EP3338321A1 - Dualband antenne - Google Patents

Dualband antenne

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EP3338321A1
EP3338321A1 EP16750155.0A EP16750155A EP3338321A1 EP 3338321 A1 EP3338321 A1 EP 3338321A1 EP 16750155 A EP16750155 A EP 16750155A EP 3338321 A1 EP3338321 A1 EP 3338321A1
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EP
European Patent Office
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radiator
axis
dual
segment
band antenna
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EP16750155.0A
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EP3338321B1 (de
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Josef Reitner
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Publication of EP3338321B1 publication Critical patent/EP3338321B1/de
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    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
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    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/44—Resonant antennas with a plurality of divergent straight elements, e.g. V-dipole, X-antenna; with a plurality of elements having mutually inclined substantially straight portions

Definitions

  • the invention relates to a dual-band antenna for transmitting or receiving radio signals.
  • An electronic device configured to communicate over a wireless communication network typically includes at least one antenna for receiving and / or transmitting radio signals.
  • the electronic device can be set up to receive or transmit radio signals via a multiplicity of different frequency bands, in particular via two different frequency bands or frequency ranges.
  • the device may comprise a multi-band antenna, in particular a dual-band antenna.
  • Dual-band antennas often include secondary radiators (as an antenna rod or as a slit radiator) to achieve a predefined frequency characteristic and bandwidth for two different frequency bands. This is especially true for dual band antennas for the frequency bands 2.4-2.5 GHz and 5.1-5.8 GHz, i. for WLAN (Wireless Local Area Network) dual-band antennas.
  • the use of secondary radiators leads to a directed emission of radio signals, and consequently to a direction-dependent radio capability of an electronic device.
  • a dual band antenna for a first and a second frequency range comprises a first radiator for the first frequency range and a second radiator for the second frequency range. Furthermore, the dual-band antenna comprises a ground conductor (or ground conductor) as an opposite pole to the first and the second radiator. In this case, the first radiator and the second radiator converge in a V-shaped manner in a base point of the dual-band antenna.
  • a domestic appliance in particular a household appliance, is described which comprises a communication unit for wireless communication (in particular via WLAN), wherein the communication unit has the dual-band antenna described in this document.
  • FIG. 1 shows the structure and the dimensioning of an exemplary dual-band antenna
  • FIG 2 is another view of the exemplary dual band antenna of Figure 1 showing the relative dimensions of the dual band antenna to one another.
  • the present document is concerned with providing a dual band integrable antenna having a uniform omnidirectional behavior.
  • the dual-band antenna is intended to be designed in particular for WLAN radio communication in the frequency bands around 2.4 GHz and at 5 GHz.
  • FIGS 1 and 2 show the structure of an exemplary dual-band antenna 100, the o.g. Conditions fulfilled.
  • the dual-band antenna comprises a ground plane 120 (or a ground plane or a ground conductor or a ground conductor) and a dual-band radiator 1 10.
  • the dual-band radiator 1 10 comprises a first radiator 1 1 1 for a first frequency band (in particular for the 2.4 GHz frequency band) and a second radiator 12 for a second frequency band (in particular for the 5 GHz frequency band).
  • the first and the second radiator 11 1 1, 12 12 each have specific geometries which are adapted to the properties (in particular to the bandwidth) of the respective frequency band (or frequency range).
  • the radiators 1 1 1, 1 12 are arranged so that a mutual influence is reduced (minimized if possible) is.
  • the antenna geometry illustrated in FIGS. 1 and 2 can be integrated into the conductive layer of a printed circuit board.
  • the radiators 1 1 1, 1 12 and the ground plane 120 can be implemented as a flat conductor in a conductive layer of a printed circuit board. This makes it possible to provide a low-cost dual-band antenna 100.
  • the antenna effective area on a printed circuit board can be optimally designed by the geometry of a dual-band antenna 100 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the antenna geometry has no secondary radiator in order to obtain the best possible omnidirectional characteristic.
  • the first radiator 1 1 1 and the second beam 1 12 each comprise ⁇ / 4 radiators for the first and for the second frequency range (ie for the respective corresponding wavelength range).
  • the respective ⁇ / 4 radiators start at the foot of 1 13 and extend over the entire (possibly curved) length of the respective radiator 1 1 1, 1 12th
  • the radiators 1 1 1, 1 12 have a width which depends on the bandwidth of the respective frequency range.
  • the width of a radiator 1 1 1, 1 12 typically increases with increasing bandwidth of the frequency range.
  • the first radiator 1 1 1 covers the first frequency range 2.4-2.5 GHz (ie the 2.4 GHz WLAN frequency band) and the second radiator 12 1 the second frequency range 5, 1 -5.8GHz (ie the 5GHz WLAN frequency band).
  • the second radiator 1 12 has a greater width than the first radiator 1 1 1.
  • the oblique course of the lower or inner edge 16 of the second radiator has a positive effect on the provision of a relatively high bandwidth.
  • the dual band antenna 100 of Figures 1 and 2 has no secondary radiators. Instead, as far as possible decoupling of the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 is achieved in that extend the radiator 1 1 1, 1 12 angled away from the base point 1 13 away. In this case, the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 at the foot of 1 13 form an angle 1 14, which is preferably at or about 45 °. Thus, a good decoupling of the radiator 1 1 1, 1 12 can be effected.
  • a good decoupling can be achieved in that an effective propagation of the first radiator 1 1 1 starting from the foot point 1 13 (represented by a first auxiliary line 161) and an effective propagation of the second radiator 1 12 starting from the foot point 1 13 (represented by a second auxiliary line 162) are approximately perpendicular to each other (eg form an angle 164 in the range 80 ° to 100 °).
