DE69608092T2

DE69608092T2 - Antenne für tragbares funksprechgerät

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Publication number: DE69608092T2
Application number: DE69608092T
Authority: DE
Inventors: Paul F. Bickert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2016-01-05
Also published as: EP0801820A1; EP0801820B1; AU4325896A; JPH10512407A; WO1996021254A1; AU709954B2; CN1173949A; DE69608092D1; ATE192608T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strablungsreduzierungsvorrichtung der Art, die in Verbindung mit Hand-Funktelephonen oder anderweitig tragbaren Funktelephonen und dergleichen verwendet werden soll, um die von der strahlungsaussendenden Konstruktion des Telephons wie etwa von der Antenne ausgesendete Strahlung zu reduzieren, umzuleiten oder von einem Benutzer oder von einem anderen strahlungsabführenden Medium weg umzuverteilen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Mobiltelephone und andere tragbare Funktelephone besitzen typischerweise von dem Gehäuse des Telephons ausgehende Antennen. Während das Telephon im Gebrauch ist, sendet die Antenne Strahlung aus, die in der Medizinergemeinschaft Besorgnis in bezug auf die Strahlungswirkungen auf den Benutzer des Telephons verursacht hat.
Wie das US-Patent Nr. 3.039.001 mit dem Titel "Flexible Protective Plastic Shield" und das Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5.012.114 mit dem Titel "Radiation Shield" zeigen, ist die Verwendung flexibler Schutzabschirmungen zum Schutz des Personals gegen Strahlung mit der Frequenz von Röntgenstrahlung und Gammastrahlung, wie sie etwa von Röntgenstrahlenmaschinen bzw. von Kernreaktoren ausgesendet wird, im Gebiet bekannt.
Das Patent der Vereinigten Staaten Nr. 3.039.001 offenbart, daß ein Streifen aus Vinyl oder aus einem anderen Kunststoff, der ein Harz, einen Weichmacher und einen Stabilisator enthält, ein Schutzmaterial wie etwa gleichmäßig darüber verteiltes pulverisiertes Blei enthalten kann, um einen flexiblen Materialstreifen zu liefern, der den Träger gegenüber Röntgenstrahlung, Gammastrahlung, Neutronenstrahlung, kosmische Sekundärstrahlung und dergleichen schützt.
Das Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5.012.114 offenbart eine Gammastrahlungsabschirmung, die einen als Umhüllung zu verwendenden Streifen aus einem Gammastrahlungs-Abschirmmaterial enthält, an dem lösbare Kontakt verschlüsse befestigt sind, die so bemessen und beschaffen sind, daß dann, wenn ein Abschirmelement um eine Gammastrahlung aussendende Konstruktion gehüllt wird, komplementäre Verriegelungsabschnitte der lösbaren Verschlüsse ineinander eingreifen, um das Abschirmelement in einer um die Konstruktion gewickelten Abschirmstellung festzuhalten. Das Gammastrahlungs- Abschirmmaterial kann die bekannte Konstruktion eines feinen Bleipulvers enthalten, das gleichförmig in einer Matrix aus Thermoplastmaterial dispergiert ist, die als ein Bindemittel für das Bleipulver dient, um so einen flexiblen Bogen zu bilden. Die lösbaren Kontaktbefestigungen können von der Art sein, wie sie unter dem Warenzeichen Velcro verkauft werden. Wie am klarsten in Fig. 6 des Patents zu sehen ist, ist das Patent auf den Schutz des Personals in Kernreaktoren und dergleichen durch Abschirmen der Leitungsrohre wie etwa der Rohrleitungen, durch die radioaktives Material fließt, gerichtet.
Die Verwendung einer elektromagnetischen Abschirmung zum Minimieren der Störung zwischen durch Mobiltelephone und ähnliche Elektronikausrüstung abgestrahlten elektromagnetischen Signalen und einem anderen Teil dieser Ausrüstung und die Minimierung einer solchen Schnittstelle durch Dazwischenbringen elektrisch leitenden Materials in Form einer Abschirmung zwischen der Quelle der elektromagnetischen Signale und der der Störung unterliegenden Schaltungsanordnung wird durch das Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5.124.889 mit dem Titel "Electromagnetic Shielding Apparatus for Cellular Phones" gelehrt. Die Bezugnahme auf die elektromagnetische Abschirmung scheint nicht den Schutz des Benutzers der Elektronikvorrichtung gegenüber der Strahlung von der Antenne oder dergleichen zu betreffen.
Bei tragbaren Funktelephonen wie etwa bei Hand-Mobiltelephonen gehen, während das Telephon an das Ohr des Benutzers gehalten wird, direkt von dem Telephon, genauer, von einem Teil des Telephons und der Antenne, am intensivsten in der Mitte längs dieses Teils, Funkwellen aus, die den Anruf übertragen. Es gibt Bedenken, daß die Funkwellen, die in das wärmeabführende Medium des Kopfes des Benutzers eintreten, eine Erwärmung, Krebs oder DNA- Spaltung bewirken können.
Momentan wird eine Mobiltelephon-Strahlungsabschirmung vermarktet, die unter dem Warenzeichen "Cellguard" verkauft und durch die Quantum Laboratories of Renton, Washington, USA, hergestellt wird. Wie unten ausführlicher erläutert wird, enthält die "Cellguard"-Vorrichtung zwei Abschnitte einer Preß masse mit jeweils einem Metall darin, das zum Sperren oder Ablenken des Funksignals dient. Ein Teil der Vorrichtung deckt die Antenne des Telephons ab, während der andere Teil über dem Ohrhörer des Telephons angebracht ist. Das Metall der Cellguard-Vorrichtung ist zwischen der Antenne und dem Benutzer und zwischen dem Ohrhörer und dem Benutzer angeordnet. Eine ähnliche Vorrichtung, d. h. eine Anordnung, in der eine Strahlungsabschirmung zwischen der Antenne und dem Benutzer angeordnet ist, wird in dem am 2. August 1994 an Daniels erteilten US-Patent Nr. 5.335.366 gelehrt. Insbesondere offenbart Daniels eine Strahlungsabschirinvorrichtung für eine Funkübertragungsvorrichtung mit einer zwischen der Antenne und einem Benutzer angeordneten Strahlungsabschirmung, wobei die Strahlungsabschirmung zum Absorbieren, Sperren und/oder Reflektieren der Strahlung der elektromagnetischen Welle dient.
Das am 9. August 1994 an Katz erteilte Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5.336.896 für eine Mobiltelephon-Benutzerschutzvorrichtung lehrt ein Mobiltelephonzubehör sowohl zum Schutz eines Benutzers gegenüber elektromagnetischer Strahlung als auch zur Schaffung eines Griffs für das Mobiltelephon. Insbesondere wird ein Dreh-Kipp-Fuß gelehrt, der das Bewegen der Mobiltelephonantenne weg von dem engen Kontakt mit dem Kopf des Benutzers ermöglicht und außerdem einen Tragegriff schafft. Außerdem wird die Schaffung einer gegen Magnetstrahlung abgeschirmten Schutzhülle zur Aufnahme des Mobiltelephons in der Hülle gelehrt, während der Antennen-Dreh-Kipp-Fuß außen an der Hülle befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung ist auf wenigstens fünf Aufgaben gerichtet. Die erste Aufgabe besteht in einer Ausführungsform im Reduzieren der Gesamtmenge der ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung durch Reduzieren der ausgesendeten Leistung der Antenne. Die zweite Aufgabe besteht in einer weiteren Ausführungsform im Umverteilen der Strahlung in der Umgebung des Telephons und insbesondere der Antenne, d. h. in dem Nahfeld, weg von einem zugeordneten abführenden Medium wie etwa vom Kopf eines Benutzers. Folgerichtig mit dieser Aufgabe ändert die vorliegende Erfindung das Nahfeld-Strahlungsmuster, das eine Funkkommunikationsvorrichtung wie etwa ein Funktelephon und insbesondere die Antenne der Vorrichtung umgibt, in der Weise, daß: (a) während der Übertragung eine Reduzierung der Strahlungsfeldstärke erreicht wird, die somit "überhitzte Stellen" in dem zugeordneten abführenden Medium wie etwa im Kopf des Benutzers reduziert; (b) eine Reduzierung der Menge der während der Übertragung abgestrahlten Energie, die durch das zugeordnete abführende Medium absorbiert wird, erreicht wird, um somit die effektive Leistung der Funkübertragung zu erhöhen; und (c) eine Erhöhung der Wirksamkeit der Antenne während des Empfangs der Radioübertragungen durch eine Zunahme der effektiven Bestrahlung der Antenne erreicht wird.
Die dritte Aufgabe besteht im Ausführen der obigen Aufgaben, ohne den Betrieb einer Funkkommunikationsvorrichtung wie etwa eines Mobiltelephons in einem Mobiltelephon-Kommunikationssystem signifikant nachteilig zu beeinflussen, wobei sich diese nachteilige Beeinflussung ergeben kann, wenn die Antenne übermäßig Strahlungsleistung verliert oder übermäßig gerichtet wird. Im Fall von Mobiltelephonen ist erwünscht, daß das Fernfeld- Strahlungsmuster keine großen Signalstärkeschwankungen in der Richtung, in der das Signal gesendet wird, besitzt. Es ist erwünscht, daß der Benutzer das Mobiltelephon in einer wahlfreien Orientierung halten kann, ohne über die Richtung besorgt zu sein, in die das Signal laufen muß, um die Mitte der Funkzone zu erreichen. Die Modifizierung der Antenne kann zu großen Änderungen an dem Fernfeld-Strahlungsmuster führen. Da dies unerwünscht ist, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, keine großen Änderungen an dem Fernfeld-Strahlungsmuster hervorzurufen und gleichzeitig die "überhitzten Stellen" des Nahfeldes in einem zugeordneten abführenden Medium, in dem die Strahlungsstärke übermäßig ist, über die gesamte gewünschte Betriebsbandbreite zu minimieren, die Menge der durch das abführende Medium absorbierten Strahlung zu minimieren und die effektive Bestrahlung der Antenne zum Empfang der Funkübertragungen zu maximieren.
Die vierte Aufgabe besteht im Vermeiden einer Beschädigung oder einer übermäßigen Belastung der internen elektrischen Schaltungsanordnung des Mobiltelephons. Eine solche Beschädigung ist in einer Situation denkbar, in der eine Modifizierung an der Antenne zum Anlegen einer größere elektrischen Last in der elektrischen Schaltungsanordnung führt, so daß über Teile des Mobiltelephons ein größerer Strom fließt. Falls dieser erhöhte Strom die von den Konstrukteuren des Mobiltelephons beabsichtigten Grenzwerte überschreitet, könnte der Betrieb einiger interner Bauelemente des Mobiltelephons beeinträchtigt werden oder könnten diese versagen.
Die fünfte Aufgabe besteht im Aufrechterhalten des Betriebs der Empfangsfunktion des Mobiltelephons bis zu einem akzeptablen Grad. Die Antenne des Mobiltelephons arbeitet gleichzeitig mit zwei Funktionen. Eine besteht im Senden von Signalen, wobei es diese Funktion ist, die zum Vorhandensein hochintensiver Strahlung in der Umgebung des Mobiltelephons führt. Die zweite Funktion der Antenne besteht im Empfang von Signalen von einer fernen Quelle, im Umsetzen dieser Signale in oszillierende elektrische Ströme, die durch die Schaltungsanordnung des Mobiltelephons in eine von dem Benutzer gehörte Sprachnachricht umgesetzt werden. Es ist denkbar, daß Modifizierungen an der Antenne die Fähigkeit des Mobiltelephons zum klaren Empfang dieser ankommenden Signale verringern könnten. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, keine inakzeptable Reduzierung der Qualität dieser ankommenden Signale hervorzurufen, sondern tatsächlich die Empfangsqualität durch Erhöhen der effektiven Bestrahlung der Antenne zu erhöhen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte Antenne für eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung, mit: einem ersten länglichen, elektrisch leitenden Element mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden, wobei das erste Ende so beschaffen ist, daß es an einer Funkkommunikationsvorrichtung in elektrischer Kommunikation angebracht werden kann, wobei dann, wenn das erste längliche, elektrisch leitende Element an einer Funkkommunikationsvorrichtung in elektrischer Kommunikation angebracht ist, durch die Strahlung, die von dem ersten länglichen, elektrisch leitenden Element und von der Funkkommunikationsvorrichtung während der Funkübertragung ausgesendet wird, ein Strahlungsfeldmuster erzeugt wird, das an einem ersten Ort eine maximale Intensität besitzt, einer Einrichtung zum Erhöhen des Strahlungswiderstandes des ersten länglichen, elektrisch leitenden Elements, das an einer optimierten Stelle im allgemeinen am zweiten Ende angebracht ist, wobei dann, wenn die Einrichtung zum Erhöhen des Strahlungswiderstandes an dem ersten länglichen, elektrisch leitenden Element an der optimierten Stelle im allgemeinen am zweiten Ende angebracht ist und das erste, längliche, leitende Element an einer Funkkommunikationsvorrichtung in elektrischer Kommunikation angebracht ist, während der Funkübertragung die maximale Intensität des Strahlungsfeldmusters von dem ersten Ort zu einem zweiten Ort verschoben wird, der sich näher am zweiten Ende befindet, und die Nahfeldintensität des Strahlungsfeldmusters am ersten Ort über eine Betriebsbandbreite der Funkkommunikationsvorrichtung reduziert wird, wobei die Einrichtung zum Erhöhen des Strahlungswiderstandes des ersten länglichen, elektrisch leitenden Elements ein kurzes, parasitäres Element ist.
Vorteilhaft ist das kurze, parasitäre Element eine schraubenlinienförmige, elektrisch leitende Spule. Die schraubenlinienförmige, elektrisch leitende Spule kann über dem zweiten Ende angebracht sein und dadurch das zweite Ende in einem Hohlraum innerhalb der schraubenlinienförmigen, elektrisch leitenden Spule wenigstens teilweise längs des Hohlraums gelagert sein, um so die Antennenleistung durch Reduzieren der Nahfeld-Strahlungsintensität am ersten Ort zu optimieren, ohne die Fernfeldleistung wesentlich ungünstig zu beeinflussen.
Alternativ kann das kurze parasitäre Element ein kurzes zweites längliches, elektrisch leitendes Element sein, das im allgemeinen in der Nähe des ersten länglichen, elektrisch leitenden Elements und parallel zu diesem angebracht ist.
Die Antenne kann in der vorliegenden Erfindung eine Monopolantenne sein.
In der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Strahlung der Funkkommunikationsvorrichtung einen Bereich von Betriebswellenlängen, die der Betriebsbandbreite entspricht, und wobei das kurze, parasitäre Element eine Länge besitzen kann, die weniger als ungefähr drei Viertel einer halben Wellenlänge, insbesondere nicht größer als die Hälfte einer Wellenlänge, in dem Bereich von Betriebswellenlängen ist. Das kurze parasitäre Element kann bevorzugt eine Länge von ungefähr 1 /20 einer Wellenlänge innerhalb des Bereichs von Betriebswellenlängen besitzen.
In der vorliegenden Erfindung kann das kurze parasitäre Element ein kurzer Abschnitt eines allgemein in der Nähe und parallel zu dem ersten elektrisch leitenden Element angebrachten dielektrischen Materials sein.
Das dielektrische Material ist eine mit einem Schwermetall imprägnierte inaktive Matrix, wobei das Schwennetall ein Schwermetallpulver sein kann und wobei die inaktive Matrix flexibel sein kann. Die mit dem Schwermetall imprägnierte inaktive Matrix kann Bleivinyl sein.
Das kurze parasitäre Element kann in bezug auf die Längsachse der Antenne geneigt sein, wobei das Neigen der Längsachse des kurzen parasitären Elements zu dem abführenden Medium an dem ersten Ort wegen der Richtcharakteristik des kurzen parasitären Elements eine weitere Reduzierung der Nahfeld-Strahlungsintensität an dem ersten Ort erreichen kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

