstrahlungen mit kleinen Antennen in heutigen drahtlosen Terminals zu erzielen.
Ein weiteres Problem mit bekannten Antennenanordnungen für drahtlose Terminals besteht darin, dass sie im allgemeinen unsymmetrisch und daher stark mit dem Gehäuse gekoppelt sind. Dies hat zur Folge, dass ein erheblicher Strahlungsanteil von dem Terminal selbst ausgeht und nicht von der Antenne. Ein drahtloses Terminal, in dem eine Antennenzuführung direkt mit dem Terminalgehäuse gekoppelt ist und den Vorteil dieser Situation ausnutzt, ist in unserer Internationalen Patentanmeldung WO 02/13306 beschrieben. Wenn die Zuführung über ein geeignetes Anpassungsnetzwerk an das Terminalgehäuse oder an einen anderen Masseleiter erfolgt, wirkt dies als ein wirksamer Breitbandstrahler. Eine Modifikation dieser Anordnung, in der die Antennenzuführung über einen Schlitz an das Terminalgehäuse gekoppelt ist, ist in unserer schwebenden Internationalen Patentanmeldung WO 02/95869 (zum Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung unveröffentlicht) beschrieben.
US-Patent 5.835.063 beschreibt eine Antenne zum Aussenden und/oder Empfangen von Mikrowellensignalen. Die Antenne enthält eine Substratplatte, mindestens eine Speiseleitung auf einer ersten Fläche der Substratplatte und eine leitende Ablagerung auf einer zweiten Fläche der Substratplatte. Die leitende Ablagerung definiert eine Hauptfläche, die eine Groundplane für die Speiseleitung bildet, und mindestens einen strahlenden Finger. Der strahlende Finger weist ein erstes Ende auf, das mit der Hauptfläche verbunden ist, und ein freies Ende, das sich mindestens teilweise entlang einer Seite der Hauptfläche erstreckt, um einen länglichen Raum zwischen dem strahlenden Finger und der Hauptfläche zu bilden. Der längliche Raum bildet einen Koppelschlitz für die Antenne. Das Patent beschreibt eine Variante mit vier strahlenden Fingern, die sich von entsprechenden Rändern der Hauptfläche im Abstand befinden. Durch getrenntes Speisen jedes der strahlenden Finger ist es möglich, eine Duplex-Mehrbandantenne zu erhalten.
US-Patent 6.052.093 beschreibt eine kleine Schlitzantenne, die in einer flachen Schaltungsplatine enthalten ist und ein dreidimensionales omni-direktionales Abstrahlmuster aufweist. In einer Ausführungsform ist die Antenne als ein geschlossener L-förmiger Schlitz entlang von zwei Rändern der Schaltungsplatine eines Miniatur-Funktransceivers ausgebildet. Die Antenne hat eine separate Groundplane, die an einem einzigen Punkt mit der elektronischen Groundplane verbunden ist. Die Schlitzantenne wird gespeist durch eine Anpassungsschaltung, die mit einer Verbindung des Schlitzes an der Ecke der beiden Ränder der Schaltungsplatine verbunden ist. Eine Variante der Antenne weist zwei Antennen auf, die an diagonal entgegengesetzten Ecken der Schaltungsplatine angeordnet sind, so dass sie miteinander mit minimaler Interferenz existieren können.
