DE69623184T2

DE69623184T2 - Doppelwirkende Antenne

Info

Publication number: DE69623184T2
Application number: DE69623184T
Authority: DE
Inventors: Petteri Annamaa; Tero Haapamaeki; Seppo Ojantakanen; Seppo Raatikainen
Original assignee: Filtronic LK Oy
Current assignee: Pulse Finland Oy
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: CA2175274A1; AU5055196A; US5734351A; AU707407B2; EP0747989A1; DE69623184D1; EP0747989B1; FI98165B; FI952742A0; FI98165C; JPH08330829A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenbauweise für ein Funkkommunikationsgerät. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf eine für Funkfrequenzen gedachte Rundstrahlantenne, die teilweise innerhalb des Gehäuses einer Radiogarnitur platzsparend eingebaut werden kann und sowohl im ein- als auch ausgebauten Zustand arbeitsfähig ist.
Die Entwicklung transportabler Datenübertragungseinrichtungen führte zu dem Trend, Sender- Empfänger-Einrichtungen, wie Mobiltelefone, die im Funkfrequenzbereich arbeiten, immer kleiner und leichter zu machen. Dies stellt hohe Anforderungen bzw. führt zu großer Nachfrage an bzw. nach Antennenbauweisen, weil Benutzer annehmen, dass Antennen die Außenabmessung ansonsten kleiner Geräte nicht bemerkenswert vergrößern, insbesondere wenn ein solches Gerät nicht benutzt aber mitgeführt wird, beispielsweise in jemandes Anzugtasche oder einer Aktentasche. Andererseits erfordern Wiedergabetreue und Zuverlässigkeit der Telekommunikationsglieder, dass Antennen gute elektrische Eigenschaften besitzen und eine mobile Station sollte auch während der Ortsverlagerung in der Lage sein, Anrufe zu empfangen, die von einer Basisstation ausgehen. Akkurate Informationen über Botschaften und Energiehöhe bei Sendung und Empfang einer Antenne sind in den Spezifikationen jedes Datenübertragungssystemes enthalten, wofür ein Beispiel das GSM-System ist, das in "M.R.L. Hodges, The GSM radio interface, British Telecom Technological Journal", Vol. 8, No 1, 1990, Seiten 31-43 erwähnt ist.
Im Folgenden wird ein Mobiltelefon, als ein Beispiel für ein Funkgerät angesehen, geprüft, die Prüfung gilt jedoch unter mehr allgemeinem Gesichtspunkt auch für Sender/Empfängergeräte, für die Anforderungen wiedergegeben werden, soweit sich diese auf Größe und Arbeitsweise beziehen. Eine allgemeine Lösung ist es, das Mobiltelefon mit einer Doppelfunktionsantenne vorzuschlagen, die hauptsächlich in ihrer Bewegungs- und Speicherungsposition innerhalb des Telefongehäuses sich befindet, die jedoch auch von dem Benutzer herausgezogen werden kann, wenn das notwendig ist. Diese beiden Betriebsstellungen werden als "Passivstellung" und "Aktivstellung" bezeichnet. Die Antenne ist so ausgebildet, dass ein Arbeitsteil der Antenne auch in deren Passivstellung außerhalb des Telefongehäuses verbleibt, durch den das Telefon Nachrichten empfangen kann. Die elektrische Funktion der Antenne ist jedoch in der Aktivstellung wesentlich besser, sodass sie bei Beginn eines Anrufes vom Benutzer in die Aktivposition gebracht werden sollte, um eine gute Telefonverbindung zu gewährleisten.
Eine Doppelfunktionsantennenlösung ist im US Patent 5 204 687 ertläutert. Bei dieser Lösung enthält die Doppelfunktionsantenne, wie in Figen 1a und 1b dieser Anmeldung gezeigt, zwei leitende Antennenelemente, die sequentiell in einer langgestreckten Antennenstruktur angeordnet sind, ohne eine wechselseitige elektrisch übertragene Verbindung. Die Oberseite der Antenne weist einen elektrischen Leiter auf, der zu einer zylindrischen Spule gewickelt ist, d. h. zu einem sogenannten Wickelteil 1, das in der Längsrichtung der Antenne wesentlich kürzer als ein gestreckter Leiter ist, d. h. als das sogenannte Stabteil 2, das die Funktion des Armes der Antenne hat. Befindet sich die Antenne in ihrer aktiven Position (Fig. 1a), so ist die Sendeeinheit des Telefons mit dem unteren Ende durch eine Gleitkupplung 3 verbunden, und es wird lediglich das Stabteil als eine Antenne benutzt. In der passiven Position (Fig. 1b) ist das Stabteil 2 vollständig in das Gehäuse 4 des Telefons hineingestoßen und die Sendeeinheit ist mit dem Wickelteil 1 durch den "Hals" der Antenne gekoppelt. Die Anpassungsschaltung 9 paßt die jeweilige Impedanz der Antenne an, damit sie der Impedanz des Antennenanschlusses 11 der Radiogarnitur entspricht. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass, wenn Stab- und Wickelteile nicht im elektrischen Kontakt miteinander sind, während der eine Teil aktiv ist, der andere Teil auf einem Weg unwirksam ist. Eine solche Anordnung ist nicht für sehr große Entfernungen geeignet.
Eine Antennenlösung, die über lange Zeit in tragbaren Radiogarnituren verwendet worden ist, ist eine Teleskopantenne, die ineinandergreifende zylindrische Elemente aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind. Die Teleskopbauweise ist teuer und relativ schwierig herzustellen und sie ist nur begrenzt mechanisch beanspruchbar, sodass sie bei Mobiltelefonen nicht sehr erfolgreich war.
Die Patentpublikation WO 92/16980 zeigt eine Doppelfunktion Antennenlösung, wie sie in Figen. 2a und 2b der vorliegenden Anmeldung gezeigt ist. Sie schließt, in ähnlicher Weise wie bei der in der Publikation US 5 204 687 wiedergegebenen Antenne, sequentiell einen Wicklungsteil 1 und ein Stabteil 2 ein, wobei diese Antennenteile in diesem Fall unter Verwendung einer elektrisch leitenden Verbindung miteinander verbunden sind. Der Gedanke dieser Erfindung, die Abmessung des Stangenteils 2 und seine eingeschobene Position 5 so zu bestimmen, dass in der passiven Position (Fig. 2b) der Stangenteil gegenüber dem Wickelteil eine sehr hohe Impedanz hat und nicht das Arbeiten des Wickelteils als Antenne bewirkt. Ein falsch bemessenes Stabteil würde unerwünschte Reflexionen oder unnötige Schwächung der Signale beim Verstellen nach innen verursachen. Bei der Bauweise gemäß der Publikation WO 92/16980 ist die Länge des Stabteils vorzugsweise eine halbe Wellenlänge. Die halbe Wellenlänge ist etwa 30 cm bei einer Frequenz von 450 MHz und etwa 15 cm bei einer Frequenz von 900 MHz, weshalb ein Stabteil von etwa der halben Wellenlänge gemäß der Patentpublikation WO 92/16980 für moderne Mobiltelefone immer noch ziemlich lang ist. Es ist wünschenswert, dass noch kürzere Lösungen bei Antennenstrukturen erreicht werden. Zusätzlich zu diesen Nachteilen ist eine Schwierigkeit bei den oben beschriebenen Antennenstrukturen mit Doppelfunktion, dass, wenn die Antenne sich nicht in einer ihrer Extrempositionen befindet, kein Strahlungselement mit dem Antennenanschluß der Sendeschaltung der Radiogarnitur gekoppelt ist. Wird dies nicht beim Entwurf der Antennenstruktur beachtet, so ist der Antennenanschluß als ein in Richtung zur Sendeschaltung offener Anschluß zu sehen, wobei ein großer Teil der Sendeenergie vom Antennenanschluß aus zurück zur Sende/Empfangs-Schaltung reflektiert wird.
Eine Lösung der zuletzt genannten Schwierigkeit ist aus den Publikationen WO 94/10720 bekannt (Figen. 3a und 3b) und US 4 868 576 (Figen. 4a und 4b), wobei lediglich ein Antennenelement 2 bewegbar ist und das andere Antennenelement, das gewickelte Element 1 bei den erläuterten Lösungen, dem Gehäuse 4 der Radiogarnitur zugeordnet und durch die Anpassungsschaltung 9 permanent an den Antennenanschluß 11 der Sende/Empfangs- Schaltung angekoppelt ist. Wenn das mobile Antennenelement 2 eingeschoben ist, d. h. in seine passive Position gebracht worden ist, wird nur das ortsfeste Antennenelement 1 als Antenne benutzt. In der aktiven Position ist das mobile Antennenelement 2 eingeschaltet, entweder wie in der Publikation US 4 868 576 (Fig. 4b) oder galvanisch durch die Rutschkupplung 3 wie in der Publikation WO 94/10720 (Fig. 3b), wobei beide Antennenelemente miteinander parallel zum Antennenanschluß 11 durch die Anpassungsschaltung 9 gekoppelt sind. Bei diesen Antennenanordnungen muß das mobile Antennenelement 2 in der Länge der halben Wellenlänge ausgeführt sein, um eine ausreichende elektrische Leistung sicherzustellen, was im Hinblick auf moderne Mobiltelefone unpraktikabel ist, wie es oben ausgeführt wurde.
