EP4540891A2 - Elektronisches gerät und verfahren zur signalübertragung - Google Patents
Elektronisches gerät und verfahren zur signalübertragungInfo
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- EP4540891A2 EP4540891A2 EP23768155.6A EP23768155A EP4540891A2 EP 4540891 A2 EP4540891 A2 EP 4540891A2 EP 23768155 A EP23768155 A EP 23768155A EP 4540891 A2 EP4540891 A2 EP 4540891A2
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- H04B7/0805—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
- H04B7/0814—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching based on current reception conditions, e.g. switching to different antenna when signal level is below threshold
Definitions
- the invention relates to an electronic device with an antenna arrangement, the device comprising a carrier plate and the antenna arrangement at least one asymmetrical first antenna with a first transverse axis, through which the first antenna extends into a first section of the first antenna and into a second section of the first Antenna is divided, and has an asymmetrical second antenna with a second transverse axis, through which the second antenna is divided into a third section of the second antenna and into a fourth section of the second antenna, wherein the first antenna and the second antenna are in the area of a Circumference of the carrier plate are arranged, and wherein in the first antenna a first feed point of the first antenna is arranged exclusively in the first section, whereby the first antenna is asymmetrical, and in the second antenna a second feed point of the second antenna is arranged exclusively in the third section is, whereby the second antenna is asymmetrical.
- Electronic devices with antenna arrangements often have to be arranged in environments in which a small space budget is available, in which electromagnetic fields are active and/or in which components are exposed to high mechanical loads (e.g. due to shocks). It can be important that radio signals from the antenna arrays reach different spatial areas and that stable radio communication is ensured even under adverse conditions.
- EP 1 229 604 A2 is known from the prior art, in which a radio module with a circuit board and an antenna is disclosed, the antenna being shielded from further components of the radio module.
- WO 2019/215004 A1 shows an electronic device with a housing and an antenna arrangement.
- One embodiment variant of the electronic device comprises a carrier plate which has two antennas which are arranged in the region of opposite side edges of the carrier plate. Feed devices of the antenna arrangement are arranged approximately opposite one another, with an offset being provided between a first feed device and a second feed device in the direction of the opposite side edges of the carrier plate.
- This measure ensures a sufficient distance between the first feed point and the second feed point.
- An area between the first antenna and the second antenna on the carrier plate is thereby free of feed lines etc. held and can be used for other components of the carrier plate (e.g. a near-field communication antenna or electronic circuits, etc.).
- the area kept free is not or only moderately influenced by currents or electromagnetic fields, which act by feeding the first antenna and the second antenna.
- An arrangement of the first antenna and the second antenna along the circumference means that an interior area of the carrier plate can also be used for other components of the electronic device. A compact electronic device is therefore achieved whose components only have minor interactions with one another.
- the arrangement of the first antenna and the second antenna along the circumference also makes it possible for the first antenna and the second antenna to reach different spatial areas with their radiated energy.
- the base and top surfaces of the carrier plate can, for example, be polygonal or circular, etc. be designed, whereby the circumference is a polygon or a circular line etc. can be .
- an asymmetrical third antenna with a third transverse axis, through which the third antenna is divided into a fifth section of the third antenna and into a sixth section of the third antenna, is arranged in the area of the circumference, with the third Antenna exclusively in the fifth section, a third feed point of the third antenna is arranged, whereby the third antenna is asymmetrical, and wherein the first antenna, the second antenna and the third antenna are arranged in the section order along the circumference at which the sixth section is located is arranged following the third section and the fifth section is arranged following the sixth section.
- advantages can be achieved in terms of reduced influence on a carrier plate area by currents or electromagnetic fields from antenna feed devices, utilization of a limited installation space budget and radio-technical detection of different spatial areas, even for an antenna arrangement with three antennas.