In vielen Anwendungen ist es für ein drahtloses Terminal wünschenswert, zwei unabhängige Antennen zu haben, um Antennen-Diversity-Techniken benutzen zu können. Bekannte Antennen-Diversity-Anordnungen jedoch beanspruchen ein erhebliches Volumen, damit die Antennen eine ausreichende elektrische Trennung zum Liefern von nicht korrelierten Signalen aufweisen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Antennen-Diversity-Anordnung für ein drahtloses Terminal vorzuschlagen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Funkmodul geschaffen mit einem Masseleiter, einer Hochfrequenzschaltung auf dem Masseleiter, mindestens einem Antennenschlitz und einer Verbindung zwischen der Hochfrequenzschaltung und dem oder jedem Antennenschlitz, wobei die Verbindung sich über den oder jeden Antennenschlitz erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite L-förmige Antennenschlitze in dem Masseleiter vorgesehen sind, dass eine elektrisch kleine Trennung zwischen den ersten und zweiten Antennenschlitzen vorgesehen ist, dass die ersten und zweiten Antennenschlitze jeder ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende aufweisen, dass die entsprechenden offenen Enden sich in die Peripherie des Masseleiters öffnen, dass Teile jedes der ersten und zweiten Schlitze, die sich in ähnlichem Abstand von ihren offenen Enden befinden, etwa orthogonal sind, dass die entsprechenden Verbindungen mit Verbindungspunkten über den ersten und zweiten Schlitzen gekoppelt sind und dass Verbindungsmittel vorgesehen sind zum Verbinden des Masseleiters mit einem weiteren Masseleiter, wodurch die Kombination des Masseleiters mit dem weiteren Masseleiter in der Lage ist, als zwei im Wesentlichen unabhängige Antennen zu funktionieren.
Durch im Wesentlichen orthogonales Anordnen der Schlitze (was bedeutet, dass in dem Fall von Schlitzen mit einem offenen Ende die Teilbereiche jedes Schlitzes, die ähnlich im Abstand (gemessen entlang des Schlitzes) von ihren entsprechenden offenen Enden sind, im Wesentlichen orthogonal sind) kann die Diversity-Wirkung der Anordnung optimiert werden. Die Diversity-Wirkung kann auch durch Anwenden einer kapazitiven Last an den Schlitzen und Anwenden einer unterschiedlichen Phasenverschiebung zwischen dem Transceiver und jedem Schlitz optimiert werden. Die elektrisch geringe Trennung wird typischerweise bei den Betriebsfrequenzen der Anordnung niedriger als eine halbe Wellenlänge sein.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination des Funkmoduls gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und einem weiteren Masseleiter geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel den Masseleiter mit dem weiteren Masseleiter koppeln.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Modell einer asymmetrischen Dipolantenne, die die Kombination einer Antenne und eines drahtlosen Terminals darstellt.
2 zeigt eine Draufsicht eines auf einem Masseleiter montierten Hochfrequenzmoduls (HF-Moduls).
3 zeigt eine Draufsicht eines HF-Moduls mit einer geschlitzten Groundplane.
4 zeigt eine Draufsicht einer praktischen Ausführung eines HF-Moduls.
5 zeigt eine grafische Darstellung der gemessenen Rückflussdämpfung S₁₁ in dB gegenüber der Frequenz f in MHz für das HF-Modul nach 4.
6 zeigt eine Draufsicht auf ein HF-Modul mit einer Groundplane, die zwei im Wesentlichen orthogonale Schlitze aufweist.
7 zeigt eine Draufsicht auf ein HF-Modul mit einer Groundplane, die zwei parallele, kapazitiv belastete Schlitze aufweist.
In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen benutzt, um einander entsprechende Merkmale anzuzeigen.
Unsere Internationale Patentanmeldung WO 02/13306 beschreibt eine Antennenanordnung, bei der das Gehäuse eines drahtlosen Terminals oder ein anderes, einen Masseleiter des Terminals bildendes Teil über ein geeignetes Anpassungsnetzwerk gespeist wird und als ein effizienter Breitbandstrahler wirkt.
Zusammengefasst, war es aus WO 02/13306 bekannt, dass die Kombination einer Antenne mit einem drahtlosen Terminal (zum Beispiel eines Mobiltelefon-Handgerätes) als asymmetrischer Dipol betrachtet werden kann. 1 zeigt ein solches Modell der von einem Transceiver im Sendebetrieb an seinem Antennenspeisepunkt gesehenen Impedanz in einem drahtlosen Handgerät. Der erste Arm 102 des asymmetrischen Dipols stellt die Impedanz der Antenne und der zweite Arm 104 die Impedanz des Handgerätes dar, wobei beide Arme durch eine Quelle 106 angesteuert werden. Wie in der Zeichnung zu sehen ist, ist die Impedanz einer solchen Anordnung im Wesentlichen äquivalent der Summe der Impedanzen jedes Arms 102, 104, getrennt angesteuert gegenüber einer virtuellen Masse 108. Dieses Modell gilt auch für den Empfang, wenn die Quelle 106 durch eine Impedanz ersetzt wird, die die Impedanz des Empfängers darstellt.