In der Publikation EP 0 644 606 ist eine Sendevorrichtung mit einer Doppelfunktion vorgeschlagen. Der Hauptgedanke dabei ist, die Speiseenergie der Antenne abhängig von deren Zustand zu verändern. Die Antennenbauweise schließt einen ortsfesten Wicklungsteil und einen bewegbaren Peitschenteil ein. Am oberen Ende des Peitschenteils mag sich eine kleine Spiralwicklung befinden, um die Antennenlänge zu verringern. Ist der Peitschenteil ausgestreckt, so sind fester Wicklungsteil und Peitschenteil in Reihenschaltung miteinander verbunden und der Peitschenteil ist wirkungslos. Der zurückgezogene Peitschenteil ist dann mit dem Ende der festen Wicklung verbunden. Der ausgestreckte Peitschenteil verändert die elektrische Länge der Antenne erheblich, was die Impedanzanpassung schwierig macht.
Beispielhafte Ausführungsformen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können eine Antennenstruktur ergeben, die im zurückgezogenen Zustand betriebsfähig ist, die im teilweise herausgezogenen Zustand betriebsfähig ist und die betriebsfähig ist, wenn sie vollständig herausgezogen ist in einer Weise, wie sie von einem Datenübertragungssystem gefordert wird, insbesondere von einem Mobilfunksystem, und die sehr klein sein kann. Eine solche Antennenstruktur soll einfach herzustellen sein und sie soll im Hinblick auf die Herstellungskosten gut für die Massenproduktion von Mobilstationen geeignet sein.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Antennenanordnung vorgeschlagen werden, die einen ersten Antennenteil, vorzugsweise in gewickelter Form, und einen zweiten Antennenteil, vorzugsweise in Stabform, einschließt, wobei der erste Antennenteil dem Antennenanschluß einer Radiogarnitur fest zugeordnet ist, und der zweite Antennenteil gegenüber dem ersten Antennenteil zwischen zwei Endstellungen verstellbar ist, wobei er in einer der beiden Endstellungen mit dem ersten Antennenteil in Reihenschaltung verbunden ist.
Die Antennenstruktur gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Relation zum ersten Antennenteil der zweite Antennenteil in eine Position verstellt werden kann, in der er mit dem ersten Antennenteil in einem Punkt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des ersten Antennenteiles mit diesem gekoppelt ist, dabei eine Reihenverbindung bildend, die an den Antennenanschluß der Radiogarnitur angekoppelt ist mit zumindest dem Teil des ersten Antennenteiles zwischen dem genannten Punkt und dem genannten ersten Ende.
Antennen gemäß der Erfindung mögen den Gedanken in sich einschließen, in der Aktivposition den zweiten Teil der Antenne an deren ersten Teil als deren Verlängerung anzukoppeln, sodass beide Teile eine Reihenverbindung bilden. Der erste Antennenteil ist vorzugsweise ein Leiter, der zu einer zylindrischen Spule gewickelt ist, d. h. eine Spiralantenne ist, und der zweite Antennenteil ist vorzugsweise ein gestreckter Leiter, d. h. eine Stabantenne. Wenn sie in Reihe zusammengeschlossen sind, bilden sie eine Stabantenne, die durch eine Induktanz (Wicklung) verkürzt ist, die, in der Richtung der Längsachse der Antennenstruktur, kürzer ist als eine gestreckte Stabantenne einer entsprechenden elektrischer Länge. Die Spiralantenne oder ein Teil von ihr, der Teil der zwischen dem Antennenanschluß und der Stabantenne geschaltet ist, kann in einer solchen Anordnung als Verkürzungsspule bezeichnet werden. Befindet sich die mobile Stabantenne in ihrer passiven Position oder zwischen ihren Endstellungen, so wird allein die Spiralantenne als Antenne wirksam.
Beispielhafte Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren mehr im einzelnen beschrieben,
Fig. 1a zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus dem US-patent 5 204 687 bekannt ist, wobei die Antenne ausgezogen ist,
