DE69014128T2 - Anpassbare antenne. - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Antennen und insbesondere Antennen zwn Einsatz in tragbaren Funkgeräten.
Hintergrund
• Bei Antennen, die in tragbaren Rundfunkgeräten eingesetzt werden, kommt es normalerweise, wenn sie am menschlichen Körper getragen werden oder in dessen Nähe benutzt werden, aufgrund der damit verbundenen Dämpfungswirkungen zu Problemen. Darüber hinaus ist es im Sendebetrieb unvorteilhaft, Rundstrahlantennen einzusetzen, da der menschliche Körper die in seine Richtung ausgesendete Strahlung dämpft. Weitere, mit in tragbaren Funkgeräten eingesetzten Antennen verbundene Probleme bestehen darin, daß die Größe der Antenne begrenzt ist, und daß es unvorteilhaft ist, wenn Antennen von dem Funkgerät vorstehen.
• Aus US-A-4 313 119 ist eine Antenne mit zwei Betriebsarten für einen Miniatur-Funk-Sendeempfänger bekannt, die eine Rahmenantennenstruktur mit flachem Profil enthält, wenn sie an einem Gehäuse angebracht ist, sowie eine hochwirksame Dipol-Antenne, wenn sie in der Hand gehalten wird, wobei die Dipol-Antenne aus einer zusammengeklappten Stellung in eine ausgeklappte Stellung gebracht werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
• Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Antenne zu schaffen, die in tragbaren Funkgeräten eingesetzt werden kann, und die die Nachteile bisheriger Antennen vermeidet, die für gleiche oder ähnliche Zwecke eingesetzt wurden.
• Erfindungsgemäß umfaßt ein Antennensystem kurzgesagt einen ersten Antennenabschnitt sowie einen zweiten Antennenabschnitt, der in bezug auf den ersten Antennenabschnitt drehbar beweglich ist. Ein erstes Flächenantennenelement (patch antenna element) ist mit dem ersten Antennenabschnitt verbunden, und ein zweites Flächenantennenelement ist mit einem zweiten Antennenabschnitt verbunden. Der zweite Antennenabschnitt des Antennensystems kann aus einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung gedreht werden, so daß das Antennensystem als zwei Antennen arbeitet, wenn es sich in der offenen Stellung befindet, und als Rahmenantenne, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befindet. Als Alternative dazu kann das Antennensystem als eine Antenne arbeiten, die zwei Flächenantennenelemente umfaßt, die jeweils bei einer unterschiedlichen Frequenz in Resonanz sind, wenn sich das Antennensystem in der offenen Stellung befindet.
• Eine beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Schrägansicht eines tragbaren Funkgerätes mit einer Antenne gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Funkgerätes in der geschlossenen Stellung.
• Fig. 3 ist eine Unteransicht des in Fig. 1 dargestellten Funkgerätes in der offenen Stellung.
• Fig. 4 ist eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Funkgerätes in der offenen Stellung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführung
• In Fig. 1 ist ein tragbares Funkgerät 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Funkgerät 10 enthält ein erstes Element 12 sowie ein zweites Element 14. Das zweite Element 14 ist mittels eines Gelenks 24 (oder jeder beliebigen anderen Gelenkeinrichtung) an dem ersten Element angebracht. Das Funkgerät 10 ist lediglich zur Veranschaulichung in einer teilweise geöffneten Position dargestellt, in der es nicht betriebsbereit sein kann. In dieser Position ist das Innere des Funkgerätes 10 teilweise sichtbar, so daß ein Teil eines Lautsprechers 22 offenliegt, der in dem zweiten Element 14 enthalten ist.
• Ein erster Antennenabschnitt 16 ist an dem ersten Element 12 angebracht. Ein zweiter Antennenabschnitt 18 ist an dem zweiten Element 14 angebracht und über das Gelenk 24 mit dem ersten Antennenabschnitt 16 verbunden. Ein Verschluß 26 ist mit dem zweiten Antennenabschnitt 18 verbunden und starr an dem zweiten Element 14 angebracht. Der erste Antennenabschnitt 16 ist des weiteren elektromagnetisch mit einem ersten Flächenantennenelement 20 verbunden.
