EP1587160A1 - Antennenordnung für die mobile oder stationäre Funkkommunikation - Google Patents
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- H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
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- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
Definitions
- the invention relates to an antenna arrangement for mobile or stationary radio communication for usually battery operated equipment, which is for communication with other components of particular domestic technical Plants can be used and which, for example Heating costs or hot water costs for the transmission of the Consumption of a central Transfer consumption metering system by radio and / or signals for radiator control or Send or receive shutter control.
- Such an antenna arrangement for consumption distributor is disclosed for example in DE 43 11 591 A1.
- an antenna arrangement is described which from an outside of the housing of the consumption distributor along guided wire bracket exists. This wire hanger is soldered to the circuit in the housing or with you screwed on a terminal releasably.
- the other is an antenna arrangement described as a extending along a printed circuit board electrically conductive part is formed.
- the antenna arrangement on the printed Printed circuit board has the disadvantage that to achieve as small dimensions as possible cramped space to rule. To secure with an antenna array However, ensuring data transmission is one certain length of the antenna assembly required. It is also important to ensure that the antenna arrangement maintains a sufficient distance to ground planes.
- a battery which for power supply or buffering the communication module is used to Reception and used for the emission of signals.
- reference numeral 1 denotes the Communication module, which works as a main unit.
- the Main unit which in connection with this application on communication module 1 is drawn, not necessary must be modular.
- On an optional Display device 2 data can be displayed.
- transceiver 3 is trained. This transceiver 3 is used for Data communication via radio signals with others Components of the building technical system.
- To the High-frequency output 4 of the transceiver 3 are connected via a Printed conductor 5 on the motherboard or Printed circuit board 10 of the communication module and a Spring contact 6 in this case three batteries. 7 connected.
- the batteries can be used as Bar batteries are formed and as required on an additional contact piece 8 with each other in series be interconnected.
- the batteries 7 are located in a power supply device 9 performing Battery compartment of the communication module 1.
- the conductor 5 the spring contact 6, the three Batteries 7 and connecting the individual batteries Contact pieces 8, the antenna assembly of the Communication module 1. This determines the length of the Antenna arrangement of an addition of the lengths of printed conductor 5, the battery 7 and this connecting contacts 8.
- the antenna arrangement of Communication module for a particular frequency band can the length of the antenna array, next to the selectable length the printed conductor 5, the spring contact 6 and the Contact pieces 8, according to the present requirements among other things by an appropriate choice of the number of Batteries 7 are determined.
- a Data communication in the desired frequency band in the UHF transmission range be enabled.
- these are the 433 MHz and the 868-MHz frequency band.
- Frequency bands are used for data transmission.
- the communication module 1 can with a (not shown) mains voltage supply device operate.
- the serve in the Battery compartment 9 inserted batteries only for Buffering of data stored within the array.
- the batteries 7 by the adjoining Mains voltage supply device can be overloaded, can the batteries 7 by means of a diode from the rest Voltage circle to be separated.
- the Battery contact 6 the three batteries 7 and the individual battery connecting contacts 8 is the High-frequency output 4 of the transceiver 3 with the Anode side of the diode connected.
- the Transceiver 3 with one of the two poles of the batteries 7 connected.
- the antenna arrangement of the communication module according to the Invention has no plastic holder for attaching the Antenna arrangement on.
- the Position and length of the antenna arrangement of Communication module clearly defined.
- the antenna arrangement of the invention Communication module a pronounced Omnidirectional characteristic, since the antenna arrangement not surrounded by earth all around.
- the weak directional characteristic (seen from the front) has their maximum up front, which is actually a good one Round radiator to talk is because only from the top of a collection in the antenna characteristic is apparent.
- the present invention Compared to a wire antenna, the battery antenna, the present invention about +6 dB antenna gain. Therefore, due to the higher radiation power of the Antenna arrangement of the invention Communication module either a larger one Signal to noise ratio or a greater range of Signal can be achieved. This will cause transmission errors largely avoided, which at the same time a higher Reliability of radio transmission of data guaranteed becomes.
- the antenna arrangement can be configured so that the battery 7 instead of over a printed conductor 5 and a spring contact 6 only through a printed conductor 5 directly to the High frequency output 4 of the transceiver 3 is connected.
- the printed conductor 5 can also only by be performed a piece of wire. This can be the connection the printed conductor 5 or the piece of wire with the High-frequency output 4 of the transceiver 3 via a Plug connection or a solder joint or another an electrical connection ensuring connection be prepared.
- the communication module is not only as a transceiver, i. a transmitting / receiving device, but only as a transmitting device or only as Receiving device can serve. This is an assignment the communication module also for example for a Outside temperature sensor of the heating system conceivable.