Es war auch aus der WO 02/13306 bekannt, dass die Antennenimpedanz durch einen körperlich kleinen Kondensator ersetzt werden kann, der die Antennenspeisung mit dem Handgerät koppelt. In einer Ausführung war der Kondensator ein Parallelplattenkondensator mit den Maßen 2 × 10 × 10 mm in einem Handgerät mit den Maßen 10 × 40 × 100 mm. Durch sorgfältiges Design des Handgerätes kann die resultierende Bandbreite viel größer sein als bei einer konventionellen Kombination einer Antenne und einem Handgerät. Dies kommt daher, dass das Handgerät als Strahlungselement mit niedrigem Q wirkt (Simulationen zeigen, dass ein typisches Q bei etwa 1 liegt), während konventionelle Antennen typischerweise ein Q von etwa 50 aufweisen.
Ein Problem bei der Benutzung eines Parallelplattenkondensators zum Koppeln eines Transceivers mit einer Groundplane besteht darin, dass dies ein bedeutendes Volumen erfordert (selbst wenn dieses Volumen viel geringer als das, was für eine PIFA benötigt wird). Als Teil des derzeitigen Trends in Richtung noch kleinerer drahtloser Terminals werden Niedrigprofilmodule entwickelt einschließlich der für ein Gerät (wie Mobiltelefone oder Bluetooth-Terminals) benötigten HF-Schaltungen. Solche Module sind typischerweise abgeschirmt durch Einbau in metallischen Gehäusen, obgleich eine solche Abschirmung nicht immer notwendig ist. Das Hinzufügen eines Plattenkondensators mit den oben erwähnten Maßen kann das durch ein solches Modul beanspruchte Volumen durch Verdoppeln seiner Höhe mehr als verdoppeln, was unerwünscht ist.
Dieses Problem wurde gelöst, wie in unserer Internationalen Patenanmeldung WO 02/95869 beschrieben, durch Einspeisen der HF-Leistung des Transceivers an eine Groundplane über einen Schlitz in der Groundplane. Diese Anordnung ist in den 2 und 3 dargestellt, die Draufsichten auf ein auf einem Masseleiter montiertes HF-Modul bzw. ein HF-Modul mit einer geschlitzten Groundplane zeigen. Ein HF-Modul 206 ist auf einer Schaltungsplatine (PCB) montiert, das eine rechteckige Groundplane 202 mit einem rechteckigen Ausschnitt 204 (gestrichelt gezeichnet) aufweist. Das Modul 206 enthält außerdem eine Groundplane 302 mit Maßen, die geringfügig größer als der Ausschnitt 204 sind, um ein elektrisches Verbinden der beiden Groundplanes 202, 302 zu ermöglichen. Die Groundplane 302 des Moduls weist einen Schlitz 304 auf, der etwa eine viertel Wellenlänge der Betriebsfrequenz des Moduls 206 lang ist. Das Modul enthält eine HF-Schaltung 306 (nicht im Detail gezeigt) und eine Verbindung 308 zu der der HF-Schaltung abgekehrten Seite des Schlitzes 304.
Im Betrieb als Sender wird die Leistung von der HF-Schaltung 306 über den Schlitz und somit an die Groundplanes 302, 202 eingekoppelt. Im Betrieb als Empfänger werden die durch die Groundplanes 302, 202 empfangenen Signale mittels des Schlitzes extrahiert und an die HF-Schaltung 306 gegeben. Obwohl eine solche Speisanordnung nicht eine solche große Bandbreite bietet wie die in WO 02/13306 beschriebene kapazitive Kopplung, so bietet diese Anordnung doch eine große Bandbreite im Vergleich zu konventionellen Antennen, und der notwendige Kompromiss zwischen Volumen und Bandbreite kann für viele Anwendungen akzeptiert werden.
