EP1472758A2 - Radio communication device and printed board comprising at least one current-conducting correction element - Google Patents

Radio communication device and printed board comprising at least one current-conducting correction element

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Publication number
EP1472758A2
EP1472758A2 EP03708013A EP03708013A EP1472758A2 EP 1472758 A2 EP1472758 A2 EP 1472758A2 EP 03708013 A EP03708013 A EP 03708013A EP 03708013 A EP03708013 A EP 03708013A EP 1472758 A2 EP1472758 A2 EP 1472758A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
communication device
radio communication
correction element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03708013A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin OELSCHLÄGER
Thorsten Kowalski
Michael Schreiber
Martin Weinberger
Stefan Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1472758A2 publication Critical patent/EP1472758A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • 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
    • 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
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    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/005Patch antenna using one or more coplanar parasitic elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Definitions

  • the invention relates to a radio communication device with at least one printed circuit board accommodated in a housing of predetermined longitudinal and transverse dimensions, and with at least one antenna for emitting and / or receiving electromagnetic radio radiation fields, which is coupled to this printed circuit board.
  • the object of the invention is to show a way in which a radio communication device can be set in an improved, controlled manner with regard to its electromagnetic radiation characteristic.
  • This object is achieved in a radio communication device of the type mentioned at the outset by coupling at least one additional, current-conducting correction element to the circuit board in this way. pelt and is designed that for an electrical current caused on the printed circuit board by electromagnetic radio radiation fields of the antenna, a targeted, fictitious current path extension is effected while at the same time largely maintaining the specified longitudinal and transverse dimensions of the printed circuit board.
  • the extension of the current path on the printed circuit board with the aid of the additional, current-conducting correction element makes it possible in particular to influence the local current distribution there in such a way that any local maximum of the electrical current or a related magnetic field is shifted to a less critical device area and / or can be reduced.
  • the SAR distribution can be made by at least one such additional correction element as a whole, at least more uniform or homogeneous compared to the SAR distribution of the same printed circuit board without a correction element.
  • an improvement in the antenna impedance matching of the respective radio communication device and thus also an improved power radiation can be achieved in an advantageous manner, which is particularly advantageous with small, relatively compact device dimensions.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the printed circuit board and the radio antenna of a conventional mobile radio device coupled to it
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the local distribution of the electrical current effective for the SAR effect, which approximately flows during operation of the mobile radio device along the longitudinal extent of the printed circuit board of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows schematically in a spatial representation a printed circuit board for a radio communication device, to which, in addition to the printed circuit board of FIG. 1, a correction element that extends the current path according to the invention is coupled,
  • FIG. 4 shows the local distribution of the electrical current flow along the longitudinal extent of the printed circuit board from FIG. 3 with the additionally coupled, current path-extending correction element,
  • FIGS 5 with 7 in a schematic representation of further exemplary embodiments of correction elements according to the invention, each of which Printed circuit board of a radio communication device are coupled,
  • FIGS. 8, 9 each show the current flow profile along the longitudinal extent of the printed circuit board from
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a radio communication device according to the invention with a printed circuit board and with the additional, current path-extending correction element according to FIG. 9 when used as intended on the head of a user, and
  • Printed circuit board with a modified correction element coupled according to the invention for virtual current path extension Printed circuit board with a modified correction element coupled according to the invention for virtual current path extension.
  • FIG. 1 shows schematically in a spatial representation a printed circuit board LP, as it is usually housed in the housing of a radio communication device such as a mobile phone or cordless phone.
  • a radio communication device such as a mobile phone or cordless phone.
  • FIG. 10 for example, such a printed circuit board LP is provided in the interior of the housing GH of a mobile radio device MP, which is shown schematically there in side view when it is used as intended on the head HE of a user.
  • the mobile radio device MP is preferably designed as a mobile radio telephone, which in particular according to the GSM (Global System for Mobile Communicati- ons), IS95, IS136, IS2000, DCS1900, GPRS (General Packet and Radio Service), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) standard.
  • GSM Global System for Mobile Communicati- ons
  • IS95, IS136, IS2000, DCS1900 General Packet and Radio Service
  • GPRS General Packe
  • It is preferably dimensioned such that it is portable for a user and can therefore be with the user at changing locations in the radio cells of such radio communication systems.
  • it may also perform the function of transmitting other messages, such as data, images, fax messages, emails, or the like.
  • a printed circuit board according to FIG. 1 can also be integrated in the housing of another cordless telephone which processes its communication traffic by radio with a local base station or other subscriber devices.
  • cordless telephones currently preferably work according to the so-called DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) or Bluetooth standard.
  • the printed circuit board LP of FIG. 1 essentially has a flat, rectangular cuboid shape, ie its four side edges SRL, SRR, SRO, SRU, when put together, form the outer contour of a rectangle, the longitudinal extent of which is greater than its width.
  • Their spatial geometric relationships are illustrated by the fact that the coordinates X, Y and Z of a Cartesian coordinate system are also shown in FIG. 1.
  • the X coordinate extends along the long sides SRL, SRR of the printed circuit board LP, while the Y direction runs parallel to the broad sides SRO, SRU of the printed circuit board LP.
  • the component placement area BF of the printed circuit board LP is therefore essentially in the X, Y plane.
  • the Z direction is assigned to the height or thickness H of the printed circuit board LP with its various components such as high-frequency module HB1 and evaluation / control module HB2.
  • the rectangular shape of the printed circuit board is preferably suitable for installation in a flat, essentially cuboid housing.
  • the printed circuit board can also have other outer contours, which as a rule are expediently chosen to be adapted to the respective geometrical shape of the housing of the respective radio communication device.
  • the printed circuit board LP of FIG. 1 has a high-frequency module HB1 with a coupled antenna ATI in the area of the upper half of its longitudinal extent.
  • the high-frequency assembly HB1 is only indicated by a dashed frame.
  • the transmit / receive antenna ATI is connected to the high-frequency module HBl for energy supply, in particular power supply, and radio signal control via an electrical contact line COA ("hot conductor").
  • a ground surface can be formed, for example, by the metallic housing cover or the shielding cover of the high-frequency module HB1 or by a conductive layer that covers the entire surface on the upper or lower side of the printed circuit board, or as an intermediate layer in the
  • the contact lines are expediently designed in such a way that the antenna ATI is attached to the printed circuit board LP with sufficient mechanical stability and thus maintains its predetermined position or position as permanently as possible n be shaped like a web, so that they each take over, individually or together, a type of flange function for mechanically fixing the antenna ATI to the printed circuit board.
  • the antenna ATI is coupled mechanically and electrically to the upper end face or broad side SRO of the printed circuit board LP with the aid of these contact lines COA, KS1.
  • the antenna ATI is designed as a planar antenna. It has an approximately rectangular shape. It is positioned with the help of the mechanical connecting webs COA, KS1, starting from the upper side edge SRO of the printed circuit board LP, into a spatial area which is enclosed by the four side edges SRL, SRR, SRO, SRU along the surface normal in the Z direction.
  • the imaginary orthogonal projection of the antenna onto the component placement area of the printed circuit board LP thus lies essentially within the boundary area BF spanned by the side edges SRL, SRR, SRO, SRU of the printed circuit board LP.
  • the antenna ATI is inclined or bent in the direction of the printed circuit board LP with the aid of the connecting webs such that it lies like a further layer above and / or below the plane of the printed circuit board LP within the space area delimited by its four side edges.
  • This antenna arrangement allows particularly compact or small device dimensions to be realized in an advantageous manner.
  • the electrically effective total current I (X) is plotted along the abscissa, which adds up or integrates in total at each longitudinal position position X of the printed circuit board LP over its total cross-sectional width B in the X and thus longitudinal direction of the board. It is assumed that the cause of this electrical current flow with a preferred direction in the X direction is H fields, ie magnetic fields, which arise locally in the vicinity of the antenna ATI during its operation.
  • the electrical field has a maximum at the lower side edge or at the free end SRU opposite the antenna. Due to the geometric relationships of the printed circuit board LP in the form of an elongated rectangle, along the central longitudinal axis ML occurs approximately in the center MI of the printed circuit board LP, i.e. that is, in the area of the intersection their diagonals, in the case of the resultant being integrated over the cross-section width B, respectively
  • Total current I (X) has the largest effective current amplitude for the SAR effect.
  • the component of the current flow strength in the X direction in the region along the two longitudinal edges SRL, SRR is higher than along the center line ML; the current intensity distribution at the longitudinal edges SRL, SRR is essentially axially symmetrical to the central longitudinal axis ML.
  • This current distribution leads to an H field effective or resulting for the SAR effect, to which the total current I (X) - as shown in FIG. 2 - with a main concentration along the central longitudinal axis ML can be assigned.
  • a measurement method which is described in detail in the European standard proposal EN50361, is preferably used to determine the SAR values of mobile radio devices or, in general terms, of radio communication devices as a measure of the thermal heating of a specific tissue volume area. It searches for the location of the highest thermal load of the respective user. The SAR value then results from an integration over a certain standardized tissue volume where the mobile radio device MP is placed on the head HE of the respective user when it is used as intended (cf. FIG. 10).
  • the printed circuit board acts as a kind of ⁇ / 4 antenna that complements the ATI antenna.
  • FIG. 2 shows the local distribution I (X) of the current flow effective for the SAR effect along the longitudinal extent X of the printed circuit board LP.
  • the near range is the local range that is below the distance 2 D 2 / ⁇ ( ⁇ is the wavelength; D is the length of the device).
  • is the wavelength
  • D is the length of the device.
  • the wavelength ⁇ is approximately 35 cm.
  • PCN Principal Commercial Network
  • E-Netz Principal Network
  • the wavelength ⁇ is approximately 15 cm. While the penetration depth of the electromagnetic near field of about 6 cm is to be expected in the GSM radio system due to the local power distribution on the printed circuit board, and about 5 cm for the PCN network, the penetration depth of the near field for a UMTS mobile radio device is based on the local area Current distribution on the main board around 2 to 4 cm. The lower the local penetration depth into the tissue, the higher the measured SAR value can be with the same assumed transmission power of the antenna, since the higher the electromagnetic field density per given tissue volume, the greater the current that flows and thus a higher field concentration is caused. It is now desirable to adjust electromagnetic radiation fields, in particular the H field in the close range of the respective radio communication device, and / or electrical currents resulting from them, in a more controlled manner with regard to their local distribution.
  • FIG. 3 shows schematically a first exemplary embodiment of a correction element according to the invention for virtually extending the current path on the printed circuit board LP of FIG. 1.
  • This first correction element is designated KV1 in FIG. 3. It is attached to the narrower - here lower - side edge SRU of the printed circuit board LP, which is opposite the other, narrower - here upper - side edge SRO with the coupling of the antenna ATI. It is essentially U-shaped. It has a web element KV1 or KV2 on both the upper side and the lower side of the printed circuit board LP, which is essentially vertical, ie along the surface normal Z of the upper and lower side of the printed circuit board LP.
  • These web elements KV1, KV2 are preferably mounted symmetrically with respect to the printed circuit board LP on its lower end face SRU. They preferably run essentially along the entire width B of the printed circuit board LP along its lower side edge SRU. This provides a largely ideal coupling of the web elements in terms of shaft resistance.
  • the second web elements PST1, PST2 are therefore essentially perpendicular to the cross webs KV1, KV2 of the width ZVB along the Z axis.
  • the correction element KV1 is coupled both mechanically and electrically to the printed circuit board LP. All in all, due to its U-profile shape, the correction element ZV1 sits roof-like on that end of the printed circuit board LP which is opposite the opposite side of the printed circuit board SRO with the antenna coupling. This roof-like covering of the printed circuit board LP by the correction element KV1 forms together with the antenna ATI at the other end of the printed circuit board LP a kind of roof capacitance.
  • This overall structure with the printed circuit board LP, the antenna ATI coupled to it and the correction element ZV1 also connected to the printed circuit board represents a kind of short rod antenna from the electrical point of view, which has plate-shaped electrodes or capacitor surfaces in the form of the antenna ATI and at its ends the correction element ZVl.
  • the effect of the correction element ZV1 as additional end capacitance electrically extends the printed circuit board LP, ie virtually, electrically, so that a total current effective for the SAR effect on the printed circuit board LP, possibly caused by electromagnetic radio radiation fields of the antenna ATI I (X) can provide a targeted electrical current path extension. This is because any electrical sum current flowing along the longitudinal extent of the printed circuit board LP - and here in the exemplary embodiment of FIG.
  • the correction element ZV1 ensures a path extension by ZVB in each case in the Z direction on account of the respective cross web KVl, KV2 and in total by the further path length ZVL in the X direction through the respective web element PST1 or PST2.
  • the first approximation in particular, is dominant for the electrical path extension, in particular the mechanical routing of the respective correction element, starting from its coupling region on the printed circuit board LP to its front end, measured in the imaginary, unfolded, that is to say flat, state of the correction element.
  • the correction element continues, so to speak, the longitudinal extension of the printed circuit board, but not in the original position plane of the printed circuit board, but into a spatial area that is delimited by the four side edges of the printed circuit board and lies above and / or below the boundary surface BF of the printed circuit board.
  • the achievable path length is given by the total folding length of the correction element ZV1 in the X and Z directions, that is to say in total by the path sections ZVB and ZVL.
  • FIG. 4 schematically shows the local current distribution along the longitudinal extent of the printed circuit board from FIG. 3, ie in the X direction, when the additional correction element ZV1 is attached to the printed circuit board LP.
  • the current flow is only interrupted at the open end of the additional element ZV1, so that the total current level is essentially equal to 0 only there.
  • the total current level I (X) along the extension path WV is additionally shown in dash-dotted lines in FIG.
  • the virtual, electrical current path extension such as WV which results from the additional coupling of the correction element such as ZVl along the longitudinal extent, here in the exemplary embodiment in the X direction, results in particular from the sum of the path lengths of the correction element in the Z. -, X-plane determined.
  • the total area formed by the respective correction element can also influence the resulting total current length. This is because the larger the provided area of the correction element, the greater the capacitive charging possibility and thus the possible current harmonization on the printed circuit board. It is also conceivable to split the current distribution into two or more maxi a on the circuit board.
  • the correction element such as ZV1 can expediently be formed in one piece. For this purpose, it can preferably be produced by bending or folding from an originally flat, current-conducting element.
  • a respective correction element such as ZVl is preferably at least one electrically conductive element, advantageously a single or multi-layer, electrically conductive sheet, coating element, a single or multi-layer film, and / or another electrically conductive surface element or structural element. If necessary, it may also be sufficient to provide one or more electrically conductive wires as the correction element.
  • a virtual current path extension along the longitudinal extent of the printed circuit board can also already be brought about by a correction element which is not coupled over the entire broad side of the printed circuit board LP to the end face opposite the antenna, but rather is formed by a strip-shaped, electrically conductive element, the width of which is considerably narrower is chosen as the width 'of the printed circuit board LP.
  • a correction element is shown schematically in FIG. 5 in a spatial representation. It is labeled ZV2. So that the greatest possible current path extension can be fictitiously provided in the X direction, that is to say along the longitudinal extent of the printed circuit board LP, the strip-shaped correction element ZV2 is meandering in the X, Y plane.
  • the correction element ZV2 can be coupled to the printed circuit board LP in particular in a simple manner by bending or bending over a partial section of the board ground plane.
  • the meandering correction element ZV2 is preferably along an end section by approximately 90 ° with respect to its other essentially flat surface. kinked or bent. This coupling section is designated KV2 in FIG.
  • the correction element ZV2 extends with its electrically conductive, essentially planar surface for the most part in a plane that is essentially parallel to the plane of the printed circuit board LP.
  • a desired extension of the current path can be chosen by selecting the meandering shape accordingly, ie by selecting the number of meandering windings and / or selecting the length of those sections of the correction element ZV2 which essentially run in the longitudinal direction X or transverse to it in the Y direction of the printed circuit board LP be controlled in a controlled manner.
  • a desired current path extension for a printed circuit board of a given length and width to be maintained can be provided in a targeted manner in that one or more correction elements are additionally coupled to the printed circuit board in such a way that this correction element only extends into a space above and / or extends below the circuit board, which is limited by the side edges of the circuit board.
  • the correction element can in particular be one or more folds in one or more
  • Correction element ZV6 is an integral part of the board ground area of a printed circuit board LP * with an originally rectangular outer contour. A part of the ground area of the printed circuit board LP * on the front side SRU of the printed circuit board opposite the antenna ATI is designed separately from the latter in the same position level that it acts as an extension of the current path.
  • the correction element ZV6 has its meandering shape due to successive 90 ° bends or rectangular zigzag bends of web sections.
  • This meandering correction element KV6 can be produced in particular by punching out or cutting out the originally rectangular printed circuit board LP from FIG.
  • the correction element ZV6 is preferably provided in a corner region of the lower face of the circuit board SRU, which is arranged obliquely, in particular diagonally offset, to the antenna coupling in the corner region of the upper, opposite end face SRO. Because this largely diagonal path between the antenna ATI and the free end FE of the correction element ZV6 is the greatest possible virtual path extension for the in terms of
  • the current path can be set in a controlled manner by folding the respective correction element within the printed circuit board assembly area and / or above the printed circuit board top and / or printed circuit board underside.
  • a meandering shape ie through a shaping of the correction element, in which a partial section with extension in the longitudinal direction of the printed circuit board alternates with a section transverse, in particular orthogonal, to the longitudinal extension of the printed circuit board, and in each case two such successive partial sections unite Include non-zero angles between them, in particular offset by approximately 90 °
  • the length of the correction element in the X direction can be relatively short hold. Because of the zigzag shape, more run length can be achieved for the electric current compared to a correction element with a straight strip shape.
  • the maximum possible current path on the printed circuit board LP * from FIG. 11 begins in the area of the antenna ATI and ends at the free end FE of the correction element ZV6 after passing through its meandering turns.
  • circuit board LP has an antenna protruding outwards along its longitudinal extension in a corner area of its front end, e.g. Coupled AT2 in Figure 5, it is expedient to mechanically and electrically attach the correction element relative to the antenna on the printed circuit board in such a way that it provides a current path extension essentially along the dash-dotted diagonals DIG from the corner area of the antenna to the diametrically opposite corner area of the correction element ZV2 (see Figure 5). In Figure 5, this diagonal DIG is also shown in dash-dotted lines. It describes the current path, which an electrical current on an essentially rectangular printed circuit board such as LP of Figure 5 can travel a maximum.
  • the antenna AT2 is designed in FIG. 5 as a rod antenna projecting outwards.
  • Such a meandering correction element preferably has a longitudinal extent between 1 cm and 4 cm.
  • FIG. 7 A correction element is shown in FIG.
  • the ZV7 is coupled to the right-hand side SRR in the area of the corner ECK, which is approximately diagonally opposite the antenna ATI.
  • This correction element ZV7 has a first sub-element WT, which is fixed essentially orthogonally with respect to the boundary surface BF on the longitudinal side edge SRR.
  • a second sub-element DAC which is bent approximately 90 ° with respect to the first sub-element WT and protrudes into the boundary surface, or forms its edge. It is thus arranged at a vertical distance from the printed circuit board assembly surface and, as a roof-like partial cover, runs essentially parallel to the latter.
  • the first and second sub-elements WT, DAC can be formed as a single component, ie in one piece.
  • the hook-like or elbow-type correction element KV7 can be produced, for example, by bending an originally planar, electrically conductive element such as copper sheet.
  • a correction element can be formed by at least one side edge of the printed circuit board along a partial section or is bent or flanged accordingly over its entire length. It is particularly expedient that broadside - here in FIG. 12 SRU - to partially or completely pull up or bend, which is opposite to the front side of the printed circuit board with the antenna coupling.
