DE69220469T2

DE69220469T2 - Hilfsantenne

Info

Publication number: DE69220469T2
Application number: DE69220469T
Authority: DE
Inventors: Herbert Rudolph Blaese
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2012-04-08
Also published as: DE69220469D1; ATE154734T1; EP0550122B1; US5357262A; EP0550122A1

Description

Tragbare, in der Hand mitführbare Fernsprecher finden in zunehmendem Maße kommerzielle Akzeptanz. Der Benutzer eines in der Hand tragbaren Fernsprechers kann Anrufe auf dem Weg vom Büro zu seinem Wagen oder aus einem Pendlerzug oder von sonstigen Orten tätigen. Als Nachteil kann jedoch z.B. in einem Automobil die Sende- und Empfangsleistung eines solchen tragbaren Fernsprechers durch den Stahlaufbau des Fahrzeugs, in dem der Benutzer sitzt, eingeschränkt sein.
Aus diesem Grund weisen Kraftfahrzeug- bzw. sog. Autofernsprecher ("Telephone") üblicherweise eine Außenantenne auf, und zwar oftmals eine Außenantenne, bei welcher ein innerhalb des Fahrzeugs befindlicher Antennenteil unmittelbar mit dem Autofernsprecher, aber auch in induktiver oder kapazitiver Weise durch ein Automobilfenster (hindurch) mit einer am Fenster angebrachten Außenantenne in Verbindung steht, ohne daß zwischen den beiden Antennenteilen durch das Fenster hindurch ein physikalischer bzw. körperlicher Kontakt hergestellt ist. Solche Antennen werden von der Fa. Mobile Mark, Inc., Schiller Park, Illinois/USA, vertrieben.
Während Fensterdurchgangsantennen typischerweise am Fahrzeugfenster befestigt sind, beschreibt die US-PS 4 804 969 eine tragbare Antenne für Montage an einem Fahrzeug- Seitenfenster, die einen einfachen und schnellen An- und Abbau zuläßt.
Da ein Hand-Fernsprecher seine eigene Antenne aufweist und daher nicht mit einer von einem Fahrzeug o.dgl. getragenen Außenantenne in Verbindung steht, kann der Empfang eines Hand-Fernsprechers mangelhaft sein, wenn der Benutzer versucht, einen Fernsprechanruf aus dem Inneren eines Automobils oder von einem sonstigen Ort zu tätigen, wo Stahlbauteile vorhanden sind, welchedie Signalübertragung stören.
Um einen tragbaren Fernsprecher vielseitiger und brauchbarer auszugestalten, kann er mit einer abnehmbaren Antenne versehen sein, so daß die Steck-Fassung des die Antenne tragenden Fernsprechers mit einer anderen, geeigneteren Antenne verbindbar ist. Dies ist jedoch etwas umständlich und mit der Gefahr verbunden, daß die abgenommene Antenne verlorengeht.
Zudem tragen zahlreiche tragbare Fernsprecher dauerhafte (fest eingebaute) Antennen, so daß die obige Möglichkeit in ihrem Fall nicht ohne weiteres verfügbar ist.
Mit der Erfindung wird ein Antennenverbinder gemäß dem Anspruch 1 der anhängenden Ansprüche bereitgestellt.