Der Schlitz 304 kann, wie gezeigt, um die HF-Schaltung 306 gefaltet werden. Er kann so entworfen werden, dass seine Resonanzfrequenz im Prinzip durch die Viertelwellen-Schlitzresonanz bestimmt wird, während seine Bandbreite durch die Kombination des Schlitzes 304 und der Groundplanes 302, 202 bestimmt wird. Die Integration des Schlitzes 304 in das Modul 206 ermöglicht ein Abstimmen seiner Resonanzfrequenz durch Variieren der Verbindungen zwischen der Groundplane 302 des Moduls und der Groundplane 202 der Schaltungsplatine. Obgleich der Ausschnitt 204 in der Groundplane 202 der Schaltungsplatine rechteckig und in ähnlicher Größe gegenüber dem Modul 206 dargestellt ist, ist dies nicht erforderlich. Die einzige Notwendigkeit besteht darin, dass der Ausschnitt 204 derart ist, dass sich keine Metallisierung auf der Schaltungsplatine unmittelbar unter dem Schlitz 304 befindet (in der Praxis heißt das, dass der Ausschnitt 204 um mindestens die Fertigungstoleranzen und Ausrichtfehler größer als der Schlitz 304 ist, so dass die wirksamen Schlitzmaße durch die Maße des Schlitzes 304 in dem Modul 206 und nicht durch die Maße des Ausschnitts 204 bestimmt sind). Die Lage des Moduls 206 am Rand der Schaltungsplatine, wie gezeigt, ist praktisch, weil das Modul verhältnismäßig entfernt von den übrigen Schaltungsteilen auf der Schaltungsplatine angeordnet ist, aber für Verbindungen zu dem Modul gut zugänglich ist.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine Produktionsausführung eines HF-Moduls 206 mit Gesamtabmessungen von etwa 15 × 13 mm. Diese Ausführung wird durch Philips Semiconductors unter der Produktnummer BGB100A hergestellt und ist für Bluetooth-Anwendungen gedacht. Ein L-förmiger Masseleiter 302 enthält einen L-förmigen Schlitz 304. Der Schlitz wird gespeist über eine Induktivität von 1,5 nH, die mit den Verbindungspunkten 402, 308 verbunden ist, und einen Serienkondensator von 3 pF, der mit den Verbindungspunkten 404, 406 verbunden ist. Eine weitere Anpassungsschaltung enthält eine Serieninduktivität von 1,3 nH, und ein Überbrückungskondensator von 1,8 pF ist zwischen dem Serienkondensator und einer 50 Ω-Speisung angeschlossen. Andere, nicht gezeigte Teile der HF-Schaltung 306 sind in dem durch gestrichelte Linien umschlossenen Bereich untergebracht. Diese Schaltung enthält eine Mehrzahl von Masseverbindungen, so dass nach dem Montieren auf der Schaltungsplatine im Wesentlichen die gesamte von gestrichelten Linien umschlossene Fläche als Masseleiter betrachtet werden kann.
In dieser Ausführungsform liegt die Groundplane der Schaltungsplatine in den Maßen nahe an einer halben Wellenlänge, was zu einer guten Bandbreite führt. 5 ist eine Darstellung der gemessenen Rückflussdämpfung S₁₁ des Moduls nach 4, in jedem Fall für Frequenzen zwischen 1500 und 3500 MHz. Das Modul 206 war so montiert, dass der Schlitz 304 sich öffnete entlang des längeren Randes der Schaltungsplatine mit den Maßen 100 × 40 mm, wobei das Modul 25 mm vom kurzen Rand der Schaltungsplatine entfernt war. Der Wirkungsgrad ist größer als 80% und die Rückflussdämpfung größer als 10 dB über eine Bandbreite von mehr als 1 GHz von 1900 bis 2900 MHz. Verbindungstestmes sungen haben ein adequates Arbeiten über eine Entfernung von über 10 m gezeigt, so dass die Anforderungen der Bluetooth-Spezifikation erfüllt sind.