In der Zeichnung, die spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung repräsentiert, jedoch in keiner Weise als Beschränkung des Umfangs der Erfindung angesehen werden soll, sind:
Fig. 1(a), 1(b) und 1(c) eine perspektivische Explosionsdarstellung der Cellguard-Vorrichtung, eine Teilansicht des Fußes der Cellguard-Antennenabdeckung, teilweise im Wegschnitt, bzw. eine umgekehrte perspektivische Ansicht der Cellguard-Ohrhörerabdeckung.
Fig. 1(c) und 1(d) schematische Ansichten des Betriebs der Antenne einer Funkkommunikationsvorrichtung des Standes der Technik.
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linien 2-2 in Fig. 3, die ein zeitlich gemitteltes Nahfeld-Strahlungsmuster zeigt.
Fig. 3 eine Funkkommunikationsrichtung, die eine Strahlungsreduzierungsvorrichtung enthält, in einer perspektivischen Ansicht.
Fig. 4a ein Diagramm, das das mit tragbaren Hand-Kommunikationsvorrichtungen des Standes der Technik verknüpfte Strahlungsmuster zeigt.
Fig. 4b das Diagramm aus Fig. 4a, wobei es ein mit der verbesserten Antenne der vorliegenden Erfindung verknüpftes umverteiltes Strahlungsfeld zeigt.
Fig. 5a ein Aufriß eines Mobiltelephons mit einer verbesserten Antenne der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5b das Mobiltelephon aus Fig. 5a mit der Antennenhülle, teilweise im Wegschnitt.
Fig. 5c ein Seitenriß einer weiteren Ausführungsform eines Mobiltelephons mit einer verbesserten Versenkantenne gemäß der Innenkonstruktion aus Fig. 5b.
Fig. 5d ein Seitenriß eines Mobiltelephons, dessen Antenne im Querschnitt gezeigt ist, um einen Abschnitt des längs der Antenne angebrachten dielektrischen Materials zu veranschaulichen.
Fig. 6(a)-6(e) und 6(i) schematische Darstellungen alternativer Ausführungsformen der verbesserten Antenne der vorliegenden Erfindung zur Reduzierung der Antennenleistung. Fig. 6(f)-6(h) zeigen schematisch eine einstellbare Antennenleistungs-Reduzierungseinrichtung.
Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Antenneneinsatzes, in den ein Aspekt der vorliegenden Erfindung integriert ist.
Fig. 8(a)-8(i) Darstellungen alternativer Ausführungsformen der in die vorliegende Erfindung integrierten kurzen parasitären Elemente.
Fig. 9 ein Aufriß einer herkömmlichen Antenne mit einer daran angebrachten schraubenlinienförmigen Drahtspule SPE.
Fig. 10(a)-10(e) Darstellungen alternativer Ausführungsformen parasitär oben belasteter Antennen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Cellguard-Vorrichtung:

Wie oben erwähnt wurde, besteht die Cellguard-Vorrichtung im Stand der Technik. Sie ist in den Fig. 1(a)-1(c) gezeigt. Eine Untersuchung des flexiblen Metallegierungs-Streifens der Cellguard-Vorrichtung zeigt, daß es wahrscheinlich eine Kohlenstoff-Stahl-Legierung ist, die im wesentlichen Chrom und Eisen umfaßt. Wie zu sehen ist, ermöglicht die geometrische Form des Metallegierungsstreifens zusammen mit den flexiblen Eigenschaften der Legierung, den Legierungsstreifen zu biegen, obwohl gefunden wurde, daß wiederholtes Biegen zur Ermüdung und schließlich zum Defekt der Legierung längs der Mittellinie des Legierungsstreifens, wo die Legierung, um das Biegen des Legierungsstreifens zu ermöglichen, am schmalsten ist, führt. Der Fuß des Legierungsstreifens ist elektrisch mit einer Metallnase verbunden, die im wesentlichen vertikal von dem Abschnitt der Cellguard-Vorrichtung, der den Ohrhörer bedeckt, ausgeht. Der Fuß des Legierungsstreifens und die Metallnase sind nach dem Anbringen an einem Mobiltelephon durch einen Metall-Metall-Kontakt mit dem (nicht gezeigten) Metallfuß der Antenne elektrisch mit dem Gehäuse des Mobiltelephons verbunden. In Fig. 1(a) ist zu sehen, daß die Metallnase aus der Ohrhörerabdeckung vertikal vorsteht, während ebenfalls zu sehen ist, daß sie durch die Antennenaufnahmebohrung in der in Fig. 1(c) gezeigten Ohrhörerabdekkung vertikal nach oben vorsteht. Der in Fig. 1 (a) gezeigte Metallegierungsstreifen ist in einem Urethan- Kunststoff-Formteil längs der flachen Seite des in Fig. 1(a) und besser perspektivisch teilweise im Wegschnitt nach Fig. 1(b) zu sehenden Formteil untergebracht.
Die Cellguard-Vorrichtung beruht auf einem herkömmlichen Abschirmverfahren, d. h. auf dem elektrischen Erden des zusammen mit einer Strahlungsquelle zwischen der Strahlungsquelle und dem abzuschirmenden Objekt angeordneten leitenden Abschirmmaterials.

Prinzipien der Funkübertragung:

In diesem Abschnitt wird mit Bezug auf eine schematisch in Fig. 1(d) und 1(e) gezeigte äußerst vereinfachte Version des Betriebs eines Mobiltelephons die Einrichtung erläutert, durch die die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden. Fig. 1(d) zeigt die physikalische Anordnung des Mobiltelephons. Es wird angemerkt, daß nur die Schaltungsanordnung gezeigt ist, die das Signal von dem tragbaren Mobiltelephon zur Mitte der Funkzone überträgt. Die gesamte Schaltungsanordnung des Mobiltelephons wird durch eine herkömmlich ein Hochfrequenzoszillator (HF-Oszillator) genannte Einzelvorrichtung repräsentiert. Dieser HF-Oszillator erzeugt eine Wechselspannung mit einer Frequenz zwischen 800 und 900 MHz. Ein Anschluß des HF-Oszillators ist elektrisch an den Baugruppenträger des Mobiltelephons angeschlossen. Der andere Anschluß des HF-Oszillators ist an einem Abschnitt des Drahts befestigt, der die Antenne bildet. Tatsächlich wirkt während des Sendens nicht nur die Antenne an sich, sondern wirken die Antenne und die elektrisch an den HF-Oszillator angeschlossenen leitenden Elemente als eine "Antenne", so daß das gesamte Telephon, in diesem Fall die Antenne und der Baugruppenträger, Strahlung abstrahlen. Da das Strahlungsfeld ungefähr im Mittelpunkt des gesamten strahlenden Körpers am stärksten ist, liegt die maximale Strahlungsintensität ungefähr dort, wo das Mobiltelephon am engsten an den Kopf des Benutzers gehalten wird. Die Wechselspannung von dem HF-Oszillator erzwingt einen in der Antenne fließenden Wechselstrom. Dieser Strom erzeugt in der die Antenne umgebenden Luft elektrische und magnetische Felder. Diese elektrischen und magnetischen Felder oszillieren mit der gleichen Frequenz zwischen 800 und 900 MHz. Diese Oszillationen breiten sich wie Wellen auf der Oberfläche eines Teiches nach außen aus und übertragen das Signal außer dort, wo sie durch das mit dem Betrieb eines Mobiltelephons verknüpfte abführende Medium, d. h. durch das Ohr, den Schädel, das Gehirn usw. des Benutzers, absorbiert werden, zu der fernen Antenne in der Mitte der Funkzone.
Die Art des mit einer Funkkommunikationsvorrichtung verknüpften abführenden Mediums hängt von der besonderen Anwendung der Vorrichtung ab. Ein Beispiel ist das Mobiltelephon, bei dem mit der von dem Mobiltelephon ausgesendeten intensiven Nahfeldstrahlung, die im Kopf des Benutzers überhitzte Stellen hervorruft (wobei eine "überhitzte Stelle" auf die Erwärmung des abführenden Mediums dort, wo die Strahlung von der Antenne absorbiert wird, Bezug nimmt), und die in der Nähe des Fußes der Antenne am stärksten ist, Gefahren für die Gesundheit identifiziert wurden. Ein weiteres Beispiel eines mit einer Funkkommunikationsvorrichtung verknüpften abführenden Mediums kann das einer in der Nähe eines abführenden Mediums wie etwa eines für die momentane Radarabwehrtechnologie verwendeten strahlungsabsorbierenden Materials angebrachten Antenne sein. In einer solchen Anwendung kann ein Großteil der effektiven Strahlungsleistung der Antenne wegen der Absorption der Strahlung durch das abführende Medium verloren gehen, wenn das Strahlungsfeld nicht durch die vorliegende Erfindung ohne wesentliche nachteilige Beeinflussung der Fernfeld-Leistung der Antenne von dem abführenden Medium weg umverteilt werden kann.
Fig. 1(e) zeigt schematisch das Mobiltelephon nach Fig. 1(d), wobei dieses schematisch modifiziert wurde, um die elektrischen Eigenschaften der Schaltung zu zeigen. Die Antenne besitzt drei Arten elektrischer Eigenschaften. Die erste ist die Induktivität, d. h. die Eigenschaft, sobald ein Strom in einem Draht fließt, den Strom aufrechtzuerhalten. Die zweite ist die Kapazität, d. h. die Eigenschaft, beim Anlegen einer Spannung in einem elektrischen Bauelement eine gespeicherte Ladung aufzubauen. Die dritte ist der Widerstand, d. h. das Verhältnis der über ein leitendes Material angelegten Spannung zu dem durch das leitende Material fließenden Strom.
Die Antenne besitzt zusammen mit der Schaltungsanordnung in dem Mobiltelephon eine Induktivität, wobei der Wert dieser Induktivität durch das Symbol Laut repräsentiert und selbstverständlich als eine Anzahl von Henri ausgedrückt wird. Die Antenne besitzt zusammen mit der Schaltungsanordnung in dem Mobiltelephon eine Kapazität, wobei der Wert dieser Kapazität durch das Symbol Cant repräsentiert und selbstverständlich durch die Anzahl von Farad ausgedrückt wird. Die als ein Drahtstück betrachtete Antenne besitzt einen elektrischen Widerstand, der durch das Symbol Rant ausgedrückt und selbstverständlich als eine Anzahl von Ohm ausgedrückt wird. Außerdem besitzt die interne Schaltungsanordnung des Mobiltelephons einen gewissen Widerstand, der durch das Symbol Rtel ausgedrückt wird. Ferner besitzt die Antenne einen zusätzlichen Widerstand wegen der Erzeugung der Funkwellen durch die Bewegung der Ströme in der Antenne, wobei dieser durch das Symbol Krad ausgedrückt wird. Dieser letzte Widerstand wird herkömmlich Strahlungswiderstand genannt.
Der HF-Oszillator in dem Mobiltelephon erzeugt eine Spannung, die mit der Zeit oszilliert. Das Symbol &epsi;tel repräsentiert diese Spannung, wobei sie in Volt gemessen wird. Die tatsächliche Spannung schwankt mit der Zeit. Das Maximum ist &epsi;tel, wahrend das Minimum -&epsi;tel ist. Die gelieferte Effektivspannung (RMS-Spannung) beträgt somit 0,70711 &epsi;tel. Die Frequenz der Oszillation wird durch das Symbol repräsentiert und selbstverständlich in Hertz gemessen. Der Wert von schwankt in Abhängigkeit von dem verwendeten Kanal des Mobiltelephons, liegt jedoch im Bereich von 800.000.000 Hertz bis 900.000.000 Hertz, d. h. von 800 MHz bis 900 MHz.
Mathematisch ist die Spannung von dem HF-Oszillator eine Funktion der Zeit, wobei t für die Zeit in Sekunden steht. Die zu einem gegebenen Zeitpunkt t angelegte Spannung wird durch die Schreibweise e(t) repräsentiert. Die mathematische Gleichung für &epsi;(t) ist
&epsi;(t) = &epsi;telcos(2πft), (2.1)
wobei "cos" die Kosinusfunktion repräsentiert und "π" (pi) den Wert von ungefähr 3,1416 hat.
Der Strom ist die Bewegung der Elektrizität. Der Strom wird in bezug auf eine Flußrate der Elektrizität gemessen und in Ampere spezifiziert. In dem in Fig. 1(b) gezeigten vereinfachten Modell des Mobiltelephons oszilliert der Strom mit der Zeit. Der Strom in der Antenne als eine Funktion der Zeit wird durch die Funktion I(t) repräsentiert. Der Maximalwert von I(t) ist Iant, während -Iant der Minimalwert von I(t) ist. Der Effektivstrom (RMS-Strom) in der Antenne beträgt 0,70711Iant. Mathematisch kann I(t) als
I(t) = Iant cos((2πft) - φ) (2.2)
ausgedrückt werden, wobei das φ (phi) der Phasenwinkel des Stroms genannt und in Radiant gemessen wird. Es ist ein wohlbekanntes Ergebnis der elektrischen Schaltungstheorie, daß
Iant = &epsi;tel [(Rant + Rrad + Rtel)² + (2πfLant - 1/(2πfCant))²]-1/2 (2.3)
ist. Siehe z. B. P. Tipler, Physics for Scientists and Engineers, 3. Auflage, Worth, 1991, auf Seite 913, D. Halliday, R. Resnick und J. Walker, Fundamentals of Physics, 4. Auflage, Wiley, 1993, auf Seite 962, R. Boylestad, Introductory Circuit Analysis, 6. Auflage, Merrill, 1990, auf Seite 793.
An dieser Stelle wird eine zusätzliche Voraussetzung gemacht, die besagt, daß die Antenne bei der Resonanz oder in der Nähe der Resonanz angesteuert wird. Der Begriff Resonanz bedeutet in diesem Fall, daß
(2πfL) = 1/(2πrfC) (2.4)
ist.
In der Praxis des Elektroingenieurs ist es häufig, jedoch nicht immer der Fall, daß eine Antenne so konstruiert ist, daß sie bei der Frequenz, bei der sie verwendet wird, in Resonanz ist. Falls die Antenne tatsächlich in Resonanz ist, sind der Strom und die Spannung durch
Iant = &epsi;tel (Rant + Krad + Rtel) 1 (2.5)
verknüpft. Diese Gleichung trifft nur in diesem speziellen Zustand zu.
Die nächste zu betrachtende Größe ist die durch die Antenne abgestrahlte Leistung. Die Leistung ist die Energie pro Zeiteinheit und wird in Watt gemessen. Die von einem Hand-Mobiltelephon ausgesendete Leistung kann schwanken, ist jedoch allgemein kleiner als 0,6 Watt. Die Gesamtleistung, welche die Antenne in Form von Funkwellen verläßt, wird mit P bezeichnet und hängt mit dem Strom in der Antenne zusammen. Der Zusammenhang ist wie folgt:
P = I²ant/(2Krad) (2.6)

