EP3588672B1 - Leiterplatte aus einer bestückungsfläche für elektronische bauteile und einer platinenantenne - Google Patents

Leiterplatte aus einer bestückungsfläche für elektronische bauteile und einer platinenantenne Download PDF

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EP3588672B1
EP3588672B1 EP19182282.4A EP19182282A EP3588672B1 EP 3588672 B1 EP3588672 B1 EP 3588672B1 EP 19182282 A EP19182282 A EP 19182282A EP 3588672 B1 EP3588672 B1 EP 3588672B1
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EP
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circuit board
printed circuit
emitter
populating
conductor
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Anatoli Stobbe
Andreas Werner
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Astra Gesellschaft fuer Asset Management mbH and Co KG
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/328—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors between a radiating element and ground
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    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching

Definitions

  • the invention relates to a printed circuit board consisting of a mounting surface for electronic components and a printed circuit board antenna according to the preamble of claim 1.
  • Planar antennas are often placed on a printed circuit board as a structure, for example PIF antennas (Planar Inverted F-Shaped Antenna). These antennas have the disadvantage that as miniaturization progresses, the currents only flow in the edges and the field strengths of the fields in the printed circuit board material become relatively high. This results in high losses.
  • a printed circuit board including an antenna including an antenna body integrally formed as part of the printed circuit board.
  • the antenna body extends out from an edge of the printed circuit board.
  • the antenna body is encased by printed or plated metal on the top and bottom surfaces of the circuit board and by edge plated metal along the perimeter of the antenna body.
  • an antenna device which is integrated into a metallic display cover of a computer. This can be a slit element or an inverted F element.
  • the loop antenna is located on a printed circuit board as carrier material and consists of electrically conductive material.
  • the invention is based on the object of designing a circuit board from a mounting area for electronic components and a circuit board antenna in such a way that the losses of the circuit board antenna are reduced.
  • the design of the circuit board antenna with two congruent opposite conductor tracks on an insulating layer and the conductive layers between the edges of the conductor tracks results in a closed, rectangular jacket made of electrically conductive material around a rectangular core made of insulating material.
  • the electric current is no longer limited to the edges of the conductor tracks, but can spread throughout the conductive sheath. Since the insulating layer of the printed circuit board is separated along the edges of the radiator between the ends of the radiator, the electric field of the radiator can escape into a space in which there is no lossy dielectric in the form of the insulating material, at least in the immediate vicinity. Due to the current displacement effect at high frequencies, the penetration depth in the electrically conductive material is also low, so that the layer thickness of the conductor tracks and the conductive layers on the sides already represent an optimal conductor shape.
  • the design also uses manufacturing steps that are carried out in any case in conventional printed circuit board manufacture.
  • most circuit boards are manufactured as double-sided circuit boards or multi-layer circuit boards.
  • the vias made.
  • arbitrarily shaped vias and also slots, which are also realized, can be produced.
  • conductive structures can be produced that are as thick as the printed circuit board and thus offer better current distribution.
  • the conductive layer on the sides of the insulating layer is continuous and interrupted at the beginning and end of the radiator by bores or millings with a clear width larger than a gap created by the separated and removed insulating layer of the printed circuit board.
  • the conductive layer can thus be produced as part of the printed circuit board production and only later be specifically separated from the remaining conductive material. All that is required is a drill hole or milling, which must be slightly larger than the existing gap, which means that the drill or milling cutter is automatically centered through the existing gap.
  • the radiator is preferably arranged on an outside of the printed circuit board.
  • the radiator is exposed over an angular segment of almost 360° around the radiator axis, so that no damping of the electric field component of the electromagnetic field by any conductive components of the printed circuit board can occur in this angular segment.
  • a capacitive or inductive trimmer can be arranged between the radiator and a conductor arranged on the mounting surface of the printed circuit board.
  • a capacitive or inductive trimmer can be arranged between a feed line and a feed connection of the radiator.
  • the circuit board antenna can be precisely tuned to the desired resonant frequency and input impedance, regardless of mechanical production parameters or tolerances.
  • a conductor of the mounting surface can be arranged parallel to the radiator and pointing towards the gap, which conductor represents a capacitive covering to the radiator.