Fig. 1b zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus dem US-Patent 5 204 687 bekannt ist, wobei die Antenne zurückgezogen ist,
Fig. 2a zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus der Patentpublikation WO 92/16980 bekannt ist, wobei die Antenne ausgezogen ist,
Fig. 2b zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus der Patentpublikation WO 92/16980 bekannt ist, wobei die Antenne zurückgezogen ist,
Fig. 3a zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus der Patentpublikation WO 94/10720 bekannt ist, wobei die Antenne zurückgezogen ist,
Fig. 3b zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus der Patentpublikation WO 94/10720 bekannt ist, wobei die Antenne ausgezogen ist,
Fig. 4a zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus dem US-Patent 4 868 576 bekannt ist, wobei die Antenne zurückgezogen ist,
Fig. 4b zeigt die Doppelfunktionsantennenbauweise, wie sie aus dem US-Patent 4 868 576 bekannt ist, wobei die Antenne ausgezogen ist,
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Antennenbauweise gemäß der Erfindung, wobei die Antenne zurückgezogen bzw. ausgezogen ist,
Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Antennenbauweise gemäß der Erfindung, wobei die Antenne zurückgezogen bzw. ausgezogen ist,
Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Antennenbauweise gemäß der Erfindung, wobei die Antenne zurückgezogen bzw. ausgezogen ist,
Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform der Antennenbauweise gemäß der Erfindung, wobei die Antenne zurückgezogen bzw. ausgezogen ist,
Fig. 9 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Antennenbauweise gemäß der Erfindung, wobei die Antenne zurückgezogen bzw. ausgezogen ist.
Figen 5 bis 9 zeigen eine Doppelfunktionsantennenstruktur in Übereinstimmung mit der Erfindung mit einem gewickelten Teil 1 und einem Stabteil 2. Der gewickelte Teil 1 ist galvanisch mit dem Antennenanschluß des Sende/Empfangs-Teils der Radiokommunikationsgarnitur oder mit der Antennenimpedanzanpassungsschaltung (in den Figuren nicht dargestellt) durch das Verbindungsteil 12 aus elektrisch leitendem Material verbünden, das auch die Antennenstruktur mechanisch mit der Radiokommunikationsgarnitur verbindet (in den Figuren nicht dargestellt). Eine schützende Abdeckung 13 ist aus elastischem Material hergestellt und vorgesehen, um den gewickelten Teil 1 und die Verbindung zwischen dem gewickelten Teil und dem Verbindungsteil 12 zu umhüllen. Beides, der Verbindungsteil 12 und die schützende Abdeckung 13 weisen in der Mitte von ihnen eine Öffnung auf, die in der Richtung der Symmetrieachse der Struktur gerichtet ist und in der der Stabteil 2 in der Richtung der Symmetrieachse verstellbar ist.
Bei den in Figen. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen ist der zylindrisch gewickelte Teil 1 in verschiedenen Bereichen unterschiedlich gewickelt. Die untersten Windungen sind unter einem flachen Winkel gewickelt, wobei sie eine dicke Stützwicklung 1d bilden, um eine gute Verbindung zwischen dem Wickelteil1 und dem Verbindungsteil 12 sicherzustellen. Weil der galvanische Kontakt zwischen Verbindungsteil 12 und stützender Wicklung 1d diese Windungen kurzschließt, gehören diese nicht zum aktuell strahlenden Spulenelement, das aus drei Abschnitten 1a, 1b und 1c bei der Ausführung gemäß Figen. 5 und 6 besteht. Der unterste Teil 1a ist unter einem ziemlich offen ansteigenden Winkel gewickelt. Oberhalb dieses Teils ist Teil 1c mit geringerem Durchmesser und kleinerem Anstiegwinkel angeordnet, das hier als Kupplungswicklung bezeichnet wird und durch das der Winkelteil 1 mit dem ausgezogen dargestellten Stabteil 2 gekoppelt ist. Der Durchmesser des obersten Abschnitts 1b ist so groß wie der des untersten Abschnittes 1a, wobei jedoch der Anstiegwinkel im untersten Abschnitt 1a kleiner ist als im obersten Abschnitt 1b. Der Anstiegwinkel in den einzelnen Abschnitten des gewickelten Antennenteiles wird in diesem Text später im einzelnen erörtert.