  • the first radiator 1 1 1 has a greater length than the second radiator 1 12 due to the lower first frequency range.
  • an end portion 1 15 of the first radiator 1 1 1 angled to position the first radiator 1 1 1 on the available space of a circuit board.
  • FIG. 1 shows exemplary dimensions of the dual-band radiator from FIGS. 1 and 2.
  • the distance 131 is 3.4 mm, the distance 132 5.8 mm, the distance 133 7.2 mm, the distance 134 1, 4 mm, the distance 135 3 , 5mm, the distance 141 15mm, the distance 142 17mm, the distance 143 18,8mm and the distance 144 26mm.
  • the values mentioned can deviate upwards and / or downwards by 15%.
  • Figure 2 shows the components 1 1 1, 1 12, 120 of the dual-band antenna 100 in an enlarged form but with correct relative dimensions to each other.
  • the present document thus describes a dual-band antenna 100 for a first and for a second frequency range (or for a first and a second frequency band).
  • the two frequency ranges typically do not overlap.
  • the first frequency range preferably comprises the frequencies 2.4-2.5 GHz and the second frequency range preferably comprises the frequencies 5.1-5.8 GHz.
  • the dual-band antenna 100 comprises a first radiator 1 1 1 for the first frequency range and a second radiator 1 12 for the second frequency range.
  • the dual-band antenna 100 comprises a ground conductor 120 as a counterpole to the first and the second radiator 1 1 1, 1 12. In this case, the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 V-shaped run in a foot 13 the dual-band antenna 100 together.
  • the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 converge in such a V-shape that the radiator 1 1 1, 1 12 in the foot point 1 13 form an angle 1 14, between 40 ° and 50 °, in particular at 45 °, lies.
  • a particularly good decoupling of the two radiators 1 1 1, 1 12 can be achieved.
  • the dual-band antenna 100 is typically set up to provide a received radio signal from the first and / or the second frequency range at the foot point 13 and / or to record a radio signal to be transmitted from the first and / or the second frequency range at the foot 13.
  • the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 preferably form ⁇ / 4 radiators for a frequency from the respective frequency range.
  • the radiators 1 1 1, 1 12 typically an effective length (starting from the foot point 1 13), the one quarter of the wavelength of a signal to be transmitted or received.
  • a ⁇ / 4 radiator for 2.5 GHz has an effective length of approximately 30 mm and a ⁇ / 4 radiator for 5.4 GHz has an effective length of approximately 12 mm.
  • the first radiator 1 1 1, the second radiator 1 12 and the ground conductor 120 are preferably arranged such that for a passing through the foot point 1 13 x-axis 151 of a Cartesian coordinate system, the first and second radiator 1 1 1, 1 12 on a first side (in Figures 1 and 2 on the upper side) and the ground conductor 120 on a second side (in Figures 1 and 2 on the lower side) of the x-axis 151 lie.
  • the dual-band antenna 100 can be divided into two halves by the x-axis 151, so that the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 on one side and the ground conductor 120 on the other side the x-axis 151 are located (at least in each case to 90%, 95% or more of the surface of the radiator 1 1 1, 1 12 and the ground conductor 120).
  • the first radiator 1 1 1, the second radiator 1 12 and the ground conductor 120 are preferably arranged such that for a passing through the foot point 1 13 y axis 152 of the Cartesian coordinate system of the first radiator 1 1 1 on a first page (In Figures 1 and 2 on the left side) and the second radiator 1 12 on a second side (in Figures 1 and 2 on the right side) of the y-axis 152 lie.
  • the dual-band radiator 110 can be divided into two halves by the y-axis 152, so that the first radiator 1 1 1 on one side and the second radiator 12 1 on the other side of the y-axis 152 are located (at least in each case to 90%, 95% or more of the surface of the radiator 1 1 1, 1 12).
  • Such an arrangement allows a good decoupling of the radiator 1 1 1, 1 12 from each other.
  • the first radiator 1 1 1 and the second radiator 1 12 may each include a decoupling segment that begins at the foot of 1 13 and extending from the base point 1 13 extends obliquely away from the y-axis 152, so that the decoupling segments of the first and the second radiator 1 1 1, 1 12 V-shaped converge to the base point 13.
  • the decoupling segments can have a propagation along the y-axis 152 of 7.2 mm, starting from the foot point 13.
  • the decoupling segment of the first radiator 1 1 1 starting from the foot point 1 13 a propagation along the x-axis 151 of 2mm exhibit.
  • the decoupling segment of the second radiator 1 12 starting from the foot point 1 13 have a propagation along the x-axis 151 of 1, 8mm.
  • the stated values can deviate upwards and / or downwards by 15%.
  • the first radiator 1 1 1 may further comprise a straight antenna segment which extends parallel to the x-axis 151 from the y-axis 152 away.
  • the straight antenna segment starting from the decoupling segment of the first radiator 1 1 1 may have a propagation along the x-axis 151 of 15 mm and optionally a width along the y-axis 152 of 1.4 mm.
  • the stated values can deviate upwards and / or downwards by 15%.
  • the first radiator 1 1 1 include an angled antenna segment, which extends parallel to the y-axis 152 to the x-axis 151 back.
  • an angled antenna segment By using an angled antenna segment, the space requirement of the dual-band antenna 100 can be reduced.
  • the angled antenna segment starting from an edge of the straight antenna segment facing the ground conductor 120, can propagate along the y-axis 152 of 2.4 mm and proceed from an edge of the straight antenna facing away from the ground conductor 120 Segment has a propagation along the y-axis 152 of 3.8mm.
  • the stated values can deviate upwards and / or downwards by 15%.
  • the first radiator 1 1 in particular, a decoupling segment, a straight antenna segment and an angled antenna segment have, which line up in the order mentioned starting from the foot 13.