  • FIG. 6 shows a further example of an artificial current path extension without widening or extending the printed circuit board in its position plane itself.
  • a so-called PIFA antenna Plant Inverted F antenna
  • PIF Planar Inverted F antenna
  • the PIFA antenna PIF is arranged at a distance from the plane of the printed circuit board LP. It is essentially planar, that is to say formed flat and aligned such that it lies essentially parallel to the position plane of the printed circuit board LP.
  • the PIFA antenna is attached in the area of the upper end SRO of the printed circuit board LP.
  • a ground plane ZV3 is arranged between the printed circuit board LP and the PIFA antenna PIF.
  • This ground plane ZV3 extends essentially parallel to the plane of the printed circuit board and the PIFA antenna. It has a transverse distance to the printed circuit board LP, ie a height D1 (preferably greater than 1 mm), and a transverse distance D2 to the PIFA antenna. Electrical and / or magnetic fields are formed between the PIFA antenna and the ground plane ZV3 arranged at a transverse distance from it, which can be decoupled into the spatial area.
  • the ground surface ZV3 is connected to the ground of the printed circuit board LP in the region of one of its front ends.
  • This ground coupling is designated KV3 in FIG. 6.
  • An artificial extension of the printed circuit board LP with regard to the available current path along its longitudinal extension can be provided in a simple manner by the length of the ground surface ZV3 of the PIFA antenna PIF, which is present anyway, being extended accordingly along the longitudinal extension of the printed circuit board LP. Since the PIFA antenna is arranged in two layers above the surface of the printed circuit board, Overall, a multi-layer structure, without the original circuit board size being increased in length and width, but is kept constant.
  • Figure 7 shows schematically in a spatial representation the circuit board LP of Figure 1 with a further correction element ZV4, which electrically extends the electrical current path along the longitudinal extent of the circuit board LP, ie here in the exemplary embodiment in the X direction along the long sides of the circuit board LP, without the change the original length and width of the circuit board.
  • the correction element ZV4 is now formed in that an electrically conductive coating is provided on the power supply unit, in particular battery unit AK.
  • a power supply unit is preferably designed to be rechargeable. It serves to supply the electrical components and conductor tracks on the printed circuit board LP with electrical current.
  • a metallization on the battery surface along an elongated rectangular strip can be provided as the electrically conductive coating ME.
  • This metallization layer is connected to the printed circuit board LP via an electrical contact KV4.
  • the electrical contact KV4 of the rectangular metallization path is preferably carried out in the region of the front end of the printed circuit board LP in order to achieve the longest possible run length for the current.
  • the maximum run length provided for any current that may flow in the X direction extends from that end area of the printed circuit board LP in which the transmitting / receiving antenna AT3 is coupled to the opposite end where the correction element ZV4 is electrically coupled is, plus the strip length of the correction element in the longitudinal direction X.
  • the antenna AT3 is designed as a planar antenna or flat antenna.
  • a slotted sheet or another electromagnetically conductive element is preferably used.
  • the antenna AT3 can be shaped such that it functions both as a dual-band and as a multi-band antenna for transmitting and receiving electromagnetic radio waves of different frequency ranges.
  • the antenna AT3 is supplied with current in the upper area of the printed circuit board LP via an electrical line SS.
  • Another area of the flat antenna AT3 is connected to the ground of the printed circuit board LP via an electrical contact MK.
  • the metallization ME on the battery unit AK has the effect that the printed circuit board LP of length L is additionally electrically virtually extended by the path length WV *.
  • the original dimensions of the printed circuit board LP in terms of length and width remain constant, since the additional extension WV * is achieved in that the additional current path extending conductor track ME is provided in a plane above the printed circuit board area itself.
  • the electrical connection or contacting of the metallization area ME to the mass of the printed circuit board LP can be produced, for example, via electrical wires, foils or other electrically conductive intermediate elements.
  • the metallization ME is applied to the outer surface of the approximately cuboidal battery unit AK only on a partial surface of the outer surface of the battery unit AK. It can also be expedient to apply the metallization ME to the entire top of the battery unit AK. In particular, one or more or all of the battery surfaces can be partially or completely coated with such a conductive coating.
  • FIGS. 8 and 9 each illustrate the desired shift of the so-called SAR hot spot, ie the local maximum in the local total current distribution along the longitudinal direction of the printed circuit board without and with a current-element-lengthening correction element. In FIG. 8, that is in the upper half of the figure The side view of the printed circuit board LP of the flat antenna AT3 in Figure 7.
  • the local total current distribution I (X) that occurs during the operation of the mobile radio telephone is drawn in along the length of the board in the X direction, the X direction being the abscissa
  • the flat antenna AT3 is electrically coupled at the left end of the printed circuit board LP to the latter via a power supply line SS and the ground contact MK. Since the antenna AT3 is actively supplied with current in the area of this front end of the printed circuit board LP, the left side edge of the circuit board LP d current flow greater than 0 amps.
  • I (X) 0 A.
  • the current-extending correction element ZV5 is formed, for example, by a wire element that is approximately rectangular in side view.
  • the current level maximum IM2 is shifted away from the antenna area along the X direction, that is to say the longitudinal extent of the printed circuit board LP, to be precise in an end area which is opposite the other end area of the printed circuit board LP with the antenna coupling.
  • the reason for this targeted shifting measure is that, as a rule, the radio communication device in the area of the antenna coupling is assigned to the ear area of the respective user, while the other end of the radio communication device in the cheek area of the respective user User lies and has a larger gap or transverse distance from this.
  • FIG. 10 illustrates this effect of the displacement of the so-called SAR hot spot with the aid of the at least one correction element.
  • the head HE of a user is drawn schematically in a front view, which uses a mobile radio device MP as intended and holds it against the cheek the upper ⁇ ncte- ' .eles mobile device MP assigned to the ear EA of the user, because the loudspeaker of the mobile device MP is usually accommodated there, at the same time the high-frequency assembly of the printed circuit board LP with the transmitter is located inside the housing GH of the mobile device MP - / Receiving antenna such as AT3 from FIG. 9.
  • the printed circuit board LP additionally has the current-path-extending correction element ZV5 in the lower front end region — its longitudinal extension, which faces away from the antenna region, as shown in FIG Figures 8 and 9 without and mi t Correction element shown in dash-dot lines. While in the case of a printed circuit board LP without a correction element, the local current level maximum lies approximately in the contact area AZ of the housing GH on the head HE of the respective user, the presence of the correction element ZV5 allows the local current maximum to be determined according to the local one
  • the transverse distance on the printed circuit board LP with the correction element ZV5 is now determined according to the local current distribution SV * (X ) to a longitudinal point where the transverse distance between the printed circuit board and the cheek of the respective user is increased to the column distance DB> DA.
  • the following therefore applies accordingly to the power density of the H field generated by the current maximum: PB ⁇ 1 / DB 2 .
  • the housing GH of the radio communication device MP such a shape that, in the region of the shifted current level maximum, there is also a convex curve outward away from the head HE
  • the actual longitudinal extent of the respective correction element in the unfolded, maximally extended state is preferably selected between 10% and 90%, in particular between 10% and 50% of the maximum dimension length of the printed circuit board.
  • the correction element thus preferably has a longitudinal extent such that for an electrical current possibly flowing along the longitudinal direction of the printed circuit board there is a fictitious path extension of 1.1 times to 1.5 times the original longitudinal extension of the printed circuit board.
  • the longitudinal extension of the correction elements in the flat, unfolded state are expediently chosen between 1 and 8 cm, preferably between 1 and 5 cm.
  • the correction element can also be designed with multiple kinks, angled or helical (coiled) curves. If necessary, it can be composed of partial lengths at different altitudes.
  • At least one additional, electrically conductive correction element is coupled and designed to the respective printed circuit board in such a way that for an electrical one caused on the printed circuit board by electromagnetic radio radiation fields of the antenna
  • the additional correction element is preferably coupled to the printed circuit board and designed in such a way that a fictitious current path extension is effected for the electrical current, which leads to a desired SAR value reduction (specific absorption rate) in the area surrounding the printed circuit board.
  • the respective additional, electrically conductive correction element is coupled to the printed circuit board in such a way that its imaginary orthogonal projection with respect to the component mounting area of the printed circuit board lies essentially within a boundary area spanned by the side edges of the printed circuit board.
  • the electrically conductive correction element is preferably arranged only in a spatial area inside, and / or above, and / or below, and / or laterally on the boundary surface spanned by the side edges of the printed circuit board. Characterized in that the correction element forms a kind of multilayer structure together with the circuit board, and does not continue and lengthen or widen the dimensions of the circuit board in the longitudinal or transverse direction, the original dimensioning of the circuit board in terms of length and width is largely retained. This only occurs in depth, as viewed in the Z direction, for example in accordance with the exemplary embodiment in FIG. 1 additional correction element as a further layer to the printed circuit board inside the housing of the mobile radio device.
  • the coupling of at least one virtual current path-extending correction element to the printed circuit board of a radio communication device is particularly useful when radio communication devices are used as intended, e.g. Cellular devices or cordless phones advantageous. Because the controlled current path extension with the aid of the correction element, the magnetic field strength in the vicinity of the antenna of the respective radio communication device and thus in the vicinity of the respective user can be generated more homogeneously when the radio communication device is used as intended, and the SAR values can be reduced. At the same time, this enables improved power radiation.
  • the virtual current path extension according to the invention by means of at least one correction element on the printed circuit board reduces the so-called * hot spots "and / or shifts them into less critical device zones.
  • This can improve the power radiation and the SAR values can be reduced the correction element according to the invention even advantageously as Design element can be used.
  • Design element can be used.
  • it can be integrated into the display device or keyboard of the respective radio communication device.
  • the current maxima are located directly on the antenna. Consequently, this approach leads to external antennas, which are located on the back of the device and are often bent away from the head of the respective user.
  • this is expediently accommodated on the side of the printed circuit board facing away from the head inside the housing of the respective mobile radio device.
  • it can be expedient to make these devices as thick as possible in order to make the distance between the printed circuit board and the head of the user as large as possible. In particular, the distance between the printed circuit board and the user's head is maximized where the mobile radio device rests directly on the cheek of the respective user.
  • the circuit board is widened.
  • An increase in the width of the printed circuit board has the same effect Current in the longitudinal direction of the circuit board a reduction in the current density and thus a reduced SAR value. This approach on its own, however, cannot be used for a further reduction in the SAR value due to the dimensions of the housing for mobile radio devices.

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Abstract

The invention relates to a radio communication device (MP) which is characterized in that at least one additional, current-conducting correction element (ZV1) is connected to the printed board (LP) and configured in such a manner that a targeted, fictive current path elongation (WV) is brought about for an electric current (I(X)) possibly induced on the printed board (LP) by electromagnetic radio fields of the antenna (AT1) while the defined longitudinal and traverse dimensions of the printed board (LP) remain substantially unchanged.

Description

Beschreibungdescription
Funkkommunikationsgerät sowie Leiterplatine mit mindestens einem stromleitfähigen KorrekturelementRadio communication device and printed circuit board with at least one electrically conductive correction element
Die Erfindung betrifft ein Funkkommunikationsgerät mit mindestens einer in einem Gehäuse untergebrachten Leiterplatine vorgegebener Längs- sowie Querabmessung, und mit mindestens einer Antenne zum 7Abstrahlen und/oder Empfangen von elektro- magnetischen Funkstrahlungsfeldern, die an diese Leiterplatine angekoppelt ist.The invention relates to a radio communication device with at least one printed circuit board accommodated in a housing of predetermined longitudinal and transverse dimensions, and with at least one antenna for emitting and / or receiving electromagnetic radio radiation fields, which is coupled to this printed circuit board.
Durch die Leistungsabstrahlung von Funkkommunikationsgeräten, insbesondere von Mobilfunkgeräten oder Schnurlostelefonen wie z.B. nach dem DECT-Standard (Digital Enhanced Cordless Tele- communications) wird üblicherweise auch ein gewisser Leistungsanteil der elektromagnetischen Funkstrahlungsfelder in den menschlichen Körper eingestrahlt. Insbesondere kann beim bestimmungsgemäßen 7Anlegen des Funkkommunikationsgeräts an den Kopf des jeweiligen Benutzers organisches Gewebe im Kopf unzulässig stark belastet werden. Aus diesem Grund sind Grenzwerte für die thermische Leistungsabsorption für organisches Gewebe bei Menschen festgelegt worden. Als ein spezifisches Messkriterium dafür, welchen Strahlungsbelastungen der jeweilige Benutzer tatsächlich ausgesetzt ist, wird der sogenannte SAR-Wert (= Specific Absorption Rate) verwendet. Dieser gibt die spezifische Absorptionsra-fce in Watt pro Kilogramm an, mit der ein vorgebbarer 'Gewebsvolumenbereich erwärmt wird.Due to the power radiation from radio communication devices, in particular from mobile devices or cordless phones such as According to the DECT standard (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), a certain proportion of the power of the electromagnetic radio radiation fields is usually also radiated into the human body. In particular, when the radio communication device is properly applied to the head of the respective user, organic tissue in the head can be subjected to an impermissibly high load. For this reason, limit values for the thermal power absorption for organic tissue in humans have been set. The so-called SAR value (= Specific Absorption Rate) is used as a specific measurement criterion for which radiation exposure the respective user is actually exposed to. This specifies the specific absorption rfce in watts per kilogram with which a predeterminable 'tissue volume range is heated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Funkkommunikationsgerät hinsichtlich seiner e- lektromagnetischen Strahlungscharakteristik verbessert kontrolliert eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird bei ei- nem Funkkommunikationsgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der Leiterplatine mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement derart, angekop- pelt und ausgebildet ist, dass für einen auf der Leiterplatine etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne hervorgerufenen elektrischen Strom eine gezielte, fiktive Stromwegverlängerung unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine bewirkt ist.The object of the invention is to show a way in which a radio communication device can be set in an improved, controlled manner with regard to its electromagnetic radiation characteristic. This object is achieved in a radio communication device of the type mentioned at the outset by coupling at least one additional, current-conducting correction element to the circuit board in this way. pelt and is designed that for an electrical current caused on the printed circuit board by electromagnetic radio radiation fields of the antenna, a targeted, fictitious current path extension is effected while at the same time largely maintaining the specified longitudinal and transverse dimensions of the printed circuit board.
Auf diese Weise lässt sich in gezielter, d.h. kontrollierbarer Weise, die örtliche Verteilung des resultierenden, elekt- rischen Stromes auf der Leiterplatine verbessert einstellen.In this way, in a controllable way, the local distribution of the resulting electrical current on the printed circuit board is improved.
Durch die mit Hilfe des zusätzlichen, stromleitfähigen Korrekturelements bewirkte Stromwegverlängerung auf der Leiterplatine ist es insbesondere ermöglicht, dort die örtliche Stromverteilung derart zu beeinflussen, dass ein etwaig vorhandenes örtliches Maximum des elektrischen Stromes bzw. eines damit in Verbindung stehenden magnetischen Feldes in einen unkritischeren Gerätebereich verschoben und/oder reduziert werden kann. In vorteilhafter Weise ist es insbesondere ermöglicht, unzulässig starke "Hot Spots", d.h. Gewebsvolu- menbereiche höherer SAR-Werte gegenüber Gewebsvolumenberei- chen geringerer SAR-Werte, und somit lokale örtliche Schwankungen in der thermischen Belastung von Gewebsvolumenberei- chen - wie z.B. im Kopfbereich des jeweiligen Benutzers beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des erfindungsgemäßen Funkkommunikationsgeräts - zu reduzieren oder gar weitgehend zu vermeiden. Die SAR-Verteilung kann durch mindestens ein solches zusätzliches Korrekturelement insgesamt betrachtet zumindest gleichmäßiger bzw. homogener im Vergleich zur SAR-Verteilung derselben Leiterplatine ohne Korrekturelement gemacht werden. Darüber hinaus lässt sich in vorteilhafter Weise eine Verbesserung der Antennenimpedanzanpassung des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts und damit auch eine verbesserte Leistungs- abstrahlung erreichen, was insbesondere bei geringen, relativ kompakten Geräteabmessungen günstig ist. Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran¬ sprüchen wiedergegeben.The extension of the current path on the printed circuit board with the aid of the additional, current-conducting correction element makes it possible in particular to influence the local current distribution there in such a way that any local maximum of the electrical current or a related magnetic field is shifted to a less critical device area and / or can be reduced. In particular, it is advantageously possible to make inadmissibly strong "hot spots", ie tissue volume areas of higher SAR values compared to tissue volume areas of lower SAR values, and thus local local fluctuations in the thermal load of tissue volume areas - such as in the head area of the respective user when the radio communication device according to the invention is used as intended - to be reduced or even largely avoided. The SAR distribution can be made by at least one such additional correction element as a whole, at least more uniform or homogeneous compared to the SAR distribution of the same printed circuit board without a correction element. In addition, an improvement in the antenna impedance matching of the respective radio communication device and thus also an improved power radiation can be achieved in an advantageous manner, which is particularly advantageous with small, relatively compact device dimensions. Other developments of the invention are set forth in the claims Unteran ¬.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an- hand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its developments are explained in more detail below with reference to drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 schematisch in räumlicher Darstellung die Leiterplatine sowie die daran angekoppelte Funkantenne eines konventionellen Mobilfunkgeräts,FIG. 1 shows a schematic representation of the printed circuit board and the radio antenna of a conventional mobile radio device coupled to it,
Figur 2 in schematischer Darstellung die örtliche Verteilung des für den SAR-Effekt wirksamen elektrischen Stromes, der beim Betrieb des Mobilfunkgeräts entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Figur 1 annäherungsweise zum Fließen kommt,FIG. 2 shows a schematic representation of the local distribution of the electrical current effective for the SAR effect, which approximately flows during operation of the mobile radio device along the longitudinal extent of the printed circuit board of FIG. 1,
Figur 3 schematisch in räumlicher Darstellung eine Leiterplatine für ein Funkkommunikationsgerät, an die gegenüber der Leiterpla- tine von Figur 1 zusätzlich ein erfindungsgemäß stromwegverlängerndes Korrekturelement angekoppelt ist,FIG. 3 shows schematically in a spatial representation a printed circuit board for a radio communication device, to which, in addition to the printed circuit board of FIG. 1, a correction element that extends the current path according to the invention is coupled,
Figur 4 die örtliche Verteilung des elektrischen Stromflusses entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Figur 3 mit dem zusätzlich angekoppelten, stromwegverlän- gernden Korrekturelement,FIG. 4 shows the local distribution of the electrical current flow along the longitudinal extent of the printed circuit board from FIG. 3 with the additionally coupled, current path-extending correction element,
Figuren 5 mit 7 in schematischer Darstellung weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Korrekturelementen, die jeweils an die Leiterplatine eines Funkkommunikationsgeräts angekoppelt sind,Figures 5 with 7 in a schematic representation of further exemplary embodiments of correction elements according to the invention, each of which Printed circuit board of a radio communication device are coupled,
Figuren 8, 9 jeweils den Stromflussverlauf entlang der Längserstreckung der Leiterplatine vonFIGS. 8, 9 each show the current flow profile along the longitudinal extent of the printed circuit board from
Figur 1 ohne und mit einem weiteren, modifizierten, stromwegverlängernden Zusatzelement,1 without and with a further, modified, current path-extending additional element,
Figur 10 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Funkkommunikationsgerät mit einer Leiterplatine sowie mit dem zusätzlichen, stromwegverlängernden Korrekturelement nach Figur 9 bei seinem bestim- mungsgemäßen Gebrauch am- Kopf eines Benutzers, undFIG. 10 shows a schematic representation of a radio communication device according to the invention with a printed circuit board and with the additional, current path-extending correction element according to FIG. 9 when used as intended on the head of a user, and
Figuren 11, 12 in schematischer Darstellung jeweils eineFigures 11, 12 in schematic representation one each
Leiterplatine mit einem abgewandelten, erfindungsgemäß angekoppelten Korrekturelement zur virtuellen Stromwegverlängerung.Printed circuit board with a modified correction element coupled according to the invention for virtual current path extension.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 mit 12 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are provided with the same reference numerals in FIGS. 1 with 12.