• In Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Funkgerätes 10 in einer geschlossen Stellung zu sehen. In dieser Stellung sind das erste Element 12 und das zweite Element 14 durch den Verschluß 26 miteinander verbunden, und der erste Antennenabschnitt 16 (,der mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist) ist mit dem zweiten Antennenabschnitt 18 (,der ebenfalls mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist) verbunden, so daß sie eine Rahmenantenne bilden, die im Magnetfeldbetrieb arbeitet (d.h., sie empfängt und sendet H-Feld- Wellen). Das erste Flächenantennenelement 20 und ein zweites Flächenantennenelement 28 sind elektromagnetisch mit dem ersten und dem zweiten Antennenabschnitt 16 bzw. 18 verbunden. Das erste und das zweite Flächenantennenelement 18 und 20 sind nicht aktiv, wenn sich das Funkgerät 10 in der geschlossenen Stellung befindet.
• Das Funkgerät 10 wird vorzugsweise in einem Empfangs- oder Bereitschaftsbetrieb eingesetzt, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befindet. Daher kann das Funkgerät 10 am Körper einer Person getragen werden, die es benutzt. Der Einsatz des Funkgerätes 10 am oder in der Nähe des menschlichen Körpers ist vorteilhaft, wenn sich das Funkgerät 10 in der geschlossenen Stellung befindet, da der menschliche Körper die Leistung des Funkgerätes 10 verbessert, weil er eine gute Erdebene (ground plane) für die Rahmenantenne bildet. Darüber hinaus werden durch den Rahmen, den der erste und der zweite Antennenabschnitt 16 und 18 bilden, unerwünschte Vorsprünge des Funkgerätes 10 vermieden.
• In Fig. 3 ist eine Unteransicht des Funkgerätes 10 in einer offenen Stellung zu sehen. In dieser Stellung bilden der erste und der zweite Antennenabschnitt 16 und 18 keine Rahmenantenne, und der erste Antennenabschnitt 16 sowie der zweite Antennenabschnitt 18 wirken als Sendeleitungen, die dem ersten und dem zweiten Flächenantennenelement 20 bzw. 28 Signale zuführen bzw. sie von ihnen empfangen. Dadurch werden das erste und das zweite Flächenantennenelement 20 und 28 dominant. Das erste und das zweite Flächenantennenelement 20 und 28 arbeiten jeweils in einem Elektrofeldbetrieb (d.h., sie senden und empfangen E-Feld-Wellen). Es ist vorteilhaft, über zwei Flächenantennen zu verfügen, wenn das Funkgerät 10 in Funktion ist, da das erste Flächenantennenelement 20 verwendet werden kann, um zu senden, und das zweite Flächenantennenelement 28 verwendet werden kann, um zu empfangen. Darüber hinaus wird, wenn die Flächenantennen als eine Antenne verwendet werden, und jede Flächenantenne bei einer unterschiedlichen Frequenz in Resonanz ist, die wirksame Bandbreite des Funkgerätes 10 vergrößert.
• In Fig. 4 ist eine Schnittansicht des Funkgerätes in der offenen Stellung zu sehen. Der Lautsprecher 22 ist in dem zweiten Element 14 angebracht, und ein Mikrophon 30 ist in dem ersten Element 12 angebracht, so daß das Funkgerät 10 benutzende Personen die Seite an ihr Gesicht halten können, die die äußeren Teile des Lautsprechers 22 und des Mikrophons 30 enthält. Ein Tastenfeld 36 kann sich an der gleichen Seite des Funkgerätes 10 befinden.
• Die zu sendenden Signale können über den ersten Antennenabschnitt 16 bzw. den zweiten Antennenabschnitt 18 zu dem ersten Flächenantennenelement 20 oder dem zweiten Flächenantennenelement 28 übertragen werden. Das erste Flächenantennenelement 20 (bzw. das zweite Flächenantennenelement 28) sendet das Signal 32 (bzw. 34) dann nur in der in Fig. 4 dargestellten Richtung (d.h., sie sind einseitig gerichtet), wodurch die Dämpfung vermieden wird, die durch das Senden in Richtung des Benutzers entsteht.
• Daher hat das Funkgerät 10 gegenüber anderen Funkgeräten den Vorteil, daß es als Rahmenantenne arbeitet, wenn es sich in seiner geschlossen Stellung befindet, und entweder als zwei Flächenantennen oder als eine einzelne Flächenantenne mit zwei verschiedenen Frequenzen arbeiten kann, wenn es sich in der offenen Stellung befindet.