  • bends and / or corners result at the transitions between the respective segments due to the different orientations of the segments.
  • the o.g. Dimensions of the respective segments make up a ⁇ / 4 radiator for the first frequency range around 2.4 GHz.
  • the first radiator 1 1 1 may comprise a plurality of segments.
  • one or more of the segments of the first radiator 1 1 1 may have a bar-shaped extension, wherein the edges of the one or more segments each parallel to each other run. Due to the parallel course of the edges of the first frequency range can be adjusted in a precise manner.
  • the second radiator 1 12 may have a trapezoidal antenna segment with an inner edge 1 16, which limits the trapezoidal segment on a side facing the ground conductor 120 side.
  • the inner edge 1 16 extends with increasing distance from the foot point 1 13 obliquely away from the x-axis 151 away. By such an oblique course, the bandwidth of the second radiator 1 12 can be increased.
  • the trapezoidal antenna segment starting from the decoupling segment of the second radiator 1 12 has a propagation along the x-axis 151 of 7.2 mm. Furthermore, the trapezoidal antenna segment on a the decoupling segment of the second radiator 1 12 side facing a width of 5.8 mm and on a side facing away from the decoupling segment of the second radiator 1 12 side have a width of 3.7mm.
  • the stated values can deviate upwards and / or downwards by 15%.
  • the second radiator 1 12 has a decoupling segment and a trapezoidal antenna segment, which line up in the order mentioned from the base point 13.
  • the o.g. Dimensions of the respective segments result in a ⁇ / 4 radiator for the second frequency range at 5GHz.
  • the second frequency range may have a larger bandwidth than the first frequency range.
  • the second radiator 1 12 with respect to one of the x-axis 151 corresponding longitudinal direction may be wider than the first radiator 1 1 1.
  • auxiliary lines 161, 162 for the first radiator 1 1 1 and for the second radiator 1 12 are shown.
  • the auxiliary lines 161, 162 each extend in the longitudinal direction through the center of the respective radiator 1 1 1, 1 12 or a segment of the radiator 1 1 1, 1 12.
  • the first auxiliary line 161 extends longitudinally centrally through the decoupling segment of the first Radiator 1 1 1.
  • the second auxiliary line 162 extends longitudinally centrally through the entire second radiator 1 12.
  • the two auxiliary lines 161, 162 intersect near the foot of 1 13 and form an angle 164th This Angle 164 is preferably in the range of 80 ° to 100 °, in particular at 85 ° or 90 °, in order to achieve the best possible decoupling of the radiator 1 1 1, 1 12.
  • a first auxiliary line 161 which extends centrally in the longitudinal direction through the decoupling segment of the first radiator 1 1 1 in the direction uncomfortable Vietnamese Vietnamese Vietnamese 13, and a second auxiliary line 162, the center longitudinally through the second radiator 1 12 in the direction of rougeddling 1 13 extends, form an angle 164 at an intersection.
  • This angle 164 may have a value of 80 ° -100 ° at the intersection to effect the best possible decoupling of the radiator 1 1 1, 1 12.
  • the first radiator 1 1 1, the second radiator 1 12 and the ground conductor 120 may each comprise conductor surfaces of a printed circuit board.
  • the components of the dual-band antenna 100 may be implemented as conductor surfaces of a printed circuit board.
  • a cost efficient dual band antenna 100 can be provided.
  • a plurality of dual band antennas 100 e.g., two dual band antennas 100
  • antenna diversity can be efficiently provided.
  • the present document further describes a domestic appliance, in particular a household appliance, which comprises a communication unit for wireless communication, wherein the communication unit has the dual-band antenna 100 described in this document.
  • Figures 1 and 2 show a dual-band antenna 100, in which only by the use of primary radiators 1 1 1, 1 12 two different frequency bands are covered. Due to the omission of secondary radiator, the dual-band antenna 100 has a good omnidirectional behavior. Furthermore, the dual-band antenna 100 can be implemented in a cost-efficient manner on a printed circuit board.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

Es wird eine Dualband-Antenne (100) für einen ersten und einen zweiten Frequenzbereich beschrieben. Die Dualband-Antenne (100) umfasst einen ersten Strahler (111) für den ersten Frequenzbereich und einen zweiten Strahler (112) für den zweiten Frequenzbereich. Desweiteren umfasst die Dualband-Antenne (100) einen Ground-Leiter (120) als Gegenpol zu dem ersten und dem zweiten Strahler (111, 112). Dabei laufen der erste Strahler (111) und der zweite Strahler (112) V-förmig in einem Fußpunkt (113) der Dualband-Antenne (100) zusammen.

Description

Dualband Antenne
Die Erfindung betrifft eine Dualband Antenne zum Senden bzw. zum Empfang von Funksignalen. Ein elektronisches Gerät, das eingerichtet ist, um über ein drahtloses Kommunikationsnetz zu kommunizieren, umfasst typischerweise mindestens eine Antenne zum Empfang und/oder zum Aussenden von Funksignalen. Dabei kann das elektronische Gerät eingerichtet sein, Funksignale über eine Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzbändern, insbesondere über zwei unterschiedliche Frequenzbänder bzw. Frequenzbereiche, zu empfangen bzw. zu senden. Zu diesem Zweck kann das Gerät eine Mehrband-Antenne, insbesondere eine Dualband-Antenne, umfassen.
Dualband-Antennen umfassen häufig Sekundärstrahler (als Antennenstab oder als Schlitzstrahler), um eine vordefinierte Frequenzcharakteristik und Bandbreite für zwei unterschiedliche Frequenzbänder zu erzielen. Dies gilt insbesondere für Dualband- Antennen für die Frequenzbänder 2,4 - 2,5 GHz und 5,1 - 5,8 GHz, d.h. für WLAN (Wireless Local Area Network) Dualband-Antennen. Die Verwendung von Sekundärstrahlern führt zu einer gerichteten Abstrahlung von Funksignalen, und folglich zu einer Richtungs-abhängigen Funkfähigkeit eines elektronischen Geräts.