  • a mechanically shortened radiator can thus be lengthened electrically via the capacitive covering.
  • the conductor forming a capacitive covering to the radiator comprises both opposite conductor tracks of the printed circuit board coated on both sides and the conductive layer on the side of the slot, which runs parallel to the radiator.
  • the conductive layer also connects the opposing conductor tracks in an electrically conductive manner.
  • the conductor has a U-shaped sheath of electrically conductive material around a core of insulating material.
  • the conductive layers of the radiator and the capacitive coating are parallel to one another, so that the electrical component of the electromagnetic field can form between them and form a particularly high proportion of the capacitive coating.
  • the radiator can have a course that deviates from a straight line.
  • the radiator can be adapted to the shape of a housing and the mechanical length of the radiator can be increased if the course deviates from a straight line.
  • the radiator can have a meandering course between its beginning and end.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a circular printed circuit board with a radiator 14.
  • the remaining area of the printed circuit board can be provided as an assembly area 46 for an individual circuit made of electronic components, but for reasons of simplification it does not contain an individual conductor track structure here.
  • the printed circuit board 12 is coated on both sides and the radiator 14 is separated from the mounting surface 46 by a milled gap 38 .
  • the radiator 14 is designed in the form of a curved meandering section of a circle. This course was also created by milling.
  • the remaining surface forms conductor tracks 22 and 24 of the radiator 14.
  • the insulating layer lying between the conductor tracks 22 and 24 of the printed circuit board 12 is provided with a conductive layer on each of its sides Layer 26 and 28 coated, which can be made of copper like the surfaces of the circuit board.
  • the other side surfaces of the printed circuit board 12 are also coated with conductive layers.
  • a coupling arrangement is located at a beginning 16 of the radiator, while a tuning element can be arranged at the other end 18 .
  • the conductor tracks 22 and 24 are interrupted by etchings 42.
  • FIG. The conductive layers 26 and 28 on the side faces of the insulating layer are interrupted at the beginning 16 and end 18 of the radiator 14 by bores 44 or millings.
  • the remainder of the printed circuit board forms a conductor on the side facing the radiator 14, which consists of conductor tracks 34 and 36 of the printed circuit board material lying on both sides of the insulating material and a conductive layer 32 connecting the conductor tracks 34 and 36.
  • the geometric length of the radiator 14 between its beginning 16 and its end 18 is lengthened both mechanically and electrically by this capacitance per unit length, the meandering and the circular arc.
  • a cross-section through the radiator represents a closed, rectangular shell made of electrically conductive material around a rectangular core made of insulating material conductive material, the conductivity of the core is irrelevant and the jacket, which has a rectangular cross-section, is optimally used.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of copper-clad printed circuit board material 10 in which structures 20 are milled.
  • the arrows show the paths in which the milling tool was moved.
  • the milling process creates slits whose side surfaces border on the copper cladding and the insulating material in between.
  • these side surfaces are provided with a conductive coating, which is realized by metallization.
  • FIG 3 shows the circuit board material after metallization of the side surfaces of the milled slots.
  • the thickness of the metallization is drawn thicker than its real dimensions.
  • the metallization is carried out in this step anyway in order to metallize bores for the connections of the components in order to jointly contact and connect conductor tracks in several levels and/or on both sides of the circuit board.
  • the conductor tracks are produced.
  • FIG. 4 shows an exposure mask for structuring the conductor tracks. This is used to expose a photosensitive coating on the printed circuit board so that the exposed material can be removed by etching after development.
  • figure 5 shows the resulting structures of the conductor tracks after the etching process.
  • the top view shows a remaining conductive pattern on one side of the circuit board 40 and remaining edge metallization 30.
  • the structure on the underside of the circuit board can differ in the area of the remaining circuitry. Intermediate layers are also possible.
  • FIG. 6 shows a plan view of the in figure 5 circuit board shown, but with the milled outer contour of the radiator of the circuit board antenna.
  • a milling track 50 is shown along an arrow.
  • Bores 60 are also shown, by means of which the lateral metallizations of the slots are separated in order to form the ends of the conductive areas.
  • FIG. 7 shows a plan view of a finished printed circuit board.
  • a transforming conductor loop 70 on the printed circuit board side 40, which has minimal losses due to the side metallization.