- the advantages mentioned can also be used for an antenna arrangement with four antennas if there is an asymmetrical fourth antenna in the area of the circumference, with a fourth transverse axis, through which the fourth antenna extends into a seventh section of the fourth antenna and into an eighth section of the fourth antenna is divided, is arranged, wherein in the fourth antenna a fourth feed point of the fourth antenna is arranged exclusively in the seventh section, whereby the fourth antenna is asymmetrical, with the first antenna, the second antenna, the third antenna and the fourth antenna in the Sequence of sections are arranged along the circumference, in which the seventh section is arranged following the fifth section and the eighth section is arranged following the seventh section, and wherein the carrier plate has a slot between the fifth section and the seventh section.
- the slot can e.g. B. Be L-shaped.
- an L-shaped slot e.g. B.
- advantages can be achieved in terms of strong electromagnetic decoupling between the antennas due to a two-dimensional air gap, for example.
- the slot which z. B. is guided up to the edge of the carrier plate, arranged as an electromagnetically decoupling air gap in this alternative antenna arrangement between the first section and the seventh section.
- the slot can e.g. B. Be L-shaped.
- the carrier plate is designed to be polygonal, with at least a first longitudinal axis of the first antenna being aligned parallel or approximately parallel to a first edge of the carrier plate.
- Radio communication by means of the electronic device over short distances is made possible if a near-field communication antenna is installed on the carrier plate the first antenna and the second antenna are arranged adjacent to the circumference.
- the additional arrangement of the near-field communication antenna complements the antenna arrangement, which enables high availability and high data security.
- the area on the carrier plate that is kept free and is not or only moderately influenced by currents or electromagnetic fields is used in a space-efficient manner by the near-field communication antenna.
- a space-saving and at the same time electrically interference-reducing antenna design is achieved if at least the first antenna and the second antenna delimit an assembly area of the carrier plate, the assembly area being designed as a ground area.
- the first antenna is connected to a radio front end via a first line, the first line being routed in an edge region of the assembly area and the radio front end is arranged on the assembly surface.
- a preferred solution is obtained if at least the first antenna is designed as a capacitively coupled, planar monopole antenna.
- a capacitively coupled, planar monopole antenna is particularly suitable for applications in which different polarizations are required and/or in which different spatial directions have to be irradiated.
- a favorable solution is achieved if the carrier plate is encased in a housing made of electrically insulating material.
- this measure means that, for example, no openings need to be provided in the housing through which antenna radiation is guided into the surroundings of the housing.
- a particularly stable and low-interference radio communication is achieved with a method for signal transmission by means of at least one first electronic device according to the invention with a first antenna arrangement functioning as a transmitter and a second electronic device according to the invention with a second antenna arrangement functioning as a receiver, with at least four radio channels between the first antenna arrangement and the second antenna arrangement, when first information, by means of which transmitting antennas of the first antenna arrangement, from which the first information is sent, can be identified, is transmitted from the first antenna arrangement to the second antenna arrangement by means of a first signal transmission, which can be assigned to the transmitting antennas and from receiving antennas Reception powers received by the second antenna arrangement relating to the first signal transmission are measured and compared with one another, and that combination of the transmitting antennas and the receiving antennas for which a reception power relating to the first signal transmission is greatest, for radio communication between the first antenna arrangement and the second Antenna arrangement is selected, wherein at least a second piece of information, by means of which a transmitting antenna assigned to the selected combination can be identified, is transmitted from
- Radio channels mean radio connections between antennas of the first antenna arrangement and the second antenna arrangement in each direction. If the first antenna arrangement and the second antenna arrangement each have, for example, two transmitting and receiving antennas, then four radio channels can be used for the method. Include the first antenna arrangement and the second antenna arrangement z. B. four transmitting and receiving antennas each, so the process can be carried out on the basis of sixteen radio channels etc.
- a deteriorating transmission quality in radio communication can be effectively treated if a reception power measurement and a reception power comparison as well as a selection of a combination of the transmitting antennas and the receiving antennas are triggered again if a signal transmission quality in the radio communication between the first antenna arrangement and the second antenna arrangement has a defined level Quality limit falls below.
- the quality limit can be, for example, a signal strength limit.
- An inappropriate selection of a combination of the transmitting antennas and the receiving antennas based on statistical outliers is avoided if that combination of the transmitting antennas and the receiving antennas for which a received power is the greatest is selected based on a series of received power measurements.