Hausgeräte, insbesondere Haushaltsgeräte wie z.B. Öfen, Kühlschränke, Waschmaschinen, Spülmaschinen, etc., weisen vermehrt Kommunikationseinheiten zur drahtlosen Kommunikation (insbesondere mittels WLAN) auf. Hausgeräte werden dabei im Haushalt an unterschiedlichsten Orten aufgestellt. Daher sollten die für Hausgeräte verwendeten Dualband-Antennen ein möglichst gutes Rundstrahlverhalten aufweisen, um an jedem möglichen Aufstellungsort im Haushalt eine möglichst gleichbleibende Kommunikationsfähigkeit sicherzustellen. Eine durch Sekundärstrahler entstehende Richtcharakteristik einer Dualband-Antenne ist somit insbesondere für eine Verwendung in Hausgeräten nachteilig. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine Dualband- Antenne bereitzustellen, die auf einer Leiterplatte einer Elektronik-Komponente eines Geräts integriert werden kann, und die ein möglichst gleichmäßiges Rundstrahlverhalten aufweist. Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird eine Dualband-Antenne für einen ersten und einen zweiten Frequenzbereich beschrieben. Die Dualband-Antenne umfasst einen ersten Strahler für den ersten Frequenzbereich und einen zweiten Strahler für den zweiten Frequenzbereich. Desweiteren umfasst die Dualband-Antenne einen Ground-Leiter (bzw. Masse-Leiter) als Gegenpol zu dem ersten und dem zweiten Strahler. Dabei laufen der erste Strahler und der zweite Strahler V-förmig in einem Fußpunkt der Dualband-Antenne zusammen. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hausgerät, insbesondere ein Haushaltsgerät, beschrieben, das eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation (insbesondere über WLAN) umfasst, wobei die Kommunikationseinheit die in diesem Dokument beschriebene Dualband-Antenne aufweist. Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen Figur 1 den Aufbau und die Dimensionierung einer beispielhaften Dualband-Antenne;
und
Figur 2 eine weitere Ansicht der beispielhaften Dualband-Antenne aus Fig. 1 , aus der die relativen Dimensionen der Dualband-Antenne zueinander hervorgehen. Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung einer integrierbaren Dualband-Antenne mit einem gleichmäßigen Rundstrahlverhalten. Die Dualband-Antenne soll dabei insbesondere für WLAN Funkkommunikation in den Frequenzbändern um 2,4GHz und bei 5GHz ausgelegt sein.
Figuren 1 und 2 zeigen den Aufbau einer beispielhaften Dualband-Antenne 100, die die o.g. Bedingungen erfüllt. Die Dualband-Antenne umfasst eine Ground-Ebene 120 (bzw. eine Ground-Plane oder einen Ground-Leiter oder einen Masse-Leiter) sowie einen Dualband-Strahler 1 10. Der Dualband-Strahler 1 10 umfasst einen ersten Strahler 1 1 1 für ein erstes Frequenzband (insbesondere für das 2,4GHz Frequenzband) und einen zweiten Strahler 1 12 für ein zweites Frequenzband (insbesondere für das 5GHz Frequenzband). Der erste und der zweite Strahler 1 1 1 , 1 12 weisen jeweils spezifische Geometrien auf, die an die Eigenschaften (insbesondere an die Bandbreite) des jeweiligen Frequenzbands (bzw. Frequenzbereichs) angepasst sind. Desweiteren sind die Strahler 1 1 1 , 1 12 so angeordnet, dass eine gegenseitige Beeinflussung reduziert (nach Möglichkeit minimiert) wird. Die Einspeisung der zu sendenden Funksignale erfolgt über einen gemeinsamen Einspeisepunkt bzw. Fußpunkt 1 13.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Antennengeometrie kann in die leitende Schicht einer Leiterplatte integriert werden. Insbesondere können die Strahler 1 1 1 , 1 12 sowie die Ground-Ebene 120 als Flachleiter in einer leitenden Schicht einer Leiterplatte implementiert werden. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer kostengünstigen Dualband- Antenne 100. Insbesondere kann durch die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Geometrie einer Dualband-Antenne 100 die Antennenwirkfläche auf einer Leiterplatte optimal gestaltet werden. Dabei besitzt die Antennengeometrie keine Sekundärstrahler, um eine möglichst gute Rundstrahlcharakteristik zu erhalten.
Der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahle 1 12 umfassen jeweils λ/4-Strahler für den ersten bzw. für den zweiten Frequenzbereich (d.h. für den jeweiligen entsprechenden Wellenlängenbereich). Die jeweiligen λ/4-Strahler beginnen am Fußpunkt 1 13 und erstrecken sich über die gesamte (ggf. gekrümmte) Länge des jeweiligen Strahlers 1 1 1 , 1 12. Desweiteren weisen die Strahler 1 1 1 , 1 12 eine Breite auf, die von der Bandbreite des jeweiligen Frequenzbereichs abhängt. Dabei steigt die Breite eines Strahlers 1 1 1 , 1 12 typischerweise mit steigender Bandbreite des Frequenzbereichs an. Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Dualband-Antenne 100 deckt der erste Strahler 1 1 1 den ersten Frequenzbereich 2,4-2,5GHz (d.h. das 2,4GHz WLAN Frequenzband) und der zweite Strahler 1 12 den zweiten Frequenzbereich 5,1 -5,8GHz (d.h. das 5GHz WLAN Frequenzband) ab. Um die höhere Bandbreite des zweiten Frequenzbereichs abzudecken, weist der zweite Strahler 1 12 eine größere Breite auf als der erste Strahler 1 1 1 . Desweiteren wirkt sich der schräge Verlauf der unteren bzw. inneren Kante 1 16 des zweiten Strahlers positiv auf die Bereitstellung einer relativ hohen Bandbreite aus.