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- Transceivers (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsmodul (1) für eine haustechnische Anlage. Dieses Kommunikationsmodul weist eine Funkeinrichtung (3) zur Kommunikation mit anderen Bestandteilen der haustechnischen Anlage, eine mit der Funkeinrichtung verbundene Antennenanordnung (5, 6, 7, 8), und eine Stromversorgungseinrichtung (9) auf, welche eine Batterie (7) aufnehmen kann. Hierbei ist das Kommunikationsmodul derart ausgestaltet, dass eine in die Stromversorgungseinrichtung eingesetzte Batterie einen Teil der Antennenanordnung bildet. <IMAGE>
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung zur
mobilen oder stationären Funkkommunikation für in der Regel
batteriebetriebenen Anlagen, welche für eine Kommunikation
mit anderen Bestandteilen von insbesondere haustechnischen
Anlagen verwendet werden können und welche beispielsweise
Heizkosten oder Warmwasserkosten zur Übermittlung des
Verbrauchs an eine zentrale
Verbrauchskostenerfassungsanlage per Funk übertragen
und/oder Signale zur Heizkörperregelung oder
Rolladensteuerung aussenden oder empfangen.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, für eine
Kommunikation zwischen haustechnischen Anlagen und ihren
Komponenten bzw. Bestandteilen Antennen in dem Band von
beispielsweise 433 oder 868 MHz einzusetzen. Hierbei ist
sowohl eine Ausführung der Antenne als Wurfantenne als auch
als Leiterbahn auf einer Grundplatine bzw. Leiterplatte des
Kommunikationsmoduls bekannt.
Eine derartige Antennenanordnung für Verbrauchsverteiler,
insbesondere Heizkosten- und Warmwasserkostenverteiler, ist
beispielsweise in der DE 43 11 591 A1 offenbart. Hierbei
wird unter anderem eine Antennenanordnung beschrieben, die
aus einem außen an dem Gehäuse des Verbrauchsverteilers
entlanggeführten Drahtbügel besteht. Dieser Drahtbügel ist
an die Schaltungsanordnung im Gehäuse angelötet oder mit
ihr über eine Klemme lösbar verschraubt. Zum anderen wird
eine Antennenanordnung beschrieben, die als ein sich
entlang einer gedruckten Leiterplatte erstreckendes
elektrisch leitendes Teil ausgebildet ist.
Bei diesen in der DE 43 11 591 A1 vorgestellten
Antennenanordnungen besteht jedoch in Bezug auf den
außerhalb des Gehäuses geführten Drahtbügel der Nachteil,
dass die Position des Drahtbügels fixiert werden muss.
Außerdem ist die Länge des Drahtbügels mechanisch ungenau.
Darüber hinaus stellen der Drahtbügel und der Plastikclip
zwei zusätzliche Bauteile dar, welche von Hand bestückt und
montiert werden müssen. Zudem liegt die Antenne sehr nah an
der LCD-Anzeige, so dass ein großer Störeinfluss messbar
ist.
In Bezug auf die Antennenanordnung auf der gedruckten
Leiterplatte besteht der Nachteil, dass zur Erreichung
möglichst geringer Abmessungen beengte Platzverhältnisse
herrschen. Um mit einer Antennenanordnung eine sichere
Datenübertragung zu gewährleisten, ist jedoch eine
bestimmte Länge der Antennenanordnung erforderlich.
Außerdem ist darauf zu achten, dass die Antennenanordnung
einen ausreichenden Abstand zu Masseflächen einhält.
Daher ist es die Aufgabe dieser Erfindung, ein
Kommunikationsmodul für eine haustechnische Anlage zur
Verfügung zu stellen, welches die voranstehend
beschriebenen Probleme des Standes der Technik löst.
Diese Aufgabe wird gemäß einer Antennenanordnung nach
Patentanspruch 1 gelöst.
Hierbei ist in einem Kommunikationsmodul gemäß
Patentanspruch 1 eine Batterie, welche zur Stromversorgung
oder Pufferung des Kommunikationsmoduls verwendet wird, zum
Empfang und zur Abstrahlung von Signalen eingesetzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen dargelegt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die
beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 das
Kommunikationsmodul, welches als Haupteinheit arbeitet. Nur
der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die
Haupteinheit, welche im Zusammenhang mit dieser Anmeldung
auf Kommunikationsmodul 1 gezeichnet ist, nicht notwenig
modular aufgebaut sein muss. Auf einer optionalen
Anzeigeeinrichtung 2 können Daten angezeigt werden.
Innerhalb des Kommunikationsmoduls ist eine Sende- /Empfangseinrichtung
vorhanden, welche als Transceiver 3
ausgebildet ist. Dieser Transceiver 3 dient zur
Datenkommunikation per Funksignalen mit anderen
Bestandteilen der haustechnischen Anlage. An dem
Hochfrequenzausgang 4 des Transceivers 3 sind über eine
gedruckte Leiterbahn 5 auf der Grundplatine bzw.