Einrichtung zur Reduzierung der ausgesendeten Leistung

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht im Reduzieren der Ausgangsleistung oder ausgesendeten Leistung P. Die obige Gleichung zeigt, daß dies entweder durch Verringern des Antennenstroms Iant oder durch Erhöhen des Strahlungswiderstands Krad oder durch beides oder durch ein Zusammenwirken von Iant und Krad, bei dem entweder Iant steigt oder Krad sinkt, solange die Gesamtwirkung auf P eine Verringerung ist, erreicht werden kann.
Nunmehr zu Gleichung (2.3) zurückkehrend ist zu sehen, daß die ausgesendete Leistung eines Mobiltelephons mit einer resonanten oder nahezu resonanten Antenne durch eine der folgenden Maßnahmen verringert werden kann:
(a) Erhöhen von Rant:
(b) Erhöhen von Cant;
(c) Erhöhen von Lant; oder
(d) Erhöhen von Rrad.
Irgendein ergriffenes Mittel, das den Antennenstrom Iant reduziert, besitzt das Potential, die unerwünschte Belastung der internen Bauelemente der Schaltungsanordnung des Mobiltelephons zu reduzieren.

Nahfeld-Strahlungsmuster:

Gemäß der elektromagnetischen Theorie sind Ströme, Ladungen, elektrische Felder und magnetische Felder durch physikalische Grundgesetze verknüpft, die die Maxwellschen Gleichungen genannt werden.
Die Ladung ist eine Eigenschaft der Materie, die mit der Erzeugung elektrischer und magnetischer Felder um Materie und mit Kräften auf materielle Objekte bei Anwesenheit elektrischer und magnetischer Felder verknüpft ist. Die Verteilung der Ladung als Funktion der Lage und der Zeit wird mathematisch durch die durch das Symbol ρ (rho) bezeichnete Ladungsdichtefunktion repräsentiert. Da die Ladungsdichte an verschiedenen Orten und Zeiten verschiedene Wert annimmt, wird diese Abhängigkeit in das Symbol ρ(x, y, z, t) aufgenommen, wobei x, y und z die drei kartesischen Komponenten der Lage im Raum in Metern sind, während t die Zeit in Sekunden ist.
Die Kenntnis der Ladungsdichte allein ist zur Bestimmung der elektrischen und magnetischen Felder unzureichend. Die außerdem erforderlichen Informationen sind die über die Verteilung der elektrischen Ströme. Diese wird mathematisch in den drei Größen ausgedrückt, die die Komponenten der Stromdichte genannt und durch die Symbole jx, jy und jz bezeichnet werden. Die Stromdichte wird in Ampere pro Quadratmeter gemessen. Jede dieser Funktionen hängt von der Lage und von der Zeit ab. Zum Beispiel wird die Abhängigkeit von jx von der Lage und von der Zeit in dem Symbol jx(x, y, z, t) ausgedrückt.
Wenn die durch eine Antenne verursachte Stromdichte und Ladungsdichte bekannt sind, und wenn die Funkwellen von sämtlichen anderen Quellen ignoriert werden, kann das Muster der Funkwellen um die Antenne bestimmt werden. Jedoch werden einige Informationen über die Materialien in dem die Antenne umgebenden Raum benötigt, wenn dieser Raum nicht leer ist. Diese benötigten Informationen sind typischerweise die elektrische Dielektrizitätskonstante, die magnetische Permeabilität und die elektrische Leitfähigkeit des Materials. Das Symbol für die elektrische Dielektrizitätskonstante ist s. Das Symbol für die magnetische Permeabilität ist p. Das Symbol für die elektrische Leitfähigkeit ist o. Diese sind sämtlich Funktionen der Lage.
Funkwellen im Raum werden mathematisch bezüglich elektrischer und magnetischer Felder repräsentiert. Das elektrische Feld besitzt drei durch Ex, Ey und Ez bezeichnete Komponenten. Jedes Feld ist eine Funktion der Lage und der Zeit. Somit wird z. B. Ex(x, y, z, t) geschrieben, um die x-Komponente des elektrischen Feldes bei der Lage x, y und z zur Zeit t zu bezeichnen. Jede dieser Größen wird in Volt pro Meter gemessen.
Das magnetische Feld besitzt ebenfalls drei durch die Symbole Bx, By und Bz bezeichnete Komponenten, die von der Lage und von der Zeit abhängen, so daß z. B. Bx(x, y, z, t) geschrieben wird. Jede dieser Größen wird in Tesla gemessen.
Sobald sämtliche Informationen über die Ladungsdichte, über die Stromdichte, über die Dielektrizitätskonstante, über die Permeabilität und über die Leitfähigkeit verfügbar sind, können die Größen Ex, Ey, Ez, Bx, By und Bz an jedem Punkt im Raum für irgendeinen Zeitpunkt berechnet werden. Siehe z. B. Jackson, Classical Electrodynamics, 2. Auflage, Wiley 1975.
Für Beschreibungszwecke sind die Begriffe "Nahfeld" und "Fernfeld" nützlich. Ein Punkt im Raum, der von der Antenne viel weiter als viele Wellenlängen der Funkwellen weg ist, wird als in dem Fernfeld liegend angesehen. Eine Wellenlänge der Funkwellen eines Mobiltelephons ist ein Abstand von ungefähr 0,4 Metern. Die Mitte der Funkzone, mit der das Mobiltelephon in Kontakt steht, liegt immer in dem Fernfeld. Das Nahfeld bezieht sich auf Orte, die von der Antenne weniger als eine Wellenlänge entfernt sind. Von Punkten im Raum, die keines von beiden Kriterien erfüllen, wird gesagt, daß sie in dem "Zwischengebiet" liegen.
Falls die Situation durch Ändern irgendeiner relevanten Variablen einschließlich der Ladungsdichte, der Stromdichte, der Dielektrizitätskonstante, der Permeabilität oder der Leitfähigkeit geändert wird, ist zu erwarten, daß sich die elektrischen und magnetischen Felder ändern. In der vorliegenden Erfindung werden Vorkehrungen getroffen, um die relevanten Variablen des Raums, der die Antenne umgibt, in der Weise zu ändern, daß erwünschte Änderungen in den elektrischen und magnetischen Feldern, d. h. Reduzierungen in den elektrischen und magnetischen Feldern, in jenen Gebieten erzielt werden, in denen das zugeordnete abführende Medium, d. h. im Fall eines Mobiltelephons der Kopf des Benutzers, durch die größte Amplitude der durch die Antenne ausgesendeten elektrischen und magnetischen Felder bestrahlt wird.