Wie oben dargelegt, weist die Dualband-Antenne 100 aus den Figuren 1 und 2 keine Sekundärstrahler auf. Stattdessen wird eine möglichst weitgehende Entkopplung des ersten Strahlers 1 1 1 und des zweiten Strahlers 1 12 dadurch erreicht, dass sich die Strahler 1 1 1 , 1 12 abgewinkelt von dem Fußpunkt 1 13 weg erstrecken. Dabei können der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahler 1 12 am Fußpunkt 1 13 einen Winkel 1 14 bilden, der bevorzugt bei oder um 45° liegt. So kann eine gute Entkopplung der Strahler 1 1 1 , 1 12 bewirkt werden.
Insbesondere kann eine gute Entkopplung dadurch erreicht werden, dass eine effektive Ausbreitung des ersten Strahlers 1 1 1 ausgehend vom Fußpunkt 1 13 (dargestellt durch eine erste Hilfslinie 161 ) und eine effektive Ausbreitung des zweiten Strahlers 1 12 ausgehend vom Fußpunkt 1 13 (dargestellt durch eine zweite Hilfslinie 162) in etwa senkrecht aufeinander stehen (z.B. einen Winkel 164 im Bereich 80° bis 100° bilden). Der erste Strahler 1 1 1 weist aufgrund des niedrigeren ersten Frequenzbereichs eine größere Länge als der zweite Strahler 1 12 auf. Dabei ist ein Endbereich 1 15 des ersten Strahlers 1 1 1 abgewinkelt, um den ersten Strahler 1 1 1 auf dem verfügbaren Platz einer Leiterplatte zu positionieren. Figur 1 zeigt beispielhafte Dimensionen des Dualband-Strahlers aus den Figuren 1 und 2. Dabei ist der Abstand 131 3,4mm, der Abstand 132 5,8mm, der Abstand 133 7,2mm, der Abstand 134 1 ,4mm, der Abstand 135 3,5mm, der Abstand 141 15mm, der Abstand 142 17mm, der Abstand 143 18,8mm und der Abstand 144 26mm. Die genannten Werte können dabei um 15% nach oben und/oder nach unten abweichen. Figur 2 zeigt die Komponenten 1 1 1 , 1 12, 120 der Dualband-Antenne 100 in vergrößerter Form aber mit korrekten relativen Dimensionen zueinander.
Das vorliegende Dokument beschreibt somit eine Dualband-Antenne 100 für einen ersten und für einen zweiten Frequenzbereich (bzw. für ein erstes und ein zweites Frequenzband). Dabei überlappen sich die beiden Frequenzbereiche typischerweise nicht. Der erste Frequenzbereich umfasst bevorzugt die Frequenzen 2,4-2,5GHz und der zweite Frequenzbereich umfasst bevorzugt die Frequenzen 5,1 -5,8GHz. Die Dualband-Antenne 100 umfasst einen ersten Strahler 1 1 1 für den ersten Frequenzbereich und einen zweiten Strahler 1 12 für den zweiten Frequenzbereich. Desweiteren umfasst die Dualband-Antenne 100 einen Ground-Leiter 120 als Gegenpol zu dem ersten und dem zweiten Strahler 1 1 1 , 1 12. Dabei laufen der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahler 1 12 V-förmig in einem Fußpunkt 1 13 der Dualband-Antenne 100 zusammen. Durch ein derartiges V-förmiges Zusammenlaufen kann eine substantielle Entkopplung der Strahler 1 1 1 , 1 12 bewirkt werden (ohne Verwendung von Sekundärstrahlern). Es kann somit eine Dualband-Antenne 100 mit einem guten Rundstrahlverhalten bereitgestellt werden. Insbesondere können der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahler 1 12 derart V-förmig zusammenlaufen, dass die Strahler 1 1 1 , 1 12 im Fußpunkt 1 13 einen Winkel 1 14 bilden, der zwischen 40° und 50°, insbesondere bei 45°, liegt. Durch eine derartige V-förmige Anordnung kann eine besonders gute Entkopplung der beiden Strahler 1 1 1 , 1 12 erreicht werden.
Die Dualband-Antenne 100 ist typischerweise eingerichtet, am Fußpunkt 1 13 ein empfangenes Funksignal aus dem ersten und/oder dem zweiten Frequenzbereich bereitzustellen und/oder am Fußpunkt 1 13 ein zu sendendes Funksignal aus dem ersten und/oder dem zweiten Frequenzbereich aufzunehmen.
Der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahler 1 12 bilden bevorzugt λ/4-Strahler für eine Frequenz aus dem jeweiligen Frequenzbereich. Zu diesem Zweck weisen die Strahler 1 1 1 , 1 12 typischerweise eine effektive Länge (ausgehend vom Fußpunkt 1 13) auf, die einem Viertel der Wellenlänge eines zu sendenden bzw. zu empfangenden Signals entspricht. Beispielsweise weist ein λ/4-Strahler für 2,5GHz eine effektive Länge von ca. 30mm und ein λ/4-Strahler für 5,4GHz eine effektive Länge von ca. 12mm auf.