- a memory requirement reduction is achieved if a defined number of reception power measurement results is stored, with those reception power measurement results with the highest reception powers being saved, and if this defined number is exceeded, the oldest reception power measurement result is deleted from the stored reception power measurement results. For example, as a combination of the transmitting antennas and the receiving antennas for which a received power is greatest, the combination can be selected for which received power measurement results are stored most frequently or, e.g. B. then when reception power measurement results relating to different combinations of the transmitting antennas and the receiving antennas are stored equally often, etc. , for which the received power is statistically the greatest (e.g. for which a received power mean value or a received power median is the greatest, etc.) etc.
- This measure ensures that the data packet is transmitted undisturbed. This enables the transmission of security-relevant information, which requires a particularly high level of reliability.
- Fig. 1 A schematic floor plan of an exemplary embodiment variant of an electronic device with a carrier plate and an antenna arrangement arranged on the carrier plate, which includes four capacitively coupled, planar monopole antennas and a near-field communication antenna, and
- Fig. 2 A flowchart for an exemplary embodiment variant of a method for signal transmission according to the invention.
- Fig. 1 shows a schematic floor plan of an exemplary embodiment variant of an electronic device with a carrier plate 1 and an antenna arrangement arranged on the carrier plate 1.
- the first antenna 2, the second antenna 3, the third antenna 4 and the fourth antenna 5 are arranged in the area of a circumference 18 of the carrier plate 1 and delimit an assembly area 19 of the carrier plate 1 designed as a ground surface.
- the assembly surface 19 is designed as a large copper surface connected to a ground potential, on which a microprocessor 20 and assembly elements are arranged, the assembly elements forming parts of an electronic circuit.
- the first antenna 2, the second antenna 3, the third antenna 4 and the fourth antenna 5 are designed asymmetrically with respect to an arrangement of their components. For example, there is a first feed point 24 of the first antenna
- a second feed point 25 of the second antenna 3 is arranged in the third section 12, a third feed point 26 of the third antenna 4 in the fifth section 14 and a fourth feed point 27 of the fourth antenna 5 in the seventh section 16.
- the first section 10 the third section 12, the fifth section 14 and the seventh section 16 have feed points (the second section 11, the fourth section 13, the sixth section 15 and the eighth section 17 are free of feed points) , whereby the first antenna 2 , the second antenna 3 , the third antenna 4 and the fourth antenna 5 are asymmetrical.
- an L-shaped slot 28 is arranged in the carrier plate 1 between the fifth section 14 and the seventh section 16, which is guided up to an edge of the carrier plate 1.
- the eighth section 17 is arranged following the fifth section 14 and the seventh section 16 is arranged following the eighth section 17.
- the carrier plate 1 has the slot 28 between the first section 10 and the seventh section 16.
- a near-field communication antenna 29 for near-field communication also called Near Field Communication (NFC)
- NFC Near Field Communication
- the near-field communication antenna 29, which has a coil-like structure, is arranged between the second section 11 of the first antenna 2 and the fourth section 13 of the second antenna 3, adjacent to the circumference 18 in the second corner region.
- the first antenna 2, the second antenna 3, the third antenna 4, the fourth antenna 5 and the near field communication antenna 29 are via one in Fig. 1 battery, not shown, connected to the carrier plate 1, is supplied with electricity.
- the first antenna 2 is connected via a first line 30 connected to the first feed point 24, the second antenna 3 is connected via a second line 31 connected to the second feed point 25, the third antenna 4 is connected via a third line 32 connected to the third feed point 26 and the fourth antenna 5 is connected to a radio front end 34 arranged on the assembly surface 19 via a fourth line 33 connected to the fourth feed point 27.
- the radio front end 34 has an antenna switching module with which the first antenna 2, the second antenna 3, the third antenna 4 and the fourth antenna 5 can be activated and deactivated, i.e. between the first antenna 2, the second antenna 3, the third antenna 4 and the fourth antenna 5 can be switched.
- the first line 30, the second line 31, the third line 32 and the fourth line 33 are designed as microstrip lines and are guided in an edge region of the assembly surface 19, partially parallel to the first edge 23 and to the further edges of the carrier plate 1.
