EP0117283A1 - Dipolantenne für tragbare Funkgeräte - Google Patents

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EP0117283A1
EP0117283A1 EP83110551A EP83110551A EP0117283A1 EP 0117283 A1 EP0117283 A1 EP 0117283A1 EP 83110551 A EP83110551 A EP 83110551A EP 83110551 A EP83110551 A EP 83110551A EP 0117283 A1 EP0117283 A1 EP 0117283A1
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dipole
dipole antenna
coil
conductor
antenna according
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Robert Bosch GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies

Definitions

  • the invention is based on a dipole antenna according to the preamble of claim 1.
  • a dipole antenna for a portable radio is known (DE-OS 19 33 150), which firstly requires a device housing made of conductive material because part of the housing is required to form the antenna, and secondly has a conductor arrangement which has the space for other electrical components reduced.
  • the dipole antenna according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the entire inner surface of the radio can be used for the formation of the antenna. Further advantages can be seen that the antenna is largely insensitive to body contact and that no damping of the dipole by electrical components and their shielding occurs because these components themselves form part of the antenna.
  • a radio device equipped with the dipole antenna according to the invention which preferably operates in a frequency range between 80 MHz and 1 GHz, has a comparatively high sensitivity.
  • a dipole antenna according to the invention is particularly advantageous in which the electrical separation between the two dipole halves is selected in terms of circuitry in such a way that the smallest possible number of conductor tracks is interrupted. In this way, the manufacture of the dipole antenna is simplified and electrical interference is avoided.
  • a dash-dotted line denotes an insulating housing 10 of a radio receiver to be carried, for example, in the hand or on the body.
  • the housing contains a circuit board 11, which is a copper-clad insulating material plate with conductor tracks and conductor surfaces 12, 13 and with various construction stages and components of the radio receiver.
  • a high-frequency amplifier 14, a demodulator 15, a low-frequency amplifier 16 and optionally a loudspeaker 17 are arranged on the printed circuit board 11.
  • Two dipole halves 18 and 19 which are electrically insulated from one another and consist of the conductor surfaces 12 and 13 separated from one another by a gap 20 are used as the antenna; these are preferably shielding surfaces, in connection with the construction stages and components arranged in the region of the conductor surfaces 12 and 13 and, if appropriate on the back of the circuit board existing conductor tracks 28 (Fig. 3). Any existing shielding housings of the construction stages also contribute to the formation of the dipole halves.
  • the upper conductor surface 12 of the first dipole half 18 is connected via a coupling capacitor 21 to a first input of the high-frequency amplifier 14, the second input of which is directly at the potential of the lower conductor surface 13.
  • an electrical isolation of the radio device circuit is also required.
  • the separation takes place, for example, between the output of the demodulator 15 and the input of the LF amplifier 16 if the division is made as in FIG. 1, that is to say if the high-frequency amplifier 14 and demodulator 15 are connected to the conductor surface 13 and LF amplifier 16 and Loudspeakers 17 are arranged in the area of the printed circuit board 11 belonging to the conductor surface 12. Electrical bridging takes place via a high-resistance resistor 22.
  • the electrical separation of line 23 between demodulator 15 and LF amplifier 16 is symbolically indicated by contacts 24, 25.
  • the line 23 is located as well as other lines, for example the lines 26 and 27, as lines on the back of the printed circuit board, on which all lines that cross the area of the gap 20 are interrupted and bridged by high-resistance resistors.
  • a battery 30 is indicated by dashed lines, the metallic housing 31 is connected via lines 32 to the conductor surface 13, so that the battery housing forms part of the lower dipole half 19.
  • the electrical power supply for the construction stages takes place according to FIG. 2 in such a way that, for example, the positive pole 33 of the battery 30 is connected to a first soldering support point 34 which is insulated from the two conductor surfaces 12, 13.
  • the first soldering base connects a coil 35 to a second soldering base 36 arranged insulated within the conductor surface 12.
  • the first soldering base 34 is conductively connected to the conductor surface 13 via a first capacitor 37 and the second soldering base 36 is connected to the conductor surface 12 via a second capacitor 38 .
  • the positive potential for the circuit part accommodated in the area of the conductor surface 13 and at the second soldering support point 36, the positive potential for the circuit part housed in the area of the conductor surface 12 is removed.
  • the negative pole 39 of the battery 30 is connected directly to the conductor surface 13.
  • the conductor surface 12 receives the negative potential via a coil 40 of the dipole tuning circuit 29.
  • the coils 35 and 40 can be arranged together on a coil body 41 fastened to the printed circuit board, it being possible under certain circumstances to wind both coils as a bifilar coil.
  • the bifilar coil then results in a perfect separation of the DC circuit and the high-frequency circuit.