Änderung des Nahfeld-Strahlungsmusters:

Um mit der zweiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung fortzufahren, kann die Bestrahlung eines Benutzers einer tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung wie etwa eines Mobiltelephons durch Umverteilen des Nahfeld-Strablungsmusters reduziert werden. Diese Aufgabe kann entweder unabhängig oder gleich zeitig mit dem Lösen der ersten Aufgabe, d. h. mit dem Reduzieren der ausgesendeten Leistung der Antenne, gelöst werden.
Um Konfigurationen der physikalischen Vorrichtung zu bestimmen, die diese Aufgaben in kompatibler Weise lösen, werden Computerverfahren mit räumlich diskretisierten Versionen der Maxwellschen Gleichungen verwendet, um die elektrischen und magnetischen Felder um eine aussendende Antenne beim Ändern der Dielektrizitätskonstante, der Permeabilität und der Leitfähigkeit annähernd zu bestimmen. Diese Verfahren ermöglichen die Erzeugung eines Animationsbildes des Verhaltens der elektrischen und magnetischen Felder um die Antenne. Fig. 2 ist eine zeitlich gemittelte Darstellung einer solchen Animation, die die Umverteilung des Nahfeld-Strahlungsmusters gemäß der zweiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung in einer horizontalen Ebene zeigt.
Die quadratische Umrandung 8 in Fig. 2 repräsentiert einen Umriß eines quadratischen Gebiets der zweidimensionalen x-y-Ebene in dem repräsentativen Schnitt 2-2 in Fig. 3. Der Punkt 10 in der Mitte des Quadrats 8 repräsentiert die parallel zu der z-Achse verlaufende Antenne 10 (siehe Fig. 3). Für die durch Fig. 2 repräsentierte Näherung wurde die Antenne 10 mathematisch als unendlich Lang repräsentiert. Das C-förmige Gebiet repräsentiert ein Strahlungsumverteilungsobjekt 12 mit einer Dielektrizitätskonstante von 12, das mit dem längs der z-Achse an allen Punkten gleichen Querschnitt längs der z-Achse verläuft. Das Objekt 12 verteilt das Muster der Nahfeld-Strahlung um die Antenne 10 in der Weise um, daß eine Seite der Antenne 10, d. h. die dem Benutzer am nächsten liegende und dem Objekt 12 gegenüberliegende Seite, eine niedrigere Strahlungsintensität besitzt. Der Kopf des Benutzers 14 befindet sich ungefähr in der in Fig. 2 gezeigten Lage, da die Strahlungsintensität dort, wie die Umrißlinien 16 konstanter Strahlungsintensität angeben, niedriger ist. Die Form des Objekts 12 ist lediglich repräsentativ.
In der Antenne 10 fließt ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 800 Megahertz. Die Richtung des Stromflusses verläuft längs der z-Achse. Die Schaltungsanordnung des Mobiltelephons 18 in dem Telephon legt eine Spannung an den Fuß der Antenne 10 an, die ein Fließen dieser Ströme bewirkt. Gemäß den als Maxwellsche Gleichungen bekannten Gesetzen der elektromagnetischen Theorie sind die fließenden Ströme mit elektrischen und magneti schen Feldern in der Antenne und um die Antenne verknüpft, die Energie von der Antenne wegführen.
Obgleich in der Simulation sämtliche elektrischen und magnetischen Feldkomponenten betrachtet werden müssen und betrachtet wurden, ist in Fig. 2 lediglich die z-Komponente des elektrischen Feldes gezeigt. Das zeitlich gemittelte Quadrat des elektrischen Feldes ist durch die in gleichen Zuwächsen liegenden Umrißlinien 16 gezeigt. Die Umrißlinien 16 zeigen, daß das elektrische Feld an der Stelle zwischen der Antenne 10 und dem Benutzer 14 kleiner ist.
Die auf die quadratische Umrandung 8 (die den räumlichen Abmessungen von etwa 8 cm · 8 cm in der x-y-Ebene entspricht) angewendeten Randbedingungen lauten, daß sich die elektromagnetische Strahlung nahezu ohne Rückreflexion durch die Umrandung fortpflanzt. Dies soll eine Sendeantenne annähern, die in einem offenen Gebiet des Raums oder in einem Raum, in dem der Benutzer auf dem Telephon spricht, betrieben wird.
Das Verfahren, durch das die durch die Umrißlinien 16 repräsentierten Felder berechnet wurden, bestand in der Verwendung von Zahlenmatrizen, die die elektrischen und magnetischen Felder an jedem Punkt in einem quadratischen Gitter repräsentieren. Die Maxwellschen Gleichungen wurden unter Verwendung von numerischen Standardverfabren numerisch in der Zeit integriert. Wiederholungen dieser Berechnungen mit anderen Zeitschrittintervallen und mit anderen Änderungen der Parameter in der Berechnung reproduzieren ähnliche Ergebnisse, was zeigt, daß diese Ergebnisse nicht offensichtlich numerisch instabil sind.
Der Betrieb und die Nützlichkeit der hier beschriebenen Vorrichtung zum Reduzieren und Umverteilen der Strahlung hängen von den gewählten Parametern ab. Insbesondere muß die Dielektrizitätskonstante hinreichend groß sein (Fig. 2 beruht auf einer Dielektrizitätskonstante von 12), um in dem Gebiet zwischen der Antenne 10 und dem Benutzer 14 eine signifikante Verringerung in bezug auf die Strahlung zu erzeugen. Ähnlich müssen die Abmessungen der Vorrichtung in der x-y-Ebene hinreichend groß sein, um eine signifikante Verringerung in bezug auf die Strahlung zu erzeugen. Es sind sämtliche Formen, Dicken, Orientierungen und Zusammensetzungen möglicher Vorrichtungen, die in der Nähe der Antenne oder in Kontakt mit ihr angeordnet werden können, enthalten, solange der Körper der Vorrichtung eine ausreichende Dielektrizi tätskonstante besitzt und nicht als Abschirmung wirkt. Das heißt, der hier repräsentativ durch das Objekt 12 gezeigte Körper der Vorrichtung kommt nicht zwischen die Antenne und den Benutzer. Das Ergebnis in der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine Richtungsumverteilung der Intensität des Strahlungsfeldes weg von dem Benutzer 14.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann die zweite Aufgabe ebenfalls unabhängig von einer Reduzierung der Leistung der Antenne durch Umverteilen des elektrischen Feldes 16 in Längsrichtung längs der Antenne 10 von dem Benutzer 14 weg gelöst werden. In Fig. 4(a) ist ein herkömmliches Strahlungsfeld gezeigt. Das im Ergebnis der verbesserten Antenne der vorliegenden Erfindung umverteilte Strahlungsfeld ist in Fig. 4(b) gezeigt. Die repräsentative Darstellung der überhitzten Stelle 22 in Fig. 4(a) soll eine Fläche der lokalisierten Absorption der Strahlung von der Antenne 10 durch den Benutzer 14 zeigen. Die überhitzte Stelle 22 in Fig. 4(b) soll eine im Ergebnis der Umverteilung des Strahlungsfeldes 16 längs der Antenne 10 durch den Benutzer 14 absorbierte reduzierte lokalisierte Strahlungsintensität oder reduzierte Menge der lokalisierten Strahlung zeigen.

Fernfeld-Strahlungsmuster:

Da jene Teile des Körpers wie etwa die Hand, das Ohr, der Schädel und das Gehirn, die die größte Bestrahlung empfangen, beim Gebrauch des Telephons in dem Nahfeldgebiet der Antenne liegen, ist das Fernfeld-Strahlungsmuster für den durch den Benutzer 14 des Mobiltelephons erfahrenen Grad der Bestrahlung irrelevant. Das Fernfeld-Strahlungsmuster beeinflußt jedoch die Funktion des Mobiltelephons als Kommunikationssystem und muß betrachtet werden, um eine arbeitsfähige Vorrichtung zu konstruieren.
Die auf den räumlich diskretisierten Maxwellschen Gleichungen beruhenden Computerverfahren können auch auf die Berechnung des Fernfeldmusters angewendet werden. Alternativ können Experimente in Testfeldern ausgeführt werden. Ein solches Experiment ist unten beschrieben. Ein gewisser Umfang der Schwankung des Fernfeld-Strahlungsmusters ist akzeptabel. Zu viel Schwankung macht das Signal zu schwach, wenn das Mobiltelephon in bestimmten Orientierungen gehalten wird oder wenn die effektive Antennenleistung wegen der übermäßigen Absorption der abgestrahlten Energie durch das abführende Medium zu niedrig ist.