Gemäß dieser Erfindung ist ein Antennenverbinder zur Herstellung einer Verbindung mit einem tragbaren Fernsprecher oder einem sonstigen Sender/Empfänger vorgesehen, welcher Verbinder zur Herstellung der Verbindung nicht das Abnehmen einer Antenne erfordert. Der tragbare Fernsprecher oder sonstige Sender/Empfänger kann somit über den erfindungsgemäßen Antennenverbinder vorübergehend mit einer Hilfsantenne verbunden werden. Ein tragbarer Fernsprecher kann z.B. mit einer Automobil-Außenantenne verbunden sein bzw. werden, während der Benutzer im Automobil sitzt. Anschließend können der Antennenverbinder und der tragbare Fernsprecher leicht voneinander getrennt und der tragbare Fernsprecher vom Benutzter mitgenommen werden. Auf ähnliche Weise kann eine sonstige Art eines Sender/Empfängers vorübergehend bzw. zeitweilig mit einem beliebigen Antennensystem verbunden werden, um so Signalübertragung und -empfang und die Gesamtnützlichkeit des Systems zu verbessern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Antennenverbinder für Verbindung mit einer Antennen-Eingangs/Ausgangsschaltung eines Sender/Empfängers, der typischerweise ein äußeres Gehäuse aufweist. Die Eingangs/Ausgangsschaltung kann von vollständig herkömmlicher Art sein; der Sender/Empfänger kann beispielsweise ein tragbarer Fernsprecher oder ein Zweiwege- Funkgerät sein oder einfach Rundfunk- oder Fernsehempfänger umfassen, die lediglich Signale empfangen und diese nicht notwendigerweise aussenden.
Der erfindungsgemäße Antennenverbinder umfaßt ein Stück eines leitenden bzw. Leiterkabels, typischerweise eines Koaxialkabels. Am einen Ende des Kabels -ist ein Mittel für reversible, physikalische Verbindung mit dem Sen der/Empfänger angebracht. Außerdem ist ein Mittel für beabstandete elektronische Verbindung mit der Eingangs/Ausgangsschaltung des Sender/Empfängers vorgesehen. Die jeweiligen beiden, oben angegebenen Mittel können gewünschtenfalls eine gemeinsame Struktur aufweisen, welche die Funktion beider Mittel erfüllt.
Das Mittel für beabstandete elektronische Verbindung wendet zumindest eines der Prinzipien von Induktivität und Kapazität an und ist frei von einem Verbindungsleiter für direkte Signalübertragung zwischen der Eingangs/Ausgangsschaltung und dem Mittel für beabstandete elektronische Verbindung. Tatsächlich findet typischerweise die elektronische Verbindung mit der Eingangs/Ausgangsschaltung an der Innenseite des äußeren Gehäuses des Sender/Empfängers statt, und das elektronische Verbindungsmittel wird an der Außenseite des Gehäuses getragen, und zwar ohne jede physikalische Verbindung eines durch das Gehäuse verlaufenden Leiters. Vielmehr passieren Signale das Gehäuse vorzugsweise kapazitiv und/oder induktiv.
Das Kabel weist auch ein dem obengenannten einen Kabelende gegenüberliegendes Ende mit einem Mittel für leitende Verbindung mit einer Antenne auf. Dieses leitende Verbindungsmittel kann ein Daueranschluß an einem Antennensystem oder gewünschtenfalls eine Buchse für vorübergehende, trennbare Verbindung mit einem Antennensystem sein.
Der erfindungsgemäße Antennenverbinder kann Mittel zur Gewährleistung eienr Impedanzanpassung zwischen dem Kabel und dem Sender/Empfänger aufweisen. Beispielsweise kann ein typisches, bei dieser Erfindung verwendetes Kabel eine Impedanz von 50 Ohm aufweisen. Der Sender/Empfänger, an dem das Kabel angebracht sein oder werden kann, besitzt typischerweise eine höhere Impedanz. Wenn es sich somit bei dem Kabel um ein Koaxialkabel mit einem Innenleiter und einer (davon) beabstandeten, äußeren leitenden Umhüllung handelt, kann ein induktives Nebenschlußmittel mit dem Innenleiter in im wesentlichen einem Viertelwellenabstand relativ zum Mittel für elektronische Verbindung in Verbindung stehen. Das Nebenschlußmittel steht auch mit der äußeren, leitenden Umhüllung in Verbindung, um für eine Impedanzanpassung zwischen dem Kabel und dem speziellen Sender/Empfänger zu sorgen.