Der Stabteil 2 enthält das aus leitendem Material gefertigte strahlende Stabelement 2a und das elektrisch nicht leitende, dielektrische Schutzmaterial 2b, das das Stabelement abdeckt und das am oberen Ende erweitert ist, um es gut greifen zu können. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist eine hülsenförmige Erweiterung 2c am unteren Ende des Stabelementes 2a vorgesehen, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist und einen galvanischen Kontakt zwischen dem unteren Ende des Stabelementes 2a und der Kupplungswicklung 1c des gwickelten Teiles herstellt, wenn das Stabelement 2 so weit herausgezogen ist, dass die erwähnte Erweiterung 2c die Kupplungswicklung 1c berührt. Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist das schützende, elektrisch nicht leitende Material 2a des Stabteiles an seinem unteren Ende weiter gemacht, sodass der Stabteil 2 nicht durch die Kupplungswicklung 1c vollständig herausgezogen werden kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Kopplung zwischen dem unteren Ende des Stabelementes 2a und der Koppelwicklung 1c durch ein elektromagnetisches Feld.
In der passiven Position ist das Stabteil 2 in seine untere Position gestoßen worden, d. h. mit seinem größten Teil in die äußere Hülle (in den Figuren nicht dargestellt) der Radiogarnitur. Seine schützende Abdeckung 2b, die aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt ist, ist an ihrem oberen Ende vorzugsweise etwas länger als das Stangenelement 2a, das aus elektrisch leitendem Material hergestellt und innerhalb der Abdeckung 2b angeordnet ist, wobei das elektrisch leitende Stabelement 2a in seiner passiven Position vollständig in die Radiogarnitur hineingeschoben ist und nur elektrisch nicht leitendes Material innerhalb des strahlenden Wickelelementes 1a bis 1c sich befindet. Das ist unter dem Gesichtspunkt des Arbeitens der Antenne vorteilhaft, weil ein elektrisch leitendes Material innerhalb des strahlenden Wickelelementes, d. h. im Bereich zwischen oberster und unterster Windung einen nachteiligen Effekt auf die elektrische Leitung der Wickelantenne hätte. Weil der Wickelteil 1 mit dem Antennenanschluß (in den Figuren nicht dargestellt) der Radiogarnitur durch die stützende Wicklung 1a und das Verbiundungsteil 12 verbunden ist, wirkt es als Antenne der Radiogarnitur in seiner passiven Stellung.
Ein Benutzer kann den Stabteil 2 auf dem größeren Teil seiner Länge aus der äußeren Hülle (nicht gezeigt) der Radiogarnitur herausziehen, wodurch das elektrisch leitende Stabelement 2a an seinem unteren Ende galvanisch oder durch ein elektrisches Feld mit der Koppelwicklung 1c des Wickelteiles 1 in der oben beschriebenen Weise gekoppelt ist. In diesem Fall besteht die strahlende Antenne der Radiogarnitur aus dem untersten Teil 1a des Wickelelementes und aus dem Stabelement 2a, die in Reihenschaltung einander zugeordnet sind. Ein Effekt der durch die gewickelte Antenne geführten Stabantenne ist das Verstimmen des obersten Teiles 1b der gewickelten Antenne. Dies führt im obersten Teil 1b zum Erhalt einer hohen Impedanz relativ zur Stabantenne bei der gewünschten Arbeitsfrequenz. Die Anordnung kann so dahingehend beschrieben werden, dass das Stabelement 2a den obersten Teil 1b des Wickelelementes in der aktiven Position ersetzt. Diese Position, in der das Stabelement 2a an dem Arbeiten der Antenne durch Aussenden von RF-Energie (Radiofrequenzenergie) teilnimmt, ist wie oben als aktive Position zu nennen.
Bei den Ausführungsformen gemäß Figen 5 und 6 sind die Abmessungen des gewickelten Teils 1 so bestimmt, dass in der passiven Position die elektrische Länge des gewickelten Strahlungselementes 1a' bis 1c ein Bruchteil der verwendeten Wellenlänge sein sollte, wie /4, 3 /8 oder /2. Die Länge des Stabelementes 2a ist vorzugsweise ein Viertel der Wellenlänge. Um für die Antennenimpedanzanpassungsschaltung (in den Figuren nicht gezeigt), die zu der Radiogarnitur gehört, richtiges Funktionieren sowohl in der aktiven als auch in der passiven Position zu erreichen, muß die Sendeantenne die gleiche elektrische Länge in beiden Positionen haben. Dies erfordert es, dass der Teil des gewickelten Elementes 1, der durch das Stabelement 2 ersetzt ist, in der aktiven Position (der oberste Teil 1b in Figen 5 und 6) elektrisch so lang wie das Stabelement 2a ist. Wenn das Stabantennenelement 2a den obersten Teil 1b des Wickelantennenelementes ersetzt, bleibt die elektrische Länge der arbeitenden Antenne gleich.