  • a radiator is formed by a meandering structure 80, which offers a minimal ohmic loss due to the complete enclosure with conductive material.
  • An air gap 110 improves in addition, the efficiency, as there are no losses in the dielectric of the circuit board material.
  • Additional elements are formed by a feed 100 at one end of the radiator 80 and a separator 90 at the other end of the radiator.
  • a capacitor can be provided for tuning.
  • a reinforcement 120 can be provided to stabilize the circuit board material weakened by the slot.
  • circuit board 8 finally shows a section through the circuit board along an in 7 section line 130 shown. Insulating and carrier material 140, copper coatings 150 and metallization 160 are shown there. Reference List 10 circuit board material 60 drilling 12 circuit board 70 conductor loop 14 radiator 80 structure 16 beginning 90 separation 18 End 100 feed 20 structures 110 air gap 22 trace 120 reinforcement 24 trace 130 cutting line 26 conductive layer 140 insulating and support material 28 conductive layer 150 copper coatings 30 edge metallization 160 metallizations 32 conductive layer 34 trace 36 trace 38 gap 40 circuit board side 42 etchings 44 drilling 46 assembly area 50 milling track

Landscapes

  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte aus einer Bestückungsfläche für elektronische Bauteile und einer Platinenantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Planare Antennen werden häufig als Struktur auf eine Leiterplatte gebracht, zum Beispiel PIF-Antennen (Planar Inverted F-Shaped Antenna). Diese Antennen haben den Nachteil, dass die Ströme bei fortschreitender Miniaturisierung nur in den Kanten fließen und die Feldstärken der Felder im Leiterplattenmaterial relativ hoch werden. Dadurch ergeben sich hohe Verluste.
  • Aus der EP 3 261 172 A1 ist eine eine Antenne umfassende Leiterplatte bekannt, wobei die Antenne einen Antennenkörper umfasst, der integral als Teil der Leiterplatte gebildet ist. Dabei erstreckt sich der Antennenkörper von einem Rand der Leiterplatte heraus. Der Antennenkörper ist durch gedrucktes oder plattiertes Metall auf der oberen und der unteren Fläche der Leiterplatte und durch kantenplattiertes Metall entlang des Umfangs des Antennenkörpers umschlossen.
  • Aus der US 2014/0203993 A1 ist eine Leiterplattenantenne bekannt, bei der eine erste Leiterschicht und eine zweite Leiterschicht, die eine dielektrische Schicht einschließen, einander gegenüber liegen. Die Leiterschichten weisen jeweils geteilte Ringsteile ungefähr in einer C-Form auf und sind durch Leiterdurchkontaktierungen leitend verbunden.
  • Aus der DE 20 2004 021 054 U1 ist eine Antenneneinrichtung bekannt, die in eine metallische Displayabdeckung eines Computers integriert ist. Dabei kann es sich um ein Schlitzelement oder ein invertiertes F-Element handeln.
  • Schließlich ist aus der DE 20 2011 106 847 U1 eine Loop-Antenne für eine Funkeinrichtung bekannt. Die Loop-Antenne befindet sich auf einer Leiterplatte als Trägermaterial und besteht aus elektrisch leitfähigen Material.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte aus einer Bestückungsfläche für elektronische Bauteile und einer Platinenantenne dahingehend zu gestalten, dass die Verluste der Platinenantenne geringer werden.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Leiterplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
  • Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Durch die Ausgestaltung der Platinenantenne mit zwei deckungsgleich auf einer Isolierschicht gegenüberliegende Leiterbahnen und den leitfähigen Schichten zwischen den Kanten der Leiterbahnen ergibt sich ein geschlossener rechteckiger Mantel aus elektrisch leitfähigem Material um einen rechteckigen Kern aus Isoliermaterial. Der elektrische Strom ist jetzt nicht mehr auf die Kanten der Leiterbahnen beschränkt, sondern kann sich im gesamten leitfähigen Mantel ausbreiten. Da zwischen den Enden des Strahlers die Isolierschicht der Leiterplatte entlang der Kanten des Strahlers aufgetrennt ist, kann das elektrische Feld des Strahlers in einen Raum austreten, in dem zumindest in unmittelbarer Nähe kein verlustbehaftetes Dielektrikum in Form des Isoliermaterials vorhanden ist. Aufgrund des Stromverdrängungseffekts bei hohen Frequenzen ist zudem die Eindringtiefe im elektrisch leitfähigen Material gering, so dass bereits die Schichtdicke der Leiterbahnen und der leitfähigen Schichten an den Seiten eine optimale Leiterform darstellen.