Der erste Strahler 1 1 1 , der zweite Strahler 1 12 und der Ground-Leiter 120 sind bevorzugt derart angeordnet, dass für eine durch den Fußpunkt 1 13 verlaufende x-Achse 151 eines kartesischen Koordinatensystems, der erste und zweite Strahler 1 1 1 , 1 12 auf einer ersten Seite (in den Figuren 1 und 2 auf der oberen Seite) und der Ground-Leiter 120 auf einer zweiten Seite (in den Figuren 1 und 2 auf der unteren Seite) der x-Achse 151 liegen. Mit anderen Worten, die Dualband-Antenne 100 kann durch die x-Achse 151 in zwei Hälften geteilt werden, so dass sich der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahler 1 12 auf einer Seite und der Ground-Leiter 120 auf der anderen Seite der x-Achse 151 befinden (zumindest jeweils zu 90%, 95% oder mehr der Fläche der Strahler 1 1 1 , 1 12 bzw. des Ground-Leiters 120). Desweiteren sind der erste Strahler 1 1 1 , der zweite Strahler 1 12 und der Ground-Leiter 120 bevorzugt derart angeordnet, dass für eine durch den Fußpunkt 1 13 verlaufende y- Achse 152 des kartesischen Koordinatensystems der erste Strahler 1 1 1 auf einer ersten Seite (in den Figuren 1 und 2 auf der linken Seite) und der zweite Strahler 1 12 auf einer zweiten Seite (in den Figuren 1 und 2 auf der rechten Seite) der y-Achse 152 liegen. Mit anderen Worten, der Dualband-Strahler 1 10 kann durch die y-Achse 152 in zwei Hälften geteilt werden, so dass sich der erste Strahler 1 1 1 auf einer Seite und der zweite Strahler 1 12 auf der anderen Seite der y-Achse 152 befinden (zumindest jeweils zu 90%, 95% oder mehr der Fläche der Strahler 1 1 1 , 1 12). Eine derartige Anordnung ermöglicht eine gute Entkopplung der Strahler 1 1 1 , 1 12 voneinander.
Der erste Strahler 1 1 1 und der zweite Strahler 1 12 können jeweils ein Entkopplungs- Segment umfassen, das am Fußpunkt 1 13 beginnt und das sich ausgehend vom Fußpunkt 1 13 schräg von der y-Achse 152 weg erstreckt, so dass die Entkopplungs- Segmente des ersten und des zweiten Strahlers 1 1 1 , 1 12 V-förmig zum Fußpunkt 1 13 zusammenlaufen. Für die o.g. Frequenzbereiche können die Entkopplungs-Segmente dabei ausgehend vom Fußpunkt 1 13 eine Ausbreitung entlang der y-Achse 152 von 7,2mm aufweisen. Desweiteren kann das Entkopplungs-Segment des ersten Strahlers 1 1 1 ausgehend vom Fußpunkt 1 13 eine Ausbreitung entlang der x-Achse 151 von 2mm aufweisen. Andererseits kann das Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers 1 12 ausgehend vom Fußpunkt 1 13 eine Ausbreitung entlang der x-Achse 151 von 1 ,8mm aufweisen. Die genannten Werte können dabei um 15% nach oben und/oder nach unten abweichen. Der erste Strahler 1 1 1 kann weiter ein gerades Antennen-Segment umfassen, das sich parallel zur x-Achse 151 von der y-Achse 152 weg erstreckt. Für den o.g. ersten Frequenzbereich kann dabei das gerade Antennen-Segment ausgehend vom Entkopplungs-Segment des ersten Strahlers 1 1 1 eine Ausbreitung entlang der x-Achse 151 von 15mm und ggf. eine Breite entlang der y-Achse 152 von 1 ,4mm aufweisen. Die genannten Werte können dabei um 15% nach oben und/oder nach unten abweichen.
Desweiteren kann der erste Strahler 1 1 1 ein abgewinkeltes Antennen-Segment umfassen, das sich parallel zur y-Achse 152 zu der x-Achse 151 hin erstreckt. Durch die Verwendung von einem abgewinkelten Antennen-Segment kann der Platzbedarf der Dualband-Antenne 100 reduziert werden. Für den o.g. ersten Frequenzbereich kann das abgewinkelte Antennen-Segment ausgehend von einer dem Ground-Leiter 120 zugewandten Kante des geraden Antennen-Segments eine Ausbreitung entlang der y- Achse 152 von 2,4mm, und ausgehend von einer dem Ground-Leiter 120 abgewandten Kante des geraden Antennen-Segments eine Ausbreitung entlang der y-Achse 152 von 3,8mm aufweist. Die genannten Werte können dabei um 15% nach oben und/oder nach unten abweichen.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt kann der erste Strahler 1 1 1 insbesondere ein Entkopplungs-Segment, ein gerades Antennen-Segment und ein gewinkeltes Antennen- Segment aufweisen, die sich in der genannten Reihenfolge ausgehend vom Fußpunkt 1 13 aneinanderreihen. An den Übergängen zwischen den jeweiligen Segmenten ergeben sich dabei jeweils Abknickungen und/oder Ecken aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtungen der Segmente. Die o.g. Dimensionen der jeweiligen Segmente ergeben dabei einen λ/4-Strahler für den ersten Frequenzbereich um 2,4GHz.
Der erste Strahler 1 1 1 kann eine Vielzahl von Segmenten umfassen. Dabei können ein oder mehrere der Segmente des ersten Strahlers 1 1 1 eine balkenförmige Ausdehnung aufweisen, wobei die Kanten der ein oder mehreren Segmente jeweils parallel zueinander verlaufen. Durch den parallelen Verlauf der Kanten kann der erste Frequenzbereich in präziser Weise eingestellt werden.
