DE69432205T2

DE69432205T2 - Antenne für tragbares Funkgerät

Info

Publication number: DE69432205T2
Application number: DE1994632205
Authority: DE
Inventors: Jacques Lourdou; Marc Jarreau; Thierry Jacqueminet; Gerard Legeay
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Vallaroche SAS
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2014-07-27
Also published as: FR2709604B1; FR2709604A1; EP0642189B1; EP0642189A1; DE69432205D1

Description

Als tragbares Funkgerät mit begrenzter Reichweite kommt beispielsweise eine mobile Sprechfunkstation in Betracht, wie etwa für zellularen Sprechfunk oder für Nah-Sprechfunkverkehr.
Die Station weist ein Gehäuse von begrenzter Größe auf, in dem ein Mikrofon und ein Höhrer dem Benutzer die Möglichkeit bieten, mit einem entfernten Gesprächspartner zu kommunizieren. Eine Sender-Empfänger-Schaltung verbindet das Mikrofon und den Höhrer mit einer Antenne der Station, die auf die Sende- und Empfangsfrequenzen abgestimmt ist.
Die Antenne einer Sprechfunkstation stellt sich häufig als linearer Leiter dar, der mit einem Ende an die Sender-Empfänger-Schaltung angeschlossen ist und aus dem Gehäuse herausragt. Die Antenne kann jedoch auch einfahrbar sein, um im ausgeschalteten Zustand den Platzbedarf zu begrenzen.
Dieser Antennentyp weist den Nachteil auf, dass er den Platzbedarf der Station merklich erhöht und gegebenenfalls einen Betätigungsschritt für das Ausziehen und Einfahren erfordert.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Antenne für ein tragbares Funkgerät mit geringem Platzbedarf zu schaffen, wobei keinerlei Betätigungsschritte erforderlich sind.
Hierzu schafft die Erfindung eine Antenne für ein tragbares Funkgerät nach dem Patentanspruch 1.
Die Mikrostreifen-Leiterplatte benötigt einen sehr begrenzten Platzbedarf, was die Möglichkeit bietet, die Antenne in Funktionsposition anzuordnen, beispielsweise im Inneren des Gehäuses des tragbaren Funkgeräts.
Auch kann man den einen der Leiter durch kapazitive Kopplung an den anderen erregen und die Charakteristika der Antenne optimieren.
Nach FUJIMOTO et al. "Small Antennas", 1987, Research Studies Presst Seiten 116-151, ist eine Schmalspurantenne auf einer gedruckten Schaltung bekannt.
Ferner ist aus der US-A-3984838 eine Antenne bekannt, die jedoch zwei Strahlungselemente aufweist.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antenne unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, auf der: – 1 schematisch die erfindungsgemäße Antenne darstellt, und zwar montiert auf einem Gehäuse einer mobilen Sprechfunkstation; – 2 bis 10 die Vorder- und Rückseiten diverser Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antenne darstellen und – 11 die Vorderseite und die linke Seite einer weiteren Ausführungsform der Antenne darstellt.
Die in 1 gezeigte Antenne 1 ist auf einem Ende, hier auf dem oberen Ende eines Gehäuses 11 einer mobilen Sprechfunkstation angeordnet und an eine Sender-Empfänger-Schaltung 13 angeschlossen.
Die Antenne 1 weist eine Scheibe oder Platte mit Mikrostreifen-Schaltung (Mikro-Strip) auf, im vorliegenden Fall von rechtwinkligem Querschnitt, die gebildet wird von einem Isolator 2 und, am Rand, von einer Schicht oder einem Band eines linearen Leiters 3 in Form eines Mikro-Streifens.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Anschluss des Leiters an die Funkverbindung 13 von einer Metallisierung 4 hergestellt, die den Rand der den Leiter tragenden Platte mit dem gegenüberliegenden Befestigungsrand am Ende des Gehäuses 11 verbindet. Die Platte erstreckt sich senkrecht zum Querende des Gehäuses 11. Ein Anschlussbereich 9 am Fuße der Antenne 1 stellt mittels einer Leitung eine Verbindung zwischen dem freien Ende des Verbindungsabschnitts 4 und der Funkverbindung 13 her.
Ferner ist im vorliegenden Fall das Gehäuse 11 innen mit einer metallischen Schicht 12 ausgekleidet, die die Masse bildet und sich vom Fuß 9 der Antenne aus bis zu einer Unterbrechung erstreckt, und zwar über eine Strecke, die im wesentlichen gleich ist einem Viertel der Wirkwellenlänge der Antenne 1. Jenseits dieser Unterbrechung kann das Gehäuse mit einer weiteren metallischen Schichtausgekleidet sein.
Ferner ist ein Isoliermantel 10 vorgesehen (in 1 lediglich fragmentarisch dargestellt), der das Gehäuse 11 umhüllt und sich in einem massiven Abschnitt 10A fortsetzt, welcher ein Radom bildet, welches die Antenne 1 aufnimmt und sie auch mechanisch schützt.
Im folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antenne beschrieben.
Die 2 bis 11 zeigen die Platte auf der Höhe des Mikro-Strip, und zwar gesehen von vorne und von hinten. Die Platte weist eine Vorderseite 21, eine Rückenseite 22 – hier parallel zur Vorderseite 21 – sowie zwei Paare von entgegengesetzten Rändern 23, 25 und 24, 26 auf. Der Rand 25, der zur Befestigung am Gehäuse dient, trägt eine nicht dargestellte, leitende Schicht, die eine Massefläche bildet, durch die ein Durchlass zum Erregen der Antenne hindurchgeführt ist.