Figur 1 zeigt schematisch in räumlicher Darstellung eine Leiterplatine LP, wie sie üblicherweise im Gehäuse eines Funk- kommunikationsgerätes wie z.B. eines Mobilfunk- oder Schnurlostelefons untergebracht ist. In der Figur 10 ist beispielsweise eine solche Leiterplatine LP im Inneren des Gehäuses GH eines Mobilfunkgerätes MP vorgesehen, das dort in Seitenansicht bei seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch am Kopf HE eines Benutzers schematisch gezeichnet ist. Das Mobilfunkgerät MP ist vorzugsweise als Mobilfunktelefon ausgebildet, das insbesondere nach dem GSM (Global System for Mobile Communicati- ons), IS95, IS136, IS2000, DCS1900, GPRS (General Packet and Radio Service), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) -Standard arbeitet. Es ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass es für einen Benutzer portabel ist und sich somit mit dem Benutzer an wechselnden Orten in den Funkzellen solcher Funkkommunikationssysteme aufhalten kann. Zusätzlich oder unabhängig von der Sprachübertragungs- bzw. Telefonierfunktion eines solchen Mobilfunkgeräts kann dieses gegebenenfalls auch die Funktion erfüllen, andere Nachrichten wie z.B. Daten, Bilder, Faxnachrichten, E-Mails, oder dergleichen zu übertragen.Figure 1 shows schematically in a spatial representation a printed circuit board LP, as it is usually housed in the housing of a radio communication device such as a mobile phone or cordless phone. In FIG. 10, for example, such a printed circuit board LP is provided in the interior of the housing GH of a mobile radio device MP, which is shown schematically there in side view when it is used as intended on the head HE of a user. The mobile radio device MP is preferably designed as a mobile radio telephone, which in particular according to the GSM (Global System for Mobile Communicati- ons), IS95, IS136, IS2000, DCS1900, GPRS (General Packet and Radio Service), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) standard. It is preferably dimensioned such that it is portable for a user and can therefore be with the user at changing locations in the radio cells of such radio communication systems. In addition or independently of the voice transmission or telephoning function of such a mobile radio device, it may also perform the function of transmitting other messages, such as data, images, fax messages, emails, or the like.
Weiterhin kann eine Leiterplatine entsprechend Figur 1 auch im Gehäuse eines sonstigen Schnurlostelefons integriert sein, das seinen Kommunikationsverkehr über Funk mit einer lokalen Basisstation oder anderen Teilnehmergeräten abwickelt. Solche Schnurlostelefone arbeiten derzeit vorzugsweise nach dem sogenannten DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) oder Bluetooth-Standard.Furthermore, a printed circuit board according to FIG. 1 can also be integrated in the housing of another cordless telephone which processes its communication traffic by radio with a local base station or other subscriber devices. Such cordless telephones currently preferably work according to the so-called DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) or Bluetooth standard.
Die Leiterplatine LP von Figur 1 weist räumlich betrachtet im wesentlichen eine flach rechteckförmige Quaderform auf, d.h. ihre vier Seitenränder SRL, SRR, SRO, SRU bilden zusammengesetzt die Außenkontur eines Rechtecks, dessen Längserstre- ckung größer als dessen Breite ist. Ihre räumlich geometrischen Verhältnisse sind dadurch veranschaulicht, dass in Figur 1 zusätzlich die Koordinaten X, Y und Z eines kartesi- schen Koordinatensystems mit eingezeichnet sind. Dabei erstreckt sich die X-Koordinate entlang den Längsseiten SRL, SRR der Leiterplatine LP, während die Y-Richtung parallel zu den Breitseiten SRO, SRU der Leiterplatine LP verläuft. Die Bauelementbestückungsfläche BF der Leiterplatine LP liegt somit im wesentlichen in der X, Y- Ebene. Die Z-Richtung ist dabei der Höhe bzw. Dicke H der Leiterplatine LP mit ihren verschiedenen Komponenten wie z.B. Hochfrequenzbaugruppe HBl und Auswerte-/Steuerbaugruppe HB2 zugeordnet. Die Rechtecksform der Leiterplatine eignet sich vorzugsweise zum Einbau in ein flaches, im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse. Selbstverständlich kann die Leiterplatine auch andere Außenkonturen aufweisen, die in der Regel zweckmäßigerweise an die jeweilige Geometrieform des Gehäuses des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts angepasst gewählt sind.Spatially, the printed circuit board LP of FIG. 1 essentially has a flat, rectangular cuboid shape, ie its four side edges SRL, SRR, SRO, SRU, when put together, form the outer contour of a rectangle, the longitudinal extent of which is greater than its width. Their spatial geometric relationships are illustrated by the fact that the coordinates X, Y and Z of a Cartesian coordinate system are also shown in FIG. 1. The X coordinate extends along the long sides SRL, SRR of the printed circuit board LP, while the Y direction runs parallel to the broad sides SRO, SRU of the printed circuit board LP. The component placement area BF of the printed circuit board LP is therefore essentially in the X, Y plane. The Z direction is assigned to the height or thickness H of the printed circuit board LP with its various components such as high-frequency module HB1 and evaluation / control module HB2. The rectangular shape of the printed circuit board is preferably suitable for installation in a flat, essentially cuboid housing. Of course, the printed circuit board can also have other outer contours, which as a rule are expediently chosen to be adapted to the respective geometrical shape of the housing of the respective radio communication device.
Zum Empfangen und/oder Senden von Funksignalen weist die Leiterplatine LP von Figur 1 im Bereich der oberen Hälfte ihrer Längserstreckung eine Hochfrequenzbaugruppe HBl mit einer angekoppelten Antenne ATI auf. Der zeichnerischen Einfachheit halber ist dabei die Hochfrequenzbaugruppe HBl lediglich durch eine gestrichelte Umrahmung angedeutet. Mit Hilfe der Sende-/Empfangsantenne ATI können elektromagnetische Funkwel- len in den Funkraum hinaus abgestrahlt und/oder aus diesem kommend detektiert werden. Die Sende-/Empfangsantenne ATI ist mit der Hochfrequenzbaugruppe HBl zur Energieversorgung, insbesondere Stromspeisung, sowie Funksignalsteuerung über eine elektrische Kontaktleitung COA ('heißer Leiter") verbunden. Gleichzeitig kontaktiert sie über eine zweite elektrische Leitung KS1 (* kalter Leiter") mindestens eine Masseflache ground") auf der Leiterplatine LP. Eine solche Massefläche kann beispielsweise durch die metallische Gehäuseabdeckung bzw. den Abschirmdeckel der Hochfrequenzbaugruppe HBl oder durch eine leitfähige Schicht gebildet sein, die auf der 0- ber- oder Unterseite der Leiterplatine vollflächig, oder als Zwischenschicht in der Leiterplatine LP durchgängig vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise sind die Kontaktleitungen derart ausgebildet, dass die Antenne ATI an der Leiterplatine LP mit ausreichender mechanischer Stabilität angebracht ist und somit ihre vorgegebene Position bzw. Lage möglichst dauerhaft beibehält. Insbesondere können dazu die Kontaktleitungen stegartig geformt sein, so dass diese jeweils für sich oder gemeinsam eine Art Flanschfunktion zur mechanischen Fixierung der Antenne ATI an der Leiterplatine mit übernehmen. Die Antenne ATI ist hier im Ausführungsbeispiel von Figur 1 mit Hilfe dieser Kontaktleitungen COA, KS1 an der oberen Stirnseite bzw. Breitseite SRO der Leiterplatine LP mechanisch und elektrisch angekoppelt. Die Antenne ATI ist hierbei als Planarantenne ausgebildet. Sie weist eine annäherungsweise rechteckförmige Gestalt auf. Sie ist mit Hilfe der mechanischen Verbindungsstege COA, KS1 ausgehend vom oberen Seitenrand SRO der Leiterplatine LP in einen Raumbereich hinein positioniert, der von den vier Seitenrändern SRL, SRR, SRO, SRU entlang der Flächennormalen in Z-Richtung eingeschlossen wird. Die gedachte orthogonale Projektion der Antenne auf die Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine LP liegt also im wesentlichen innerhalb der durch die Seitenränder SRL, SRR, SRO, SRU der Leiterplatine LP aufgespannten Begrenzungs- fläche BF. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, dass die Antenne ATI nicht über die vier Seitenränder der Bauelementbestückungsfläche BF der Leiterplatine LP hinaus verlängernd absteht, d.h. die Platinenoberfläche ist durch die angekoppelte Antenne weder verlängert noch verbreitert. Die Antenne ATI ist mit Hilfe der Verbindungsstege derart in Richtung auf die Leiterplatine LP zugeneigt bzw. umgebogen, dass sie wie eine weitere Schicht über und/oder unter der Lageebene der Leiterplatine LP innerhalb des von deren vier Seitenrändern begrenzten Raumbereichs liegt. Durch diese Antennenanordnung lassen sich in vorteilhafter Weise besonders kompakte bzw. geringe Geräteabmessungen realisieren.For receiving and / or transmitting radio signals, the printed circuit board LP of FIG. 1 has a high-frequency module HB1 with a coupled antenna ATI in the area of the upper half of its longitudinal extent. For the sake of drawing simplicity, the high-frequency assembly HB1 is only indicated by a dashed frame. With the aid of the ATI transmission / reception antenna, electromagnetic radio waves can be emitted into the radio space and / or detected coming from it. The transmit / receive antenna ATI is connected to the high-frequency module HBl for energy supply, in particular power supply, and radio signal control via an electrical contact line COA ("hot conductor"). At the same time, it contacts at least one ground plane via a second electrical line KS1 (* cold conductor ") ground ") on the printed circuit board LP. Such a ground surface can be formed, for example, by the metallic housing cover or the shielding cover of the high-frequency module HB1 or by a conductive layer that covers the entire surface on the upper or lower side of the printed circuit board, or as an intermediate layer in the The contact lines are expediently designed in such a way that the antenna ATI is attached to the printed circuit board LP with sufficient mechanical stability and thus maintains its predetermined position or position as permanently as possible n be shaped like a web, so that they each take over, individually or together, a type of flange function for mechanically fixing the antenna ATI to the printed circuit board. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the antenna ATI is coupled mechanically and electrically to the upper end face or broad side SRO of the printed circuit board LP with the aid of these contact lines COA, KS1. The antenna ATI is designed as a planar antenna. It has an approximately rectangular shape. It is positioned with the help of the mechanical connecting webs COA, KS1, starting from the upper side edge SRO of the printed circuit board LP, into a spatial area which is enclosed by the four side edges SRL, SRR, SRO, SRU along the surface normal in the Z direction. The imaginary orthogonal projection of the antenna onto the component placement area of the printed circuit board LP thus lies essentially within the boundary area BF spanned by the side edges SRL, SRR, SRO, SRU of the printed circuit board LP. In other words, this means that the antenna ATI does not extend beyond the four side edges of the component placement area BF of the printed circuit board LP, ie the board surface is neither extended nor widened by the coupled antenna. The antenna ATI is inclined or bent in the direction of the printed circuit board LP with the aid of the connecting webs such that it lies like a further layer above and / or below the plane of the printed circuit board LP within the space area delimited by its four side edges. This antenna arrangement allows particularly compact or small device dimensions to be realized in an advantageous manner.
In der zweiten, unteren Hälfte der Leiterplatine LP von Figur 1 sind eine oder mehrere weitere elektrische Baugruppen un- tergebracht, die ebenfalls der zeichnerischen Einfachheit halber lediglich mit einer gestrichelten Umrahmung angedeutet und mit dem Bezugszeichen HB2 versehen sind. Diese dienen dazu, die Ein- und/oder Ausgabeelemente des Mobilfunkgeräts MP, wie z.B. dessen Tastatur, Display, Lautsprecher, usw. zu steuern sowie die Signalverarbeitung der mittels der Hochfrequenzbaugruppe HBl empfangenen und/oder über diese abzusendenden Funksignale durchzuführen. Bei einer derartigen Leiterplatine mit angekoppelter Antenne ergibt sich eine zugehörige, örtliche Gesamtstromverteilung in X-Richtung, d.h. entlang der Längserstreckung der Leiterplatine betrachtet, wie dies in der Figur 2 schematisch ge- zeichnet ist. Entlang der Abszisse ist dort der elektrisch wirksame Gesamtstrom I (X) aufgetragen, der insgesamt an jeder Längsortposition X der Leiterplatine LP jeweils aufsummiert bzw. aufintegriert über deren Gesamtquerschnittsbreite B in X- und damit Platinenlängsrichtung zum Fließen kommt. Es wird angenommen, dass Ursache dieses elektrischen Stromflusses mit Vorzugsrichtung in X-Richtung H-Felder, d.h. magnetische Felder, sind, die lokal im Nahbereich der Antenne ATI bei deren Betrieb entstehen.In the second, lower half of the printed circuit board LP of FIG. 1, one or more further electrical assemblies are accommodated, which for the sake of simplicity of the drawing are also only indicated with a dashed frame and provided with the reference symbol HB2. These serve to control the input and / or output elements of the mobile radio device MP, such as its keyboard, display, loudspeaker, etc., and to carry out the signal processing of the radio signals received by means of the high-frequency module HB1 and / or to be transmitted via the latter. In the case of such a printed circuit board with coupled antenna, there is an associated, local total current distribution in the X direction, ie viewed along the longitudinal extent of the printed circuit board, as is shown schematically in FIG. 2. The electrically effective total current I (X) is plotted along the abscissa, which adds up or integrates in total at each longitudinal position position X of the printed circuit board LP over its total cross-sectional width B in the X and thus longitudinal direction of the board. It is assumed that the cause of this electrical current flow with a preferred direction in the X direction is H fields, ie magnetic fields, which arise locally in the vicinity of the antenna ATI during its operation.
In Figur 2 ist der Ursprung der X-Achse dem unteren Seitenrand SRU der Leiterplatine LP von Figur 1 zugeordnet, während der obere Seitenrand SRO mit dem Längserstreckungswert X = L korrespondiert. Im Bereich der elektrischen Kontaktierungs- stelle COA zwischen der Hochfrequenzbaugruppe HBl und der An- tenne ATI fließt der Antenne ATI an der Längsstelle X = L der Speisungs- bzw. Fußpunktstrom FSI ≠ 0 zu. Denn es wird von der Hochfrequenzbaugruppe HBl ein definierter Speisungsstrom FSI in den Fußpunkt der Antenne ATI eingespeist. Demgegenüber ist der Stromfluss in Längsrichtung der Leiterplatine LP an deren unterem freien Ende durch die dortige Randbegrenzung unterbrochen, d.h. an der der Antenne ATI gegenüberliegenden Stirnseite gilt weitgehend I (X) = 0. Bei der bevorzugten Verwendung einer sogenannten λ/4-Antenne weist hingegen das e- lektrische Feld ein Maximum am unteren Seitenrand bzw. am der Antenne gegenüberliegenden freien Ende SRU auf. Aufgrund der geometrischen Verhältnisse der Leiterplatine LP in Form eines langgestreckten Rechtecks tritt entlang der Mittenlängsachse ML etwa im Zentrum MI der Leiterplatine LP, d.h. also im Bereich des Schnittpunkts deren Diagonalen, beim über die Quer- schnittsbreite B jeweilig aufintegrierten, resultierendenIn FIG. 2, the origin of the X axis is assigned to the lower side edge SRU of the printed circuit board LP from FIG. 1, while the upper side edge SRO corresponds to the longitudinal extent value X = L. In the area of the electrical contact point COA between the high-frequency module HB1 and the antenna ATI, the antenna ATI flows at the longitudinal point X = L of the supply or base point current FSI ≠ 0. Because the HB1 high-frequency module feeds a defined supply current FSI into the base of the antenna ATI. In contrast, the current flow in the longitudinal direction of the printed circuit board LP is interrupted at its lower free end by the edge limitation there, i.e. I (X) = 0 largely applies on the end face opposite the antenna ATI. In the preferred use of a so-called λ / 4 antenna, however, the electrical field has a maximum at the lower side edge or at the free end SRU opposite the antenna. Due to the geometric relationships of the printed circuit board LP in the form of an elongated rectangle, along the central longitudinal axis ML occurs approximately in the center MI of the printed circuit board LP, i.e. that is, in the area of the intersection their diagonals, in the case of the resultant being integrated over the cross-section width B, respectively
Summenstrom I (X) die größte wirksame Stromamplitude für den SAR-Effekt auf. Über die Querrichtung Y der Leiterplatine be- trachtet ist aufgrund von Skin- sowie sonstigen Stromverschiebeeffekten die Komponente der Stromflussstärke in X- Richtung im Bereich entlang den beiden Längsrändern SRL, SRR höher als entlang der Mittenlinie ML; dabei ist die Strom- stärkeverteilung an den Längsrändern SRL, SRR im wesentlichen achssymmetrisch zur Mittenlängsachse ML. Diese Stromverteilung führt zu einem für den SAR-Effekt wirksamen bzw. resultierenden H-Feld, dem der Summenstrom I (X) - wie in Figur 2 dargestellt - mit einer Hauptkonzentration entlang der Mit- tenlängsachse ML zugeordnet werden kann. Das Maximum der wirksamen Stromamplitude an der Längsstelle X = MI ist dabei in der Figur 2 mit IM bezeichnet.Total current I (X) has the largest effective current amplitude for the SAR effect. Over the transverse direction Y of the printed circuit board because of skin and other current shift effects, the component of the current flow strength in the X direction in the region along the two longitudinal edges SRL, SRR is higher than along the center line ML; the current intensity distribution at the longitudinal edges SRL, SRR is essentially axially symmetrical to the central longitudinal axis ML. This current distribution leads to an H field effective or resulting for the SAR effect, to which the total current I (X) - as shown in FIG. 2 - with a main concentration along the central longitudinal axis ML can be assigned. The maximum of the effective current amplitude at the longitudinal point X = MI is denoted by IM in FIG. 2.
Bei einer solchen gekoppelten Struktur mit mindestens einer Antenne und mindestens einer daran angeschlossenen, strom- leitfähigen Leiterplatine kommt es also zu einer örtlich inhomogenen Stromverteilung auf der Leiterplatinenfläche, d.h. die für den SAR-Effekt wirksam werdende Summenstromflussstär- ke schwankt örtlich.In such a coupled structure with at least one antenna and at least one electrically conductive printed circuit board connected to it, there is a locally inhomogeneous current distribution on the printed circuit board surface, i.e. the total current flow rate that becomes effective for the SAR effect fluctuates locally.