Bevorzugte Ausführungsformen

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bewirken eine Reduzierung in bezug auf die Strahlung in der Nähe eines zugeordneten abführenden Mediums wie z. B. eine Reduzierung in bezug auf das Strahlungsfeld in der Nähe eines Benutzers einer tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung. Diese Reduzierung kann durch Verfahren erreicht werden, die mit dem Lösen der oben dargestellten Aufgaben eins und zwei, d. h. mit einem Leistungsreduzierungsverfahren der Strahlungsreduzierung und mit einem Umverteilungsverfahren der Strahlungsreduzierung, in Einklang stehen. Die Erfindung betrifft das letztere Verfahren. Eine Beschreibung des ersteren Verfahrens ist hier für Vergleichszwecke enthalten.
Das Leistungsreduzierungsverfahren der Strahlungsreduzierung kann durch Erhöhen der Kapazität der Antenne 10 erreicht werden. Eine Strahlungsreduzierungsvorrichtung kann jedoch lediglich irgendeine Einrichtung zum Verringern der Menge des in der Antenne 10 fließenden Stroms umfassen. Dies kann z. B. durch Anbringen entweder einer Drosselspule, eines Kondensators oder eines Widerstands erreicht werden, die elektrisch zwischen die Antenne 10 und die Telephonantennenschaltung, die eine Spannung an den Fuß der Antenne 10 anlegt, geschaltet sind. Für Anschraubantennen ist in Fig. 3 ein zwischen der Antennenhülle 30 und dem Telephon 18 montierter Einschraub- Einsatz 32 gezeigt. Das Verringern des Stroms in der Antenne hat in diesem Fall die Wirkung, die Leistung der Antenne zu verringern und somit den Pegel der Strahlung zu reduzieren, mit der der Benutzer 14 bestrahlt wird.
Alternativ kann die Antennenleistung durch Erhöhen der Kapazität der Antenne, um somit entweder durch Anordnen einer Antennenverlängerung auf der Antenne 10 zum Erhöhen der Länge der Antenne 10 oder alternativ lediglich durch Ersetzen der Antenne 10 durch eine längere Antenne absichtlich eine Fehlanpassung zwischen der Antenne und der Funkschaltungsanordnung zu erzeugen, reduziert werden. Das Erhöhen der Kapazität der Antenne 10 kann außerdem durch Anbringen eines leitenden Materials an dem freien Ende der Antenne 10 erreicht werden.
Die verschiedenen hier beschriebenen Einrichtungen zum Verringern der Leistung der Antenne, um somit die ausgesendete Strahlung zu reduzieren, können entweder automatisch oder manuell einstellbar sein. In diesem Fall würde die Leistung der durch die Antenne 10 ausgesendeten Strahlung lediglich erhöht, wenn die Bedingungen (entweder die Wetter- oder die Umgebungsbedingungen wie etwa durch die Verwendung des Telephons 18 in einem abschirmenden Gehäuse) die Übertragung von dem Telephon 18 zu dem Empfänger in der Mitte der Funkzone erschweren. In der üblicheren Situation, in der die Übertragung verhältnismäßig unbehindert ist und niedrigere Leistungspegel ausreichen, kann die Antennenleistung entweder automatisch durch die Schaltungsanordnung in dem Telephon 18 oder manuell durch einen Benutzer, der entweder am Telephon 18 oder z. B. am Einsatz 32 einen Leistungspegelknopf oder dergleichen einstellt, reduziert werden.
Ähnlich kann die Leistung in der Antenne 10 durch die Schaltungseinrichtung in dem Telephon 18 automatisch auf niedrigere Pegel eingestellt werden, wenn der Benutzer 14 während eines Gesprächs lediglich zuhört und nicht sendet. Sobald der Benutzer 14 zu sprechen beginnt, würde die Leistung automatisch erhöht, wobei der Leistungspegel in der Weise eingestellt wird, daß ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis erzielt wird.
In Fig. 6 sind die obenbeschriebenen Ausführungsformen unter Verwendung des Leistungsreduzierungsverfahrens, in dem die Leistung der Antenne 10 mit Hilfe des Einsatzes 32 verringert wird, gezeigt. Der Einsatz 32 kann jeweils eine Drosselspule, einen Kondensator oder einen Widerstand besitzen, die zwischen die Antenne 10 und die Antennenschaltungsanordnung des Telephons 18 geschaltet sind (siehe jeweils die Fig. 6(a)-6(c)). Wie in Fig. 6(d) gezeigt ist, kann die Antenne 10 alternativ zum Erhöhen der Antennenkapazität durch die Antennenverlängerung 33 verlängert werden. Wie in Fig. 8(e) gezeigt ist, kann darin ferner alternativ ein zum lösbaren Anbringen am freien Ende der Antenne 10 angebrachtes Endmaterial 35 vorgesehen sein, wobei somit die Kapazität der Antenne 10 erhöht wird, um die durch die Antenne ausgesendete Strahlungsleistung zu verringern. Das kapazitätserhöhende Material 35 kann irgendein Material, das die Kapazität der Antenne 10 erhöht, einschließlich eines dielektrischen Materials wie etwa Bleivinyl oder eines leitenden Materials wie etwa Aluminium oder Stahl, sein. Selbstverständlich ist das kapazitätserhöhende Material 35 weder auf die in Fig. 6(e) gezeigten Endkappenanwendungen begrenzt, noch ist es auf die längs der Länge der Antenne 10 verlaufenden Längsanwendung beschränkt. Lediglich als ein weiteres Beispiel kann das kapazitätserhöhende Material ein in der Mitte längs der Antenne 12 angebrachter Block sein, wie er etwa in Fig. 6(i) gezeigt ist.
Die Fig. 6(f)-(h) zeigen die obenbeschriebenen Ausführungsformen, in denen die Antennenleistung automatisch oder manuell eingestellt werden kann. Genauer zeigt Fig. 6(f) schematisch den Einsatz 32 mit einer einstellbaren Drosselspule. Fig. 6(g) zeigt schematisch den Einsatz 32 mit einem einstellbaren Kondensator. Fig. 6(h) zeigt schematisch den Einsatz 32 mit einem einstellbaren Widerstand. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des Einsatzes 32 mit einer variablen Einrichtung zum Einstellen der Antennenleistung. Die Antenne 10 kann in der Aufnahme einer Gewindefassung 34 drehbar angebracht werden. Die Fassung 34 ist elektrisch mit einer Seite einer einstellbaren Drosselspule, eines einstellbaren Kondensators, eines einstellbaren Widerstands oder dergleichen verbunden, während die andere Seite durch ein Außengewindeende 36 elektrisch mit der Antennenschaltungsanordnung in dem Telephon 18 verbunden ist. Es ist eine Stellscheibe mit Skaleneinteilung 38 vorgesehen, wodurch das Oberteil des Einsatzes 32 in Richtung A gedreht werden kann, um die Antennenleistung entweder zu erhöhen oder zu verringern, wobei der relative Leistungspegel an einem Unterteil des Einsatzes 32 angezeigt wird, das bestehend bleibt, während das Oberteil des Einsatzes 32 gedreht wird, um die Antennenleistung einzustellen.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann alternativ an dem Telephon 18 zum Einstellen der Antennenleistung ein Schiebereglerknopf 40 oder eine (nicht gezeigte) digitale Einstelleinrichtung wie etwa durch einen Knopf vorgesehen sein, wobei die relativen Antennenleistungspegel über die Anzeige 42 oder (obgleich dies nicht gezeigt ist) über eine Reihe von Luminiszenzdioden oder dergleichen angezeigt werden. Der Schiebereglerknopf 40 kann geschoben werden, um durch einstellendes Verändern z. B. einer Drosselspule, eines Kondensators oder eines Widerstands, die elektrisch zwischen die Antenne 10 und die Antennenschaltung des Telephons 18 geschaltet sind, die Antennenleistung zu ändern.
Das Umverteilungsverfahren zum Umverteilen des Nahfeld-Strahlungsmusters gemäß der Erfindung wird auf eine von zwei Arten ausgeführt, die beide außerdem den Strahlungswiderstand der Antenne 10 erhöhen können, um die resul tierende abgestrahlte Leistung zu verringern, d. h.: (a) ein entgegengesetzt zu dem Benutzer 14 an einer Seite der Antenne 10 angebrachtes dielektrisches Material (das strahlungsumverteilende Objekt 12 in Fig. 2, z. B. ein dielektrischer Streifen wie etwa Bleivinyl oder ein anderes flexibles Medium, das eine Matrix liefert, die das Schwermetallpulver hält) oder (b) ein zu dem freien Ende der Antenne 10 hin oder an dem freien Ende der Antenne 10 angebrachtes kurzes parasitäres Element (im folgenden ein "SPE").
In den Fig. 2 und 3 ist die Verwendung eines an der Antenne 10 dem Benutzer 14 gegenüberliegend angebrachten Streifens aus einem dielektrischen Material wie etwa aus einem mit Bleipulver Ünprägnierten Vinyl gezeigt. Er kann längs der Länge der Antenne 10 angebracht sein. Falls das dielektrische Material, wie in Fig. 5(d) gezeigt ist, lediglich längs eines verkürzten Abschnitts der Antenne (im Gegensatz zu der gesamten Länge der Antenne 10) zu dem freien Ende der Antenne 10 hin angebracht ist, kann es, wie unten besser beschrieben wird, ebenfalls als ein SPE wirken.
Es wird der Fall betrachtet, daß das Mobiltelephon und die Antenne einen leitenden Pfad bilden, längs dessen elektrische Ströme hin- und herfließen. Der Strom erreicht in der Mitte ein Maximum, während er beim Erreichen entweder der Spitze der Antenne oder des Bodens des Gehäuses oder des Baugruppenträgers des Mobiltelephons klein ist.
Die hin- und herfließenden Ströme erzeugen magnetische Felder. Somit gibt es um die Antenne ein magnetisches Feld, das in der Mitte stärker und zu den Enden hin schwächer ist. Dieses magnetische Feld erzeugt seinerseits elektrische Felder, die hinauslaufen und ihrerseits magnetische Felder erzeugen.
Eine vereinfachte, jedoch nützliche Analogie ist die Vorstellung der Antenne und des Telephongehäuses als eine Lichtquelle. Am nächsten wäre eine Leuchtstoffröhre, bei der das Licht über die gesamte Länge ausgesendet wird. Um eine Analoge klarer zu machen, wird eine Leuchtstoffröhre herangezogen, die in ihrer Mitte etwas heller und zu den Enden hin etwas schwächer ist.
Der Benutzer des Mobiltelephons hält entsprechend eine Leuchtstoffröhre direkt neben seinen Kopf. Die Wärme von der Leuchtstoffröhre erwärmt den Kopf, wobei die stärkste Erwärmung an dem Punkt stattfindet, an dem die Röhre dem Kopf am nächsten ist. Auf die gleiche Weise findet die stärkste Wärmeabgabe im Gehirn von einem tatsächlichen Mobiltelephon an der Oberfläche des Gehirns statt, das der Antenne am nächsten ist.