Der zweite Strahler 1 12 kann ein trapezförmiges Antennen-Segment mit einer inneren Kante 1 16 aufweisen, die das trapezförmige Segment auf einer dem Ground-Leiter 120 zugewandten Seite begrenzt. Die innere Kante 1 16 verläuft dabei mit zunehmendem Abstand vom Fußpunkt 1 13 schräg von der x-Achse 151 weg. Durch einen derartigen schrägen Verlauf kann die Bandbreite des zweiten Strahlers 1 12 erhöht werden.
Für den o.g. zweiten Frequenzbereich kann das trapezförmige Antennen-Segment ausgehend vom Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers 1 12 eine Ausbreitung entlang der x-Achse 151 von 7,2mm aufweist. Desweiteren kann das trapezförmige Antennen-Segment an einer dem Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers 1 12 zugewandten Seite eine Breite von 5,8mm und an einer dem Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers 1 12 abgewandten Seite eine Breite von 3,7mm aufweisen. Die genannten Werte können dabei um 15% nach oben und/oder nach unten abweichen.
Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, kann der zweite Strahler 1 12 ein Entkopplungs- Segment und ein trapezförmiges Antennen-Segment aufweist, die sich in der genannten Reihenfolge ausgehend vom Fußpunkt 1 13 aneinanderreihen. Die o.g. Dimensionen der jeweiligen Segmente ergeben dabei einen λ/4-Strahler für den zweiten Frequenzbereich bei 5GHz.
Der zweite Frequenzbereich kann eine größere Bandbreite aufweisen als der erste Frequenzbereich. Zu diesem Zweck kann der zweite Strahler 1 12 in Bezug auf eine der x- Achse 151 entsprechenden Längsrichtung breiter sein als der erste Strahler 1 1 1 .
In Figur 1 sind zwei Hilfslinien 161 , 162 für den ersten Strahler 1 1 1 und für den zweiten Strahler 1 12 dargestellt. Die Hilfslinien 161 , 162 verlaufen jeweils in Längsrichtung durch die Mitte des jeweiligen Strahlers 1 1 1 , 1 12 bzw. eines Segments des Strahlers 1 1 1 , 1 12. Insbesondere verläuft die erste Hilfslinie 161 in Längsrichtung mittig durch das Entkopplungs-Segment des ersten Strahlers 1 1 1. Die zweite Hilfslinie 162 verläuft in Längsrichtung mittig durch den gesamten zweiten Strahler 1 12. Die beiden Hilfslinien 161 , 162 schneiden sich in der Nähe des Fußpunktes 1 13 und bilden einen Winkel 164. Dieser Winkel 164 liegt bevorzugt in dem Bereich von 80° bis 100°, insbesondere bei 85° oder 90°, um eine möglichst gute Entkopplung der Strahler 1 1 1 , 1 12 zu bewirken.
Mit anderen Worten, eine erste Hilfslinie 161 , die mittig in Längsrichtung durch das Entkopplungs-Segment des ersten Strahlers 1 1 1 in Richtung Fußpunkt 1 13 verläuft, und eine zweite Hilfslinie 162, die mittig in Längsrichtung durch den zweiten Strahler 1 12 in Richtung Fußpunkt 1 13 verläuft, bilden an einem Schnittpunkt einen Winkel 164. Dieser Winkel 164 kann am Schnittpunkt einen Wert von 80°-100° aufweisen, um eine möglichst gute Entkopplung der Strahler 1 1 1 , 1 12 zu bewirken. Der erste Strahler 1 1 1 , der zweite Strahler 1 12 und der Ground-Leiter 120 können jeweils Leiterflächen einer Leiterplatte umfassen. Mit anderen Worten, die Komponenten der Dualband-Antenne 100 können als Leiterflächen einer Leiterplatte implementiert werden. So kann eine Kosten-effiziente Dualband-Antenne 100 bereitgestellt werden. Ggf. kann eine Vielzahl von Dualband-Antennen 100 (z.B. zwei Dualband-Antennen 100) auf einer Leiterplatte implementiert sein. So kann in effizienter Weise Antennendiversität (antenna diversity) bereitgestellt werden.
Das vorliegende Dokument beschreibt weiter ein Hausgerät, insbesondere ein Haushaltsgerät, das eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation umfasst, wobei die Kommunikationseinheit die in diesem Dokument beschriebene Dualband- Antenne 100 aufweist.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Dualband-Antenne 100, bei der ausschließlich durch die Verwendung von Primärstrahlern 1 1 1 , 1 12 zwei unterschiedliche Frequenzbänder abgedeckt werden. Aufgrund des Verzichts auf Sekundärstrahler weist die Dualband- Antenne 100 ein gutes Rundstrahlverhalten auf. Desweiteren kann die Dualband-Antenne 100 in kosteneffizienter Weise auf einer Leiterplatte implementiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Dualband-Antenne (100) für einen ersten und einen zweiten Frequenzbereich; wobei die Dualband-Antenne (100) umfasst,
- einen ersten Strahler (1 1 1 ) für den ersten Frequenzbereich;
- einen zweiten Strahler (1 12) für den zweiten Frequenzbereich; und
- einen Ground-Leiter (120) als Gegenpol zu dem ersten und dem zweiten Strahler (1 1 1 , 1 12); wobei der erste Strahler (1 1 1 ) und der zweite Strahler (1 12) V-förmig in einem Fußpunkt (1 13) der Dualband-Antenne (100) zusammenlaufen.
