EP0652645A1

EP0652645A1 - Funkgerät mit einer Antenne

Info

Publication number: EP0652645A1
Application number: EP94202861A
Authority: EP
Inventors: Peter C/O Philips Patentverwaltung Gmbh Fischer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH; Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Electronics NV
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1993-10-09
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1995-05-10
Also published as: KR950012799A; JPH07177053A; DE4334439A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Funkgerät mit einer Antenne. Zur Vermeidung von gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch elektromagnetische Strahlungen für Benutzer von tragbaren Funkgeräten schlägt die Erfindung vor, daß bei einem tragbarem Funkgerät im wesentlichen paralell zu der Antennenachse ein weiteres Antennenelement angeordnet ist, welches im Betrieb des Funkgerätes dem Kopf eines Benutzers des Funkgerätes zugewandt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funkgerät mit einer Antenne.
Tragbare Funkgeräte werden mittlerweile in einer so kleinen Bauform realisiert, daß sowohl elektroakustische Wandler wie Mikrofon und Hörkapsel, als auch Hochfrequenzsender und Antenne in ein und dem selben Gehäuse angeordnet werden können. Bei Benutzung eines solchen kleinen tragbaren Funkgerätes befindet sich beim bestimmungsgemäßen Gebrauch die Antenne des Funkgerätes in der Nähe des Kopfes des Benutzers. In letzter Zeit häufen sich jedoch die Besorgnisse, daß die Ausstrahlung elektromagnetischer Felder in unmittelbarer Nähe des Kopfes eines Benutzers eines solchen tragbaren Funkgerätes zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen könnte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Funkgerät der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die Gefahr von gesundheitlichen Beeinträchtigungen gering sein soll.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem tragbarem Funkgerät im wesentlichen paralell zu der Antennenachse mindestens ein weiteres Antennenelement angeordnet ist, welches im Betrieb des Funkgerätes dem Kopf eines Benutzers des Funkgerätes zugewandt ist.
Dieses zusätzliche Antennenelement kann beispielsweise als passiver Reflektor oder beispielsweise auch als phasenrichtig aktiv gespeistes Element (zum Beispiel wie bei der als HB9CV-Antenne bekannten Antennenform) ausgeführt sein. Mit einem derartigen Antennenelement wird erreicht, daß die Abstrahlung von elektromagnetischer Energie in Richtung des Kopfes des Benutzers vermindert wird. Im Gegensatz zu Abschirmungsmaßnahmen, die zu einer Dämpfung des Hochfrequenzfeldes führen würden, ergibt sich bei dieser Lösung ein asymetrisches horizontales Strahlungsdiagramm der Antenne mit einer dem Kopf des Benutzers abgewandten Keule. Mit dem asymetrischen Hochfrequenzfeld kann sogar in den Richtungen, die dem Kopf des Benutzers abgewandt sind, bei gleicher Senderleistung eine höhere Feldstärke erzielt werden. Im Gegensatz zu Abschirmmaßnahmen kann auf diese Weise die Sendeenergie reduziert werden, so daß mit dieser Maßnahme bei gleicher Kapazität der Stromversorgung auch die Standzeit der als Stromversorgung benutzten Batterie bzw. des Akkus verlängert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antenne auf der dem Benutzer abgewandten Gehäuseseite montiert. Auf diese Weise erhält man zum einen einen größeren Abstand zwischen Antenne und Kopf des Benutzers.
Bereits ein nur stabförmig ausgebildetes Antennenelement führt zu einer meßtechnisch erfaßbaren Verringerung der in Richtung des Kopfes des Benutzers abgestrahlten Energie. Die mechanische Festigkeit von Antenne und Antennenelement kann durch eine gemeinsame Abdeckung in vorteilhafter Weise erhöht werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Antenne von einer Abdeckung umfaßt ist, wobei das aus leitfähigem Material gebildete Antennenelement als Teil dieser Abdeckung ausgebildet ist. Das Antennenelement kann als Teil der Abdeckung besonders preiswert ausgeführt werden, beispielsweise als eine Metallisierung der inneren Wandung der Abdeckung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Handfunkgeräts in der Seitenansicht mit zugehörigem Benutzer,
Fig. 2: die Oberseite des in Fig. 1 dargestellten Handfunkgerätes,
Fig. 3: eine prizipielle Darstellung eines Antennenstrahlungsdiagramms,
Fig. 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Handfunkgerätes in der Seitenansicht und
Fig. 5: die Oberseite des in Fig. 4 dargestellten Handfunkgerätes.