  • Die Ausgestaltung nutzt zudem Fertigungsschritte aus, die bei einer üblichen Leiterplattenfertigung ohnehin ausgeführt werden. So werden die meisten Leiterplatten als doppelseitige Leiterplatte oder mehrlagige Leiterplatte hergestellt. In diesem Prozess werden vor dem eigentlichen Strukturieren des Leiterbahnenbildes die Durchkontaktierungen gefertigt. In diesem Prozess können auch beliebig geformte Durchkontaktierungen und auch Schlitze, die mit realisiert werden, gefertigt werden. Es lassen sich so leitende Strukturen fertigen, die die Dicke der Leiterplatte haben und somit eine bessere Stromverteilung bieten.
  • Die leitfähige Schicht an den Seiten der Isolierschicht ist durchgehend vorhanden und am Anfang und am Ende des Strahlers durch Bohrungen oder Fräsungen mit einer lichten Weite größer als ein durch die aufgetrennte und entfernte Isolierschicht der Leiterplatte entstandenen Spalt unterbrochen.
  • Die leitfähige Schicht kann so im Rahmen der Leiterplattenfertigung mit hergestellt werden und erst später gezielt vom übrigen leitfähigen Material getrennt werden. Dabei ist lediglich eine Bohrung oder Fräsung nötig, die etwas größer als der bereits vorhandene Spalt sein muss, wodurch der Bohrer oder Fräser durch den vorhandenen Spalt automatisch zentriert wird.
  • Durch die Anordnung des Strahlers der Platinenantenne als an die Bestückungsfläche angrenzend, wird ein sehr kompakter Aufbau der Leiterplatte aus der Bestückungsfläche zusammen mit Platinenantenne bei geringer Dämpfung erzielt.
  • Vorzugsweise ist der Strahler an einer Außenseite der Leiterplatte angeordnet.
  • Dadurch liegt der Strahler über ein Winkelsegment von fast 360° um die Strahlerachse frei, so dass in diesem Winkelsegment keine Dämpfung der elektrischen Feldkomponente des elektromagnetischen Feldes durch irgendwelche leitfähigen Bestandteile der Leiterplatte eintreten kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann zwischen dem Strahler und einem auf der Bestückungsfläche der Leiterplatte angeordneten Leiter ein kapazitiver oder induktiver Trimmer angeordnet sein.
  • Außerdem kann zwischen einer Speiseleitung und einem Speiseanschluss des Strahlers ein kapazitiver oder induktiver Trimmer angeordnet sein.
  • Mittels dieser Maßnahmen kann unabhängig von mechanischen Fertigungsparametern oder Toleranzen eine genaue Abstimmung der Platinenantenne auf die gewünschte Resonanzfrequenz und Eingangsimpedanz vorgenommen werden,
  • Parallel zum Strahler und zum Spalt weisend kann ein Leiter der Bestückungsfläche angeordnet sein, der einen kapazitiven Belag zum Strahler darstellt.
  • Ein mechanisch verkürzter Strahler kann so über den kapazitiven Belag elektrisch verlängert werden.
  • Bei einer praktischen Ausgestaltung umfasst der einen kapazitiven Belag zum Strahler darstellende Leiter sowohl gegenüberliegende Leiterbahnen der beidseitig beschichteten Leiterplatte als auch die leitfähige Schicht an der Seite des Schlitzes, die parallel zum Strahler verläuft. Die leitfähige Schicht verbindet außerdem die gegenüberliegenden Leiterbahnen elektrisch leitend. Hier weist der Leiter einen U-förmigen Mantel aus elektrisch leitfähigem Material um einen Kern aus Isoliermaterial auf.
  • Dadurch stehen sich die leitfähigen Schichten des Strahlers und des kapazitiven Belags parallel gegenüber, so dass sich dazwischen die elektrische Komponente des elektromagnetischen Feldes ausbilden kann und einen besonders hohen Anteil des kapazitiven Belags bildet.