Zur Bestimmung der SAR-Werte von Mobilfunkgeräten oder allgemein ausgedrückt von Funkkommunikationsgeräten als Maß für die thermische Aufheizung eines bestimmten Gewebsvolumenbe- reichs wird vorzugsweise ein Messverfahren verwendet, das de- tailliert im europäischen Normenvorschlag EN50361 beschrieben ist. Dabei wird nach dem Ort der höchsten thermischen Belastung des jeweiligen Benutzers gesucht. Der SAR-Wert ergibt sich dann aus einer Integration über ein bestimmtes genormtes Gewebsvolumen dort, wo das Mobilfunkgerät MP bei seinem be- stimmungsgemäßen Gebrauch am Kopf HE des jeweiligen Benutzers angelegt wird (vgl. Figur 10).A measurement method, which is described in detail in the European standard proposal EN50361, is preferably used to determine the SAR values of mobile radio devices or, in general terms, of radio communication devices as a measure of the thermal heating of a specific tissue volume area. It searches for the location of the highest thermal load of the respective user. The SAR value then results from an integration over a certain standardized tissue volume where the mobile radio device MP is placed on the head HE of the respective user when it is used as intended (cf. FIG. 10).
Umfangreiche Tests mit einer elektromagnetischen Messsonde in einem Modellkopf, der mit einer Simulationslösung gefüllt ist, haben nun gezeigt, dass die Erwärmung des organischen Gewebes örtlich schwankt bzw. variiert, d.h. eine örtliche Verteilung mit mindestens einem Maximum und/oder Minimum auf- weist. Diese örtlich variierende Feldkonzentration scheint dabei insbesondere auf eine dazu korrespondierende örtliche Summenstromverteilung wie z.B. I (X) von Figur 2 auf der Leiterplatine LP zurückzugehen. Ein solcher elektrischer Summen- ström I (X) fließt vorzugsweise auf der Leiterplatine LP entlang deren Längserstreckung, wenn die Sende- und/oder Empfangsantenne wie z.B. ATI von Figur 1 als λ/4-Antenne ausgebildet ist, und zusammen mit der Leiterplatine LP einen Strahlungsdipol bildet. Die Leiterplatine wirkt dabei in ers- ter Näherung als eine Art ergänzende λ/4-Antenne zur Antenne ATI. In der Figur 2 ist die örtliche Verteilung I (X) des für den SAR-Effekt wirksamen Stromflusses entlang der Längserstreckung X der Leiterplatine LP schematisch eingezeichnet. Der Nahbereich ist dabei derjenige Ortsbereich, der unterhalb des Abstandes 2 D2/λ (λ ist die Wellenlänge; D ist die Gerätelänge) liegt. Z.B. im GSM-Funknetz mit einem Frequenzbereich zwischen 880 und 960 MHz (Mittenfrequenz 900 MHz) liegt die Wellenlänge λ ungefähr bei 35 cm. Im PCN (Private Commer- cial Network) (E-Netz) mit einem Frequenzband zwischen 1710 und 1880 MHz liegt die Wellenlänge ungefähr bei 17 cm. In einem UMTS-Funkkommunikationssystem mit einem Frequenzübertragungsbereich zwischen 1920 und 2170 MHz beträgt die Wellenlänge λ ungefähr 15 cm. Während beim GSM-Funksystem durch die örtliche Stromverteilung auf der Leiterplatine mit einer Ein- dringtiefe des elektromagnetischen Nahfeldes von ungefähr 6 cm zu rechnen ist, beim PCN-Netz mit ungefähr 5 cm, liegt bei einem UMTS-Mobilfunkgerät die Eindringtiefe des Nahfeldes aufgrund der örtlichen Stromverteilung auf der Hauptplatine ungefähr bei 2 bis 4 cm. Je geringer dabei die örtliche Ein- dringtiefe in das Gewebe ist, desto höher kann bei gleicher angenommener Sendeleistung der Antenne der gemessene SAR-Wert werden, da ja pro vorgegebenem Gewebsvolumen eine höhere e- lektromagnetische Felddichte, damit ein größerer zum Fließen kommender Strom und somit eine höhere Feldkonzentration her- vorgerufen wird. Wünschenswert ist es nun, elektromagnetische Strahlungsfelder, insbesondere das H-Feld im Nahbereich des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts, und/oder darauf zurückgehende e- lektrische Ströme, bezüglich ihrer örtlichen Verteilung kon- trollierter einzustellen.Extensive tests with an electromagnetic measuring probe in a model head, which is filled with a simulation solution, have now shown that the heating of the organic tissue fluctuates or varies locally, that is, a local distribution with at least one maximum and / or minimum. has. This locally varying field concentration seems to be due in particular to a corresponding local total current distribution such as I (X) from FIG. 2 on the printed circuit board LP. Such an electrical total current I (X) preferably flows on the printed circuit board LP along its longitudinal extent if the transmitting and / or receiving antenna, such as ATI from FIG. 1, is designed as a λ / 4 antenna, and one together with the printed circuit board LP Radiation dipole forms. In a first approximation, the printed circuit board acts as a kind of λ / 4 antenna that complements the ATI antenna. FIG. 2 shows the local distribution I (X) of the current flow effective for the SAR effect along the longitudinal extent X of the printed circuit board LP. The near range is the local range that is below the distance 2 D 2 / λ (λ is the wavelength; D is the length of the device). For example, in the GSM radio network with a frequency range between 880 and 960 MHz (center frequency 900 MHz), the wavelength λ is approximately 35 cm. In the PCN (Private Commercial Network) (E-Netz) with a frequency band between 1710 and 1880 MHz, the wavelength is approximately 17 cm. In a UMTS radio communication system with a frequency transmission range between 1920 and 2170 MHz, the wavelength λ is approximately 15 cm. While the penetration depth of the electromagnetic near field of about 6 cm is to be expected in the GSM radio system due to the local power distribution on the printed circuit board, and about 5 cm for the PCN network, the penetration depth of the near field for a UMTS mobile radio device is based on the local area Current distribution on the main board around 2 to 4 cm. The lower the local penetration depth into the tissue, the higher the measured SAR value can be with the same assumed transmission power of the antenna, since the higher the electromagnetic field density per given tissue volume, the greater the current that flows and thus a higher field concentration is caused. It is now desirable to adjust electromagnetic radiation fields, in particular the H field in the close range of the respective radio communication device, and / or electrical currents resulting from them, in a more controlled manner with regard to their local distribution.
Figur 3 zeigt dazu schematisch in räumlicher Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Korrekturelements zur virtuellen Verlängerung des Stromweges auf der Leiterplatine LP von Figur 1. Dieses erste Korrekturelement ist in der Figur 3 mit KVl bezeichnet. Es ist an demjenigen schmäleren - hier unteren - Seitenrand SRU der Leiterplatine LP angebracht, der dem anderen, schmäleren - hier oberen - Seitenrand SRO mit der Ankopplung der Antenne ATI gegenüber- liegt. Es ist im wesentlichen U-profilartig ausgebildet. Es weist sowohl zur Oberseite als auch zur Unterseite der Leiterplatine LP jeweils ein Stegelement KVl bzw. KV2 auf, das im wesentlichen senkrecht, d.h. entlang der Flächennormalen Z der Ober- sowie Unterseite der Leiterplatine LP verläuft. Diese Stegelemente KVl, KV2 sind vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Leiterplatine LP an deren unteren Stirnseite SRU montiert. Sie verlaufen dabei vorzugsweise im wesentlichen entlang der ganzen Breite B der Leiterplatine LP entlang deren unteren Seitenrand SRU. Dadurch ist eine wellenwi- derstandsmäßig weitgehend ideale Ankopplung der Stegelemente gegeben. An jedem Querstegelement KVl bzw. KV2 ist wiederum ein im wesentlichen planes, zweites Stegelement PST1 bzw. PST2 derart angebracht, dass es im wesentlichen parallel zur Ober- bzw. Unterseite der Leiterplatine LP (=Leiterplatinen- Bestückungsebene) verläuft und innerhalb des durch die vier Seitenränder der Leiterplatine begrenzten Raumbereichs positioniert ist. Die zweiten Stegelemente PST1, PST2 stehen also im wesentlichen senkrecht zu den Querstegen KVl, KV2 der Breite ZVB entlang der Z-Achse. Auf diese Weise ist das Kor- rekturelement KVl sowohl mechanisch als auch elektrisch an die Leiterplatine LP angekoppelt. Insgesamt betrachtet sitzt das Korrekturelement ZVl aufgrund seiner U- Profilform dachartig an demjenigen stirnseitigen Ende der Leiterplatine LP auf, das der entgegengesetzten Leiterplatinen- Stirnseite SRO mit der Antennenankopplung gege- nüberliegt. Diese dachartige Abdeckung der Leiterplatine LP durch das Korrekturelement KVl bildet zusammen mit der Antenne ATI am anderen Ende der Leiterplatine LP eine Art Dachkapazität. Diese Gesamtstruktur mit der Leiterplatine LP, der daran angekoppelten Antenne ATI, sowie mit dem ebenfalls an der Leiterplatine angekoppelten Korrekturelement ZVl stellt von der elektrischen Wirkungsweise her eine Art kurze Stabantenne dar, die an ihren Enden plattenförmige Elektroden bzw. Kondensatorflächen in Form der Antenne ATI sowie dem Korrekturelement ZVl aufweist. Durch die Wirkung des Korrekturele- ments ZVl als zusätzliche Endkapazität wird aber die Leiterplatine LP elektrisch betrachtet künstlich, d.h. virtuell verlängert, so dass sich für einen auf der Leiterplatine LP etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne ATI hervorgerufenen für den SAR-Effekt wirksamen Sum- menstrom I (X) eine gezielte, elektrische Stromwegverlängerung bereitstellen lässt. Denn ein etwaig entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP - und hier im Ausführungsbeispiel von Figur 3 in X-Richtung - fließender elektrischer Summenstrom kann nun zusätzlich auf die Ausdehnungsfläche des Kor- rekturelements ZVl fließen, das ausgehend von der stirnseiti- gen Unterkante SRU der Leiterplatine LP über und/oder unter den von den vier Seitenrändern der Leiterplatine LP begrenzten Raumbereich gefaltet ist. Tests haben gezeigt, dass für die Erzielung einer bestimmten, gewünschten Verlängerung des durch die ursprüngliche Längserstreckung wie z.B. L der Leiterplatine wie z.B. LP vorgegebenen Stromweges die zusätzlich durch das jeweilige Korrekturelement bereitgestellte Weglänge von dessen Ankoppelbereich an die Leiterplatine zu dessen stirnseitigen Ende maßgebend bestimmt ist.FIG. 3 shows schematically a first exemplary embodiment of a correction element according to the invention for virtually extending the current path on the printed circuit board LP of FIG. 1. This first correction element is designated KV1 in FIG. 3. It is attached to the narrower - here lower - side edge SRU of the printed circuit board LP, which is opposite the other, narrower - here upper - side edge SRO with the coupling of the antenna ATI. It is essentially U-shaped. It has a web element KV1 or KV2 on both the upper side and the lower side of the printed circuit board LP, which is essentially vertical, ie along the surface normal Z of the upper and lower side of the printed circuit board LP. These web elements KV1, KV2 are preferably mounted symmetrically with respect to the printed circuit board LP on its lower end face SRU. They preferably run essentially along the entire width B of the printed circuit board LP along its lower side edge SRU. This provides a largely ideal coupling of the web elements in terms of shaft resistance. On each cross bar element KV1 or KV2, in turn, an essentially flat, second bar element PST1 or PST2 is attached in such a way that it runs essentially parallel to the top and bottom of the printed circuit board LP (= printed circuit board assembly level) and within the through the four Side edges of the circuit board limited space area is positioned. The second web elements PST1, PST2 are therefore essentially perpendicular to the cross webs KV1, KV2 of the width ZVB along the Z axis. In this way, the correction element KV1 is coupled both mechanically and electrically to the printed circuit board LP. All in all, due to its U-profile shape, the correction element ZV1 sits roof-like on that end of the printed circuit board LP which is opposite the opposite side of the printed circuit board SRO with the antenna coupling. This roof-like covering of the printed circuit board LP by the correction element KV1 forms together with the antenna ATI at the other end of the printed circuit board LP a kind of roof capacitance. This overall structure with the printed circuit board LP, the antenna ATI coupled to it and the correction element ZV1 also connected to the printed circuit board represents a kind of short rod antenna from the electrical point of view, which has plate-shaped electrodes or capacitor surfaces in the form of the antenna ATI and at its ends the correction element ZVl. The effect of the correction element ZV1 as additional end capacitance, however, electrically extends the printed circuit board LP, ie virtually, electrically, so that a total current effective for the SAR effect on the printed circuit board LP, possibly caused by electromagnetic radio radiation fields of the antenna ATI I (X) can provide a targeted electrical current path extension. This is because any electrical sum current flowing along the longitudinal extent of the printed circuit board LP - and here in the exemplary embodiment of FIG. 3 in the X direction - can now additionally flow onto the expansion surface of the correction element ZVl, which starts from the lower edge SRU of the printed circuit board LP is folded over and / or under the space area delimited by the four side edges of the printed circuit board LP. Tests have shown that in order to achieve a specific, desired extension of the current path specified by the original longitudinal extension, such as L of the printed circuit board such as, for example, the path length additionally provided by the respective correction element from its coupling region to the printed circuit board to its front end is decisively determined.
In der Figur 3 sorgt das Korrekturelement ZVl für eine Wegverlängerung um jeweils ZVB in Z-Richtung aufgrund des jewei- ligen Querstegs KVl, KV2 und in Summe dazu um die weitere Weglänge ZVL in X-Richtung durch das jeweilige Stegelement PST1 bzw. PST2. Dominant für die elektrische Wegverlängerung ist also in erster Näherung insbesondere die mechanische Streckenführung des jeweiligen Korrekturelements ausgehend von seinem Ankoppelbereich an der Leiterplatine LP zu deren stirnseitigen Ende gemessen im gedachten, ungefalteten, d.h. plan ausgelegten Zustand des Korrekturelements . Das Korrekturelement setzt sozusagen die Längserstreckung der Leiter- platine fort, allerdings nicht in der ursprünglichen Lageebene der Leiterplatine, sondern in einen Raumbereich hinein, der von den vier Seitenrändern der Leiterplatine begrenzt ist und über und/oder unter der Begrenzungsfläche BF der Leiterplatine liegt. In der Figur 3 ist die erzielbare Wegverlänge- rung durch die Gesamtfaltungslänge des Korrekturelements ZVl in X- und Z-Richtung, d.h. in Summe durch die Wegabschnitte ZVB und ZVL gegeben. Eine Verlängerung in einem realen Versuch um 30 Prozent führt dabei in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung des SAR-Wertes um ca. 20 Prozent.In FIG. 3, the correction element ZV1 ensures a path extension by ZVB in each case in the Z direction on account of the respective cross web KVl, KV2 and in total by the further path length ZVL in the X direction through the respective web element PST1 or PST2. The first approximation, in particular, is dominant for the electrical path extension, in particular the mechanical routing of the respective correction element, starting from its coupling region on the printed circuit board LP to its front end, measured in the imaginary, unfolded, that is to say flat, state of the correction element. The correction element continues, so to speak, the longitudinal extension of the printed circuit board, but not in the original position plane of the printed circuit board, but into a spatial area that is delimited by the four side edges of the printed circuit board and lies above and / or below the boundary surface BF of the printed circuit board. In FIG. 3, the achievable path length is given by the total folding length of the correction element ZV1 in the X and Z directions, that is to say in total by the path sections ZVB and ZVL. An extension in a real test by 30 percent advantageously leads to a reduction in the SAR value by approximately 20 percent.
Figur 4 zeigt schematisch die örtliche Stromverteilung entlang der Längserstreckung der Leiterplatine von Figur 3, d.h. in X-Richtung, wenn das zusätzliche Korrekturelement ZVl an der Leiterplatine LP angebracht ist. Gegenüber der Leiterpla- tine LP von Figur 1 ohne- Korrekturelement, auf der sich etwa in der Mitte der Längserstreckung bei X = MI ein resultierendes Strommaximum IM einstellt, flacht sich nun der wirksame Strompegel an der Stelle X = MI, d.h. im Mittenbereich MI der Leiterplatine LP auf den Wert I (X = MI) = IMD < IM ab. Es er- gibt sich insbesondere eine Homogenisierung der örtlichen Stromverteilung auf der Leiterplatine LP in X-Richtung betrachtet. Da jetzt auch am unteren Ende der Leiterplatine LP durch die zusätzliche Ankopplung des Korrekturelements ZVl ein Stromfluss bewirkt ist, hier mit I (X = 0) = ID, ver- schiebt sich bzw. erstreckt sich der Stromfluss bis an das äußere, offene Ende des Korrekturelements ZVl hin. Mit Hilfe des Korrekturelements ZVl lässt sich somit in definierter Weise eine Strompegelverteilung I (X) zwischen X = 0 bis L entlang der Leiterplatinen-Längserstreckung einstellen, die gegenüber einer Leiterplatine entsprechend Figur 1 ohne Korrekturelement vom einen zum anderen stirnseitigen Ende der Leiterplatine betrachtet eine homogenere, d.h. annäherungsweise konstantere Stromdichte aufweist. In der Figur 4 ist zusätzlich die fiktive bzw. virtuelle Stromwegverlängerung WV eingezeichnet, die sich mit dem Korrekturelement ZVl gemessen vom Ankoppelbereich an der unteren Stirnseite SRU (X=0) der Leiterplatine LP bis zum äußeren, offenen Ende (X=L) des Korrekturelements ZVl ergibt. Erst am offenen stirnseitigen Ende des Zusatzelements ZVl ist der Stromfluss unterbrochen, so dass erst dort der Summenstrompegel im wesentlichen gleich 0 ist. Der Summenstrompegel I (X) entlang der Verlängerungs- Wegstrecke WV ist in der Figur 4 zusätzlich -strichpunktiert eingezeichnet. Er ist durch Interpolation der Werte des Strompegelverlaufs zwischen oberer und unterer Stirnseite der Leiterplatine LP, d.h. zwischen X = 0 und X = L, und dem Strompegelwert von 0 Ampere am freien bzw. offenen Ende des Korrekturelements gebildet.FIG. 4 schematically shows the local current distribution along the longitudinal extent of the printed circuit board from FIG. 3, ie in the X direction, when the additional correction element ZV1 is attached to the printed circuit board LP. Compared to the printed circuit board LP of FIG. 1 without a correction element, on which a resulting current maximum IM occurs approximately in the middle of the longitudinal extent at X = MI, the effective current level now flattens out at the point X = MI, ie in the central region MI Printed circuit board LP to the value I (X = MI) = IMD <IM. In particular, there is a homogenization of the local current distribution on the printed circuit board LP in the X direction. Since a current flow is now also caused at the lower end of the printed circuit board LP by the additional coupling of the correction element ZVl, here with I (X = 0) = ID, the current flow shifts or extends to the outer, open end of the Correction element ZVl out. With the help of the correction element ZVl can thus be defined Set a current level distribution I (X) between X = 0 to L along the length of the printed circuit board, which compared to a printed circuit board according to FIG. 1 without correction element viewed from one end to the other end of the printed circuit board has a more homogeneous, that is to say approximately constant, current density. FIG. 4 additionally shows the fictitious or virtual current path extension WV, which is measured with the correction element ZVl from the coupling area on the lower end face SRU (X = 0) of the printed circuit board LP to the outer, open end (X = L) of the correction element ZVl results. The current flow is only interrupted at the open end of the additional element ZV1, so that the total current level is essentially equal to 0 only there. The total current level I (X) along the extension path WV is additionally shown in dash-dotted lines in FIG. It is formed by interpolating the values of the current level curve between the upper and lower end face of the printed circuit board LP, ie between X = 0 and X = L, and the current level value of 0 amperes at the free or open end of the correction element.