Es ist auch möglich, die Teile 1a bis 1c des gewickelten Elementes und das Stabelement so zu bemessen, dass in der aktiven Position die elektrische Länge der aus dem gewickelten Element und dem Stabelement in Reihenschaltung gebildeten Antenne größer als die elektrische Länge des strahlenden Elementes 1a bis 1c in der passiven Position ist. Dies wird durch Festlegung der Länge des Stabelementes und/oder durch exakte Ausbildung der genannten Koppelwicklung 1c am oberen Teil des Wickelteiles 1 bewirkt. Falls die Länge des Stabelementes 2a bei /4 gehalten wird, das Wickelelement 1a bis 1c bei einer Länge von /4 oder /8 gehalten wird und die Koppelwicklung 1c am oberen Ende des Wickelteils ausgebildet ist, so wird die elektrische Länge der Antenne in der aktiven Position /2 oder /8 sein. Damit die Antennen-Impedanz-Anpassung korrekt funktioniert, müssen in der Radiogarnitur für die aktive und für die passive Position zwei Impedanzanpassungsschaltungen (in den Figuren nicht gezeigt) vorgesehen sein, von denen die jeweils rechte durch Verwendung beispielsweise eines separaten Schalters (in den Figuren nicht gezeigt) auszuwählen ist.
Bei den in Figen. 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen ist das Wickelteil 1 mit einer Stützwicklung 1d am unteren Teil ähnlich wie oben beschrieben versehen, das aktuelle strahlende Wickelelement 1e ist aber als kegelförmiger Wickelleiter mit einem abnehmenden Durchmesser und ansteigendem Verdickungswinkel ausgebildet. Am unteren Ende des Stabteiles 2 ist eine kegelförmige Erweiterung 2e vorgesehen und das Stabteil 2 ist insgesamt aus elektrisch leitendem Material hergestellt wie in Fig. 7, oder mit einem elektrisch nicht leitenden Material beschichtet, wie in Fig. 8 dargestellt. Form und Größe des Erweiterungskegels 2e entsprechen Form und Größe des inneren Bereiches des konischen Wickelteiles 1e an dessen oberem Ende. Die Antennenstruktur ist an den Antennenanschluß (in den Figuren nicht gezeigt) der Radiogarnitur durch die stützende Spirale 1d des Wicklungsteiles und den Verbindungsteil 12 ähnlich wie oben beschrieben angeschlossen. Ist das Stabteil 2 zurückgezogen, so wirkt das Wickelelement 1e als die Antenne der Radiogarnitur. Zieht der Benutzer den Stabteil 2 in seine aktive Position, so die kegelförmige Erweiterung 2e am unteren Ende des Stabteiles 2 an die obersten Windungen des kegelförmigen Wickelelementes 1e innen angelegt und sie werden entweder galvanisch (Fig. 7) oder durch ein magnetisches Feld (Fig. 8) kurzgeschlossen. In diesem Fall wirkt die durch die nicht kurz geschalteten Windungen 1f des Wickelelementes 1e und durch das Stabelement 2a gebildete serielle Verbindung als Antenne für die Radiogarnitur.
Bei den Ausführungsformen gemäß Figen. 7 und 8 sind die Abmes¬ sungen der Wicklung 1 und des zugeordneten Stabelementes 2a ebenso wie die grundlegenden Gesichtspunkte die gleichen wie sie oben in Verbindung mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind. Falls die Radiogarnitur nur eine Antennen-Impedanzanpassungs-Schaltung (in den Figuren nicht dargestellt) aufweist, die sowohl in der aktiven als auch in der passiven Position auf optimale Weise arbeiten soll, so hat die gesamte elektrische Länge des gewickelten Antennenelementes 1e die gleiche zu sein wie die kombinierten Längen seiner nicht kurzgeschalteten Windungen 1f und des Stabelementes 2a in der aktiven Position. Liegen dabei zwei Anpassungsschaltungen vor, so kann die elektrische Länge der Antenne zwischen aktiver und passiver Position wechseln.