  • Ferner kann der Strahler einen von einer Geraden abweichenden Verlauf aufweisen.
  • Dadurch kann der Strahler an die Form eines Gehäuses angepasst werden und bei einem von einer Geraden abweichenden Verlauf die mechanische Länge des Strahlers vergrößert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann der Strahler zwischen seinem Anfang und Ende einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen.
  • Hierdurch kann der mechanische und elektrische Verlauf des Strahlers zwischen seinem Anfang und Ende verlängert werden, ohne dessen Gesamtabmessungen zu verlängern.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer kreisförmigen Leiterplatte mit einer Bestückungsfläche und einer Platinenantenne,
    Fig. 2
    eine schematische Draufsicht auf kupferkaschiertes Leiterplattenmaterial, in das Strukturen gefräst werden,
    Fig. 3
    das Leiterplattenmaterial nach Metallisierung der Seitenflächen der gefrästen Schlitze,
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf eine Belichtungsmaske für die Strukturierung der Leiterbahnen,
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf die Leiterplatte mit resultierenden Strukturen nach einem Ätzprozess,
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf die Leiterplatte mit gefräster Außenkontur des Strahlers einer Antenne und Bohrungen zur Unterbrechung der Metallisierung von Seitenflächen,
    Fig. 7
    eine Draufsicht auf eine fertige Leiterplatte und
    Fig. 8
    einen Schnitt durch die Leiterplatte nach Fig. 7 entlang einer Schnittlinie
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer kreisförmigen Leiterplatte mit einem Strahler 14. Die übrige Fläche der Leiterplatte kann als Bestückungsfläche 46 für eine individuelle Schaltung aus elektronischen Bauelementen vorgesehen sein, enthält aus Vereinfachungsgründen hier aber keine individuelle Leiterbahnenstruktur.
  • Die Leiterplatte 12 ist doppelseitig beschichtet und der Strahler 14 ist durch einen gefrästen Spalt 38 von der Bestückungsfläche 46 getrennt. Der Strahler 14 ist in Form eines Kreisabschnitts gebogenen mäanderförmig ausgeführt. Auch dieser Verlauf ist durch Fräsungen entstanden. Die verbleibende Oberfläche bildet Leiterbahnen 22 und 24 des Strahlers 14 Die zwischen den Leiterbahnen 22 und 24 der Leiterplatte 12 liegende Isolierschicht ist an ihren Seiten jeweils mit einer leitfähigen Schicht 26 und 28 beschichtet, die wie die Oberflächen der Leiterplatte aus Kupfer bestehen kann. Auch die übrigen Seitenflächen der Leiterplatte 12 sind mit leitfähigen Schichten beschichtet. An einem Anfang 16 des Strahlers befindet sich eine Einkoppelanordnung, während am anderen Ende 18 ein Abstimmglied angeordnet sein kann. Am Ende 18 des Strahlers 14 sind die Leiterbahnen 22 und 24 durch Ätzungen 42 unterbrochen. Die leitfähigen Schichten 26 und 28 an den Seitenflächen der Isolierschicht sind am Anfang 16 und Ende 18 des Strahlers 14 hingegen durch Bohrungen 44 oder Fräsungen unterbrochen.
  • Die übrige Leiterplatte bildet an der zum Strahler 14 weisenden Seite einen Leiter, der aus zu beiden Seiten des Isoliermaterials liegenden Leiterbahnen 34 und 36 des Leiterplattenmaterials und einer die Leiterbahnen 34 und 36 verbindenden leitfähigen Schicht 32 besteht. Hierdurch entsteht ein Kapazitätsbelag des Strahlers 14. Durch diesen Kapazitätsbelag, die Mäandrierung und den Kreisbogen ist die geometrische Länge des Strahlers 14 zwischen seinem Anfang 16 und seinem Ende 18 sowohl mechanisch als auch elektrisch verlängert.