Es wünschenswert, diese Erwärmung des Kopfes des Benutzers zu reduzieren. Außer der obenbeschriebenen Einrichtung zum Reduzieren der Antennenleistung als Prinzip zum Lösen dieser Aufgabe löst die vorliegende Erfindung diese Aufgabe durch Anordnen eines SPEs in der Nähe oder an der Spitze der Antenne. Im Ergebnis der Anregung durch den unteren Teil der Antenne fließen in dem SPE große Ströme hin und her. Somit ist das SPE wie eine Punktstrahlungsquelle. Dies ist so, wie wenn am oberen Ende der Leuchtstoffröhre eine kleine, aber helle Glühbirne angeordnet wäre. Allein die Tatsache, daß diese "Glühbirne" etwas weiter vom Kopf des Benutzers entfernt ist, bedeutet, daß der Kopf des Benutzers weniger erwärmt wird. Da das Hinzufügen des SPEs in der Antenne eine Fehlanpassung erzeugt, werden außerdem die in dem Hauptteil der Antenne fließenden Ströme reduziert (mit Ausnahme des Falls, in dem die Antenne ursprünglich nicht richtig an die Mobiltelephon-Schaltungsanordnung angepaßt war, und in dem das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung optimierte SPE tatsächlich zu einer Anpassung der verbesserten Antenne an das Mobiltelephon führt). In der Analogie wird die Leuchtstoffröhre dunkler gemacht, wobei das Verdunkeln der Leuchtstoffröhre durch die Helligkeit von dem Glühbirnenende ausgeglichen wird.
Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ist an dem Ende der Antenne 10 in der Hülle 26 ein SPE 24 angebracht. Folglich wird das Feld 16 längs der Antenne 10 von dem Benutzer 14 weg umverteilt. Das Ergebnis ist eine Reduzierung der Intensität der Strahlung an der überhitzten Stelle 22 sowie eine Reduzierung der Gesamtmenge der durch den Benutzer 14 absorbierten Energie insbesondere in der Umgebung der überhitzten Stelle 22. Die Reduzierung der Menge der durch den Benutzer 14 absorbierten Energie (oder in Anwendungen, wo das zugeordnete abführende Medium in enger Nachbarschaft zu der Antenne 10 von dem Benutzer 14 verschieden ist, die Menge der durch irgendein anderes abführendes Medium absorbierten Energie) erhöht die effektive Leistung der Antenne 10 ungeachtet dessen, daß die de-facto-Leistung der Antenne 10 aus Gründen des durch das SPE verursachten erhöhten Strahlungswiderstands reduziert worden sein kann.
Die Umverteilung des Feldes 16 zu dem freien Ende der Antenne 10 hin erhöht außerdem die effektive Bestrahlung der Antenne 10, was zu einem verbesserten Empfang durch die Antenne 10 führt.
Im Fall des Motorola-Modells Micro T. A. C. 550 wurde das Optimieren der verbesserten Antenne 10 mit dem integrierten SPE 24 durch Anordnen eines Nahfeld-Strahlungssensors in enger Nachbarschaft (in Annäherung an die Lage der überhitzten Stelle 22 in Fig. 4a) zu einem betriebenen Motorola-Mobiltelephon vom Modell Micro T. A. C. 550 mit ausgezogener Versenkantenne erreicht. Zum Anzeigen der Fernfeldstrahlung wurde mehrere Wellenlängen entfernt ein Fernfeldsensor angeordnet. Das Ende der Antenne des Mobiltelephons wurde abgeschnitten, um einen kleinen Kunststoffknopf zu entfernen, der herkömmlich an dem freien Ende der Antenne ausgebildet ist, und dessen Aufgabe vermutlich darin besteht zu verhindern, daß die Antenne irreversibel in das Gehäuse des Mobiltelephons geschoben wird. Das Entfernen des kleinen Kunststoffknopfs ermöglicht, eine elektrisch leitende schraubenlinienförmige Spule SPE über das freie Ende der Antenne zu schieben. Die Strahlung von der Antennen/SPE-Kombination war optimal, wenn die schraubenlinienförmige Spule ungefähr 3/4 ihrer Länge auf das freie Ende der Antenne geschoben war. Sehr kleine Verschiebungen (z. B. 2 mm) des SPEs längs der Antenne bewirkten wesentliche Änderungen an der Nah- und Fernfeldstrahlung. Durch Minimieren der Nahfeldstrahlung (an der überhitzten Stelle 22 in Fig. 4a) bei gleichzeitigem Maximieren der Fernfeldstrahlung wurde die Stellung des SPEs auf der Antenne über die gesamte Bandbreite des Mobiltelephons optimiert. Die Stellung des SPEs auf der Antenne konnte in der Weise optimiert werden, daß die Nahfeldstrahlung über die gesamte Bandbreite des Mobiltelephons reduziert wurde, ohne die Fernfeldleistung der Antenne signifikant zu verringern.
Selbstverständlich brauchte das SPE nicht notwendig eine über der Antenne angebrachte schraubenförmige Spule zu sein, wobei es z. B. irgendeine Form eines SPEs in der Nähe des Antennen-Endes sein könnte, solange es, wie unten besser dargestellt wird, um optimiert zu sein, wahlweise in bezug auf die Antenne positioniert wird.
Als Erläuterung ist ein SPE ein Objekt, in dem elektrische Ströme fließen, wenn es in der Umgebung einer betriebenen Antenne angeordnet wird. Ein SPE ist hier als ein parasitäres Element definiert, dessen Länge kleiner als 75% der Hälfte einer Wellenlänge ist, wobei es an einem Mobiltelephon optimal ungefähr größer als oder genauso groß wie 2 cm, oder ein gleiches Verhältnis in Abhängigkeit von der Strahlungsfrequenz, d. h. etwa 1 /20 einer Wellenlänge, ist. In der Praxis könnte diese Länge viel kleiner sein.
In Fig. 8 sind die folgenden SPEs beispielhaft gezeigt:
(a) dielektrischer Stab;
(b) Drahtspule;
(c) Drahtspule um einen dielektrischen Stab;
(d) gerader Draht in einem elektrischen Stab;
(e) Drahtspule in einem dielektrischen Stab;
(f) gerader Draht mit leitenden Kugeln an beiden Enden;
(g) Drahtspule um magnetisch permeables Material; und
(h) permeables Material um einen geraden Draht.
Fig. 8(g) kann außerdem als Darstellung einer Drahtspule betrachtet werden, die um einen Zylinder oder um einen Mantel verläuft, der ein Gemisch aus einem Schwermetall oder aus einem Schwermetallpulver in einer inaktiven Matrix wie etwa Bleivinyl enthält, oder in diesen eingebettet ist. Selbstverständlich können der dielektrische Stab oder das permeable Material aus Fig. 8(a)-8(h) Bohrungen, Hohlräume, Rillen oder Kanäle zur Aufnahme des freien Endes der Antenne besitzen oder kann der dielektrische Stab oder das permeable Material z. B. in Fig. 8(i) in der Weise geteilt sein, daß das freie Ende der Antenne zwischen den geteilten Abschnitten hindurchgeleitet wird.
Das Konzept eines SPEs ist nicht auf die obige Liste beschränkt. Was nicht wohlbekannt ist, ist das Anordnen eines SPEs in der Nachbarschaft einer Antenne zu dem Ende der Antenne hin zum Umverteilen des Nahfeld-Strahlungsfeldes zu dem SPE hin und von einem abführenden Medium in der Nähe des Fußes der Antenne weg.
An der in Fig. 9 gezeigten verbesserten Antenne für ein in der Umgebung von 800 MHz arbeitendes Mobiltelephon wurde eine erfolgreiche Erprobung durchgeführt. Insbesondere bestand die Antenne 10 aus einem geraden Draht und aus einem Stab aus einer Kunststoffverbindung, wobei angenommen wird, daß dies die Standardantenne ist, die momentan durch Motorola in seinem Mobiltelephon vom Modell Micro T. A. C. 550, Personal-Digital-Communicator, vermarktet wird, wobei in der Nähe von dessen Ende ein SPE 24 angebracht war. Das SPE 24 war eine elektrisch leitende schraubenlinienförmige Drahtspule mit einer gestreckten Länge von 18 cm (der Hälfte einer Wellenlänge). Die Länge der Spule betrug 24,5 mm. Der Innendurchmesser der Spule betrug 4,0 mm, während der Außendurchmesser 5 mm betrug. Die Spule bestand aus 11 Windungen aus Normdraht 20. Das freie Ende der Antenne 10 wurde eine Strecke von 17 mm in die schraubenlinienförmige Spule eingeschoben.
Das SPE kann nicht zu kurz sein, wenn es wirksam abstrahlen soll. Jedoch kann selbst ein kurzes SPE lediglich dadurch, daß es eine gewisse Kapazität hinzufügt, noch gut funktionieren. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet klar ist, beträgt die erforderliche Drahtlänge weniger als eine halbe Wellenlänge, wenn die Spule um ein Dielektrikum gewickelt oder in ein Dielektrikum eingebettet ist. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet klar ist, beträgt die erforderliche Länge der Spule weniger als eine halbe Wellenlänge, wenn die Spule um ein magnetisch permeables Material (z. B. um einen Ferriten) gewickelt ist. Falls die Spule zu kurz ist, funktioniert die Antenne nicht gut. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß der Strahlungswiderstand des SPEs in diesem Fall für einen effektiven Betrieb zu klein ist. Somit ist bekannt, daß Metallspitzenantennen des Standes der Technik mit Metallspitzen oder -kugeln an ihren freien Enden keine Verbesserung der Antennenleistung bewirken würden, da sie für eine effektive Spitzenbelastung der Antenne zu kurz sind. Falls der Spulendurchmesser zu klein ist, funktioniert die Antenne nicht gut. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß die Bandbreite zu schmal ist oder daß ein äußerst dünner Draht erforderlich ist. Falls der Spulendurchmesser zu groß ist, funktioniert die Antenne nicht gut. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß eine unzureichenden Kopplung an den Hauptantennendraht eintritt. Falls der zum Wickeln der Spule verwendete Draht zu dünn ist, funktioniert die Antenne nicht gut. Falls der verwendete Draht so dick ist, daß der Abstand zwischen den Wicklungen im Vergleich zum Durchmesser des Drahts klein ist, funktioniert die Antenne möglicherweise nicht gut. Wie auf dem Standardgebiet der Konstruktion elektrischer Spulen wählt ein Fachmann auf dem Gebiet eine Drahtdicke in der Weise aus, daß er optimale Ergebnisse erhält. Ein wie in Fig. 10(c) gezeigtes Neigen des SPEs kann dadurch, daß es die in dem Körper des Benutzers absorbierte Energie reduziert, eine nützliche Wirkung haben. Der Fachmann auf dem Gebiet stellt diese Neigung ein, bis optimale Ergebnisse erzielt werden.
Die gleiche Anordnung trifft auf ein Mobiltelephon zu, das bei einer anderen Frequenz wie etwa bei 450 MHz, 900 MHz oder 1,8 GHz arbeitet, wobei diese durch Umskalieren der Spule gemäß der neuen Wellenlänge verwendet werden kann. Im Fall von Dipolantennen kann an einem oder an beiden Enden des freien Endes der Dipolantenne ein SPE 24 angebracht sein.
In Fig. 10 sind mehrere Konstruktionen für parasitär oben belastete Antennen gezeigt:
(a) In Fig. 10(a) wird das SPE 24 von seiner Seite aus in irgendeiner Stellung parallel zu der Antenne 10 relativ zu dem Telephon 18 angesteuert;
(b) in Fig. 10(b) wird das SPE 24 von seiner Mitte aus angesteuert, wobei die Antenne 10 in den Körper des SPEs hinein verläuft;
(c) in Fig. 10(c) ist das SPE 24 um einen Winkel relativ zu der Antenne 10 geneigt;
(d) in Fig. 10(d) besteht eine elektrische Verbindung 44 zwischen der Antenne 10 und dem SPE 24;
(e) in Fig. 10(e) befindet sich das SPE 24 am Ende eines Koaxialkabels 46 oder in dessen Nähe;
(f) in Fig. 10(f) ist das SPE 24 über der Antenne 10 angebracht, wobei seine Längsachse koaxial zu der Längsachse der Antenne 10 ist, während die Antenne 10 nicht in den Körper des SPEs hinein verläuft;
(g) in Fig. 10(g) ist das SPE 24 wiederum koaxial zu der Antenne 10 angebracht, wobei die Antenne 10 jedoch durch das SPE 24 verläuft und oben aus ihm vorsteht.