- the carrier plate 1 has on its circumference 18 in four corner regions a rounded first recess 35, a rounded second recess 36, a rounded third recess 37 and a rounded fourth recess 38.
- a first screw 39 is guided in a first sleeve 43
- a second screw 40 is guided in a second sleeve 44
- a third screw 41 is guided in a third sleeve 45 and in the fourth Recess 38 a fourth screw 42 in a fourth sleeve 46.
- the first screw 39, the second screw 40, the third screw 41 and the fourth screw 42 are a first housing part and a second Housing part of a housing 47 made of electrically insulating material, by means of which the carrier plate 1 is housed, is connected to one another.
- the housing 47 is made of plastic.
- FIG. 2 shows a flowchart for an exemplary embodiment variant of a method for signal transmission according to the invention.
- the method is carried out using a first electronic device with a first antenna arrangement and a second electronic device with a second antenna arrangement.
- the first electronic device and the second electronic device are as in connection with FIG. 1 described.
- the first antenna arrangement and the second antenna arrangement each have four antennas, which are designed as transmitting and receiving antennas. This means that a total of sixteen (four times four) radio channels can be used by the method.
- the first antenna arrangement has four first antennas
- the second antenna arrangement has four second antennas.
- first information is obtained from all first antennas, by means of which the first antennas can be identified (i.e. it can be determined by receivers based on the first information which first antenna of the first antenna arrangement sends the respective first information) , transmitted to the second antenna arrangement by means of a radio-based first signal transmission (first information transmission 48).
- the first antenna arrangement functions as a transmitter, the first antennas function as transmitting antennas.
- the first information is received by the second antennas.
- the second antenna arrangement acts as a receiver, the second antennas act as receiving antennas.
- Reception powers relating to the first signal transmission that can be assigned to the first antennas via the first information and are received by the second antennas are measured using the second antenna arrangement (received power measurement 50) and compared with one another using the second electronic device (received power comparison 51).
- That combination of the first antennas and the second antennas for which a reception power relating to the first signal transmission is greatest is selected for radio communication 52 between the first antenna arrangement and the second antenna arrangement (antenna selection 53).
- first antenna of the first antenna arrangement which functions as a transmitting antenna for the detected combination of the first antennas and the second antennas, for which the reception power is greatest in relation to the first signal transmission, for radio communication 52 and other first antennas for radio communication 52
- second information is transmitted from the second antenna arrangement to the first antenna arrangement by means of a radio-based second signal transmission (second information transmission 49).
- the radio communication 52 is carried out, in which, for example, measurement data packets are transmitted from the second antenna arrangement to the first antenna arrangement.
- the radio communication 52 between the first antenna arrangement and the second antenna arrangement is carried out on a frame-based basis.
- the first antenna arrangement which acts as the concentrator controlling the radio communication 52, sends out beacon data packets. Synchronization is carried out using these beacon data packets.
- the beacon data packets include, among other things, information about upcoming transmissions between the first antenna arrangement and the second antenna arrangement.
- a defined number of downlink slots is provided in each frame, in which data packets can be transmitted from the first antenna arrangement to the second antenna arrangement. Which downlink slots are assigned to individual transmission processes is coordinated using corresponding information in the beacon data packets.
- transmissions from the first antenna arrangement to the second antenna arrangement and further antenna arrangements are carried out as multicast transmissions.
- the second antenna arrangement and the further antenna arrangements form a receiver group, which is assigned to the first antenna arrangement functioning as a concentrator.
- the received power measurement 50 and the received power comparison 51 as well as the antenna selection 53 are triggered again when a signal transmission quality in the radio communication 52 between the first antenna arrangement and the second antenna arrangement falls below a defined signal strength limit value as a quality limit value (limit value comparison 54). If an antenna combination is changed, a first radio front end with a first antenna switching module of the first electronic device and a second radio front end with a second antenna switching module of the second electronic device (a radio front end 34 is shown as an example in FIG. 1 shown) based on the antenna selection 53 and the second information transmission 49, a new antenna combination of the first antenna arrangement and the second antenna arrangement is entered, so that the radio communication 52 is continued on a different radio channel.