  • Ein Querschnitt durch den Strahler stellt einen geschlossenen rechteckigen Mantel aus elektrisch leitfähigem Material um einen rechteckigen Kern aus Isoliermaterial dar. Da der bei hohen Frequenzen wirksame Skineffekt ohnehin für eine geringe Eindringtiefe der elektrischen Komponente des elektromagnetischen Feldes in das leitfähige Material sorgt, ist die Leitfähigkeit des Kerns unerheblich und der im Querschnitt rechteckige Mantel wird somit optimal genutzt.
  • In den folgenden Figuren wird anhand einer Leiterplatte der Herstellungsprozess bis zur Fertigstellung einer Platinenantenne dargestellt. Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf kupferkaschiertes Leiterplattenmaterial 10, in das Strukturen 20 gefräst werden. Die Pfeile veranschaulichen, in welchen Bahnen das Fräswerkzeug bewegt wurde. Durch den Fräsvorgang entstehen Schlitze, deren Seitenflächen an die Kupferkaschierung und dazwischen das Isoliermaterial angrenzen. Diese Seitenflächen werden in einem nächsten Schritt mit einer leitfähigen Beschichtung versehen, die durch eine Metallisierung realisiert wird.
  • Fig. 3 zeigt das Leiterplattenmaterial nach Metallisierung der Seitenflächen der gefrästen Schlitze. Zur besseren Sichtbarkeit ist die Dicke der Metallisierung stärker ausgeprägt gezeichnet als ihren wirklichen Abmessungen entspricht. Die Metallisierung wird in diesem Schritt ohnehin durchgeführt, um Bohrungen für die Anschlüsse der Bauteile zu metallisieren um Leiterbahnen in mehreren Ebenen und/oder auf beiden Seiten der Leiterplatte gemeinsam zu kontaktieren und zu verbinden.
  • Nachdem die Kupferlagen an den Stellen der Bohrungen und der gefrästen Schlitze durch die Metallisierung verbunden sind, werden die Leiterbahnen hergestellt.
  • Fig. 4 zeigt dazu eine Belichtungsmaske für die Strukturierung der Leiterbahnen. Hiermit wird eine lichtempfindliche Beschichtung der Leiterplatte belichtet, damit das belichtete Material nach der Entwicklung durch Ätzen entfernt werden kann.
  • Fig. 5 zeigt resultierende Strukturen der Leiterbahnen nach dem Ätzprozess. Die Draufsicht zeigt ein verbleibendes Leiterbild auf einer Leiterplattenseite 40 und verbleibende Kantenmetallisierung 30. Die Struktur auf der Unterseite der Leiterplatte kann im Bereich der restlichen Schaltung abweichen. Zwischenlagen sind ebenfalls möglich.
  • Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 5 dargestellte Leiterplatte, jedoch mit gefräster Außenkontur des Strahlers der Platinenantenne. Eine Fräsbahn 50 ist entlang eines Pfeils dargestellt. Außerdem sind Bohrungen 60 dargestellt, mittels denen die seitlichen Metallisierungen der Schlitze aufgetrennt sind, um die Enden der leitfähigen Bereiche zu bilden.
  • Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine fertige Leiterplatte. Auf der Leiterplattenseite 40 befindet sich eine transformierende Leiterschleife 70, die aufgrund der Seitenmetallisierung minimale Verluste aufweist. Ein Strahler wird von einer mäandrierten Struktur 80 gebildet, die aufgrund der kompletten Umschließung mit leitfähigem Material einen minimalen ohmschen Verlust bietet. Ein Luftspalt 110 verbessert zusätzlich die Effizienz, da hier keine Verluste im Dielektrikum des Leiterplattenmaterials entstehen.
  • Zusätzliche Elemente sind durch eine Einspeisung 100 an einem Ende der Strahlers 80 und eine Trennung 90 am anderen Ende des Strahlers gebildet. Am Ende des Strahlers kann hier noch z. B. ein Kondensator zur Abstimmung vorgesehen werden. Zur Stabilisierung des durch den Schlitz geschwächten Leiterplattenmaterials kann eine Verstärkung 120 vorgesehen sein.