Konkret gesagt, kann die Platte eine Länge von 45mm und eine Breite (Höhe der Antenne) von 20mm aufweisen. Ihre Breite, gemessen senkrecht zur Zeichenebene der Figuren, kann 15mm betragen. Ihre Abstimmungsfrequenz kann beispielsweise zwischen 100MHz und einigen GHz liegen.
Gemäß 2 ist der Leiter 3 auf die Seite 21 aufgedruckt, und zwar bis zu einer bestimmten Dicke der Platte, ohne die Rückseite 22 zu erreichen, die völlig leiterfrei bleibt.
Der Leiter 3 setzt sich mit der Verbindung 4 fort, die entlang des Randes 26 aufgedruckt ist und im Punkt A auf den Fuß 9 trifft, der auf dem Rand 25 angeordnet ist, hier ungefähr auf mittlerer Länge. Der Leiter 3 verlängert sich außerdem durch die Verbindung 9, die entgegengesetzt zur Verbindung 4 entlang des Randes 24 aufgedruckt ist.
Wie 2 zeigt, bilden die Leiter 3 bis 5 die Form einer gefalteten Peitschenantenne.
Die Breite des Leiters 3 in der Zeichenebene der muss ausreichend groß gewählt werden, um der Antenne eine genügende Wirksamkeit zu gewährleisten.
In 3 ist die Vorderseite der Platte im wesentlichen vergleichbar mit der nach 2, jedoch können die Enden A und B der Leiter 3 bis 5 an Masse liegen. Die Rückseite 22 der Platte trägt einen weiteren Leiter 6, der mit dem Leiter 3 bis 5 zusammenarbeitet.
Der Leiter 6 erstreckt sich von einem Erregungs-Ende C auf der Höhe des Randes 25 bis zum entgegengesetzten Rand 23, wobei er sich verbreitert.
Für die Antenne 1 gilt also, daß das Erreger-Ende von der Funkverbindung 13 ein Erregersignal erhält, wenn diese sendet, oder die Radioschaltung 13 erregt, wenn diese auf Empfang arbeitet. Wird der Leiter 6 im Punkte C erregt, so erregt er seinerseits kapazitiv den Leiter 3 bis 5, der dann abstrahlt.
4 zeigt eine Leiter-Antenne im wesentlichen in Form eines T, wobei die Enden des horizontalen Riegels, die sich durch die Anschlüsse entlang der Ränder 24 und 26 verlängern und in den Enden B und C auslaufen, an Masse angeschlossen sein können. Die Erregung erfolgt am Fuß A des zentralen vertikalen Riegels 4T des T, und zwar auf dem Rand 25. Die Rückseite 22 trägt keinerlei Leiter.
In 5 ist die Vorderseite 21 im wesentlichen vergleichbar mit der nach 4, während die Rückseite 22 praktisch vergleichbar ist mit der nach 3, wobei der dortige Leiter 6 über sein Ende D erregbar ist.
6 zeigt eine Säbelantenne, die auf der Vorderseite 21 Leiter entlang der Ränder 23, 26 und teilweise 24 trägt. Die Enden B und C der an den Rändern liegenden Leiter können mit Masse verbunden sein. Eine Erreger-Verbindung 7 verbindet ein Ende A auf dem Rand 25 im wesentlichen mit der Verbindungsstelle der Leiter auf den Rändern 23 und 26. Die Rückseite 22 ist leiterfrei.
Die Vorderseite 21 der Antenne nach 7 ist im wesentlichen vergleichbar mit der nach 6, abgesehen von der Erreger-Verbindung 7. Die Rückseite 22 trägt einen weiteren Leiter mit dem Ende C, dessen Form im wesentlichen ähnlich der der Leiter nach den 3 und 5 ist.
Die Vorderseite 21 gemäß 8 trägt zwei ein Dipol bildende, gekoppelte Leiter 8, 8A in Form von zwei benachbarten "n", die symmetrisch zu einer Symmetrieachse 1A liegen, welche äquidistant zu den Rändern 24 und 26 verläuft. Einer der Leiter, nämlich der Leiter 8, kann über sein Ende B, welches benachbart zum anderen Leiter 8A liegt, erregt werden, während die drei anderen Enden A, C, D an Masse liegen können.
Die Rückseite 22 trägt einen weiteren Leiter 8C, der dazu dient, die Inpedanz zwischen den beiden anderen Leitern 8, 8A zu modifizieren und der auch die Abstimmungsfrequenz regelt.
Gemäß 9 ist der Leiter mit den Enden CD der Ausführungsform nach 8 auf die Rückseite 22 versetzt worden, und zwar rückwärtig seiner Anordnung gemäß 8; auch wurde der Leiter 8C fortgelassen.
10 zeigt eine Säbelantenne, die im wesentlichen mit der nach 6 vergleichbar ist. Eine Ausstülpung C der Erreger-Verbindung nahe dem Erreger-Ende B gestattet eine An passung der Antenne, wobei das Ende A auf dem Rand 26 an Masse gelegt ist. Entlang des Randes 24 erstreckt sich die Verlängerung 5, die kapazitiv an einen leitenden Bereich D gekoppelt ist, welcher ausgehend von der von den Rändern 24 und 25 gebildeten Ecke aufgedruckt ist.
Nach 11, die die Platine, gesehen von vorne und von der linken Seite, zeigt, hat die Antenne, ebenfalls vom Typ der Säbelantenne, im wesentlichen die Form wie die Antenne nach 6. Sie trägt, wie es auch für sämtliche anderen oben beschriebenen Ausführungsformen möglich ist, eine leitfähige Platte 1C, die mit dem Leiter 3 verbunden ist und sich im wesentlichen parallel zum Rand 23 über dessen Länge ebenso wie der Leiter 3 erstreckt, und zwar rechtwinklig zu den Seiten 21 und 22. Die Platte 1C dient dazu, den Durchlassbereich der Antenne 1 zu vergrößern.
Es besteht die Möglichkeit, die elektrisches Material zu entfernen, um die Strahlungscharakteristika der Antenne zu modifizieren. Ferner kann mit massiven Leiterelementen gearbeitet werden.