Figur 1 zeigt ein tragbares Funkgerät 1 (= Handfunkgerät) und dessen Position in Gebrauchslage zum Kopf 7 eines Benutzers. Die Gebrauchslage wird bestimmt durch Schallaustrittsöffnungen 5 eines Lautsprechers, die zum Ohr des Benutzers ausgerichtet sind und Schalleintrittsöffnungen 6 für ein Mikrofon, welche zum Mund des Benutzers ausgerichtet sind. Besonders kleine tragbare Funkgeräte sind so ausgebildet, daß in Gebrauchslage das Funkgerät so gehalten wird, daß die Schallaustrittsöffnungen am Ohr des Benutzers anliegen. Abweichend von dieser Darstellung sind vor allem etwas größere tragbare Funkgeräte so ausgebildet, daß sie vom Benutzer vor dessen Kopf gehalten werden.
Unabhängig ob sich in Gebrauchslage das Funkgerät freitragend vor dem Kopf des Benutzers befindet oder wie in Figur 1 seitlich am Kopf des Benutzers, das heißt am Ohr des Benutzers anliegt, existiert somit immer eine Gehäuseseite bzw. eine oberste Kante der Gehäusefläche, die in Gebrauchslage dem Kopf des Benutzers am nächsten steht. Diese Gehäusefläche, beziehungsweise Gehäusekante wird im folgenden als die beim Betrieb des Funkgerätes 1 dem Kopf 7 des Benutzer zugewandte Gehäuseseite 4 bezeichnet. Die dieser Gehäusefläche, beziehungswiese Gehäusekante gegenüberstehende Gehäuseseite hat zum Kopf des Benutzers den weitesten Abstand und wird im folgenden daher als die dem Kopf 7 des Benutzers abgewandte Gehäuseseite 8 bezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel ist die Antenne 2 auf der in Gebrauchslage nach oben zeigenden Gehäusefläche auf der dem Benutzer 7 abgewandten Gehäuseseite 8 angebracht. Zwischen dem Fußpunkt der Antenne 2 und der dem Kopf 7 des Benutzers zugewandten Gehäuseseite 4 ist paralell zur Antenne 2 ein elektrisch leitfähiger Stab, d.h. ein weiteres Antennenelement 3 als Reflektor angeordnet, das kleiner oder gleich lang wie die Antenne 2 selbst ausgebildet sein kann. Durch den Reflektor 3 wird die Strahlungscharakteristik der Antenne 2 derart verbogen, daß der Kopfbereich des Benutzers 7 von elektromagnetischer Strahlung weitestgehend freigehalten wird (vgl. Fig. 3). Hierdurch kann eine Ausstrahlung elektromagnetischer Felder in Richtung des Kopfes 7 des Benutzers des Funkgeräts 1 vermieden oder zumindest deutlich verringert werden.
Bei dem in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Antenne 2 und Reflektor 3 von einer gemeinsamen Abdeckung 9, die beispielsweise aus Kunsstoff besteht, umhüllt. Hierdurch brauchen an den Reflektor 3 selbst keine hohen mechanischen Ansprüche gestellt werden, er kann also beispielsweise auch aus einem Metallflechtband gebildet werden, welches in die Abdeckung 9 eingegossen wird.
Fig. 2 zeigt die Oberseite des in Fig. 1 dargestellten Handfunkgerätes 1, wobei die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 angegebenen Bezugszeichen verwendet werden.
Fig. 3 zeigt eine prizipielle Darstellung eines Antennenstrahlungsdiagramms für ein in den Figuren 1 und 2 dargestelltes Funkgerät mit einer Antenne 2 und einem Antellenelement 3. Mit d ist der Abstand zwischen der Antenne 2 und dem Antennenelement 3 bezeichnet. Vorzugsweise liegt der Abstand d zwischen der Antenne 2 und dem Reflektor 3 in der Größenordnung von einer viertel Wellenlänge (λ/4) der Sendefrequenz.
Je nach verwendeter Sendefrequenz und angestrebter Baugröße des Funkgerätes 1 läßt sich unter Umständen nur ein Abstand d in der Größenordnung von einem zwanzigstel bis einem zehntel der Wellenlänge der Sendefrequenz erreichen. Aber auch bei diesen Abständen kann aufgrund des erzielbaren Vorwärtsgewinns der Antenne von 2dB - 3dB die Sendeleistung entsprechend reduziert werden, so daß die in Richtung des Kopfes 7 des Benutzers abgestrahlte elektromagnetische Energie entsprechend geringer ausfällt als gegenüber einer omnidirektional abstrahlenden Antenne.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, entsteht durch die Anordnung des weiteren Antennenelements 3 im Abstand d von der Antenne 2 ein Antennenstrahlungsdiagramm 11 mit einer herzförmigen Richtwirkung (Kardiode). Zum Vergleich ist ein Antennenstrahlungsdiagramm 12 einer omnidirektional abstrahlenden Antenne gegenübergestellt. Als Beispiel für einen bevorzugten Abstand d zwischen Antenne 2 und Antennenelemnet 3 ergeben sich für ein im 900 MHz-Band arbeitendes Funkgerät, wie es z.B. beim paneuropäischen GSM-System verwendet wird, für eine Wellenlänge von λ = 32 cm als mögliche Abstandswerte: λ/4 = 8 cm, 3/8λ = 12 cm und
λ/8 = 4 cm.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Handfunkgerätes in der Seitenansicht und Fig. 5 die Oberseite des in Fig. 4 dargestellten Handfunkgerätes. Dabei werden die bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 eingeführten Bezugszeichen verwendet. Auch bei dem in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Antenne 2 und Reflektor von einer gemeinsamen Abdeckung 9, die beispielsweise aus Kunsstoff besteht, umhüllt. Der Reflektor wird beispielsweise bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Metallflechtband 10 gebildet, welches in die Abdeckung 9 eingegossen wird. Die Abdeckung 9 kann beispielsweise auch durch Aufdampfung einer Metallschicht 10 als Reflektor, mit einer elektrisch leitfähigem Fläche beschichtet sein. Wie in Figur 4 und 5 dargestellt, wird eine solche Beschichtung 10 an der Innenseite der hohlen Abdeckung 9 aufgebracht, da die Beschichtung so besser gegen Abrieb geschützt ist.
Ein weiterer Vorteil einer solchen Abdeckung 9 ist, daß sie lösbar ausgeführt werden kann. Auf diese Weise kann das Funkgerät 1 einfach durch Aufsetzen der Abdeckung 9 auf die Antenne 2 auf einfache Weise auch erst nachträglich mit einem Reflektor 10 ausgerüstet werden.