  • Fig. 8 zeigt schließlich einen Schnitt durch die Leiterplatte entlang einer in Fig. 7 dargestellten Schnittlinie 130. Dargestellt sind dort Isolier- und Trägermaterial 140, Kupferbeschichtungen 150 und Metallisierungen 160. Bezugszeichenliste
    10 Leiterplattenmaterial 60 Bohrungen
    12 Leiterplatte 70 Leiterschleife
    14 Strahler 80 Struktur
    16 Anfang 90 Trennung
    18 Ende 100 Einspeisung
    20 Strukturen 110 Luftspalt
    22 Leiterbahn 120 Verstärkung
    24 Leiterbahn 130 Schnittlinie
    26 leitfähige Schicht 140 Isolier- und Trägermaterial
    28 leitfähige Schicht 150 Kupferbeschichtungen
    30 Kantenmetallisierung 160 Metallisierungen
    32 leitfähige Schicht
    34 Leiterbahn
    36 Leiterbahn
    38 Spalt
    40 Leiterplattenseite
    42 Ätzungen
    44 Bohrungen
    46 Bestückungsfläche
    50 Fräsbahn

Claims (8)

  1. Leiterplatte aus einer Bestückungsfläche (46) für elektronische Bauteile und einer Platinenantenne mit einem Strahler (14), der zwei deckungsgleich auf einer Isolierschicht gegenüberliegende Leiterbahnen (22, 24) der Leiterplatte (12) umfasst, die beidseitig leitfähig beschichtet ist, wobei die Isolierschicht und die Leiterbahnen (22, 24) zwischen einem Anfang (16) und einem Ende (18) des Strahlers (14) entlang der Kanten des Strahlers (14) mit jeweils einer weiteren leitfähigen Schicht (26, 28) beschichtet sind, die beide Leiterbahnen (22, 24) derart elektrisch leitend verbindet, dass ein Querschnitt durch den Strahler (14) einen geschlossenen rechteckigen Mantel aus elektrisch leitfähigen Material um einen rechteckigen Kern aus Isoliermaterial darstellt, wobei wenigstens eine Kante des Strahlers (14) an die Bestückungsfläche angrenzt, wobei die Isolierschicht und die beidseitigen leitfähigen Schichten der Leiterplatte (12) zwischen der wenigstens einen Kante des Strahlers (14) und einer Kante der Bestückungsfläche (46) unter Bildung eines Spalts (38) aufgetrennt und entfernt sind, und wobei die weiteren leitfähigen Schichten (26, 28) entlang der Kanten des Strahlers (14) durchgehend vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren leitfähigen Schichten (26, 28) am Anfang (16) und am Ende (18) des Strahlers (14) durch Bohrungen (44) oder Fräsungen mit einer lichten Weite größer als der durch die aufgetrennte und entfernte Isolierschicht der Leiterplatte (12) entstandene Spalt (38) unterbrochen sind und die Leiterbahnen (22, 24) am Anfang (16) und am Ende (18) des Strahlers (14) durch Ätzungen (42) von den beidseitigen leitfähigen Schichten der Leiterplatte (12) elektrisch getrennt sind.
  2. Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei der Strahler (14) an einer Außenseite der Leiterplatte (12) angeordnet ist.
  3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen dem Strahler (14) und einem auf der Bestückungsfläche der Leiterplatte (12) angeordneten Leiter ein kapazitiver oder induktiver Trimmer angeordnet ist.
  4. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwischen einer Speiseleitung und einem Speiseanschluss des Strahlers (14) ein kapazitiver oder induktiver Trimmer angeordnet ist.
  5. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei parallel zum Strahler (14) und zum Spalt (38) weisend ein Leiter der Bestückungsfläche (46) angeordnet ist, der einen kapazitiven Belag zum Strahler (14) darstellt.
  6. Leiterplatte nach Anspruch 5, wobei der zum Spalt (38) weisende Leiter der Bestückungsfläche (46) gegenüberliegende Leiterbahnen (34, 36) der Bestückungsfläche (46) umfasst, die entlang dem Spalt (38) über eine weitere leitfähige Schicht (32) derart elektrisch leitend verbunden ist, dass ein Querschnitt durch den zum Spalt (38) weisenden Leiter der Bestückungsfläche (46) einen u-förmigen Mantel aus elektrisch leitfähigen Material um einen Kern aus Isoliermaterial darstellt.
  7. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Strahler (14) einen von einer Geraden abweichenden Verlauf aufweist.
  8. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Strahler (14) einen mäanderförmigen Verlauf aufweist.
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