Vorzugsweise umfaßt das Mittel für elektronische Verbindung eine leitfähige Hülse, die ein Teil des physikalischen Verbindungsmittels bildet und auch als kapazitive Platte dient. Die leitfähige Hülse ist mit dem Kabel-Innenleiter verbunden, so daß sich Signale kapazitiv zwischen der Eingangs/Ausgangsschaltung und dem Kabel ausbreiten oder fortpflanzen können.
Die leitfähige Hülse weist vorzugsweise eine kegelstumpfförmige Bohrung auf, die so bemessen ist, daß sie ein Antennengehäuse eines Sender/Empfängers für trennbare Halterung daran erfaßt. Zudem kann die leitfähige Hülse eine Außenfläche eines mehreckigen Querschnitts aufweisen, wobei die leitfähige Hülse in einer Öffnung eines ähnlichen, mehreckigen Querschnitts in einem vom Kabel getragenen Verbinder gehäuse untergebracht ist, um dadurch eine Relativdrehung zwischen der leitfähigen Hülse und dem Verbindergehäuse zu verhindern.
Der erfindungsgemäße Antennenverbinder kann an einen Sender/Empfänger mit sowohl physikalischer als auch elektronischer Verbindung an einer Stelle, welche die Dauer- oder Festantenne umgibt, angeschlossen sein. Dies ist besonders günstig für tragbare Fernsprecher und dgl., die eine einfahrbare Festantenne aufweisen, wobei der Sockel (hub), welcher die Festantenne trägt und führt, auch ein Mittel für Reibungs- bzw. Kraftschlußanbringung des Antennenverbinders bildet; dabei ist die leitfähige Hülse typischerweise kraftschlüssig am Antennensockel festgelegt. Sodann laufen Signale zwischen dem tragbaren Fernsprecher und dem Kabel mit einem wesentlichen Abstand von der (dauerhaft eingebauten) Festantenne, speziell dann, wenn der Sockel aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Antennenverbinder an einem anderen Abschnitt des äußeren Gehäuses angebracht sein, das dann aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht, damit Signale es passieren können.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung eines tragbaren Fernsprechers, der reversibel mit einem Antennenverbinder gemäß dieser Erfindung verbunden ist, welcher Antennenverbinder seinerseits an eine außenseitige, fenstermontierte Antenne angeschlossen ist, wie sie sich herkömmlicherweise an einem Automobil findet,
Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Konstruktion nach Fig. 1,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils für das Mittel zur Gewährleistung einer Impedanzanpassung zwischen dem Kabel und dem tragbaren Fernsprecher,
Fig. 5 eine detaillierte, teilweise schematische Darstellung einer Ausführungsform des Impedanzanpaßmittels und
Fig. 6 eine (der Fig. 5) ähnliche Darstellung einer anderen Ausführungsform des Impedanzanpaßmittels.

BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen herkömmlichen tragbaren Fernsprecher 10, z.B. ein sog. Motorola flip phone, mit weggebrochenem Sprechteil, welcher Fernsprecher ein Antennenführungsgehäuse 12 aufweist, das eine dauerhaft eingebaute, einfahrbare Antenne 14, die im Einfahrzustand dargestellt ist, haltert.
Wie gezeigt, ist ein Antennenverbinder 16 gemäß dieser Erfindung am Antennenführungsgehäuse 12 gehaltert. Der Antennenverbinder 16 ist seinerseits mit einem Stück eines Koaxialkabels 17 verbunden, wobei die Verbindung durch eine rohrförmige Zugentlastung 20 unterstützt ist. An dem Ende 22 des Kabels 17, welches dem mit dem Antennenverbinder 16 in Verbindung stehenden Kabelende gegenüberliegt (von ihm entfernt ist), ist eine Dauerverbindung bzw. ein Festanschluß an einem herkömmlichen fenstermontierten Antennensystem 24 vorgesehen. Wahlweise und gewünschtenfalls kann das Ende 22 des Kabels 17 mit einer Buchse oder einem (Steck-)Verbinder verbunden sein, die bzw. der wiederum trennbar mit einem beliebigen gegebenen Antennensystem verbunden ist. Gemäß dieser Erfindung kann mithin der Fernsprecher 10 trennbar mit dem Antennenverbinder 16 verbunden werden, um für verbesserte Reichweite und Klarheit des Signals des Fernsprech-Gesprächs zu sorgen, während der Benutzer (oder Anwender) z.B. in einem Automobil sitzt. Anschließend kann der Benutzer den Fernsprecher 10 abtrennen und beim Verlassen des Automobus mit sich mitnehmen.
Als Alternative kann das gleiche Antennensystem 24 eine andere dauerhafte bzw. Festverbindung mit einem anderen Fernsprechsystem im Automobil aufweisen, wobei das Kabel 17 eine zweite, zusätzliche (oder Hilfs-) Verbindung mit der gleichen Antenne darstellt.
In den Fig. 2 und 3 sind die verschiedenen Teile von Antennenverbinder 16 und Kabel 17 dargestellt.
Der Antennenverbinder 16 umfaßt bei dieser Ausführungsform zwei paarig zusammengepaßte Kunststoff-Gehäuseteile 26, 28, die kraftschlüssig zusammensteckbar sind und, wie in Fig. 2 gezeigt, in ihrer Position verschweißt bzw. befestigt (sealed) sein können. Das Gehäuseteil 28 weist eine Bohrung auf, in die kraftschlüssig eine leitfähige Metallhülse 30 eingesetzt ist, welche eine Bohrung 33 einer leicht kegelstumpfförmigen Konfiguration festlegt, um für wirksame Kraftschlußverbindung mit dem Antennenführungsgehäuse 12 zu sorgen (vgl. Fig. 2). Die leitfähige Metalihülse 30 kann ausreichend dünn ausgebildet sein, um sich gering durchzubiegen und damit die trennbare, kraftschlüssige Halterung des Antennenverbinders 16 am Antennenführungsgehäuse 12 weiter zu begünstigen.
Ferner weist die Hülse 30 eine Außenfläche 32 auf, die einen mehreckigen, spezifisch sechseckigen Querschnitt besitzen kann, wobei die leitfähige Hülse 30 für sicheren, drehfesten Haltesitz zwischen den beiden Teilen 28, 30 in einer im Verbinderteil 28 vorgesehenen Öffnung, die einen ähnlichen mehreckigen Querschnitt aufweist, sitzt. Die leitfähige Hülse 30 weist ferner einen Schlitz 34 auf, in den der zentrale Leiter 36 des Koaxialkabels 17 eingeführt und darin durch Löten festgelegt (sealed) werden bzw. sein kann. Die leitfähige Hülse 30 kann somit Signale vom zentralen Leiter 36 abnehmen und als kapazitive Platte für die Übertragung von Signalen durch den nichtleitenden Kunststoff des Fernsprechergehäuses, insbesondere Antennenführungsgehäuses 12, für kapazitive elektronische Verbindung mit der Eingangs/Ausgangsschaltung des Fernsprechers 10 dienen. Insbesondere kann die Eingangs/Ausgangsschaltung des Fernsprechers 10 herkömmlicherweise LC-Netze und einen Duplexer (Sende-Empfangs-Schalter) umfassen, wobei die elektronische kapazitive Kopplung typischerweise am Duplexerausgang vorliegt.