Abstract

Es wird eine Dipolantenne vorgeschlagen, die in ein Isolierstoffgehäuse (10) aufweisenden Funkgeräten untergebracht werden kann. Die Dipolantenne wird durch in zwei voneinander isolierte Bereiche aufgeteilte Leiterbahnen und -flächen (12, 13) einer Leiterplatte (11) der Funkgeräteschaltung sowie die darauf befindlichen Baustufen (14, 15) gebildet. Beide Dipolhälften sind durch einen Dipol-Abstimmkreis (29) miteinander verbunden. Die Leitungsbahnen (23,26,27) der Funkgeräteschaltung sind an einer Stelle unterbrochen, an der möglichst wenig Leitungsbahnen aufgetrennt werden müssen. Die Unterbrechungsstellen sind durch hochohmige Widerstände (22) überbrückt.

Description

    Stand der Technik Die Erfindung geht von einer Dipolantenne nach der Gattung des Anspruchs 1 aus.
  • Es ist eine Dipolantenne für ein tragbares Funkgerät bekannt (DE-OS 19 33 150), die erstens ein Gerätegehäuse aus leitendem Material voraussetzt, weil ein Teil des Gehäuses zur Bildung der Antenne benötigt wird, und die zweitens eine Leiteranordnung aufweist, die den Platz für andere elektrische Bauteile verringert.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Dipolantenne mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die gesamte Innenfläche des Funkgerätes für die Bildung der Antenne ausgenutzt werden kann. Als weitere Vorteile sind anzusehen, daß die Antenne weitgehend unempfindlich gegenüber Körperberührung ist und daß keine Bedämpfung des Dipols durch elektrische Bauteile und deren Abschirmung auftritt, weil diese Bauteile selbst einen Bestandteil der Antenne bilden. Darüber hinaus hat ein mit der erfindungsgemäßen Dipolantenne ausgerüstetes Funkgerät, das vorzugsweise in einem Frequenzbereich zwischen 80 MHz und 1 GHz arbeitet, eine vergleichsweise hohe Empfindlichkeit.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Dipolantenne möglich. Besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Dipolantenne, bei der die elektrische Trennung zwischen beiden Dipolhälften schaltungstechnisch derart gewählt ist, daß eine geringstmögliche Zahl von Leiterbahnen unterbrochen wird. Auf diese Weise werden die Herstellung der Dipolantenne vereinfacht und elektrische Störungen vermieden.
  • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dipolantenne für einen Funkempfänger,
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung der Gleichstromversorgung für die Baustufen des Funkempfängers gemäß Fig. 1 und
    • Fig. 3 eine unmaßstäbliche Schnittansicht einer Leiterplatte mit einer Spule, die zu einem Dipol- - Abstimmkreis gehört.
    Beschreibung der Erfindung
  • In Fig. 1 bezeichnet eine strichpunktierte Linie ein Isolierstoffgehäuse 10 eines beispielsweise in der Hand oder am Körper zu tragenden Funkempfängers. Das Gehäuse enthält eine Leiterplatte 11, das ist eine kupferkaschierte Isolierstoffplatte mit Leiterbahnen und Leiterflächen 12, 13 sowie mit diversen Baustufen und Bauelementen des Funkempfängers. Im einzelnen sind auf der Leiterplatte 11 ein Hochfrequenzverstärker 14, ein Demodulator 15, ein Niederfrequenzverstärker 16 und gegebenenfalls ein Lautsprecher 17 angeordnet.
  • Als Antenne dienen zwei elektrisch gegeneinander isolierte Dipolhälften 18 und 19, bestehend aus den durch einen Spalt 20 voneinander getrennten Leiterflächen 12 und 13, das sind vorzugsweise Abschirmflächen, in Verbindung mit den im Bereich der Leiterflächen 12 bzw. 13 angeordneten Baustufen und Bauelementen sowie mit gegebenenfalls auf der Rückseite der Leiterplatte vorhandenen Leiterbahnen 28 (Fig. 3). Eventuell vorhandene Abschirmgehäuse der Baustufen tragen ebenfalls zur Bildung der Dipolhälften bei.
  • Die obere Leiterfläche 12 der ersten Dipolhälfte 18 steht über einen Koppelkondensator 21 mit einem ersten Eingang des Hochfrequenzverstärkers 14 in Verbindung, dessen zweiter Eingang unmittelbar auf dem Potential der unteren Leiterfläche 13 liegt.
  • Außer der elektrischen Trennung der Leiterflächen 12, 13 ist auch eine elektrische Trennung der Funkgeräteschaltung erforderlich. Die Trennung erfolgt beispielsweise zwischen dem Ausgang des Demodulators 15 und dem Eingang des NF-Verstärkers 16, wenn die Aufteilung wie in Fig. 1 vorgenommen ist, das heißt wenn Hochfrequenzverstärker 14 und Demodulator 15 in dem zu der Leiterfläche 13 und NF-Verstärker 16 und Lautsprecher 17 in dem zu der Leiterfläche 12 gehörenden Bereich der Leiterplatte 11 angeordnet sind. Eine elektrische Überbrückung erfolgt über einen hochohmigen Widerstand 22. In Fig. 1 ist die elektrische Trennung der Leitung 23 zwischen Demodulator 15 und NF-Verstärker 16 symbolisch durch Kontakte 24, 25 angedeutet.
  • Die Leitung 23 befindet sich ebenso wie weitere Leitungen, zum Beispiel die Leitungen 26 und 27, als Leitungsbahnen auf der Rückseite der Leiterplatte, auf der alle Leitungsbahnen, die den Bereich des Spaltes 20 überqueren, unterbrochen und durch hochohmige Widerstände überbrückt sind.
  • Ein Dipol-Abstimmkreis 29, das ist zum Beispiel ein Parallelresonanzkreis, verbindet die beiden Leitungsflächen 12 und 13 elektrisch. In Fig. 1 ist durch gestrichelte Linien eine Batterie 30 angedeutet, deren metallisches Gehäuse 31 über Leitungen 32 mit der Leiterfläche 13 verbunden ist, so daß das Batteriegehäuse einen Teil der unteren Dipolhälfte 19 bildet.
  • Die elektrische Stromversorgung für die Baustufen erfolgt gemäß Fig. 2 in der Weise, daß zum Beispiel der Pluspol 33 der Batterie 30 mit einem ersten gegenüber den beiden Leiterflächen 12, 13 isolierten Lötstützpunkt 34 verbunden ist. Den ersten Lötstützpunkt verbindet-eine Spule 35 mit einem zweiten innerhalb der Leiterfläche 12 isoliert angeordneten Lötstützpunkt 36. Der erste Lötstützpunkt 34 ist über einen ersten Kondensator 37 mit der Leiterfläche 13 und der zweite Lötstützpunkt 36 über einen zweiten Kondensator 38 mit der Leiterfläche 12 leitend verbunden. An dem ersten Lötstützpunkt 34 wird das positive Potential für den im Bereich der Leiterfläche 13 untergebrachten Schaltungsteil und an dem zweiten Lötstützpunkt 36 das positive Potential für den im Bereich der Leiterfläcne 12 untergebrachten Schaltungsteil abgenommen. Der Minuspol 39 der Batterie 30 ist unmittelbar mit der Leiterfläche 13 verbunden. Die Leiterfläche 12 bekommt das negative Potential über eine Spule 40 des Dipol-Abstimmkreises 29 zugeführt.
  • Die Spulen 35 und 40 können gemeinsam auf einem auf der Leiterplatte befestigten Spulenkörper 41 angeordnet sein, wobei es unter Umständen vorteilhaft sein kann, beide Spulen als Bifilarspule zu wickeln. Die Bifilarspule ergibt dann eine einwandfreie Trennung von Gleichstromkreis und Hochfrequenzkreis.