In erster Näherung wird die virtuelle, elektrische Stromwegverlängerung wie z.B. WV, die aus der zusätzlichen Ankopplung des Korrekturelements wie z.B. ZVl entlang der Längsausdeh- nung, hier im Ausführungsbeispiel in X-Richtung, resultiert, insbesondere durch die Summe der Weglängen des Korrekturelements in der Z-, X-Ebene bestimmt. Zusätzlich oder unabhängig hiervon kann aber auch die von dem jeweiligen Korrekturelement gebildete Gesamtfläche die resultierende Gesamtstromlän- ge beeinflussen. Denn je größer die bereitgestellte Fläche des Korrekturelements ist, desto größer wird vorzugsweise die kapazitive Aufladungsmöglichkeit und damit die ermöglichte Stromharmonisierung auf der Leiterplatine. Ebenfalls ist eine Aufspaltung der Stromverteilung zu zwei oder mehr Maxi a auf der Leiterplatte denkbar. Das Korrekturelement wie z.B. ZVl kann zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet sein. Dazu kann es vorzugsweise durch Umbiegen oder Falten aus einem ursprünglich planflächigen, stromleitfähigen Element hergestellt sein.In a first approximation, the virtual, electrical current path extension such as WV, which results from the additional coupling of the correction element such as ZVl along the longitudinal extent, here in the exemplary embodiment in the X direction, results in particular from the sum of the path lengths of the correction element in the Z. -, X-plane determined. In addition or independently of this, the total area formed by the respective correction element can also influence the resulting total current length. This is because the larger the provided area of the correction element, the greater the capacitive charging possibility and thus the possible current harmonization on the printed circuit board. It is also conceivable to split the current distribution into two or more maxi a on the circuit board. The correction element such as ZV1 can expediently be formed in one piece. For this purpose, it can preferably be produced by bending or folding from an originally flat, current-conducting element.
Als jeweiliges Korrekturelement wie z.B. ZVl ist vorzugsweise mindestens ein elektrisch leitfähiges Element, zweckmäßigerweise ein ein- oder mehrlagiges, elektrisch leitfähiges Blech, Beschichtungselement, eine ein- oder mehrlagige Folie, und/oder ein sonstiges elektrisch leitfähiges Flächenelement oder Strukturelement vorgesehen. Gegebenenfalls kann es auch ausreichend sein, als Korrekturelement ein oder mehrere, e- lektrisch leitfähige Drähte vorzusehen.As a respective correction element such as ZVl is preferably at least one electrically conductive element, advantageously a single or multi-layer, electrically conductive sheet, coating element, a single or multi-layer film, and / or another electrically conductive surface element or structural element. If necessary, it may also be sufficient to provide one or more electrically conductive wires as the correction element.
Gegebenenfalls kann eine virtuelle Stromwegverlängerung entlang der Längserstreckung der Leiterplatine auch bereits durch ein Korrekturelement bewirkt sein, das nicht über die gesamte Breitseite der Leiterplatine LP an der der Antenne gegenüberliegenden Stirnseite angekoppelt ist, sondern durch ein streifenförmiges, stromleitfähiges Element gebildet sein, dessen Breite wesentlich schmäler als die Breite' der Leiterplatine LP gewählt ist. Ein solches Korrekturelement zeigt Figur 5 schematisch in räumlicher Darstellung. Es ist mit ZV2 bezeichnet. Damit eine möglichst große Stromwegverlängerung fiktiv in X-Richtung, d.h. also entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP bereitstellbar ist, ist das streifenför- mige Korrekturelement ZV2 mäanderförmig in der X-, Y-Ebene ausgeführt. Es ist mit der Leiterplatine LP im Bereich deren stirnseitigen Unterkante mechanisch und/oder elektrisch ver- bunden, die der stirnseitigen Oberkante mit einer dort angekoppelten, nach außen abstehenden Stummelantenne AT2 gegenüberliegt. Die Ankopplung des Korrekturelements ZV2 an die Leiterplatine LP kann dabei insbesondere in einfacher Weise durch Abbiegen oder Umbiegen eines Teilabschnitts der Plati- nen-Masseflache erfolgen. Vorzugsweise ist das mäanderförmige Korrekturelement ZV2 entlang einem endseitigen Teilstück um etwa 90° gegenüber seiner sonstigen im wesentlichen planflä- chigen Ausdehnung abgeknickt bzw. umgebogen. Dieser Ankoppelabschnitt ist in der Figur 5 mit KV2 bezeichnet. Das Korrekturelement ZV2 erstreckt sich mit seiner stromleitfähigen, im wesentlichen planen Fläche zum überwiegenden Teil in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Lageebene der Leiterplatine LP liegt. Eine gewünschte Stromwegverlängerung kann durch entsprechende Wahl der Mäanderform, d.h. durch Wahl der Anzahl der Mäanderwindungen und/oder Auswahl der Länge derjenigen Teilabschnitte des Korrekturelements ZV2, die im we- sentlichen in Längsrichtung X oder quer dazu in Y-Richtung der Leiterplatine LP verlaufen, in kontrollierter Weise eingestellt werden.If necessary, a virtual current path extension along the longitudinal extent of the printed circuit board can also already be brought about by a correction element which is not coupled over the entire broad side of the printed circuit board LP to the end face opposite the antenna, but rather is formed by a strip-shaped, electrically conductive element, the width of which is considerably narrower is chosen as the width 'of the printed circuit board LP. Such a correction element is shown schematically in FIG. 5 in a spatial representation. It is labeled ZV2. So that the greatest possible current path extension can be fictitiously provided in the X direction, that is to say along the longitudinal extent of the printed circuit board LP, the strip-shaped correction element ZV2 is meandering in the X, Y plane. It is mechanically and / or electrically connected to the printed circuit board LP in the area of its lower edge on the front side, which is opposite the upper edge on the front side with a stub antenna AT2 which projects there and projects outwards. The correction element ZV2 can be coupled to the printed circuit board LP in particular in a simple manner by bending or bending over a partial section of the board ground plane. The meandering correction element ZV2 is preferably along an end section by approximately 90 ° with respect to its other essentially flat surface. kinked or bent. This coupling section is designated KV2 in FIG. The correction element ZV2 extends with its electrically conductive, essentially planar surface for the most part in a plane that is essentially parallel to the plane of the printed circuit board LP. A desired extension of the current path can be chosen by selecting the meandering shape accordingly, ie by selecting the number of meandering windings and / or selecting the length of those sections of the correction element ZV2 which essentially run in the longitudinal direction X or transverse to it in the Y direction of the printed circuit board LP be controlled in a controlled manner.
Allgemein betrachtet kann also eine gewünschte Stro wegver- längerung für eine Leiterplatine vorgegebener, einzuhaltender Länge und Breite dadurch in gezielter Weise bereitgestellt werden, dass ein oder mehrere Korrekturelemente zusätzlich an die Leiterplatine derart angekoppelt sind, dass sich dieses Korrekturelement lediglich in einen Raumbereich oberhalb und/oder unterhalb der Leiterplatine hinein erstreckt, der durch die Seitenränder der Leiterplatine begrenzt ist. Damit ergibt sich eine mehrschichtige Struktur, d.h. die Leiterplatine sowie das jeweilige Korrekturelement liegen sozusagen übereinandergestapelt . Das Korrekturelement kann dabei insbe- sondere eine oder mehrere Faltungen in einer oder mehrerenGenerally speaking, a desired current path extension for a printed circuit board of a given length and width to be maintained can be provided in a targeted manner in that one or more correction elements are additionally coupled to the printed circuit board in such a way that this correction element only extends into a space above and / or extends below the circuit board, which is limited by the side edges of the circuit board. This results in a multi-layer structure, i.e. the printed circuit board and the respective correction element are, so to speak, stacked on top of one another. The correction element can in particular be one or more folds in one or more
Ebenen aufweisen, die innerhalb der von den Seitenrändern der Leiterplatine begrenzten Ebene liegen sowie mit Höhenabstand zu dieser angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Leiterplatine nicht in ihrer Lageebene verlängert oder verbreitert, d.h. ihre ursprünglich vorgegebene Dimensionierung wird bezüglich ihrer ursprünglich vorgegebenen Länge und Breite weitgehend eingehalten.Have levels that lie within the plane delimited by the side edges of the printed circuit board and are arranged at a height distance from the latter. In this way, the printed circuit board is not extended or widened in its position level, i.e. their originally specified dimensions are largely maintained with regard to their originally specified length and width.
Zur virtuellen Masseverlängerung kann es ggf. zweckmäßig sein, einen Teilbereich der Massefläche der Leiterplatte selbst derart auszugestalten, dass ein zusätzliches verlängerndes Element entsteht. In der Figur 11 ist ein solches Korrekturelement ZV6 integraler Bestandteil der Platinenmas- sefläche einer Leiterplatine LP* mit ursprünglich rechteck- förmiger Außenkontur. Dabei ist ein Teilbereich der Massefläche der Leiterplatine LP* an der der Antenne ATI gegenüber- liegenden Stirnseite SRU der Leiterplatine derart getrennt von dieser in derselben Lageebene ausgeführt, dass er wie eine Verlängerung des Stromweges wirkt. Das Korrekturelement ZV6 weist seine Mäanderform durch seriell aufeinanderfolgende 90° Abknickungen bzw. rechteckförmige Zick-Zackbiegungen von Stegabschnitten auf. Dieses mäanderförmige Korrekturelement KV6 kann insbesondere durch Ausstanzen oder Herausschneiden aus der ursprünglich rechteckförmigen Leiterplatine LP von Figur 1 hergestellt werden. Das Korrekturelement ZV6 ist vorzugsweise in einem Eckbereich der unteren Platinenstirnseite SRU vorgesehen, der schräg, insbesondere diagonal versetzt zur Antennenankopplung im Eckbereich der oberen, gegenüberliegenden Stirnseite SRO angeordnet ist. Denn durch diesen weitgehend diagonalen Laufweg zwischen der Antenne ATI und dem freien Ende FE des Korrekturelements ZV6 ist die größte mögliche virtuelle Wegverlängerung für den hinsichtlich desFor virtual extension of the mass, it may be expedient to design a partial area of the ground surface of the circuit board itself in such a way that an additional lengthening element is created. Such is shown in FIG Correction element ZV6 is an integral part of the board ground area of a printed circuit board LP * with an originally rectangular outer contour. A part of the ground area of the printed circuit board LP * on the front side SRU of the printed circuit board opposite the antenna ATI is designed separately from the latter in the same position level that it acts as an extension of the current path. The correction element ZV6 has its meandering shape due to successive 90 ° bends or rectangular zigzag bends of web sections. This meandering correction element KV6 can be produced in particular by punching out or cutting out the originally rectangular printed circuit board LP from FIG. The correction element ZV6 is preferably provided in a corner region of the lower face of the circuit board SRU, which is arranged obliquely, in particular diagonally offset, to the antenna coupling in the corner region of the upper, opposite end face SRO. Because this largely diagonal path between the antenna ATI and the free end FE of the correction element ZV6 is the greatest possible virtual path extension for the in terms of
SAR- Effekts wirksamen Summenstrom auf der zur Verfügung stehenden Platinenfläche bei gleicher vorgegebener, rechteckför- miger Außenkontur bereitgestellt.SAR effect effective total current provided on the available board area with the same predetermined, rectangular outer contour.
Durch Faltungen des jeweiligen Korrekturelements innerhalb der Leiterplatinenbestückungsfläche, und/oder über der Leiterplatinenoberseite, und/oder Leiterplatinenunterseite kann der Stromweg in kontrollierter Weise eingestellt werden. Durch eine Mäanderform, d.h. durch eine Formgebung des Kor- rekturelements, bei dem sich jeweils ein Teilabschnitt mit Erstreckung in Längsrichtung der Leiterplatine mit jeweils einem Abschnitt quer, insbesondere orthogonal, zur Längs- erstreckung der Leiterplatine abwechselt, und dabei jeweils zwei solche aufeinanderfolgende Teilabschnitte einen von Null verschiedenen Winkel zwischen sich einschließen, insbesondere um jeweils etwa 90 ° gegeneinander versetzt sind, lässt sich die Länge des Korrekturelements in X-Richtung relativ kurz halten. Denn durch die Zick-Zack-Form lässt sich für den e- lektrischen Strom gegenüber einem Korrekturelement mit geradliniger Streifenform mehr Lauflänge erzielen. Der maximal mögliche Stromweg auf der Leiterplatine LP* von Figur 11 be- ginnt im Bereich der Antenne ATI und endet am freien Ende FE des Korrekturelements ZV6 nach Durchlaufen von dessen mäan- derförmigen Windungen.The current path can be set in a controlled manner by folding the respective correction element within the printed circuit board assembly area and / or above the printed circuit board top and / or printed circuit board underside. Through a meandering shape, ie through a shaping of the correction element, in which a partial section with extension in the longitudinal direction of the printed circuit board alternates with a section transverse, in particular orthogonal, to the longitudinal extension of the printed circuit board, and in each case two such successive partial sections unite Include non-zero angles between them, in particular offset by approximately 90 °, the length of the correction element in the X direction can be relatively short hold. Because of the zigzag shape, more run length can be achieved for the electric current compared to a correction element with a straight strip shape. The maximum possible current path on the printed circuit board LP * from FIG. 11 begins in the area of the antenna ATI and ends at the free end FE of the correction element ZV6 after passing through its meandering turns.
Ist an die Leiterplatine LP in einem Eckbereich deren stirn- seitigen Endes eine nach außen entlang deren Längserstreckung abstehende /Antenne wie z.B. AT2 in Figur 5 angekoppelt, so ist es zweckmäßig, das Korrekturelement derart gegenüber der Antenne an der Leiterplatine mechanisch und elektrisch anzubringen, dass es eine Stromwegverlängerung im wesentlichen entlang der strichpunktiert eingezeichneten -Diagonalen DIG vom Eckbereich der Antenne zum diametral gegenüberliegenden Eckbereich des Korrekturelements ZV2 bereitstellt (siehe Figur 5) . In der Figur 5 ist diese Diagonale DIG strichpunktiert zusätzlich eingezeichnet. Sie beschreibt den Stromweg- verlauf, den ein elektrischer Strom auf einer im wesentlichen rechteckförmigen Leiterplatine wie z.B. LP von Figur 5 maximal zurücklegen kann. Die Antenne AT2 ist in Figur 5 als nach außen abstehende Stabantenne ausgebildet. Tests haben gezeigt, dass durch diese diagonal zueinander versetzte Anord- nung der Antenne AT2 und des Korrekturelements ZV2 der Stromweg in effizienter Weise fiktiv bzw. virtuell verlängert werden kann. Gleichzeitig kann dabei die Länge des Korrekturelements in Längsrichtung der Leiterplatine weitgehend kompakt, d.h. relativ kurz gehalten werden. Vorzugsweise weist ein solches mäanderförmiges Korrekturelement eine Längserstreckung zwischen 1 cm und 4 cm auf.If the circuit board LP has an antenna protruding outwards along its longitudinal extension in a corner area of its front end, e.g. Coupled AT2 in Figure 5, it is expedient to mechanically and electrically attach the correction element relative to the antenna on the printed circuit board in such a way that it provides a current path extension essentially along the dash-dotted diagonals DIG from the corner area of the antenna to the diametrically opposite corner area of the correction element ZV2 (see Figure 5). In Figure 5, this diagonal DIG is also shown in dash-dotted lines. It describes the current path, which an electrical current on an essentially rectangular printed circuit board such as LP of Figure 5 can travel a maximum. The antenna AT2 is designed in FIG. 5 as a rod antenna projecting outwards. Tests have shown that this diagonally offset arrangement of the antenna AT2 and the correction element ZV2 enables the current path to be effectively and virtually extended. At the same time, the length of the correction element in the longitudinal direction of the circuit board can be largely compact, i.e. be kept relatively short. Such a meandering correction element preferably has a longitudinal extent between 1 cm and 4 cm.
Ggf. kann es auch zweckmäßig sein, das jeweilige Korrekturelement in einem Raumbereich seitlich an der durch die Sei- tenränder wie z.B. SRL, SRR, SRO, SRU der Leiterplatine wie z.B. LP von Figur 1 aufgespannten Begrenzungsfläche BF anzuordnen. In der Figur 12 ist beispielsweise ein Korrekturele- ment ZV7 an der rechten Längsseite SRR im Bereich der der Antenne ATI etwa diagonal gegenüberliegenden Ecke ECK angekoppelt. Dieses Korrekturelement ZV7 weist dabei ein erstes Teilelement WT auf, das im wesentlichen orthogonal bezogen auf die Begrenzungsfläche BF am Längsseitenrand SRR fixiert ist. An dessen nach oben abstehendem Ende sitzt ein zweites Teilelement DAC, das gegenüber dem ersten Teilelement WT etwa um 90° umgebogen ist und in die Begrenzungsfläche hineinragt, oder dessen Rand bildet. Es ist somit mit Höhenabstand zur Leiterplatinen- Bestückungsfläche angeordnet und verläuft als dachartige Teilabdeckung im wesentlichen parallel zu dieser. Selbstverständlich können das erste und zweite Teilelement WT, DAC als ein einziges Bauteil, d.h. einstückig ausgebildet sein. So kann das haken- bzw. winkelstückartige Korrekturele- ment KV7 beispielsweise durch Umbiegen eines ursprünglich planflächigen, stromleitfähigen Elements wie z.B. Kupferblechs hergestellt werden.Possibly. it can also be expedient to arrange the respective correction element laterally in a spatial area on the boundary surface BF spanned by the side edges such as SRL, SRR, SRO, SRU of the printed circuit board such as LP of FIG. A correction element is shown in FIG. The ZV7 is coupled to the right-hand side SRR in the area of the corner ECK, which is approximately diagonally opposite the antenna ATI. This correction element ZV7 has a first sub-element WT, which is fixed essentially orthogonally with respect to the boundary surface BF on the longitudinal side edge SRR. At its upwardly projecting end sits a second sub-element DAC, which is bent approximately 90 ° with respect to the first sub-element WT and protrudes into the boundary surface, or forms its edge. It is thus arranged at a vertical distance from the printed circuit board assembly surface and, as a roof-like partial cover, runs essentially parallel to the latter. Of course, the first and second sub-elements WT, DAC can be formed as a single component, ie in one piece. For example, the hook-like or elbow-type correction element KV7 can be produced, for example, by bending an originally planar, electrically conductive element such as copper sheet.
Für eine Reduzierung des SAR-Effekts oder Verschiebung von unerwünschten whot spots" in unkritischere Gerätebereiche können ggf. auch andere Geometrieformen von Korrekturelementen zweckmäßig sein, solange das jeweilige Korrekturelement derart an die Leiterplatine ankoppelbar ist, dass dessen gedachte orthogonale Projektion bezüglich der Bauelementbestü- ckungsfläche der Leiterplatine LP im wesentlichen innerhalb der durch die Seitenränder SRL, SRR, SRO, SRU der Leiterplatine LP aufgespannten Begrenzungsfläche BF zu liegen kommt. So kann es ggf. bereits ausreichend sein, das zweite Teilelement DAC wegzulassen und lediglich an einem oder mehreren Teilabschnitten eines oder mehrerer Seitenränder das erste Teilelement WT nach oben mit einem 90° Einschlusswinkel oder weniger gegenüber der Platinenfläche abstehen zu lassen. Insbesondere kann ein solches Korrekturelement dadurch gebildet sein, dass mindestens ein Seitenrand der Leiterplatine ent- lang einem Teilabschnitt oder insgesamt über seine ganze Länge entsprechend umgebogen oder umgebördelt wird. Zweckmäßig ist es insbesondere, diejenige Breitseite - hier in Figur 12 SRU - teilweise oder ganz hochzuziehen bzw. umzubiegen, die der Leiterplatinenstirnseite mit der Antennenkopplung gegenüberliegt.For a reduction of the SAR effect or displacement of undesirable w hot spots "in non-critical areas of the machine, other geometrical shapes of correction elements may optionally be useful as long as the respective correction element can be coupled such to the printed circuit board so that its imaginary orthogonal projection of the Bauelementbestü- ckungsfläche respect of the printed circuit board LP essentially lies within the boundary surface BF spanned by the side edges SRL, SRR, SRO, SRU of the printed circuit board LP. It may therefore already be sufficient to omit the second partial element DAC and only on one or more partial sections of one or several side edges to let the first partial element WT protrude upwards with a 90 ° inclusion angle or less with respect to the circuit board area, in particular such a correction element can be formed by at least one side edge of the printed circuit board along a partial section or is bent or flanged accordingly over its entire length. It is particularly expedient that broadside - here in FIG. 12 SRU - to partially or completely pull up or bend, which is opposite to the front side of the printed circuit board with the antenna coupling.