Leiterplatte 10 des Kommunikationsmoduls und einen
Federkontakt 6 in diesem Fall drei Batterien 7
angeschlossen. Die Verbindung an den Hochfrequenzausgang 4
des Transceivers 3 kann beispielsweise über einen
Steckverbinder erfolgen. Die Batterien können dabei als
Stabbatterien ausgebildet sein und je nach Erfordernis über
ein zusätzliches Kontaktstück 8 miteinander in Reihe
verschaltet sein. Die Batterien 7 befinden sich dabei in
einem eine Stromversorgungseinrichtung 9 darstellenden
Batteriefach des Kommunikationsmoduls 1.
Somit bilden die Leiterbahn 5, der Federkontakt 6, die drei
Batterien 7 und die die einzelnen Batterien verbindenden
Kontaktstücke 8 die Antennenanordnung des
Kommunikationsmoduls 1. Dabei bestimmt sich die Länge der
Antennenanordnung aus einer Addition der Längen der
gedruckten Leiterbahn 5, der Batterie 7 und den diese
verbindenden Kontaktstücken 8.
Bei einer Konzeption der Antennenanordnung des
Kommunikationsmoduls für ein bestimmtes Frequenzband kann
die Länge der Antennenanordnung, neben der wählbaren Länge
der gedruckten Leiterbahn 5, des Federkontakts 6 und der
Kontaktstücke 8, gemäß den vorliegenden Erfordernissen
unter anderem durch eine entsprechende Wahl der Anzahl der
Batterien 7 bestimmt werden. Dadurch kann mit dem
erfindungsgemäßen Kommunikationsmodul eine
Datenkommunikation in dem gewünschten Frequenzband im UHF-Sendebereich
ermöglicht werden. Bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung sind dies das 433-MHz- und das
868-MHz-Frequenzband. Selbstverständlich können mittels der
erfindungsgemäßen Antennenanordnung entsprechend der
jeweiligen nationalen Bestimmungen auch andere
Frequenzbänder zur Datenübertragung genutzt werden.
Das Kommunikationsmodul 1 kann mit einer (nicht
dargestellten) Netzspannungsversorgungseinrichtung
betrieben werden. In diesem Fall dienen die in das
Batteriefach 9 eingelegten Batterien lediglich zur
Pufferung der innerhalb der Anordnung gespeicherten Daten.
Um zu vermeiden, dass die Batterien 7 durch die anliegende
Netzspannungsversorgungseinrichtung überladen werden,
können die Batterien 7 mittels einer Diode vom übrigen
Spannungskreis getrennt werden. Zur Realisierung einer
Antenne unter Einbeziehung der Leiterbahn 5, des
Federkontaktes 6, der drei Batterien 7 und der die
einzelnen Batterien verbindenden Kontaktstücke 8 ist der
Hochfrequenzausgang 4 des Transceivers 3 mit der
Anodenseite der Diode verbunden. Darüber hinaus ist der
Transceiver 3 mit einem der beiden Pole der Batterien 7
verbunden.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Batterien 7 einen
deutlichen Abstand zu den übrigen elektrischen Teilen wie
z.B. dem Transceiver 3 und der Anzeigeeinrichtung 2
aufweisen. Eine derartige Anordnung stellt sicher, dass die
Abstrahlung der aus den Komponenten 5, 6, 7, 8 gebildeten
Antennenanordnung von den elektrisch aktiven Komponenten
des Kommunikationsmoduls 1 weitgehend unbeeinflusst bleibt.
Zusätzlich wird umgekehrt auch eine Störung der elektrisch
aktiven Komponenten, wie beispielsweise der
Anzeigeeinrichtung 2, weitgehend vermieden.
Die Antennenanordnung des Kommunikationsmoduls gemäß der
Erfindung weist keine Plastikhalterung zur Befestigung der
Antennenanordnung auf. Zudem ist ein Kommunikationsmodul
mit kleinen Gehäuseabmessungen möglich, da die eingelegte
Batterie gleichzeitig als Antenne dient. Außerdem ist die
Position und Länge der Antennenanordnung des
Kommunikationsmoduls eindeutig definiert. Darüber hinaus
weist die Antennenanordnung des erfindungsgemäßen
Kommunikationsmoduls eine ausgeprägte
Rundstrahlcharakteristik auf, da die Antennenanordnung
nicht ringsum von Masse umgeben ist.
Als Beispiel einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung sei eine 433-MHz-Antennenanordnung genannt. Bei
dieser ergibt sich die Länge der Antennenanordnung zu ca.
25.5 cm. Somit bildet die Antennenanordnung einen
verkürzten λ/2 Strahler (λ/2 = 34,6 cm). Dieser ist
hochfrequenztechnisch gesehen mit einem Kurzschluss nach
Masse abgeschlossen.