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Ausgestaltung des gewickelten Teiles 1 von den oben beschriebenen Ausführungsformen abweicht. Der stützende gewickelte Teil 1d und der Annschluß durch dieses und das Verbindungsteil 12 an den Antennenanschluß (in der Figur nicht dargestellt) sind ähnlich wie oben beschrieben, es ist jedoch der Durchmesser des strahlenden gewickelten Elementes 1g über die gesamte Länge konstant. Innerhalb des gewickelten Elementes 1 ist ein elektrisch leitendes Bauteil 14 angeordnet, das das gewickelte Element 1g in einen oberen Teil 1h und einen unteren Teil 1i unterteilt und den unteren Teil 1i des gewickelten Elementes und das Stabelement 2a bei aktiver Position in Reihe miteinander verbindet in der gleichen Weise, wie die Kupplungswicklung 1c bei den Ausführungsformen gemäß Figen 5 und 6. In der passiven Position ist das Stabelement 2 wieder zurückgezogen und das gewickelte Element 1g arbeitet als Antenne der Radiogarnitur. In der aktiven Position ist die Anschlußerweiterung oder Kupplungshülse 2f des unteren Endes des Stableiters 2 im Kontakt mit dem genannten Leitungskörper, wobei die vom unteren Teil 11 des Wickelelementes und dem Stabelement 2a gebildete Reihenschaltung als Antenne arbeitet. Bezüglich der Abmessungen gelten ebenfalls die Beobachtungen, die in Verbindung mit den vorhergehenden Ausführungsformen vorgetragen worden sind.
Falls die Antennenstruktur gemäß der Erfindung verwendet wird, um eine Doppelfunktionsantenne zur Ausführung zu bringen, deren elektrische Länge in der aktiven und in der passiven Position gleich sein sollte, ersetzt das Stabteil 2 während der aktiven Position einen Teil des gewickelten Teiles 1, der die gleiche Größe hat wie seine eigene elektrische Länge. Für die oben wiedergegebenen Bemessungsbeispiele (Stabelement /4; Wickelelement /4, 2 /8 und oder /2) bedeutet das, dass oberhalb des Punktes, in dem das untere Ende des Stabteiles 2 an den Wickelteil 1 angeschlossen ist, sich ein Teil des Wickelteiles befindet, dessen elektrische Länge größer ist oder zumindest gleich groß ist als bzw. wie der Teil unterhalb dieses Punktes. Das wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der obere Teil der Wicklung dichter gewickelt ist, d. h. mit einem kleineren Anstiegwinkel gewickelt ist als der untere Teil. Falls die gewünschte Verteilung der elektrischen Länge durch eine dichtere Wicklung auf diese Weise erhalten wird, kann der Durchmesser der Wickelwindungen zum oberen Ende des Wickelteiles hin größer werden, gleich bleiben oder kleiner werden. Falls der Steigungswinkel der über die gesamte Länge des gewickelten Teiles konstant gehalten wird, kann die Verteilung der elektrischen Länge durch Ansteigen des Durchmessers der Wickelwindungen zum oberen Ende hin erreicht werden. Andernfalls kann die Bauweise in Übereinstimmung mit der Erfindung nur benutzt werden, um eine Doppelfunktionsantenne verfügbar zu machen, die diskrete Antennenimpedanzanspassungsschaltungen für aktive und passive Positionen benötigt.
Die Antennenbauweise kann eine geringe Größe haben und ihre elektrische Leistungsfähigkeit kann gut sein. Einige Sendeelemente können ständig mit dem Antennenanschluß der Radiogarnitur verbunden sein, wobei nicht die Gefahr besteht, dass Signale übertragen werden, die zur Sende/Empfänger-Schaltung reflektiert werden. Alle Teile der Antennenstruktur können für die Massenproduktion geeignet sein und es müssen keine engen Toleranzbedingungen zwingend eingehalten werden, wodurch die Fertigungskosten in erträglichen Grenzen gehalten werden können.
Die vorliegende Erfindung muß nicht auf irgend eine bestimmte Anwendung beschränkt sein, sie kann vielmehr bei Antennen für unterchiedliche Anwendungsfälle angewendet werden sowie für verschiedene Frequenzen, vorzugsweise Funkfrequenzen, wie Ultrahochfrequenzen und UKW-Frequenzen. Die Bauweise ist insbesondere für den Einsatz bei Mobiltelefonantennen brauchbar.