Figur 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer künstlichen Stromwegverlängerung, ohne selbst die Leiterplatine in ihrer Lageebene zu verbreitern oder zu verlängern. An die Leiterplatine LP von Figur 6 ist über einen Stromspeisungspunkt SS eine sogenannte PIFA-Antenne (Planar Inverted F-Antenne) PIF ange- koppelt. Sie wird dort mit einem elektrischen Strom gespeist. Dabei ist die PIFA-Antenne PIF mit Abstand zur Lageebene der Leiterplatine LP angeordnet. Sie ist im wesentlichen planar, d.h. planflächig ausgebildet und derart ausgerichtet, dass sie im wesentlichen parallel zur Lageebene der Leiterplatine LP liegt. Die PIFA-Antenne ist im Bereich des oberen stirnseitigen Endes SRO der Leiterplatine LP angebracht. Damit sich elektrische Funkstrahlungsfelder erzeugen und in den freien Raum abkoppeln lassen, ist zwischen der Leiterplatine LP und der PIFA-Antenne PIF eine Massefläche ZV3 angeordnet. Diese Massefläche ZV3 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Lageebene der Leiterplatine und der PIFA-Antenne. Sie weist zur Leiterplatine LP einen Querabstand, d.h. eine Höhe Dl (vorzugsweise größer als 1 mm) , sowie zur PIFA-Antenne einen Querabstand D2 auf. Zwischen der PIFA-Antenne und der mit Querabstand zu ihr angeordneten Massefläche ZV3 bilden sich elektrische und/oder magnetische Felder aus, die sich in den Raumbereich hinaus abkoppeln lassen. Die Massefläche ZV3 ist im Bereich eines ihrer stirnseitigen Enden mit der Masse der Leiterplatine LP verbunden. Diese Masseankopplung ist in der Figur 6 mit KV3 bezeichnet. Eine künstliche Verlängerung der Leiterplatine LP hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Stromlaufweges entlang deren Längserstreckung lässt sich in einfacher Weise dadurch bereitstellen, dass die Länge der sowieso vorhandenen Massefläche ZV3 der PIFA-Antenne PIF ent- sprechend entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP verlängert wird. Da die PIFA-Antenne in zwei Schichten über der Leiterplatinenoberfläche angeordnet ist, ergibt sich ins- gesamt ein mehrschichtiger Aufbau, ohne dass das ursprüngliche Leiterplatinenausmaß hinsichtlich Länge und Breite vergrößert wird, sondern konstant beibehalten wird.FIG. 6 shows a further example of an artificial current path extension without widening or extending the printed circuit board in its position plane itself. A so-called PIFA antenna (Planar Inverted F antenna) PIF is coupled to the printed circuit board LP of FIG. 6 via a current supply point SS. There it is fed with an electric current. The PIFA antenna PIF is arranged at a distance from the plane of the printed circuit board LP. It is essentially planar, that is to say formed flat and aligned such that it lies essentially parallel to the position plane of the printed circuit board LP. The PIFA antenna is attached in the area of the upper end SRO of the printed circuit board LP. So that electrical radio radiation fields can be generated and decoupled into free space, a ground plane ZV3 is arranged between the printed circuit board LP and the PIFA antenna PIF. This ground plane ZV3 extends essentially parallel to the plane of the printed circuit board and the PIFA antenna. It has a transverse distance to the printed circuit board LP, ie a height D1 (preferably greater than 1 mm), and a transverse distance D2 to the PIFA antenna. Electrical and / or magnetic fields are formed between the PIFA antenna and the ground plane ZV3 arranged at a transverse distance from it, which can be decoupled into the spatial area. The ground surface ZV3 is connected to the ground of the printed circuit board LP in the region of one of its front ends. This ground coupling is designated KV3 in FIG. 6. An artificial extension of the printed circuit board LP with regard to the available current path along its longitudinal extension can be provided in a simple manner by the length of the ground surface ZV3 of the PIFA antenna PIF, which is present anyway, being extended accordingly along the longitudinal extension of the printed circuit board LP. Since the PIFA antenna is arranged in two layers above the surface of the printed circuit board, Overall, a multi-layer structure, without the original circuit board size being increased in length and width, but is kept constant.
Figur 7 zeigt schematisch in räumlicher Darstellung die Leiterplatine LP von Figur 1 mit einem weiteren Korrekturelement ZV4, das den elektrischen Stromweg entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP, d.h. hier im Ausführungsbeispiel in X-Richtung entlang den Längsseiten der Leiterplatine LP, elektrisch verlängert, ohne die ursprüngliche Länge und Breite der Leitplatine zu verändern. Das Korrekturelement ZV4 ist jetzt dadurch gebildet, dass eine stromleitfähige Beschichtung auf der Stromversorgungseinheit, insbesondere Akkueinheit AK vorgesehen ist. Eine solche Stromversorgungseinheit ist vorzugsweise wiederaufladbar ausgebildet. Sie dient dazu, die elektrischen Bauelemente und Leiterbahnen auf der Leiterplatine LP mit elektrischem Strom zu versorgen. Als stromleitfähige Beschichtung ME kann beispielsweise eine Metallisierung auf der Akkuoberfläche entlang einem langgestreckt rechteckförmigen Streifen vorgesehen sein. Diese Metallisierungsschicht ist mit der Leiterplatine LP über eine elektrische Kontaktierung KV4 verbunden. Die elektrische Kontaktie- rung KV4 der rechteckförmigen Metallisierungsbahn wird vorzugsweise im Bereich des stirnseitigen Endes der Leiterplati- ne LP vorgenommen, um für den Strom eine möglichst lange Durchlauflänge zu erzielen. Die maximal bereitgestellte Durchlauflänge für einen etwaig in X-Richtung zum Fließen kommenden Strom erstreckt sich dabei von demjenigen stirnseitigen Endbereich der Leiterplatine LP, in dem die Sende- /Empfangsantenne AT3 angekoppelt ist, bis zum gegenüberliegenden stirnseitigen Ende, an dem das Korrekturelement ZV4 elektrisch angekoppelt ist, zuzüglich der Streifenlänge des Korrekturelements in Längsrichtung X. Hier im Ausführungsbei- spiel ist die Antenne AT3 als Planarantenne bzw. Flachantenne ausgebildet. Dazu ist vorzugsweise ein geschlitztes Blech o- der ein sonstiges elektromagnetisch leitfähiges Element verwendet. Die Antenne AT3 kann dabei derart geformt sein, dass sie sowohl als Dual-Band- als auch als Multi-Band-Antenne zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Funkwellen verschiedener Frequenzbereiche fungiert. Die Antenne AT3 wird im oberen Bereich der Leiterplatine LP über eine elektrische Lei- tung SS mit Strom gespeist. Örtlich abgesetzt davon ist ein anderer Bereich der Flachantenne AT3 mit der Masse der Leiterplatine LP über eine elektrische Kontaktierung MK verbunden.Figure 7 shows schematically in a spatial representation the circuit board LP of Figure 1 with a further correction element ZV4, which electrically extends the electrical current path along the longitudinal extent of the circuit board LP, ie here in the exemplary embodiment in the X direction along the long sides of the circuit board LP, without the change the original length and width of the circuit board. The correction element ZV4 is now formed in that an electrically conductive coating is provided on the power supply unit, in particular battery unit AK. Such a power supply unit is preferably designed to be rechargeable. It serves to supply the electrical components and conductor tracks on the printed circuit board LP with electrical current. For example, a metallization on the battery surface along an elongated rectangular strip can be provided as the electrically conductive coating ME. This metallization layer is connected to the printed circuit board LP via an electrical contact KV4. The electrical contact KV4 of the rectangular metallization path is preferably carried out in the region of the front end of the printed circuit board LP in order to achieve the longest possible run length for the current. The maximum run length provided for any current that may flow in the X direction extends from that end area of the printed circuit board LP in which the transmitting / receiving antenna AT3 is coupled to the opposite end where the correction element ZV4 is electrically coupled is, plus the strip length of the correction element in the longitudinal direction X. Here in the exemplary embodiment, the antenna AT3 is designed as a planar antenna or flat antenna. For this purpose, a slotted sheet or another electromagnetically conductive element is preferably used. The antenna AT3 can be shaped such that it functions both as a dual-band and as a multi-band antenna for transmitting and receiving electromagnetic radio waves of different frequency ranges. The antenna AT3 is supplied with current in the upper area of the printed circuit board LP via an electrical line SS. Another area of the flat antenna AT3 is connected to the ground of the printed circuit board LP via an electrical contact MK.
Zusätzlich ist hier also eine stromleitfähige Bahn auf derIn addition, there is an electrically conductive track here
Länge WV* entlang der Metallisierung ME in X-Richtung der Akkueinheit AK bereitgestellt, d.h. entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP. In der Summe betrachtet hat also die Metallisierung ME auf der Akkueinheit AK die Wirkung, dass die Leiterplatine LP der Länge L zusätzlich um die Weglänge WV* elektrisch virtuell verlängert ist. Dabei bleiben allerdings die ursprünglichen Abmaße der Leiterplatine LP hinsichtlich Länge und Breite konstant erhalten, da die zusätzliche Verlängerung WV* dadurch erreicht wird, dass die zusätzliche stromwegverlängernde Leiterbahn ME in einer Ebene über der Leiterplattenfläche selbst bereitgestellt ist. Die elektrische Anbindung bzw. Kontaktierung der Metallisierungsfläche ME mit der Masse der Leiterplatine LP kann beispielsweise über elektrische Drähte, Folien oder sonstige strom- leitfähige Zwischenelemente hergestellt sein.Length WV * provided along the metallization ME in the X direction of the battery unit AK, i.e. along the longitudinal extent of the printed circuit board LP. In total, the metallization ME on the battery unit AK has the effect that the printed circuit board LP of length L is additionally electrically virtually extended by the path length WV *. However, the original dimensions of the printed circuit board LP in terms of length and width remain constant, since the additional extension WV * is achieved in that the additional current path extending conductor track ME is provided in a plane above the printed circuit board area itself. The electrical connection or contacting of the metallization area ME to the mass of the printed circuit board LP can be produced, for example, via electrical wires, foils or other electrically conductive intermediate elements.
Hier im Ausführungsbeispiel von Figur 7 ist die Metallisierung ME auf der Außenoberfläche der annäherungsweise quader- förmigen Akkueinheit AK lediglich auf einer Teilfläche der Außenoberfläche der Akkueinheit AK aufgebracht. Genauso kann es zweckmäßig sein, die Metallisierung ME auf der gesamten Oberseite der Akkueinheit AK aufzubringen. Insbesondere können entsprechend ein oder mehrere, oder sämtliche Akkuoberflächen teilweise oder vollständig mit einem solchen leitfä- higen Überzug beschichtet sein. Die Figuren 8 und 9 veranschaulichen jeweils die gewünschte Verschiebung des sogenannten SAR-'Hot Spots", d.h. des lokalen Maximums in der örtlichen Summenstromverteilung entlang der Längsrichtung der Leiterplatine ohne und mit stromwegver- längerndem Korrekturelement. In der Figur 8 ist in der oberen Bildhälfte die Leiterplatine LP von Figur 7 mit der Flachantenne AT3 in Seitenansicht gezeichnet. In der unteren Bildhälfte ist dazu die sich im Betrieb des Mobilfunktelefons einstellende örtliche Summenstromverteilung I (X) entlang der Platinenlängserstreckung in X-Richtung eingezeichnet. Die X- richtung ist dabei jeweils der Abszisse zugeordnet. Die Flachantenne AT3 ist am linken stirnseitigen Ende der Leiterplatine LP mit dieser elektrisch über eine Stromzufuhrleitung SS und den Massekontakt MK elektrisch angekoppelt. Da die An- tenne AT3 im Bereich dieses stirnseitigen Endes der Leiterplatine LP aktiv mit Strom versorgt wird, ist dort am linken Seitenrand der Leiterplatine LP der Stromfluss größer als 0 Ampere. Auf die Mitte der Längserstreckung der Leiterplatine LP der Gesamtlänge X = L zu erreicht der Summenstrompegel an der Stelle X = XM1 ein lokales Maximum IM1. Anschließend nimmt die Gesamtstromdichte in Richtung auf das der Antenne AT3 gegenüberliegende Ende der Leiterplatine LP zu ab, bis es am rechten Seitenrand an der Stelle x = L zu einer Unterbrechung des Stromflusses kommt, so dass dort annäherungsweise I (X) = 0 A ist. Insgesamt ergibt sich somit längs der Leiter- platinenlängserstreckung eine Summenstromverteilung SV(X), die ein lokales Maximum bei X=XM1 in der der Antenne zugeordneten Hälfte der Leiterplatine aufweist.Here, in the exemplary embodiment in FIG. 7, the metallization ME is applied to the outer surface of the approximately cuboidal battery unit AK only on a partial surface of the outer surface of the battery unit AK. It can also be expedient to apply the metallization ME to the entire top of the battery unit AK. In particular, one or more or all of the battery surfaces can be partially or completely coated with such a conductive coating. FIGS. 8 and 9 each illustrate the desired shift of the so-called SAR hot spot, ie the local maximum in the local total current distribution along the longitudinal direction of the printed circuit board without and with a current-element-lengthening correction element. In FIG. 8, that is in the upper half of the figure The side view of the printed circuit board LP of the flat antenna AT3 in Figure 7. In the lower half of the figure, the local total current distribution I (X) that occurs during the operation of the mobile radio telephone is drawn in along the length of the board in the X direction, the X direction being the abscissa The flat antenna AT3 is electrically coupled at the left end of the printed circuit board LP to the latter via a power supply line SS and the ground contact MK. Since the antenna AT3 is actively supplied with current in the area of this front end of the printed circuit board LP, the left side edge of the circuit board LP d current flow greater than 0 amps. Towards the middle of the longitudinal extent of the printed circuit board LP of the total length X = L, the total current level at the point X = XM1 reaches a local maximum IM1. The total current density then increases in the direction of the end of the printed circuit board LP opposite the antenna AT3 until there is an interruption in the current flow at the point x = L on the right side edge, so that there is approximately I (X) = 0 A. Overall, there is a total current distribution SV (X) along the length of the printed circuit board, which has a local maximum at X = XM1 in the half of the printed circuit board assigned to the antenna.
Wird nun ein zusätzliches stromleitfähiges Korrekturelement ZV5 an demjenigen stirnseitigen Ende der Leiterplatine LP e- lektrisch angebunden bzw. angekoppelt, das dem gegenüberliegenden, zweiten stirnseitigen Endbereich der Leiterplatine LP mit der Antennenankopplung gegenüberliegt, so lässt sich je nach Dimensionierung der Abmessungen, Formgebung, Positionierung sowie sonstiger Materialparameter (wie z.B. Leitfähig- keitsvermögen) des Korrekturelements ZV5 zumindest das ur- sprüngliche lokale Maximum entlang der Längserstreckung der Leiterplatine LP in X-Richtung verschieben. Dies veranschaulicht die örtliche Stromverteilung SV* (X) in der unteren Bildhälfte von Figur 9. Dort ist entlang der Abszisse die X- Richtung aufgetragen, während die Gesamtstromdichte I (X) für jede Ortsposition X der Ordinaten zugeordnet ist. In der Figur 9 ist das stromverlängernde Korrekturelement ZV5 beispielsweise durch ein in Seitenansicht annäherungsweise rechtwinkliges Drahtelement gebildet. Je länger dabei die Erstreckung des Drahtelements in X-Richtung oberhalb der Platinenfläche gewählt ist, desto stärker macht sich die Stromwegverlängerung durch diese zusätzliche Leiterbahn bemerkbar. Dadurch verschiebt sich das örtliche Strommaximum IM2 in X- Richtung an die Längsstelle X = XM2 > XML Dadurch ist es er- möglicht, durch das erfindungsgemäße Korrekturelement die ursprünglich vorhandene, örtliche Verteilung des elektrischen für den SAR-Effekt wirksamen Summenstromfluss auf der Leiterplatine dahingehend zu verändern, dass das Strompegelmaximum oder die Strompegelmaxima zumindest in einen unkritischeren Gerätebereich verschoben werden, oder gar eine Vergleichmäßigung der Strompegelverteilung bewirkt ist. Weiter ist neben einer Vergleichmäßigung des Stromverlaufs eine Reduzierung des bzw. der Strommaxima möglich, so dass allgemein gilt IM2≤IM1. Erst dadurch kann die tatsächliche elektromagneti- sehe Feldverteilung im Nahbereich des Mobilfunkgeräts kontrollierter eingestellt werden. Im vorliegende Ausführungsbeispiel von Figur 9 ist das Strompegelmaximum IM2 entlang der X-Richtung, d.h. der Längserstreckung der Leiterplatine LP vom Antennenbereich weg verschoben und zwar in einen stirnseitigen Endbereich, der dem anderen stirnseitigen Endbereich der Leiterplatine LP mit der Antennenankopplung gegenüberliegt. Der Grund für diese gezielte Verschiebemaßnahme ist, dass in der Regel das Funkkommunikationsgerät im Bereich der Antennenankopplung dem Ohrbereich des jeweiligen Benut- zers zugeordnet ist, während das andere stirnseitige Ende des Funkkommunikationsgeräts im Backenbereich des jeweiligen Be- nutzers liegt und von diesem einen größeren Spalt- bzw. Querabstand aufweist.If an additional electrically conductive correction element ZV5 is now electrically connected or coupled to the front end of the printed circuit board LP that is opposite the opposite, second front end region of the printed circuit board LP with the antenna coupling, then depending on the dimensions, shape, positioning and other material parameters (such as conductivity) of the correction element ZV5 at least the original shift the local local maximum along the longitudinal extent of the printed circuit board LP in the X direction. This is illustrated by the local current distribution SV * (X) in the lower half of FIG. 9. The X direction is plotted along the abscissa, while the total current density I (X) is assigned to the ordinate for each position X. In FIG. 9, the current-extending correction element ZV5 is formed, for example, by a wire element that is approximately rectangular in side view. The longer the extension of the wire element in the X direction above the surface of the circuit board is selected, the more the current path extension becomes noticeable through this additional conductor track. As a result, the local current maximum IM2 shifts in the X direction to the longitudinal point X = XM2> XML. This makes it possible to correct the originally existing, local distribution of the electrical total current flow on the printed circuit board that is effective for the SAR effect change that the current level maximum or the current level maxima are at least shifted into a less critical area of the device, or even an equalization of the current level distribution is effected. In addition to making the current curve more uniform, it is also possible to reduce the current maximum (s), so that IM2≤IM1 applies in general. Only then can the actual electromagnetic field distribution in the vicinity of the mobile radio device be set in a more controlled manner. In the present exemplary embodiment of FIG. 9, the current level maximum IM2 is shifted away from the antenna area along the X direction, that is to say the longitudinal extent of the printed circuit board LP, to be precise in an end area which is opposite the other end area of the printed circuit board LP with the antenna coupling. The reason for this targeted shifting measure is that, as a rule, the radio communication device in the area of the antenna coupling is assigned to the ear area of the respective user, while the other end of the radio communication device in the cheek area of the respective user User lies and has a larger gap or transverse distance from this.