Die schwache Richtcharakteristik (von vorne gesehen) hat
ihr Maximum vorne unten, wobei eigentlich von einem guten
Rundstrahler zu reden ist, da lediglich von oben ein Einzug
in der Antennencharakteristik ersichtlich ist.
Gegenüber einer Drahtantenne weist die Batterieantenne der
vorliegenden Erfindung ungefähr +6 dB Antennengewinn auf.
Daher kann aufgrund der höheren Abstrahlleistung der
Antennenanordnung des erfindungsgemäßen
Kommunikationsmoduls entweder eine größeren
Signalrauschabstand oder eine größere Reichweite des
Signals erzielt werden. Dadurch werden Übertragungsfehler
weitgehend vermieden, womit gleichzeitig eine höhere
Zuverlässigkeit der Funkübertragung von Daten gewährleistet
wird.
Es sei erwähnt, dass die zuvor beschriebenen besonderen
Ausgestaltungen des Kommunikationsmoduls, wie in den
Unteransprüchen beschrieben, sowohl einzeln als auch in
allen möglichen Kombinationen der einzelnen Ausgestaltungen
Verwendung finden können.
Darüber hinaus stellt die zuvor beschriebene
Antennenanordnung des erfindungsgemäßen
Kommunikationsmoduls nur eine vorteilhafte Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung dar. Die Antennenanordnung kann
auch so ausgestaltet sein, dass die Batterie 7 statt über
eine gedruckte Leiterbahn 5 und einen Federkontakt 6 nur
durch eine gedruckte Leiterbahn 5 direkt mit dem
Hochfrequenzausgang 4 des Transceivers 3 verbunden ist.
Insbesondere kann die gedruckte Leiterbahn 5 auch nur durch
ein Drahtstück ausgeführt sein. Hierbei kann die Verbindung
der gedruckten Leiterbahn 5 oder des Drahtstückes mit dem
Hochfrequenzausgang 4 des Transceivers 3 über eine
Steckverbindung oder eine Lötverbindung oder eine sonstige
eine elektrische Verbindung gewährleistende Verbindung
hergestellt sein.
Die gezeigte Anordnung der drei Batterien 7, des
Federkontaktes 6, der gedruckten Leiterbahn 5 sowie der
Kontaktstücke 8 ist lediglich durch die in Fig. 1
dargestellte Geometrie des Kommunikationsmoduls bedingt. Es
ist jedoch auch eine Wahl einer anderen Geometrie des
Kommunikationsmoduls und einer anderen räumlichen Anordnung
seiner Bestandteile bzw. Komponenten innerhalb des
Kontaktmoduls möglich. In diesem Fall sind daher evtl. kein
Federkontakt 6 und/oder keine Kontaktstücke 8 als Teile der
Antennenanordnung erforderlich.
Ferner sei erwähnt, dass das Kommunikationsmodul nicht nur
als Transceiver, d.h. eine Sende-/Empfangseinrichtung,
sondern auch nur als Sendeeinrichtung oder nur als
Empfangseinrichtung dienen kann. Dadurch ist ein Einsatz
des Kommunikationsmoduls auch beispielsweise für einen
Außentemperaturfühler der Heizungsanlage denkbar.
Claims (10)
- Kommunikationsmodul (1) für eine haustechnische Anlage, mit
einer Funkeinrichtung (3) zur Kommunikation mit anderen Bestandteilen der haustechnischen Anlage,
einer Antennenanordnung (5, 6, 7, 8), die mit der Funkeinrichtung verbunden ist, und
einer Stromversorgungseinrichtung (9), die eine Batterie (7) aufnehmen kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine in die Stromversorgungseinrichtung eingesetzte Batterie einen Teil der Antennenanordnung bildet. - Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Batterie eine Stabbatterie ist.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Antennenanordnung eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Batterien aufweist.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Funkeinrichtung mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Antennenanordnung als gedruckte Leiterbahn (5) auf der Grundplatine (10) des Kommunikationsmoduls ausgeführt ist.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Antennenanordnung aus einer gedruckten Leiterbahn (5) und der Batterie zusammengesetzt ist, welche über Kontaktstücke (6, 8) verbunden sind, und sich die Länge der Antennenanordnung aus einer Addition der Längen der gedruckten Leiterbahn, der Batterie und den diese verbindenden Kontaktstücken ergibt.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Antennenanordnung und die Funkeinrichtung zur Übertragung im jeweils zur Datenkommunikation zugelassenen Frequenzband geeignet sind.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungseinrichtung eine Netz betriebene Stromversorgungseinrichtung ist und die Batterie zur Pufferung von in dem Kommunikationsmodul gespeicherten Daten dient.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei die Funkeinrichtung ein Transceiver (3) ist.
- Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsmodul ein Empfänger oder ein Sender ist.
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