Claims

1. Antennenbaugruppe mit einem Verbindungsteil (12) zum Befestigen und Beschicken der Antennenbaugruppe, einem zu einer Spule gewickelten ersten Antennenteil (1) mit einem ersten und einem zweiten Ende, und mit einem zweiten Antennenteil (2a), von denen der erste Antennenteil (1) an seinem ersten Ende mit dem Verbindungsteil verbunden ist und der zweite Antennenteil (2a) gegenüber dem ersten Antennenteil (1) zu bewegen ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der zweite Antennenteil (2a) gegenüber dem ersten Antennenteil (1) in eine Position verstellbar ist, in der er mit dem ersten Antennenteil in einem Punkt verbunden ist, der zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des ersten Antennenteils liegt, um zumindest mit dem Teil des ersten Antennenteils (1) zwischen dem Punkt der Verbindung und dem ersten Ende des ersten Antennenteils eine serielle Verbindung zu bilden.

2. Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die elektrische Länge der seriellen Verbindung der elektrischen Länge des ersten Antennenteils (1) gleicht.

3. Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die elektrische Länge der seriellen Verbindung größer als die elektrische Länge des ersten Antennenteils (1) ist.

4. Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Antennenteil (1) eine zylindrische Leiterwicklung ist, die als ihren Mittelteil einen Abschnitt einschließt, dessen Durchmesser kleiner als der des Restes der zylindrischen Leiterwicklung ist und eine Verbindungswindung (1c) bildet, mittels der der zweite Antennenteil (2a) an die zylindrische Leiterwicklung (1) zur Bildung der seriellen Verbindung angechlossen ist.

5. Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der mittlere Teil der zylindrischen Leiterwicklung (1) einen leitfähigen Grundkörper (14) einschließt, durch den der zweite Antennenteil (2a) an die zylindrische Leiterwicklung (1) angeschlossen ist, um die genannte serielle Verbindung zu bilden.

6. Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Antennenteil (1) eine kegelförmige Leiterwicklung ist, um eine Wendelantenne zu bilden, deren Durchmesser mit zunehmender Entfernung vom Punkt des Anschlusses an das Verbindungsteil abnimmt und dass am unteren Ende des genannten Stangenteils eine kegelförmige Erweiterung vorliegt, die dem inneren Teil der kegelförmigen Leiterwicklung entspricht.

7. Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

das der Steigungswinkel der Leiterwicklung (1) zuneh¬ mender Entfernung vom Antennenanschlußpunkt abnimmt.

8. Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Steigungswinkel der Leiterwicklung (1) konstant ist und ihr Durchmesser mit zunehmender Entfernung vom Antennenanschlußpunkt größer wird.

9. Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Steigungswinkel der zylindrischen Leiterwicklung (1) mit zunehmender Entfernung vom Antennenanschlußpunkt größer wird.

10. Antennenbaugruppe nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der zweite Antennenteil (2) ein gestreckter Leiter ist, der eine Stabantenne bildet.

11. Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass der gestreckte Leiter (2a) galvanisch mit dem ersten Antennenteil (1) verbunden ist, um die serielle Verbindung zu bilden.

12. Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass das untere Ende des gestreckten Leiters (2a) von elektrisch nicht leitfähigem Material umgeben ist, um die Kupplung zwischen dem gestreckten Leiter und dem ersten Antennenteil elektromagnetisch zu bewirken.