Diesen Effekt der Verschiebung des sogenannten SAR-'Hot Spots" mit Hilfe des mindestens einen Korrekturelements veranschaulicht Figur 10. Dort ist der Kopf HE eines Benutzers schematisch in Frontansicht gezeichnet, der ein Mobilfunkgerät MP bestimmungs-ggmäß benutzt und an die Backe hält. Dabei ist das obere Εncte-'.eles Mobilfunkgeräts MP dem Ohr EA des Be- nutzers zugeordnet, weil dort in der Regel der Lautsprecher des Mobilfunkgeräts MP untergebracht ist. Dort sitzt gleichzeitig im Inneren des Gehäuses GH des Mobilfunkgeräts MP die Hochfrequenzbaugruppe der Leiterplatine LP mit der Sende- /Empfangsantenne wie z.B. AT3 von Figur 9. Die Leiterplatine LP weist im unteren stirnseitigen Endbereich- ihrer Längserstreckung, der dem Antennenbereich abgewandt ist, das stromwegverlängernde Korrekturelement ZV5 entsprechend Figur 9 zusätzlich auf. Zusätzlich sind in das Innere des Gehäuses GH die örtlichen Summenstromverteilungskurven entsprechend den Figuren 8 und 9 ohne und mit Korrekturelement strichpunktiert eingezeichnet. Während bei einer Leiterplatine LP ohne Korrekturelement das lokale Strompegelmaximum annäherungsweise im Auflagebereich AZ des Gehäuses GH am Kopf HE des jeweiligen Benutzers liegt, kann bei Vorhandensein des Korrektur- elements ZV5 das örtliche Strommaximum gemäß der örtlichenFIG. 10 illustrates this effect of the displacement of the so-called SAR hot spot with the aid of the at least one correction element. There, the head HE of a user is drawn schematically in a front view, which uses a mobile radio device MP as intended and holds it against the cheek the upper Εncte- ' .eles mobile device MP assigned to the ear EA of the user, because the loudspeaker of the mobile device MP is usually accommodated there, at the same time the high-frequency assembly of the printed circuit board LP with the transmitter is located inside the housing GH of the mobile device MP - / Receiving antenna such as AT3 from FIG. 9. The printed circuit board LP additionally has the current-path-extending correction element ZV5 in the lower front end region — its longitudinal extension, which faces away from the antenna region, as shown in FIG Figures 8 and 9 without and mi t Correction element shown in dash-dot lines. While in the case of a printed circuit board LP without a correction element, the local current level maximum lies approximately in the contact area AZ of the housing GH on the head HE of the respective user, the presence of the correction element ZV5 allows the local current maximum to be determined according to the local one
Stromverteilungskurve SV* (X) auf das Korrekturelement ZV5 zu verschoben und damit vom Auflagebereich weg weiter an das untere Ende des Mobilfunkgeräts gebracht werden. Da aufgrund der Krümmung bzw. Wölbung der Kopfform des jeweiligen Benut- zers die Leiterplatine im Gehäuse GH am unteren Ende von der Backe bzw. Wange BA des Benutzers in der Regel mit einem Spaltraum absteht, wird also das Maximum der Stromverteilung zumindest in einen Bereich des Gehäuses GH verschoben, der hinsichtlich der Erzeugung des SAR-Wertes unkritischer ist. Denn aufgrund des Querabstandes DB zwischen der Unterseite der Leiterplatine LP und der Backe BA des Benutzers kann ein dort etwaig vorhandenes Maximum der Strompegelverteilung weit weniger wirksam werden. Während die Leiterplatine ohne Korrekturelement die Strompegelverteilung SV(X) mit einem Strommaximum an einer Stelle der Leiterplatine aufweist, die von der Backe den Querabstand DA aufweist, wird nun der Querabstand bei der Leiterplatine LP mit dem Korrekturelement ZV5 entsprechend der örtlichen Stromverteilung SV* (X) an eine Längsstelle verschoben, wo der Querabstand zwischen der Leiterplatine und der Backe des jeweiligen Benutzers auf den Spaltenabstand DB>DA vergrößert ist.Current distribution curve SV * (X) shifted to the correction element ZV5 and thus brought further away from the support area to the lower end of the mobile device. Since, due to the curvature or curvature of the head shape of the respective user, the printed circuit board in the housing GH at the lower end generally protrudes from the cheek or cheek BA of the user with a gap, the maximum of the current distribution is thus at least in one area of the Housing GH shifted, which is less critical with regard to the generation of the SAR value. Because due to the transverse distance DB between the underside of the printed circuit board LP and the jaw BA of the user, a maximum of the current level distribution which may be present there can be wide become less effective. While the printed circuit board without correction element has the current level distribution SV (X) with a current maximum at a point on the printed circuit board which has the transverse distance DA from the jaw, the transverse distance on the printed circuit board LP with the correction element ZV5 is now determined according to the local current distribution SV * (X ) to a longitudinal point where the transverse distance between the printed circuit board and the cheek of the respective user is increased to the column distance DB> DA.
Die Verschiebung des ursprünglich vorhandenen lokalen Maximums auf der Leiterplatine in einen Bereich, der von der Backe des jeweiligen Benutzers einen größeren Spaltenabstand DB als im Fall ohne Korrekturelement aufweist, hat dabei folgen- de Auswirkung auf die zur Wirkung kommenden Felder: Ein etwaig auf der Leiterplatine fließender Strom verursacht im Bereich des Auflagebereichs AZ auf der Leiterplatine eine e- lektromagnetische Leistungsdichte PA durch das korrespondierend hervorgerufene magnetische H-Feld von PA = ZFD H2, wo- bei ZFD der Wellenwiderstand ist, und H der Betrag der magnetischen Feldstärke bezeichnet. Die Leistungsdichte des magnetischen Feldes H nimmt nun umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes bzw. der Entfernung seiner Erzeugungsquelle durch den Stromfluss ab. Es gilt also im Bereich der Auflage- zone AZ: PA ~ 1/DA2. Im Bereich der unteren Hälfte des Gehäuses GH an der Stelle des verschobenen lokalen Strommaximums gilt somit entsprechend für die Leistungsdichte des durch das Strommaximum erzeugten H-Feldes: PB ~1/DB2. Bildet man das Verhältnis zwischen den beiden Leistungsdichten, so ergibt sich folgender Zusammenhang: PB/PA = DA2/DB2. Wird nun das Strommaximum in einen Bereich der Leiterplatine verschoben, der annäherungsweise den doppelten Querabstand bzw. Spaltenabstand zur Backe des jeweiligen Benutzers aufweist, so dass DB = 2 DA gilt, so nimmt die Leistungsdichte PB auf ein Vier- tel der ursprünglichen Leistungsdichte an der ursprünglichen Auflagezone AZ ab. Die Leistungsdichte im Bereich des verschobenen Strommaximums der Stromverlaufskurve SV* (x) weist entlang der Normalen zur Platinenfläche betrachtet an der Backe nur noch eine viertel so große Leistungsdichte wie in der Auflagezone AZ des Gehäu- ses GH auf, wo die Leiterplatine im Querabstand DA von der Backe des jeweiligen Benutzers entfernt ist. Dies entspricht einer Erniedrigung der wirksam werdenden energetischen Leistungsdichte von ca. 6 dB, denn es gilt PB/PA = => 10 log PB/PA = 6 dB. Wird also das ursprüngliche lokale SAR-wirksame Strommaximum mit Hilfe des Korrekturelements in einen Platinenbereich verschoben, der ungefähr den doppelten Querabstand wie ursprünglich zum Kopf des jeweiligen Benutzers aufweist, so ergibt sich nicht nur eine Halbierung sondern eine Absenkung auf ein Viertel der ursprünglich wirksam werdenden Leis- tungsdichte.The shift of the originally existing local maximum on the printed circuit board into an area that has a larger column spacing DB from the cheek of the respective user than in the case without a correction element has the following effect on the fields that come into effect: a possible on the printed circuit board flowing current causes an electromagnetic power density PA in the area of the contact area AZ on the printed circuit board due to the correspondingly generated magnetic H field of PA = ZFD H 2 , where ZFD is the characteristic impedance and H denotes the magnitude of the magnetic field strength. The power density of the magnetic field H now decreases inversely proportional to the square of the distance or the distance of its generation source due to the current flow. It therefore applies in the area of the support zone AZ: PA ~ 1 / DA 2 . In the area of the lower half of the housing GH at the location of the shifted local current maximum, the following therefore applies accordingly to the power density of the H field generated by the current maximum: PB ~ 1 / DB 2 . The relationship between the two power densities is as follows: PB / PA = DA 2 / DB 2 . If the current maximum is now shifted into an area of the printed circuit board which has approximately twice the transverse spacing or column spacing from the cheek of the respective user, so that DB = 2 DA, the power density PB takes up a fourth of the original power density at the original one Support zone AZ from. The power density in the area of the shifted current maximum of the current curve SV * (x) shows only a quarter of the power density at the jaw along the normal to the board surface as in the support zone AZ of the housing GH, where the printed circuit board is at a transverse distance DA from the cheek of each user is removed. This corresponds to a reduction in the effective energy power density of approx. 6 dB, since PB / PA = => 10 log PB / PA = 6 dB. If the original local SAR-effective current maximum is shifted with the aid of the correction element into a circuit board area which has approximately twice the transverse distance as originally to the head of the respective user, this results not only in a halving but in a reduction to a quarter of the originally effective Leis - density.
Zusätzlich kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, dem Gehäuse GH des Funkkommunikationsgeräts MP eine solche Form zu geben, dass es zusätzlich im Bereich des verschobenen Strompe- gelmaximums eine vom Kopf HE weg konvex nach außen gewölbteIn addition, it may be expedient if necessary to give the housing GH of the radio communication device MP such a shape that, in the region of the shifted current level maximum, there is also a convex curve outward away from the head HE
Innenfläche aufweist. Dadurch kann der queraxiale Abstand zum Kopf entlang der Normalen der Platinenfläche betrachtet weiter vergrößert werden, so dass dort, wo das verschobene Strommaximum auf der Leiterplatine auftritt, noch eine zu- sätzliche Distanz zum Kopf des Benutzers bewirkt ist.Has inner surface. As a result, the transverse axial distance to the head along the normal of the board surface can be further increased, so that where the shifted current maximum occurs on the printed circuit board, an additional distance to the head of the user is still achieved.
Die tatsächliche Längsausdehnung des jeweiligen Korrekturelements im entfalteten, maximal ausgestreckten Zustand ist vorzugsweise zwischen 10% und 90%, insbesondere zwischen 10% und 50% der maximal ausbildbaren Masselänge der Leiterplatine gewählt. Das Korrekturelement weist also bevorzugt eine solche Längserstreckung auf, dass sich für einen etwaig entlang der Längsrichtung der Leiterplatine fließenden elektrischen Strom eine fiktive Wegverlängerung um das 1,1- fache bis 1,5 - fa- ehe der ursprünglichen Längsausdehnung der Leiterplatine ergibt. Bei einer rechteckförmigen Leiterplatine von etwa 9 cm Länge und 4 cm Breite wird die Längsausdehnung des Korrektur- elements im plan ausgelegten, entfalteten Zustand zweckmäßigerweise zwischen 1 und 8 cm, bevorzugt zwischen 1 und 5 cm gewählt.The actual longitudinal extent of the respective correction element in the unfolded, maximally extended state is preferably selected between 10% and 90%, in particular between 10% and 50% of the maximum dimension length of the printed circuit board. The correction element thus preferably has a longitudinal extent such that for an electrical current possibly flowing along the longitudinal direction of the printed circuit board there is a fictitious path extension of 1.1 times to 1.5 times the original longitudinal extension of the printed circuit board. In the case of a rectangular printed circuit board approximately 9 cm long and 4 cm wide, the longitudinal extension of the correction elements in the flat, unfolded state are expediently chosen between 1 and 8 cm, preferably between 1 and 5 cm.
Das Korrekturelement kann insbesondere auch mehrfach geknickt, gewinkelt oder schraubenförmig (gewendelt) gekrümmt ausgebildet sein. Es kann ggf. aus Teillängen in verschiedenen Höhenlagen zusammengesetzt sein.In particular, the correction element can also be designed with multiple kinks, angled or helical (coiled) curves. If necessary, it can be composed of partial lengths at different altitudes.
Es kann an die Leiterplatine in vorteilhafter Weise nicht nur galvanisch, sondern zusätzlich oder unabhängig hiervon bei gleicher Funktion und Wirkungsweise hinsichtlich des stromwegverlängernden Effekts auch kapazitiv, induktiv und/oder gestrahlt angekoppelt sein.It can advantageously be coupled to the printed circuit board not only galvanically, but additionally or independently of it with the same function and mode of operation with regard to the effect of extending the current path, also capacitively, inductively and / or radiated.
Zusammenfassend betrachtet ist also an der jeweiligen Leiterplatine mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement derart angekoppelt und ausgebildet, dass für einen auf der Leiterplatine etwaig durch elektromagnetische Funk- strahlungsfelder der Antenne hervorgerufenen elektrischenIn summary, at least one additional, electrically conductive correction element is coupled and designed to the respective printed circuit board in such a way that for an electrical one caused on the printed circuit board by electromagnetic radio radiation fields of the antenna
Strom eine gezielte, fiktive bzw. virtuelle Stromwegverlängerung unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine bewirkt ist. Dadurch ist es möglich, elektromagnetische Strahlungs- felder, insbesondere das H-Feld im Nahbereich, des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts, und/oder darauf zurückgehende e- lektrische Ströme, bezüglich ihrer örtlichen Verteilung kontrollierter einzustellen. So kann beispielsweise ein etwaig vorhandenes lokales Maximum des für den SAR-Effekt wirksamen elektrischen Stroms auf der Leiterplatine in definierter Weise verschoben, reduziert, und /oder auf mehrere niedrigere Extrema verteilt werden.Current is a targeted, fictitious or virtual current path extension while largely maintaining the specified longitudinal and transverse dimensions of the circuit board. This makes it possible to adjust electromagnetic radiation fields, in particular the H field in the close range, of the respective radio communication device, and / or electrical currents resulting therefrom in a more controlled manner with regard to their local distribution. For example, any local maximum of the electrical current effective for the SAR effect can be shifted, reduced, and / or distributed over several lower extremes in a defined manner on the printed circuit board.
Messungen haben gezeigt, dass Ursache für einen relativ hohen SAR-Wert eines Mobilfunkgeräts insbesondere Inhomogenitäten der auf der Leiterplatine resultierenden Stromverteilung sind. Dadurch, dass hier zusätzlich mindestens ein stromleit- fähiges Korrekturelement in einem Raumbereich an die Leiterplatine angekoppelt ist, der durch die Seitenränder der Leiterplatine begrenzt ist, wird bei gleicher Baugröße bzw. Abmessungen der Leiterplatine hinsichtlich Länge und Breite zu- mindest eine Verschiebung des mindestens einen lokalen Strompegelmaximums in unkritischere Gehäusebereiche, und/oder eine weitgehend homogene Feldverteilung entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Funkkommunikationsgeräts erreicht. Dadurch kann der messbare SAR-Wert in vorteilhafter Weise weiter abgesenkt werden.Measurements have shown that the reason for a relatively high SAR value of a mobile radio device is, in particular, inhomogeneities in the current distribution resulting on the printed circuit board. The fact that at least one current-conducting capable correction element is coupled to the printed circuit board in a space area that is delimited by the side edges of the printed circuit board, with the same size and dimensions of the printed circuit board in terms of length and width, at least a displacement of the at least one local current level maximum into less critical housing areas, and / or a largely homogeneous field distribution along the longitudinal extent of the radio communication device according to the invention is achieved. As a result, the measurable SAR value can be further reduced in an advantageous manner.
Vorzugsweise ist an der Leiterplatine das zusätzliche Korrekturelement derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für den elektrischen Strom eine solche fiktive Stromwegverlänge- rung bewirkt ist, die zu einer gewünschten SAR- Wertreduzierung (specific absorption rate) im Umgebungsbereich der Leiterplatine führt.The additional correction element is preferably coupled to the printed circuit board and designed in such a way that a fictitious current path extension is effected for the electrical current, which leads to a desired SAR value reduction (specific absorption rate) in the area surrounding the printed circuit board.
Insbesondere ist das jeweilige zusätzliche, stromleitfähige Korrekturelement derart an die Leiterplatine angekoppelt, dass seine gedachte orthogonale Projektion bezüglich der Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine im wesentlichen innerhalb einer durch die Seitenränder der Leiterplatine aufgespannten Begrenzungsfläche liegt.In particular, the respective additional, electrically conductive correction element is coupled to the printed circuit board in such a way that its imaginary orthogonal projection with respect to the component mounting area of the printed circuit board lies essentially within a boundary area spanned by the side edges of the printed circuit board.
Vorzugsweise ist dazu das stromleitfähige Korrekturelement lediglich in einem Raumbereich innerhalb, und/oder oberhalb, und/oder unterhalb, und/oder seitlich an der durch die Seitenränder der Leiterplatine aufgespannten Begrenzungsfläche angeordnet. Dadurch, dass auf diese Weise das Korrekturelement zusammen mit der Leiterplatine eine Art mehrschichtige Struktur bildet, und nicht in Längsrichtung oder Querrichtung die Ausmaße der Leiterplatine fortsetzt und verlängert bzw. verbreitert, bleibt die ursprüngliche Dimensionierung der Leiterplatine bezüglich Länge und Breite weitgehend erhalten. Lediglich in der Tiefe, wie z.B. entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 in Z-Richtung betrachtet, kommt das zusätzliche Korrekturelement als weitere Lage zur Leiterplatine im Inneren des Gehäuses des Mobilfunkgeräts hinzu.For this purpose, the electrically conductive correction element is preferably arranged only in a spatial area inside, and / or above, and / or below, and / or laterally on the boundary surface spanned by the side edges of the printed circuit board. Characterized in that the correction element forms a kind of multilayer structure together with the circuit board, and does not continue and lengthen or widen the dimensions of the circuit board in the longitudinal or transverse direction, the original dimensioning of the circuit board in terms of length and width is largely retained. This only occurs in depth, as viewed in the Z direction, for example in accordance with the exemplary embodiment in FIG. 1 additional correction element as a further layer to the printed circuit board inside the housing of the mobile radio device.
Die erfindungsgemäße Ankopplung mindestens eines virtuell stromwegverlängernden Korrekturelements an die Leiterplatine eines Funkkommunikationsgeräts ist insbesondere beim bestimmungsgemäßen Gebrauch von Funkkommunikationsgeräten wie z.B. Mobilfunkgeräten oder Schnurlostelefonen vorteilhaft. Denn durch die kontrollierte Stromwegverlängerung mit Hilfe des Korrekturelements kann die magnetische Feldstärke im Nahbereich der Antenne des jeweiligen Funkkommunikationsgerätes und damit im Nahbereich des jeweiligen Benutzers beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Funkkommunikationsgerätes homogener erzeugt, und dabei die SAR-Werte reduziert werden. Dies er- möglicht gleichzeitig eine verbesserte Leistungsabstrahlung.The coupling of at least one virtual current path-extending correction element to the printed circuit board of a radio communication device is particularly useful when radio communication devices are used as intended, e.g. Cellular devices or cordless phones advantageous. Because the controlled current path extension with the aid of the correction element, the magnetic field strength in the vicinity of the antenna of the respective radio communication device and thus in the vicinity of the respective user can be generated more homogeneously when the radio communication device is used as intended, and the SAR values can be reduced. At the same time, this enables improved power radiation.