Die vorliegende Erfindung verbessert die oben beschriebene Anordnung durch Schaffung zweier unabhängiger Betriebsweisen, so dass die Groundplanes 202, 302 so wirken, als wären sie zwei unabhängige Antennen. In konventionellen Antennen-Diversity-Anordnungen würde das Bereitstellen einer Diversity-Anordnung zwei Antennen erfordern, die durch einen deutlichen Teil einer Wellenlänge voneinander getrennt sind und deshalb in einem kompakten Modul 206, wie oben beschrieben, nicht untergebracht werden könnten. In einem Modul gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch ist eine Diversity-Anordnung auf einer solchen kleine Fläche möglich.
6 ist eine Draufsicht auf eine ersten Ausführungsform eines Moduls 206, das entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist. Das Modul enthält einen Masseleiter 302 sowie erste und zweite Schlitze 304a, 304b. Die Schlitze 304a, 304b sind so konfiguriert, dass sie an den gleichen Feld/Strompunkten, d. h. an entsprechenden Punkten entlang ihrer Länge, gemessen von ihren offenen Enden, orthogonal zueinander verlaufen. Dies ist an den kurzgeschlossenen Enden der Schlitze 304a, 304b sehr kritisch, an denen die größten nicht gegensätzlichen Ströme auftreten. Aufgrund dieser orthogonalen Anordnung verursacht jeder Schlitz verschiedene Stromverteilungen auf der Groundplane 202 der Schaltungsplatine, was zu verschiedenen Strahlungs- und Polarisationsmustern und somit unabhängigen Empfangs- und Mehrpfadkomponenten führt. Deshalb sind die über jeden Schlitz ausgesendeten oder empfangenen Signale also im Wesentlichen unkorreliert.
Das Modul 206 enthält HF-Schaltungsteile 306, die die Fläche auf dem Modul einnehmen können, die nicht von den Schlitzen 304a, 304b beansprucht wird. Im Betrieb wird die Leistung von den HF-Schaltungsteilen 306 über die Schlitze den entsprechenden Verbindungspunkten 308a, 308b an den Seiten der Schlitze 304a, 304b, entfernt von der Masse der HF-Schaltungsteile 306, zugeführt. Für Bluetooth-Anwendungen kann das Modul 206 eine ähnliche Größe wie das in 4 aufweisen, wobei jeder der Schlitze 304a, 304b eine Länge ähnlich hat wie die Ausführungsform nach 4. Während die Schlitze 304a, 304b im Prin zip etwa eine Länge von einer viertel Wellenlänge haben sollen, erlaubt es das Vorhandensein des Modulsubstrats, dass dies auf zum Beispiel 20 mm (bei 2,4 GHz) reduziert werden kann.
Eine alternative Ausführungsform ist in 7 gezeigt, die eine Draufsicht auf eine zweite Ausführung eines Moduls 206 zeigt, das entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist. In dieser Ausführung werden die Schlitze 304a, 304b durch entsprechende Kondensatoren 702a, 702b belastet, die es erlauben, dass sie bei Aufrechterhaltung derselben Resonanzfrequenz kurzgeschlossen werden. Dies ermöglicht es, dass die Schlitze 304a, 304b innerhalb des Fußabdruckes des Moduls 206 soweit wie möglich getrennt werden können, obgleich dies immer noch eine Trennung von nur einem zehntel der Wellenlänge für das oben genannte Bluetooth-Modul bedeutet. Die Kreuzkorrelation zwischen ausgesendeten oder empfangenen Signalen von jedem Schlitz kann weiter reduziert werden durch entsprechende Phasengebung der Signale von jedem Schlitz. Die erforderlichen Phasenverschiebungen können durch verschiedene Techniken erreicht werden, einschließlich diskrete Phasenschieberkreise, hybride Koppler und geschaltetes parasitäres Belasten.