Claims (5)

1. Dipolantenne für tragbare Funkgeräte mit einem Isolierstoffgehäuse, in welchem eine mit Hochfrequenz-und Niederfrequenz-Baustufen bestückte Leiterplatte untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen und -flächen (12, 13) sowie die Baustufen (14, 15) auf zwei voneinander isolierte, je eine Dipolhälfte (18, 19) bildende Bereiche aufgeteilt sind., daß die Leiterflächen der Dipolhälften über.einen Dipol-Abstimmkreis (29) und die Baustufen des einen Bereiches mit den anderen Baustufen des anderen Bereiches über hochohmige Widerstände (22) oder hochohmige Impedanzen elektrisch verbunden sind.
2. Dipolantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Trennung zwischen den beiden Dipolhälften (18, 19) scnaltungstechnisch derart gewählt ist, daß eine geringstmögliche Zahl von Leiterbahnen unterbrochen wird.
3. Dipolantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung zwischen dem Ausgang des Demodulators (15) und dem Eingang des Niederfrequenzverstärkers (16) erfolgt.
4. Dipolantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pluspol (33) der Batterie (30) mit einem innerhalb einer Dipolhälfte (19) isoliert angeordneten ersten Lötstützpunkt (34) verbunden ist, der über eine Spule (35) mit einem innerhalb der-anderen Dipolhälfte (18) isoliert angeordneten zweiten Lötstützpunkt (36) verbunden ist, daß der Minuspol (39) der Batterie mit einer Leiterfläche (13) der einen Dipolhälfte (19) unmittelbar und mit einer Leiterfläche (12) der anderen Dipolhälfte (18) über die Spule (40) des Dipol-Abstimmkreises (29) leitend verbunden ist.
5. Dipolantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (40) des Abstimmkreises (29) und die Spule (35) zwischen den beiden Lötstützpunkten (34, 36) bifilar gewickelt sind.
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