- the antenna selection 53 is not based on a one-time reception power measurement result, but rather on the basis of a reception power measurement series, for which the reception power measurement 50 and the reception power comparison 51 are carried out several times.
- a defined number of ten reception power measurement results is stored in an electronic data memory of the second electronic device, with those reception power measurement results with the highest reception powers being stored, and if this defined number of ten reception power measurement results from the stored reception power measurement results are exceeded, the oldest reception power measurement result is used as the eleventh Reception power measurement result is deleted (memory management 55).
- the antenna combination 53 basically selects that antenna combination for which reception power measurement results are stored most frequently.
- the combination of the first antennas and the second antennas for which the reception power is greatest is selected as the combination of the antenna combination for which an average reception power value is is largest.
- the second electronic device For reception power measurement 50, all second antennas of the second antenna arrangement have signal power probes. For processing received power measurement results, for antenna selection 53 and for antenna control etc. the second electronic device has a microprocessor 20, as shown by way of example in FIG. 1 of fenbart is .
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einer Antennenanordnung und einer Trägerplatte (1), wobei die im Bereich eines Umfangs (18) der Trägerplatte (1) angeordnete Antennenanordnung zumindest eine asymmetrische erste Antenne (2) mit einer die erste Antenne (2) in einen ersten Abschnitt (10) mit einem ersten Anspeisepunkt (24) und in einen zweiten Abschnitt (11) unterteilenden ersten Querachse (6) und eine asymmetrische zweite Antenne (3) mit einer die zweite Antenne (3) in einen dritten Abschnitt (12) mit einem zweiten Anspeisepunkt (25) und in einen vierten Abschnitt (13) unterteilenden zweiten Querachse (7) aufweist. Um eine gegenseitige Beeinflussung von Anspeisevorrichtungen der ersten Antenne (2) und der zweiten Antenne (3) zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass der zweite Abschnitt (11) auf den ersten Abschnitt (10), der vierte Abschnitt (13) auf den zweiten Abschnitt (11) und der dritte Abschnitt (12) auf den vierten Abschnitt (13) folgend angeordnet ist.
Description
Elektronisches Gerät und Verfahren zur Signalübertragung
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät mit einer Antennenanordnung, wobei das Gerät eine Trägerplatte umfasst und die Antennenanordnung zumindest eine asymmetrische erste Antenne mit einer ersten Querachse , durch welche die erste Antenne in einen ersten Abschnitt der ersten Antenne und in einen zweiten Abschnitt der ersten Antenne unterteilt ist , und eine asymmetrische zweite Antenne mit einer zweiten Querachse , durch welche die zweite Antenne in einen dritten Abschnitt der zweiten Antenne und in einen vierten Abschnitt der zweiten Antenne unterteilt ist , aufweist , wobei die erste Antenne und die zweite Antenne im Bereich eines Umfangs der Trägerplatte angeordnet sind, und wobei bei der ersten Antenne ausschließlich in dem ersten Abschnitt ein erster Anspeisepunkt der ersten Antenne angeordnet ist , wodurch die erste Antenne asymmetrisch ist , und bei der zweiten Antenne ausschließlich in dem dritten Abschnitt ein zweiter Anspeisepunkt der zweiten Antenne angeordnet ist , wodurch die zweite Antenne asymmetrisch ist .
Elektronische Geräte mit Antennenanordnungen müssen häufig in Umgebungen angeordnet sein, in welchen ein geringes Bauraumbudget zur Verfügung steht , in welchen elektromagnetische Felder wirken und/oder in welchen Bauteile hohen mechanischen Belastungen ( z . B . aufgrund von Stößen) ausgesetzt sind . Dabei kann es wichtig sein, dass Funksignale der Antennenordnungen unterschiedliche Raumbereiche erreichen und eine stabile Funkkommunikation auch unter widrigen Bedingungen gesichert ist .
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die EP 1 229 604 A2 bekannt , in welcher eine Funkbaugruppe mit einer Leiterplatte und einer Antenne of fenbart ist , wobei die Antenne von weiteren Bauelementen der Funkbaugruppe abgeschirmt ist .