Eine Auswahl von geeigneter Phasengebung für Dipolantennen wird in unserer schwebenden Internationalen Patenanmeldung WO 01/71843 diskutiert. Die dort vorgestellten Techniken sind jedoch nicht direkt auf die vorliegende Erfindung anwendbar, weil sie sich auf Dipolantennen beziehen und nicht auf Schlitze, und auch, weil in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Schlitze 304a, 304b einen gemeinsamen Masseleiter 202, 302 aufweisen.
Kombinationen dieser beiden Verfahren (orthogonale und kapazitiv belastete Schlitze) können benutzt werden, um eine Diversity darzustellen, die abhängig von Raum-, Polarisations- und Strahlungsmustern ist (von denen alle bei solchen kleinen Schlitztrennungen zusammenhängen). Auf diese Weise kann eine Diversity auf kleinstem Raum erreicht werden, wie er in mit Antennen versehenen HF-Modulen zur Verfügung steht.
In einigen Anwendungen können Dualband-Antennen erforderlich sein für die Benutzung in drahtlosen Mehrstandard-Kommunikationseinrichtungen. Typische Kombinationen sind Bluetooth oder IEEE 802.11 b (WiFi) bei 2,4 GHz und IEEE 802.11a bei 5 GHz. Beide der IEEE-Standards unterstützen Diversity. Dualband-Betrieb wird ermöglicht durch Speisen der Schlitze 304a, 304b an einzelnen Punkten und Benutzen von Dualband-Anpassungsnetzwerken. In Ausführungsformen jedoch, wie sie oben beschrieben wurden, bei denen die Schlitze sich innerhalb des HF-Moduls befinden, ist es von Vorteil, jeden Schlitz 304a, 304b an zwei verschiedenen Punkten zu speisen und eine Isolation über ein Multiplex-Netzwerk (Schalter oder Filter) herbeizuführen. Die Wahl des niederfrequenten Speisepunktes derart, dass dieser nahe dem elektrischen Feld Null des höherfrequenten Speisepunktes liegt, kann die Isolation weiter verbessern. Zum Beispiel kann der niederfrequente Speisepunkt nahe an den kurzgeschlossenen Enden der Schlitze 304a, 304b und der höherfrequente Speispunkt näher an den offenen Enden liegen.
Zusätzlich zu der Polarisations-Diversity, die aus verschiedenen Stromflussmustern in den Masseleitern 302, 202 der Ausführungsbeispiele der 6 und 7 herrührt, kann eine weitere Polarisierungs-Diversity in jeder Ausführungsform erreicht werden, die Schlitze 304a, 304b (wie oben beschrieben) in Verbindung mit einer konventionellen PIFA benutzt. Die Antennen können innerhalb desselben Volumens (eines sehr kleinen HF-Moduls) angeordnet werden, aber im Wesentlichen unterschiedliche Polarisationen haben. Dies kommt daher, dass die Schlitze 304a, 304b in der Schaltungsplatine eingebettet sind und nicht dieser zugeführt werden. Die PIFA wird die Polarisation der Schaltungsplatine haben, während die Polarisation der Schlitze 304a, 304b von ihrer Orientierung innerhalb der Schaltungsplatine abhängt. Diese können so angeordnet werden, dass sie orthogonal liegen, was zumindest teilweise ohne Modifikation der PIFA oder der Schlitze erreicht werden kann. Wenn zwei Antennen zu stark koppeln, kann ein Schalter über den Schlitzen vorgesehen werden, wenn die PIFA empfängt.
Wie vorstehend beschrieben, können die Schlitze 304a, 304b entweder in die Groundplane 302 eines HF-Moduls 206 oder einer Groundplane 202 einer Schaltungsplatine enthalten sein. Im letzten Fall können die HF-Komponenten in der Form eines Moduls 206 vorgesehen sein oder nicht. Ein Vorteil des Vorsehens der Schlitze 304a, 304b in dem Modul 206 besteht darin, dass das Speisen genauer gesteuert werden kann, während Anpassen, Bandbreitenverbreiterung und/oder Mehrbandbetrieb in gut gesteuerter Weise erfolgen kann. Es ist zu erkennen, dass sich deutliche Vorteile bei der Herstellung eines integrierten Moduls ergeben, das dann mit einer Groundplane für ein verbessertes Strahlungsverhalten einer Schaltungsplatine verbunden werden kann.