Claims

1. Verbesserte Antenne für eine tragbare Funlckommunikationsvorrichtung, mit:

einem ersten länglichen, elektrisch leitenden Element (10) mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden,

wobei das erste Ende so beschaffen ist, daß es an einer Funkkommunikationsvorrichtung (18) in elektrischer Kommunikation angebracht werden kann,

wobei dann, wenn das erste längliche, elektrisch leitende Element an einer Funkkommunikationsvorrichtung in elektrischer Kommunikation angebracht ist, durch die Strahlung, die von dem ersten länglichen, elektrisch leitenden Element und von der Funkkommunikationsvorrichtung während der Funkübertragung ausgesendet wird, ein Strahlungsfeldmuster erzeugt wird, das an einem ersten Ort (22) eine maximale Intensität besitzt,

einer Einrichtung (24) zum Erhöhen des Strahlungswiderstandes des ersten länglichen, elektrisch leitenden Elements, das an einer optimierten Position im allgemeinen am zweiten Ende angebracht ist,

wobei dann, wenn die Einrichtung zum Erhöhen des Strahlungswiderstandes an dem ersten länglichen, elektrisch leitenden Element an der optimierten Position im allgemeinen am zweiten Ende angebracht ist und das erste, längliche, leitende Element an einer Funkkommunikationsvorrichtung in elektrischer Kommunikation angebracht ist, während der Funkübertragung die maximale Intensität des Strahlungsfeldmusters von dem ersten Ort zu einem zweiten Ort verschoben wird, der sich näher am zweiten Ende befindet, und die Nahfeldintensität des Strahlungsfeldmusters am ersten Ort über eine Betriebsbandbreite der Funkkommunikationsvorrichtung reduziert wird,

wobei die Einrichtung zum Erhöhen des Strahlungswiderstandes des ersten länglichen, elektrisch leitenden Elements ein kurzes, parasitäres Element ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das kurze, parasitäre Element (24) eine schraubenlinienförmige, elektrisch leitende Spule ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die schraubenlinienförmige, elektrisch leitende Spule (24) über dem zweiten Ende angebracht ist und dadurch das zweite Ende in einem Hohlraum innerhalb der schraubenlinienförmigen, elektrisch leitenden Spule wenigstens teilweise längs des Hohlraums gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das kurze parasitäre Element (24) ein kurzes zweites längliches, elektrisch leitendes Element ist, das im allgemeinen in der Nähe des ersten länglichen, elektrisch leitenden Elements und parallel zu diesem angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das kurze, parasitäre Element (24) ein kurzer Abschnitt eines dielektrischen Materials ist, der im allgemeinen in der Nähe des ersten elektrisch leitenden Elements und parallel zu diesem angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Strahlung der Funkkommunikationsvorrichtung einen Bereich von Betriebswellenlängen besitzt, die der Betriebsbandbreite entspricht, und wobei das kurze, parasitäre Element (24) eine Länge besitzt, die nicht größer als die Hälfte einer Wellenlänge in dem Bereich von Betriebswellenlängen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das kurze parasitäre Element (24) eine Länge von ungefähr 1/20 einer Wellenlänge innerhalb des Bereichs von Betriebswellenlängen besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das kurze parasitäre Element (24) in bezug auf das erste, längliche, elektrisch leitende Element geneigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Neigung des kurzen parasitären Elements (24) die Längsachse des kurzen parasitären Elements in der Weise orientiert, daß ein in der Nähe der ersten Stelle angeordnetes wärmeabführendes Material auf der Längsachse des kurzen parasitären Elements liegt, wodurch die Nahfeldstrahlung bei dem wärmeabführenden Material reduziert wird.