Ersichtlicherweise durchsetzen das Kabel 17 und die Zugentlastung 20 einem vom Verbinderteil 26 getragenen rohrförmigen Ansatz 38, um in elektrische Verbindung mit der Hülse 30 zu gelangen. Es ist mithin ersichtlich, daß die Hülse 30 aufgrund ihrer physikalischen, kraftschlüssigen Halterung am Antennenführungsgehäuse 12 sowohl eine physikalische Verbindung als auch aufgrund ihrer Funktion als kapazitive Platte eine elektrische Verbindung mit dem tragbaren Fernsprecher 10 hrstellt.
Es sind Mittel 40 für eine Impedanzanpassung zwischen dem Kabel 17 und dem Fernsprecher 10 vorgesehen. Typischerweise besitzt das Kabel 17 eine Impedanz von etwa 50 Ohm, während ein typischer Fernsprecher 10 eine höhere Impedanz aufweist. Gemäß den Fig. 2 bis 5 weist das Kabel 17 einen Abschnitt auf, in welchem die Außenisolierung entfernt worden ist, um einen äußeren, umflochtenen, rohrförmigen Leiterabschnitt 42 freizulegen und zu trennen und damit einen Abstand zwischen den verschiedenen Segmenten 42a, 42b des umflochtenen Leiters herzustellen. Der zentrale Leiter 36 überspannt den Abstand zwischen den umflochtenen Leitern 42a, 42b in durchgehender Weise.
Wie für Impedanzanpassung üblich, verläuft ein induktiver Nebenschluß 44 zwischen dem zentralen Leiter 36 und dem äußeren Umflechtungsabschnitt 42b, wie dargestellt, während ein anderer Leiter 46 die beiden Umflechtungsabschnitte 42a, 42b verbindet. Der Abstand des Vorderendes 48 der leitfähigen Hülse 30 vom Anschluß zwischen dem Leiter 36 und dem Nebenschluß 44 beträgt nach elektrischen Abgleichjustierungen am System im wesentlichen ein Viertel der Wellenlänge. Gewünschtenfalls können andere geeignete Abstände, die im wesentlichen das gleiche Ergebnis liefern, als äquivalente Abstände vorgesehen werden. Der induktive Nebenschluß 44 kann am praktischsten nach der Versuchs- und Irrtumsmethode justiert werden, bis die gewünschte Impedanzanpassung zwischen dem Kabel 17 und dem vorgesehenen Modell des Fernsprechers 10 erreicht ist.
Fig. 4 zeigt ein Gehäuse 50, das für Schutz und Halterung der Impedanzanpaßmittel 40 vorgesehen sein kann.
Gemäß Fig. 6 ist ein Kabel 17a, ähnlich dem Kabel 17, an einer der Hülse 30 ähnlichen leitfähigen Hülse 30a angebracht, wobei - wie dargestellt - eine unterschiedliche Auslegung des Impedanzanpaßmittels vorgesehen ist. Insbesondere kann das dargestellte Impedanzanpaßmittel allgemein dem Impedanzanpaßelement gemäß der US-PS 4 875 051 (Blaese) ähnlich sein, wobei ein zentraler Leiter 36a des Koaxialkabels 17a an den zentralen Leiter 52 eines kurzen Koaxialkabelstücks in verzweigter Verbindung damit angeschlossen ist. Andere Leiter 54 stellen die Verbindung zwischen den jeweiligen äußeren rohrförmigen Leitern des Koaxialkabels 17a her, während ein Endleiter 56 eine Verbindung zwischen dem Außenende des zentralen Leiters 52 und seinem entsprechenden, äußeren rohrförmigen Leiter herstellt. Die Impedanz variiert selbstverständlich mit der Länge des Verzweigungs- oder Zweigsegments des Koaxialkabels.
Mit dieser Erfindung wird somit ein Antennenverbinder fur typische vorübergehende Verbindung zwischen einer Antenne und einem tragbaren Fernsprecher oder einer ähnlichen Vorrichtung bereitgestellt. Dies wird typischerweise ohne Benutzung einer von der Vorrichtung getragenen Antenne und unter Nutzung der induktiven und/oder kapazitiven Signalausbreitung anstelle einer Metalldrahtverbindung erreicht. Folglich kann in vorübergehender Weise unter beliebigen gewünschten Umständen eine elektronische Verbindung zwischen einem tragbaren Fernsprecher und einer besseren Antenne vorhanden sein.
Die obigen Ausführungen sollen lediglich Verdeutlichungszwecken dienen und keinesfalls den in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Rahmen der Erfindung gemäß dieser Anmeldung einschränken.