Weiterhin zeigt die WO 2019/215004 Al ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einer Antennenanordnung . Eine Aus führungsvariante des elektronischen Geräts umfasst eine Trägerplatte , welche zwei Antennen aufweist , die im Bereich von einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Trägerplatte angeordnet sind . Einspeisevorrichtungen der Antennenanordnung sind einander annähernd gegenüberliegend angeordnet , wobei zwischen einer ersten Einspeisevorrichtung und einer zweiten Einspeisevorrichtung ein Versatz in Richtung der einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Trägerplatte vorgesehen ist .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes elektronisches Gerät mit Antennen anzugeben, deren Anspeisevorrichtungen sich möglichst wenig gegenseitig beeinflussen .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem elektronischen Gerät nach Anspruch 1 , bei dem die erste Antenne und die zweite Antenne in einer Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs angeordnet sind, bei welcher der zweite Abschnitt auf den ersten Abschnitt folgend angeordnet ist , der vierte Abschnitt auf den zweiten Abschnitt folgend angeordnet ist und der dritte Abschnitt auf den vierten Abschnitt folgend angeordnet ist .
Durch diese Maßnahme wird ein ausreichender Abstand zwischen dem ersten Anspeisepunkt und dem zweiten Anspeisepunkt erreicht . Ein Bereich zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne auf der Trägerplatte wird dadurch frei von Anspeiseleitungen etc . gehalten und kann für andere Bauelemente der Trägerplatte ( z . B . eine Nahfeldkommunikationsantenne oder elektronische Schaltungen etc . ) genutzt werden . Der frei gehaltene Bereich wird nicht oder nur mäßig durch Ströme oder elektromagnetische Felder, welche durch eine Anspeisung der ersten Antenne und der zweiten Antenne wirken, beeinflusst . Eine Anordnung der ersten Antenne und der zweiten Antenne entlang des Umfangs
bewirkt , dass ein Innenbereich der Trägerplatte ebenfalls für andere Bauelemente des elektronischen Geräts genutzt werden kann . Es wird also ein kompaktes elektronisches Gerät erreicht , dessen Komponenten lediglich geringe Wechselwirkungen miteinander haben .
Durch die Anordnung der ersten Antenne und der zweiten Antenne entlang des Umfangs wird ferner ermöglicht , dass die erste Antenne und die zweite Antenne mit ihrer abgestrahlten Energie unterschiedliche Raumbereiche erreichen können . Grund- und Deckfläche der Trägerplatte können beispielsweise polygon- oder kreis förmig etc . ausgeführt sein, wodurch der Umfang ein Polygonzug oder eine Kreislinie etc . sein kann .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts ergeben sich aus den Unteransprüchen .
Günstig ist es beispielsweise , wenn im Bereich des Umfangs eine asymmetrische dritte Antenne , mit einer dritten Querachse , durch welche die dritte Antenne in einen fünften Abschnitt der dritten Antenne und in einen sechsten Abschnitt der dritten Antenne unterteilt ist , angeordnet ist , wobei bei der dritten Antenne ausschließlich in dem fünften Abschnitt ein dritter Anspeisepunkt der dritten Antenne angeordnet ist , wodurch die dritte Antenne asymmetrisch ist , und wobei die erste Antenne , die zweite Antenne und die dritte Antenne in der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs angeordnet sind, bei welcher der sechste Abschnitt auf den dritten Abschnitt folgend angeordnet ist und der fünfte Abschnitt auf den sechsten Abschnitt folgend angeordnet ist .
Durch diese Maßnahme können Vorteile im Hinblick auf eine reduzierte Beeinflussung eines Trägerplattenbereichs durch Ströme oder elektromagnetische Felder von Antennen- Anspeisevorrichtungen, auf eine Ausnutzung eines begrenzten Bauraumbudgets und auf eine funktechnische Erfassung unterschiedlicher Raumbereiche auch für eine Antennenanordnung mit drei Antennen realisiert werden .