Dualband-Antenne (100) gemäß Anspruch 1 , wobei der erste Strahler (1 1 1 ) und der zweite Strahler (1 12) im Fußpunkt (1 13) einen Winkel (1 14) bilden, der zwischen 40° und 50°, insbesondere bei 45°, liegt.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Strahler (1 1 1 ), der zweite Strahler (1 12) und der Ground-Leiter (120) derart angeordnet sind, dass
- für eine durch den Fußpunkt (1 13) verlaufende x-Achse (151 ) eines kartesischen Koordinatensystems, der erste und zweite Strahler (1 1 1 , 1 12) auf einer ersten Seite und der Ground-Leiter (120) auf einer zweiten Seite der x-Achse (151 ) liegen; und
- für eine durch den Fußpunkt (1 13) verlaufende y-Achse (152) des kartesischen Koordinatensystems der erste Strahler (1 1 1 ) auf einer ersten Seite und der zweite Strahler (1 12) auf einer zweiten Seite der y-Achse (152) liegen.
Dualband-Antenne (100) gemäß Anspruch 3, wobei der erste Strahler (1 1 1 ) und der zweite Strahler (1 12) jeweils ein Entkopplungs-Segment umfassen, das
- am Fußpunkt (1 13) beginnt; und
- sich ausgehend vom Fußpunkt (1 13) schräg von der y-Achse (152) weg erstreckt, so dass die Entkopplungs-Segmente des ersten und des zweiten Strahlers (1 1 1 , 1 12) V-förmig zum Fußpunkt (1 13) zusammenlaufen.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei der erste Strahler (1 1 1 ) ein gerades Antennen-Segment umfasst, das sich parallel zur x- Achse (151 ) von der y-Achse (152) weg erstreckt.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der erste Strahler (1 1 1 ) ein abgewinkeltes Antennen-Segment umfasst, das sich parallel zur y-Achse (152) zu der x-Achse (151 ) hin erstreckt.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei
- der zweite Strahler (1 12) ein trapezförmiges Antennen-Segment mit einer inneren Kante (1 16) aufweist, die das trapezförmige Segment auf einer dem Ground-Leiter (120) zugewandten Seite begrenzt; und
- die innere Kante (1 16) mit zunehmendem Abstand vom Fußpunkt (1 13) schräg von der x-Achse (151 ) weg verläuft.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei
- der zweite Frequenzbereich eine größere Bandbreite aufweist als der erste Frequenzbereich; und
- der zweite Strahler (1 12) in einer der x-Achse (151 ) entsprechenden Längsrichtung breiter ist als der erste Strahler (1 1 1 ).
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei
- der erste Strahler (1 1 1 ) ein Entkopplungs-Segment, ein gerades Antennen- Segment und ein gewinkeltes Antennen-Segment aufweist, die sich in der genannten Reihenfolge ausgehend vom Fußpunkt (1 13) aneinanderreihen; und
- der zweite Strahler (1 12) ein Entkopplungs-Segment und ein trapezförmiges Antennen-Segment aufweist, die sich in der genannten Reihenfolge ausgehend vom Fußpunkt (1 13) aneinanderreihen.
Dualband-Antenne (100) gemäß Anspruch 9, wobei mit einer Genauigkeit von plus / minus 15%,
- die Entkopplungs-Segmente ausgehend vom Fußpunkt (1 13) eine Ausbreitung entlang der y-Achse (152) von 7,2mm aufweisen; - das Entkopplungs-Segment des ersten Strahlers (1 1 1 ) ausgehend vom Fußpunkt (1 13) eine Ausbreitung entlang der x-Achse (151 ) von 2mm aufweist;
- das Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers (1 12) ausgehend vom Fußpunkt (1 13) eine Ausbreitung entlang der x-Achse (151 ) von 1 ,8mm aufweist;
- das gerade Antennen-Segment ausgehend vom Entkopplungs-Segment des ersten Strahlers (1 1 1 ) eine Ausbreitung entlang der x-Achse (151 ) von 15mm und eine Breite entlang der y-Achse (152) von 1 ,4mm aufweist;
- das trapezförmige Antennen-Segment ausgehend vom Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers (1 12) eine Ausbreitung entlang der x-Achse (151 ) von 7,2mm aufweist;
- das abgewinkelte Antennen-Segment ausgehend von einer dem Ground-Leiter (120) zugewandten Kante eine Ausbreitung entlang der y-Achse (152) von 2,4mm, und ausgehend von einer dem Ground-Leiter (120) abgewandten Kante eine Ausbreitung entlang der y-Achse (152) von 3,8mm aufweist; und
- das trapezförmige Antennen-Segment an einer dem Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers (1 12) zugewandten Seite eine Breite von 5,8mm und an einer dem Entkopplungs-Segment des zweiten Strahlers (1 12) abgewandten Seite eine Breite von 3,7mm aufweist.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei
- eine erste Hilfslinie (161 ), die mittig in Längsrichtung durch das Entkopplungs- Segment des ersten Strahlers (1 1 1 ) in Richtung Fußpunkt (1 13) verläuft, und eine zweite Hilfslinie (162), die mittig in Längsrichtung durch den zweiten Strahler (1 12) in Richtung Fußpunkt (1 13) verläuft, an einem Schnittpunkt einen Winkel (164) bilden; und
- der Winkel (164) am Schnittpunkt einen Wert von 80°-100° aufweist.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Strahler (1 1 1 ), der zweite Strahler (1 12) und der Ground-Leiter (120) jeweils Leiterflächen einer Leiterplatte umfassen.
Dualband-Antenne (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der erste Frequenzbereich die Frequenzen 2,4-2,5GHz umfasst; und - der zweite Frequenzbereich die Frequenzen 5,1 -5,8GHz umfasst.
14. Dualband-Antenne (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dualband-Antenne (100) eingerichtet ist, am Fußpunkt (1 13) ein empfangenes Funksignal aus dem ersten und/oder dem zweiten Frequenzbereich bereitzustellen und/oder ein zu sendendes Funksignal aus dem ersten und/oder dem zweiten
Frequenzbereich aufzunehmen.
15. Hausgerät, das eine Kommunikationseinheit mit einer Dualband-Antenne (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
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