Ein Bezug auf ein HF-Modul 206 schließt nicht den Einschluss anderer Nicht-HF-Komponenten in einem Modul aus, wie z. B. Basisband- und Geräte-Steuerkreise. In den oben gezeigten Ausführungsformen waren die Schlitze 304a, 304b mit offenem Ende vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, an beiden Enden geschlossene Schlitze in gleicher Weise zu benutzen, wenn diese in symmetrischer Weise gespeist werden.

Claims

Funkmodul mit einem Masseleiter (302), einer Hochfrequenzschaltung (306) auf dem Masseleiter, mindestens einem Antennenschlitz und einer Verbindung zwischen der Hochfrequenzschaltung und dem oder jedem Antennenschlitz, wobei die Verbindung sich über den oder jeden Antennenschlitz erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite L-förmige Antennenschlitze (304a, 304b) in dem Masseleiter vorgesehen sind, dass eine elektrisch kleine Trennung zwischen den ersten und zweiten Antennenschlitzen vorgesehen ist, dass die ersten und zweiten Antennenschlitze jeder ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende aufweisen, dass die entsprechenden offenen Enden sich in die Peripherie des Masseleiters öffnen, dass Teile jedes der ersten und zweiten Schlitze, die sich in ähnlichem Abstand von ihren offenen Enden befinden, etwa orthogonal sind, dass die entsprechenden Verbindungen mit Verbindungspunkten (308a, 308b) über den ersten und zweiten Schlitzen gekoppelt sind und dass Verbindungsmittel vorgesehen sind zum Verbinden des Masseleiters mit einem weiteren Masseleiter (202), wodurch die Kombination des Masseleiters mit dem weiteren Masseleiter in der Lage ist, als zwei im Wesentlichen unabhängige Antennen zu funktionieren.
Funkmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Schlitze kapazitiv belastet sind, um diesen zu ermöglichen, kurzgeschlossen zu werden und dieselbe Resonanzfrequenz beizubehalten.
Funkmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zum Anwenden einer unterschiedlichen Phasenverschiebung zwischen der Hochfrequenzschaltung und jedem der ersten und zweiten Schlitze, um die Kreuzkorrelation zwischen den ausgesandten und empfangenen Signalen jedes der ersten und zweiten Antennenschlitze zu reduzieren.
Funkmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, mit einer planaren Antenne in der Form eines umgekehrten F, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationen des Masseleiters und der Antenne in der Form eines umgekehrten F deutlich unterschiedlich sind.
Funkmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hochfrequenzschaltung einen Transceiver enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Transceiver für Dualbandbetrieb ausgebildet ist und dass jede der Verbindungen (308a, 308b) zum Koppeln des Transceivers mit jedem der ersten und zweiten Schlitze erste und zweite Verbindungen aufweist, wobei die erste Verbindung für die Benutzung in einem ersten Frequenzband und die zweite Verbindung für die Benutzung in einem zweiten Frequenzband vorgesehen ist.
Kombination des Funkmoduls nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und einem weiteren Masseleiter (202), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel den Masseleiter (302) mit dem weiteren Masseleiter (202) koppeln.
Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel Mittel zum Variieren des Verbindungsbereiches zwischen dem Masseleiter und dem weiteren Masseleiter enthält, wodurch die Arbeitsfrequenz des Funkmoduls verändert wird.
Kombination nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Masseleiter (202) eine Ground-Plane in Form einer gedruckten Schaltungsplatine enthält, an deren Rand sich der Masseleiter (302) befindet, und dass die Bereiche unter den ersten und zweiten Antennenschlitzen frei von Metallisierungen der gedruckten Schaltungsplatine sind.
Kombination nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Masseleiter ein Gehäuse eines Handgerätes ist.