Claims

1. Vorrichtung zum Verbinden einer Fernantenne (24) mit einer Eingangs/Ausgangsschaltung eines tragbaren, in der Hand gehaltenen Sender/Empfängers (10), der eine dauerhaft eingebaute bzw. Festantenne (14) und ein äußeres Gehäuse (12) aufweist, welche Vorrichtung umfaßt:

ein Stück eines Kabels (17) mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende (22) sowie mit einem Hauptleiter (36) und einem Masseleiter,

einen am proximalen Ende des Kabels (17) angebrachten und in direktem, elektrisch leitendem Kontakt mit dem Hauptleiter (36) stehenden Verbinder (16), der (ein) Mittel zu seiner physikalischen Verbindung mit dem Gehäuse (12) des Sender/Empfängers (10) aufweist, und

ein am distalen Ende (22) vorgesehenes Mittel zur elektrischen Verbindung mit der Fernantenne (24), dadurch gekennzeichnet, daß

der Verbinder (16) ein Mittel (30) für kapazitive und/oder induktive Kopplung des Hauptleiters (36) mit der Eingangs/Ausgangsschaltung des Sender/Empfängers (10) zwecks Übertragung elektrischer Energie zwischen dem Hauptleiter (36) und der Eingangs/Ausgangsschaltung ohne direkte leitende elektrische Verbindung zwischen dem Hauptleiter (36) und der Eingangs/Ausgangsschaltung aufweist.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit Mitteln (40) zur Gewährleistung einer Impedanzanpassung zwischen dem Kabel (17) und dem Sender/Empfänger (10).

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kabel (17) ein Koaxialkabel mit einem inneren Leiter und einer beabstandeten, äußeren leitfähigen Umhüllung (42) und mit einem induktiven Nebenschlußmittel (44), das mit dem inneren Leiter (36) im wesentlichen in einem Viertelwellenabstand relativ zum Mittel (30) zur Gewährleistung von Näherungs(an)kopplung in Verbindung steht, ist, welches Nebenschlußmittel (44) auch mit der äußeren, leitfähigen Umhüllung (42) in Verbindung steht, um für eine Impedanzanpassung zwischen dem Kabel (17) und einem spezifischen Sender/Empfänger zu sorgen.

4. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (16) für trennbare physikalische Verbindung über die Festantenne (14) des Sender/Empfängers (10) geeignet bzw. ausgelegt ist.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Mittel (30) für kapazitive und/oder induktive Kopplung des Hauptleiters (36) mit der Eingangs/Ausgangsschaltung des Sender/Empfängers (10) zwecks Übertragung elektrischer Energie zwischen dem Hauptleiter (36) und der Eingangs/Ausgangsschaltung ohne direkte leitende elektrische Verbindung zwischen dem Hauptleiter (36) und der Eingangs/Ausgangsschaltung eine leitfähige Hülse (30) umfaßt, welche leitfähige Hülse (30) auch als kapazitive Platte dient und auch mit dem Hauptleiter (36) verbunden ist.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5! wobei die leitfähige Hülse (30) eine kegelstumpfförmige Bohrung (33) aufweist (defines), die bemessen ist zum Erfassen eines Antennengehäuses (12) eines Sender/Empfängers (10) für trennbare Halterung daran.

7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die leitfähige Hülse (30) eine Außenfläche (32) eines mehreckigen Querschnitts aufweist, welche Hülse (30) in einer einen ähnlichen mehreckigen Querschnitt aufweisenden Öffnung sitzt, die in einem vom Kabel (17) getragenen Verbindergehäuse (28) festgelegt ist.