Claims (8)

1. Antennensystem (10), das umfaßt:

einen ersten Antennenabschnitt (16);

einen zweiten Antennenabschnitt (18), der drehbar (24, 26) mit dem ersten Antennenabschnitt (16) verbunden ist, wobei das Antennensystem (10) aus einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung bewegt werden kann, in der das erste Antennenelement (16) mit dem zweiten Antennenelement (18) verbunden ist, wodurch es als Rahmenantenne arbeitet, und es aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung bewegt werden kann;

ein erstes Flächenantennenelement (20), das mit dem ersten Antennenabschnitt (16) verbunden ist; und

ein zweites Flächenantennenelement (28), das mit dem zweiten Antennenabschnitt (18) verbunden ist, so daß das Antennensystem (10) so geschaltet ist, daß es als zwei Flächenantennen arbeitet, wenn sich das Antennensystem in der offenen Stellung befindet.

2. Antenne nach Anspruch 1, wobei das erste Flächenantennenelement (20) und das zweite Flächenantennenelement (28) unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben.

3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Antennensystem (10) als zwei Einrichtungs-Flächenantennen arbeitet, wenn die Antenne die offene Stellung des Systems einnimmt.

4. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Flächenantennenelement (20) in einem Sendebetrieb arbeitet, und das zweite Flächenantennenelement in einem Empfangsbetrieb arbeitet.

5. Antennensystem, das umfaßt:

einen ersten Antennenabschnitt (16);

einen zweiten Antennenabschnitt (18), der drehbar (24, 26) mit dem ersten Antennenabschnitt verbunden ist, so daß der zweite Antennenabschnitt aus einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung und aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung bewegt werden kann; und

ein erstes Flächenantennenelement (20), das mit dem ersten Antennenabschnitt (16) verbunden ist, so daß das Antennensystem als eine Flächenantenne arbeitet, wenn sich das Antennensystem in der offenen Stellung befindet, und als eine Rahmenantenne, wenn sich das Antennensystem in der geschlossenen Stellung befindet.

6. Antennensystem nach Anspruch 5, das des weiteren ein zweites Flächenantennenelement (28) umfaßt, dessen Resonanzfrequenz sich von der Resonanzfrequenz des ersten Flächenantennenelementes (20) unterscheidet, und das mit dem zweiten Antennenabschnitt verbunden ist, so daß das Antennensystem als eine einzelne Antenne mit zwei Resonanzfrequenzen arbeitet, wenn sich das Antennensystem in der offenen Stellung befindet.

7. Antennensystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Antennensystem wie eine Einrichtungs-Flächenantenne arbeitet, wenn es sich in der offenen Stellung befindet.

8. Tragbares Funkgerät, das umfaßt:

ein erstes Element (12);

ein zweites Element (14), das drehbar an dem ersten Element angebracht ist; und

ein Antennensystem (10), das umfaßt:

einen ersten Antennenabschnitt (16), der an dem ersten Element (12) angebracht ist;

einen zweiten Antennenabschnitt (18), der an dem zweiten Element (16) angebracht ist und drehbar (24) mit dem ersten Antennenabschnitt (16) verbunden ist;

wobei das tragbare Funkgerät aus einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung bewegt werden kann, in der der erste Antennenabschnitt (16) mit dem zweiten Antennenabschnitt verbunden ist (26), so daß sie als Rahmenantenne arbeiten, und es aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung bewegt werden kann;

ein erstes Flächenantennenelement (20), das mit dem ersten Antennenabschnitt (16) verbunden ist; und

ein zweites Flächenantennenelement (28), das mit dem zweiten Antennenabschnitt (18) verbunden ist, so daß das Antennensystem (10) so geschaltet ist, daß es als zwei Flächenantennen arbeitet, wenn sich das Antennensystem in der offenen Stellung befindet.