Claims

Antenne für ein tragbares Funkgerät, das einen linearen Leiter (3) aufweist, der an eine Funkverbindung (13) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mikrostreifen-Leiterplatte aufweist, die ein Leitungsband trägt, das zumindest einen Teil des Leiters (3) bildet, der sich auf einer ersten Seite (21) der Platte und entlang eines ersten (23) ihrer Ränder erstreckt, der entgegengesetzt zu einem zweiten (25) ihrer Ränder angeordnet ist, wobei die Mikrostreifen-Leiterplatte eine Massenebene trägt, die benachbart zu der ersten Seite (21) angeordnet ist, und einen anderen Leiter (6) aufweist, der sich auf einer zweiten Seite (22) der Platte erstreckt, die parallel zu der ersten Seite (21) des Leiters (3) ist, um angeregt zu werden und um kapazitiv den Leiter (3) anzuregen.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitende Verbindung (4, 4T) den Leiter (3) mit dem zweiten Rand (25) der Platte verbindet.
Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsmittel (9) vorgesehen sind, um das Ende der leitenden Verbindung (4), das an dem zweiten Rand (25) angeordnet ist, mit der Funkverbindung (13) zu verbinden.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Leiter (3) entland eines dritten (26) der Ränder der Platte verlängert (4).
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitende S4chicht (12) vorgesehen ist, um eine Reflektorebene zu bilden, die sich von einem Fuß (9) der Antenne aus über eine Distanz erstreckt, die im wesentlich gleich einem viertel der Wirkwellenlänge der Antenne ist.