Claims

Funkgerät mit einer Antenne,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem tragbarem Funkgerät (1) im wesentlichen paralell zu der Antennenachse (2) mindestens ein weiteres Antennenelement (3, 10) angeordnet ist, welches im Betrieb des Funkgerätes dem Kopf (7) eines Benutzers des Funkgerätes (1) zugewandt ist.
Funkgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weitere Antennenelement (3, 10) zur Reduzierung einer Ausstrahlung elektromagnetischer Felder in Richtung des Kopfes (7) eines Benutzers des Funkgeräts (1) vorgesehen ist.
Funkgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antenne (2) auf der dem Benutzer abgewandten Gehäuseseite (8) montiert ist.
Funkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Antennenelement (3) stabförmig ausgebildet ist.
Funkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß Antenne (2) und Antennenelement (10) von einer gemeinsamen Abdeckung (9) umfaßt sind, wobei das Antennenelement (10) als Teil der Abdeckung ausgebildet ist.
Funkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weitere Antennenelement (10) als aus leitfähigem Material gebildetes Teil einer Abdeckung (9) für die Antenne (2) ausgebildet ist.
Funkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Antennenelement (3) als passiver Reflektor ausgebildet ist.
Funkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Antennenelement (3) als aktiv gespeistes Antennenelement ausgebildet ist.
Abdeckung (9) für die Antenne (2) eines Funkgeräts (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung (9) ein weiteres Antennenelement (10) enthält, das zur Vermeidung einer Ausstrahlung elektromagnetischer Felder in Richtung des Kopfes (7) eines Benutzers des Funkgeräts (1) vorgesehen ist.
Abdeckung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weitere Antennenelement (10) als aus leitfähigem Material gebildetes Teil der Abdeckung (9) für die Antenne (2) ausgebildet ist.