Im Bereich der Mobilfunktechnik geht dabei insbesondere der Trend zu immer kleinvolumigeren mobilen Kommunikationsendgeräten. Hierdurch verringert sich neben der Breite und Dicke insbesondere die Länge der Geräte. Da der Frequenzbereich, in dem das Funkgerät arbeiten soll, fest vorgegeben ist und damit unveränderlich bleibt, verringert sich das Verhältnis von Gerätelänge zur Wellenlänge. Dieser Einfluss führt zu einer verringerten Leistungsabstrahlung des jeweiligen Gerätes, da sich die effektive Länge der Antenne verringert. Dies könnte dadurch ausgeglichen werden, dass die eingespeiste Leistung für die Antenne erhöht wird, was jedoch wiederum den Effekt nach sich ziehen würde, dass höhere Ströme auf der Leiterplatte zum Fließen kommen könnten. Dies würde wiederum gleichzeitig zu einer Erhöhung des SAR-Wertes führen, was unerwünscht ist. Im Gegensatz dazu verringert die erfindungsgemäße virtuelle Stromwegverlängerung mittels mindestens eines Korrekturelements an der Leiterplatine die sogenannten *hot spots" und/oder verschiebt diese in unkritischere Gerätezo- nen. Dadurch kann die Leistungsabstrahlung verbessert, und die SAR-Werte können vermindert werden. Ggf. kann das erfindungsgemäße Korrekturelement sogar in vorteilhafter Weise als Designelement genutzt werden. So kann es beispielsweise mit in die Anzeigevorrichtung oder Tastatur des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts integriert sein.In the field of mobile radio technology, there is a particular trend towards increasingly small-volume mobile communication terminals. In addition to the width and thickness, this in particular reduces the length of the devices. Since the frequency range in which the radio is supposed to work is fixed and thus remains unchangeable, the ratio of device length to wavelength is reduced. This influence leads to a reduced power radiation of the respective device, since the effective length of the antenna is reduced. This could be compensated for by increasing the input power for the antenna, which in turn would have the effect that higher currents could flow on the circuit board. This would in turn lead to an increase in the SAR value, which is undesirable. In contrast, the virtual current path extension according to the invention by means of at least one correction element on the printed circuit board reduces the so-called * hot spots "and / or shifts them into less critical device zones. This can improve the power radiation and the SAR values can be reduced the correction element according to the invention even advantageously as Design element can be used. For example, it can be integrated into the display device or keyboard of the respective radio communication device.
Andere Lösungsansätze, die neben dem erfindungsgemäßen Korrekturelement zusätzlich oder unabhängig hiervon etwaig möglich sind, sind folgende:Other approaches that are possible in addition to or independently of the correction element according to the invention are as follows:
a) Vergrößerung des Abstandes zwischen den Bereichen mit gro- ßer Stromamplitude im Mobilfunkgerät und im Kopf des Benutzers:a) Increasing the distance between the areas with a large current amplitude in the mobile radio device and in the head of the user:
Bei Geräten mit externer Antenne befinden sich die Strom- maxima direkt auf der Antenne . Folglich führt dieser Ansatz zu externen Antennen, die sich auf der Rückseite des Gerätes befinden und oftmals vom Kopf des jeweiligen Benutzers weggebogen sind. Bei Geräten mit integrierter Antenne wird diese zweckmäßigerweise auf der dem Kopf abgewandten Seite der Leiterplatine im Inneren des Gehäuses des jeweiligen Mobilfunkgerätes untergebracht. Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, diese Geräte möglichst dick auszubilden, um den Abstand zwischen -der Leiterplatine und dem Kopf des Benutzers möglichst groß zu machen. Insbesondere wird der Abstand zwischen der Leiterplatine und dem Kopf des Benutzers dort maximiert, wo das Mobilfunkgerät direkt an der Backe des jeweiligen Benutzers aufliegt. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Leiterplatine relativ dicht an der Rückschale anzubringen und ihr einen möglichst großen Spaltabstand zur Oberschale zu geben. Eine zu große Geräteaufdickung ist in der Praxis für die Hand- lichkeit der Geräte allerdings unerwünscht. Zudem ist eine Verringerung der SAR-Werte mit diesem Ansatz für sich allein durch die vorgegebenen Dimensionen der Funkgeräte nur zu eingeschränkt möglich.For devices with an external antenna, the current maxima are located directly on the antenna. Consequently, this approach leads to external antennas, which are located on the back of the device and are often bent away from the head of the respective user. In the case of devices with an integrated antenna, this is expediently accommodated on the side of the printed circuit board facing away from the head inside the housing of the respective mobile radio device. In addition, it can be expedient to make these devices as thick as possible in order to make the distance between the printed circuit board and the head of the user as large as possible. In particular, the distance between the printed circuit board and the user's head is maximized where the mobile radio device rests directly on the cheek of the respective user. Furthermore, it is advantageous to attach the circuit board relatively close to the back shell and to give it the largest possible gap distance to the top shell. In practice, excessive device thickening is undesirable for the maneuverability of the devices. In addition, a reduction of the SAR values with this approach is only possible to a limited extent due to the given dimensions of the radio devices.
b) Abschirmung der elektromagnetischen Strahlungsleistung in Richtung Kopf des Benutzers: Mit diesem Ansatz für sich allein wird die Richtstrahlcharakteristik der Funkkommunikationsgeräte in der Horizontalebene verändert. Die Richtwirkung sorgt dabei für eine verstärkte Strahlungsleistung in Richtung Geräterückseite und eine verringerte Strahlungsleistung in Richtung Kopf. Dieser Effekt ist bei integrierten Antennen erkennbar, die eine vollflächige Massefläche auf der Leiterplatine haben, die als Reflektor wirkt. Eine zu große Erhöhung der Richtwirkung ist allerdings bei Mobilfunkantennen nicht er- wünscht und auch physikalisch begrenzt, da ansonsten der Sende- und Empfangsbetrieb zu stark gestört werden würde.b) Shielding the electromagnetic radiation power in the direction of the user's head: With this approach alone, the directional beam characteristic of the radio communication devices is changed in the horizontal plane. The directivity ensures an increased radiation power towards the rear of the device and a reduced radiation power towards the head. This effect can be seen with integrated antennas that have a full-area ground surface on the circuit board that acts as a reflector. However, an excessive increase in the directional effect is not desired in the case of mobile radio antennas and is also physically limited, since otherwise the transmission and reception operations would be disturbed too much.
c) Absorption der elektromagnetischen Strahlungsleistung mit verlustbehaftetem Material in den für hohe SAR-Werte ver- antwortlichen Bereichen:c) Absorption of the electromagnetic radiation power with lossy material in the areas responsible for high SAR values:
Dieser Ansatz für sich allein hat allerdings den Nachteil, dass aufwendig erzeugte Strahlungsleistung ggf. einfach wieder vernichtet wird. Dies führt zu einer verringerten Performance (Leistung) der Mobilfunkgeräte, insbesondere zu kürzeren Standy-By- und Talktime-Zeiten, was unerwünscht ist. Derartige Ansätze sind beispielsweise aus der EP 0 603 081 AI bekannt.This approach on its own has the disadvantage, however, that complex radiation power can simply be destroyed again. This leads to a reduced performance (performance) of the mobile radio devices, in particular to shorter standby times and busy times, which is undesirable. Such approaches are known for example from EP 0 603 081 AI.
d) Verringerung bzw. Verteilung der Hochfrequenzströme . Bei diesem Ansatz sind verschiedene Varianten in vorteilhafterd) Reduction or distribution of the high-frequency currents. With this approach, different variants are more advantageous
Weise möglich:Possible way:
i.) Ohne Veränderung des Funkgerätes wird einfach die abgestrahlte Leistung und damit auch gleichzeitig die einge- strahlte Leistung in den Kopf verringert. Dieser Ansatz für sich allein ist allerdings durch die vorgeschriebene minimal erforderliche Ausgangsleistung ausgereizt. Eine weitere Verringerung des SAR-Wertes erscheint somit nicht möglich.i.) Without changing the radio, the radiated power is simply reduced and thus the radiated power in the head at the same time. However, this approach on its own is exhausted by the prescribed minimum required output power. A further reduction in the SAR value does not appear to be possible.
ii.) Die Leiterplatine wird verbreitert. Eine Vergrößerung der Leiterplatinenbreite bewirkt bei gleichbleibender Stromstärke in Längsrichtung der Leiterplatine eine Verringerung der Stromdichte und damit einen verringerten SAR-Wert. Dieser Ansatz für sich allein ist allerdings durch die vorgegebenen Dimensionen der Gehäuse für Mobilfunkgeräte für eine weitere Verringerung des SAR-Wertes nicht einsetzbar. ii.) The circuit board is widened. An increase in the width of the printed circuit board has the same effect Current in the longitudinal direction of the circuit board a reduction in the current density and thus a reduced SAR value. This approach on its own, however, cannot be used for a further reduction in the SAR value due to the dimensions of the housing for mobile radio devices.

Claims

Patentansprüche claims
1. Funkkommunikationsgerät (MP) mit mindestens einer in einem Gehäuse (GH) untergebrachten Leiterplatine (LP) vor- gegebener Längs- (L) sowie Querabmessung (B) , und mit mindestens einer Antenne (ATI) zum Abstrahlen und/oder Empfangen von elektromagnetischen Funkstrahlungsfeidern, die an diese Leiterplatine (LP) angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatine (LP) mindestens ein zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement (ZVl) derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für einen auf der Leiterplatine (LP) etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne (ATI) hervorgerufenen elekt- rischen Strom (I(X)) eine gezielte, fiktive Stromwegverlängerung (WV) unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der vorgegebenen Längs- und Querabmessung der Leiterplatine (LP) bewirkt ist.1. Radio communication device (MP) with at least one printed circuit board (LP) accommodated in a housing (GH), given longitudinal (L) and transverse dimensions (B), and with at least one antenna (ATI) for radiating and / or receiving electromagnetic Radio radiation field, which is coupled to this printed circuit board (LP), characterized in that at least one additional, electrically conductive correction element (ZVl) is coupled and designed on the printed circuit board (LP) in such a way that for one on the printed circuit board (LP) possibly by electromagnetic radio radiation fields electrical current (I (X)) caused by the antenna (ATI) is a targeted, fictitious current path extension (WV) while largely maintaining the specified longitudinal and transverse dimensions of the circuit board (LP).
2. Funkkommunikationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatine (LP) das zusätzliche Korrekturelement (ZVl) derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für den elektrischen Strom (I(X)) eine solche fikti- ve Stromwegverlängerung (WV) bewirkt ist, die zu einer gewünschten SAR-Wertreduzierung (specific absorption rate) im Umgebungsbereich der Leiterplatine (LP) führt.2. Radio communication device according to claim 1, characterized in that the additional correction element (ZVl) is coupled and designed on the printed circuit board (LP) in such a way that such a fictitious current path extension (WV) causes the electrical current (I (X)) which leads to a desired SAR reduction (specific absorption rate) in the area surrounding the printed circuit board (LP).
3. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zusätzliche Korrekturelement (ZVl) derart positioniert ist, dass seine gedachte orthogonale Projektion bezüglich der Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatine (LP) im wesentlichen innerhalb einer durch die Seitenränder (SRL, SRR, SRO, SRU) der Leiterplatine (LP) aufgespannten Begrenzungsfläche (BF) liegt. 3. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective additional correction element (ZVl) is positioned such that its imaginary orthogonal projection with respect to the component placement area of the printed circuit board (LP) essentially within one by the side edges (SRL, SRR , SRO, SRU) of the printed circuit board (LP) spanned boundary surface (BF).
4. Funkkommunikationsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zusätzliche Korrekturelement (ZVl) in einem Raumbereich innerhalb, und/oder oberhalb, und/oder unterhalb, und/oder seitlich an der durch die Seitenränder (SRL, SRR, SRO, SRU) der Leiterplatine (LP) aufgespannten Begrenzungsfläche (BF) angeordnet ist.4. Radio communication device according to claim 3, characterized in that the respective additional correction element (ZVl) in a spatial area within, and / or above, and / or below, and / or laterally on the side edges (SRL, SRR, SRO, SRU ) the circuit board (LP) spanned boundary surface (BF) is arranged.
5. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als stromleitfähiges Korrekturelement (ZVl) ein oder mehrere elektrische Drähte, mindestens eine ein- oder mehrlagige elektrisch leitfähige Folie, Beschichtung und/oder ein sonstiges elektrisch leitfähiges Flächenelement vorgesehen ist.5. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more electrical wires, at least one single-layer or multilayer electrically conductive film, coating and / or another electrically conductive surface element is provided as a current-conductive correction element (ZVl).
6. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Korrekturelement (ZVl) derart angekoppelt und ausgebildet ist, dass für einen elektrischen Strom (I(X)), der eine Hauptflussrichtung entlang der Längserstreckung (L) der Leiterplatine (LP) aufweist, ei- ne fiktive Stromwegverlängerung (WV) im wesentlichen in diese Richtung bereitgestellt ist.6. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective correction element (ZVl) is coupled and designed such that for an electrical current (I (X)) which is a main flow direction along the longitudinal extent (L) of the printed circuit board (LP ), a fictitious current path extension (WV) is provided essentially in this direction.
7. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZVl) im Bereich desjenigen stirnseitigen Endes der Leiterplatine (LP) angebracht ist, das dem stirnseitigen Ende der Leiterplatine (LP) mit dem Ankoppelbereich der Antenne (ATI) gegenüberliegt.7. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZVl) is attached in the region of that end of the circuit board (LP) which is opposite the end of the circuit board (LP) with the coupling area of the antenna (ATI).
Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (LP) im wesentlichen rechteckför- mig ausgebildet ist.Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board (LP) is essentially rectangular.
9. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (LP) eine größere Längserstreckung (L) als Breite (B) aufweist.9. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board (LP) has a greater longitudinal extent (L) than width (B).
10. Funkkommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV2) und die Antenne (AT2) an der Leiterplatine (LP) derart relativ zueinander angebracht sind, dass sie im wesentlichen zwei diagonal gegenüberliegenden, elektrisch wirksamen Eckbereichen der Leiterplatine (LP) zugeordnet sind.10. Radio communication device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the correction element (ZV2) and the antenna (AT2) on the circuit board (LP) are mounted relative to one another such that they essentially two diagonally opposite, electrically effective corner areas of the Printed circuit board (LP) are assigned.
11. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZVl) sowie die Antenne (ATI) derart an der Leiterplatine (LP) angebracht sind, dass sie zusammen betrachtet eine elektrische Dachkapazität bilden.11. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZVl) and the antenna (ATI) are attached to the printed circuit board (LP) in such a way that when viewed together they form an electrical roof capacitance.
12. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZVl) durch ein U-profilartiges Verlängerungselement gebildet ist, das dachartig auf dem der Antenne (ATI) abgewandten stirnseitigen Ende der Leiterplatine (LP) aufsitzt.12. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZVl) is formed by a U-profile-like extension element which rests roof-like on the front end of the printed circuit board (LP) facing away from the antenna (ATI).
13. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZVl) durch ein stromleitfähiges Verlängerungselement gebildet ist, das ausgehend von der Leiterplatine (LP) in einen Raumbereich innerhalb, und/oder oberhalb, und/oder unterhalb der Begrenzungsflache (BF) in ein oder mehreren Schichtebenen ein oder mehrfach umgefaltet und/oder umgebogen ist.13. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZVl) is formed by an electrically conductive extension element which, starting from the printed circuit board (LP), into one or more layer levels within and / or above and / or below the boundary surface (BF) in one or more layer levels is folded over and / or bent several times.
14. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV2) mäanderförmig ausgebildet ist.14. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZV2) is meandering.
15. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV3) durch die separate Antennenmasse einer PIFA (Planar- Inverted- F) - Antenne gebil- det ist.15. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZV3) is formed by the separate antenna mass of a PIFA (planar inverted-F) antenna.
16. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV4) durch mindestens eine stromleitfähige Beschichtung auf der Akkueinheit (AK) des Funkkommunikationsgerätes gebildet ist.16. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZV4) is formed by at least one electrically conductive coating on the battery unit (AK) of the radio communication device.
17. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Korrekturelement (ZV6) als integraler Bestandteil der Platinenmasse der Leiterplatine (LP) , insbesondere in Mäanderform, ausgeführt ist.17. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one correction element (ZV6) is designed as an integral part of the circuit board mass of the circuit board (LP), in particular in a meandering form.
Funkkommunikationsgerät nach Anspruch 17 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Teilbereich (ZV6) der Massefläche der Leiterplatine (LP) derart getrennt von dieser in derselben Lageebene ausgeführt ist, dass er wie eine Verlängerung des Stromweges wirkt.Radio communication device according to claim 17, characterized in that a partial area (ZV6) of the ground plane of the printed circuit board (LP) is designed so separately from it in the same position plane that it acts as an extension of the current path.
19. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturelement (ZV2) eine derartige Längs- erstreckung aufweist, dass sich für einen etwaig entlang der Längsrichtung (X) der Leiterplatine (LP) fließenden elektrischen Strom (I(X)) eine fiktive Wegverlängerung (WV) um das 1,1 fache bis 1,5 fache der ursprünglichen Längsausdehnung (L) der Leiterplatine ergibt.19. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the correction element (ZV2) has such a longitudinal extension that for an electrical current (I (X)) flowing along the longitudinal direction (X) of the printed circuit board (LP) a fictitious path extension (WV) of 1.1 times to 1.5 times the original longitudinal extension (L) of the printed circuit board.
20. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (ATI) als λ/4-Antenne oder PIFA (Planar Inverted F) -Antenne ausgebildet ist, die zusammen mit der Leiterplatine (LP) einen Strahlungsdipol bildet.20. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna (ATI) is designed as a λ / 4 antenna or PIFA (Planar Inverted F) antenna, which forms a radiation dipole together with the printed circuit board (LP).
21. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (AT3) als eine im wesentlichen planare Innenantenne ausgebildet ist.21. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna (AT3) is designed as an essentially planar internal antenna.
22. Funkkommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 mit 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (AT2) als eine aus dem Gehäuse (GH) nach außen abstehende Stabantenne ausgebildet ist.22. Radio communication device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the antenna (AT2) is designed as a rod antenna projecting outwards from the housing (GH).
23. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Korrekturelement (KVl) galvanisch, kapazitiv, induktiv und/oder gestrahlt an die Leiterplatine (LP) angekoppelt ist.23. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that that the respective correction element (KVl) is galvanically, capacitively, inductively and / or radially coupled to the printed circuit board (LP).
24. Funkkommunikationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Korrekturelemente als Metallisierung der Gehäuseschalen (GH) und/oder anderer Teile des Funkkommunikationsgeräts ausgeführt ist, und dass diese an das Massesystem des Funkkommunikationsgeräts angebunden sind.24. Radio communication device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the correction elements is designed as a metallization of the housing shells (GH) and / or other parts of the radio communication device, and that these are connected to the ground system of the radio communication device.
25. Leiterplatine (LP) mit mindestens einem -Korrekturelement (KVl - KV6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.25. Printed circuit board (LP) with at least one correction element (KVl - KV6) according to one of the preceding claims.
26. Mobilfunkgerät oder Schnurlostelefon mit mindestens einer Leiterplatine nach Anspruch 25. 26. Mobile radio device or cordless telephone with at least one printed circuit board according to claim 25.
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