Die genannten Vorteile können ferner auch für eine Antennenanordnung mit vier Antennen genutzt werden, wenn im Bereich des Umfangs eine asymmetrische vierte Antenne , mit einer vierten Querachse , durch welche die vierte Antenne in einen siebenten Abschnitt der vierten Antenne und in einen achten Abschnitt der vierten Antenne unterteilt ist , angeordnet ist , wobei bei der vierten Antenne ausschließlich in dem siebenten Abschnitt ein vierter Anspeisepunkt der vierten Antenne angeordnet ist , wodurch die vierte Antenne asymmetrisch ist , wobei die erste Antenne , die zweite Antenne , die dritte Antenne und die vierte Antenne in der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs angeordnet sind, bei welcher der siebente Abschnitt auf den fünften Abschnitt folgend angeordnet ist und der achte Abschnitt auf den siebenten Abschnitt folgend angeordnet ist , und wobei die Trägerplatte zwischen dem fünften Abschnitt und dem siebenten Abschnitt einen Schlitz aufweist .
Durch den als Luftspalt fungierenden Schlitz , welcher z . B . bis zu einem Rand der Trägerplatte geführt ist , wird eine elektromagnetische Entkopplung zwischen dem fünften Abschnitt mit dem dritten Anspeisepunkt der dritten Antenne und dem siebenten Abschnitt mit dem vierten Anspeisepunkt der vierten Antenne erreicht .
Der Schlitz kann z . B . L- förmig ausgebildet sein . Bei einem L- förmigen Schlitz kann z . B . insbesondere bei abgewinkelt angeordneten Antennen eine für eine wirkungsvolle elektromagnetische Entkopplung günstige Positionierung des Schlitzes zu den einzelnen Antennen-Anspeisevorrichtungen erreicht werden . Aber auch bei paralleler Anordnung von Antennen zueinander können aufgrund eines beispielsweise zweidimensional verlaufenden Luftspalts Vorteile im Hinblick auf eine starke elektromagnetische Entkopplung zwischen den Antennen realisiert werden .
Eine alternative Antennenanordnung mit vier Antennen, mittels welcher die genannten Vorteile ebenfalls genutzt werden können, wird erreicht , wenn im Bereich des Umfangs eine
asymmetrische vierte Antenne , mit einer vierten Querachse , durch welche die vierte Antenne in einen siebenten Abschnitt der vierten Antenne und in einen achten Abschnitt der vierten Antenne unterteilt ist , angeordnet ist , wobei bei der vierten Antenne ausschließlich in dem siebenten Abschnitt ein vierter Anspeisepunkt der vierten Antenne angeordnet ist , wodurch die vierte Antenne asymmetrisch ist , wobei die erste Antenne , die zweite Antenne , die dritte Antenne und die vierte Antenne in der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs angeordnet sind, bei welcher der achte Abschnitt auf den fünften Abschnitt folgend angeordnet ist und der siebente Abschnitt auf den achten Abschnitt folgend angeordnet ist , und wobei die Trägerplatte zwischen dem ersten Abschnitt und dem siebenten Abschnitt einen Schlitz aufweist .
Da der erste Abschnitt mit dem ersten Anspeisepunkt und der siebente Abschnitt mit dem vierten Anspeisepunkt bei der genannten alternativen Antennenanordnung einander zugewandt sind, ist der Schlitz , welcher z . B . bis zu dem Rand der Trägerplatte geführt ist , als elektromagnetisch entkoppelnder Luftspalt bei dieser alternativen Antennenanordnung zwischen dem ersten Abschnitt und dem siebenten Abschnitt angeordnet . Der Schlitz kann z . B . L- förmig ausgebildet sein .
Hil freich in Bezug auf eine ef fi ziente Ausnutzung von Platzverhältnissen auf der Trägerplatte kann es auch sein, wenn die Trägerplatte polygonförmig ausgebildet ist , wobei zumindest eine erste Längsachse der ersten Antenne parallel oder annähernd parallel zu einer ersten Kante der Trägerplatte ausgerichtet ist .
Zumindest die erste Antenne kann beispielsweise in die Trägerplatte ( z . B . in die erste Kante ) integriert sein, wodurch eine hohe Resistenz gegen mechanische Belastungen ( z . B . Stöße und/oder Vibrationen) bewirkt wird .
Eine Funkkommunikation mittels des elektronischen Geräts über kurze Distanzen wird ermöglicht , wenn eine Nahfeldkommunikationsantenne auf der Trägerplatte , zwischen
der ersten Antenne und der zweiten Antenne , an den Umfang angrenzend, angeordnet ist .
Darüber hinaus wird durch zusätzliche Anordnung der Nahfeldkommunikationsantenne eine Ergänzung der Antennenanordnung erreicht , durch welche eine hohe Verfügbarkeit und eine große Datensicherheit ermöglicht werden . Durch diese Maßnahme wird weiterhin j ener frei gehaltene und nicht oder nur mäßig durch Ströme oder elektromagnetische Felder beeinflusste Bereich auf der Trägerplatte bauraumef fi zient durch die Nahfeldkommunikationsantenne genutzt .
Eine platzsparende und zugleich elektrisch störungsvermindernde Antennenauslegung wird erzielt , wenn zumindest die erste Antenne und die zweite Antenne eine Bestückungs fläche der Trägerplatte begrenzen, wobei die Bestückungs fläche als Massefläche ausgeführt ist .
Im Zusammenhang mit der zumindest durch die erste Antenne und die zweite Antenne begrenzten Bestückungs fläche ist es hil freich, wenn zumindest die erste Antenne über eine erste Leitung mit einem Radio-Frontend verbunden ist , wobei die erste Leitung in einem Randbereich der Bestückungs fläche geführt ist und das Radio-Frontend auf der Bestückungs fläche angeordnet ist .
Dadurch wird eine Führung der ersten Leitung über einen Mittenbereich der Bestückungs fläche vermieden .
Eine Vorzugslösung erhält man, wenn zumindest die erste Antenne als kapazitiv gekoppelte , planare Monopolantenne ausgebildet ist .
Eine kapazitiv gekoppelte , planare Monopolantenne eignet sich aufgrund ihrer Strahlungscharakteristik besonders für Anwendungs zwecke , bei welchen verschiedene Polarisationen erforderlich sind und/oder bei welchen unterschiedliche Raumrichtungen bestrahlt werden müssen .
Eine günstige Lösung wird erzielt , wenn die Trägerplatte mittels eines Gehäuses aus elektrisch isolierendem Material eingehaust ist .
Durch diese Maßnahme wird im Vergleich zu einem elektrisch leitfähigen Gehäuse erreicht , dass beispielsweise keine Öf fnungen in dem Gehäuse vorgesehen sein müssen, durch welche eine Antennenstrahlung in eine Umgebung des Gehäuses geführt wird .
Eine besonders stabile und störungsarme Funkkommunikation wird mit einem Verfahren zur Signalübertragung mittels zumindest eines erfindungsgemäßen ersten elektronischen Geräts mit einer als Sender fungierenden ersten Antennenanordnung und eines erfindungsgemäßen zweiten elektronischen Geräts mit einer als Empfänger fungierenden zweiten Antennenanordnung, mit zumindest vier Funkkanälen zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung, ermöglicht , wenn von der ersten Antennenanordnung erste Informationen, mittels welcher Sendeantennen der ersten Antennenanordnung, von welchen die ersten Informationen gesendet werden, identi fi zierbar sind, mittels einer ersten Signalübertragung an die zweite Antennenanordnung übertragen werden, den Sendeantennen zuordenbare und von Empfangsantennen der zweiten Antennenanordnung empfangene Empfangsleistungen betref fend die erste Signalübertragung gemessen und miteinander verglichen werden, und j ene Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen, für welche eine Empfangsleistung betref fend die erste Signalübertragung am größten ist , für eine Funkkommunikation zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung ausgewählt wird, wobei zumindest eine zweite Information, mittels welcher eine der ausgewählten Kombination zugeordnete Sendeantenne identi fi zierbar ist , mittels einer zweiten Signalübertragung von der zweiten Antennenanordnung an die erste Antennenanordnung übertragen wird .
Mit Funkkanälen sind Funkverbindungen zwischen Antennen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung in j eweils eine Richtung gemeint . Weisen die erste Antennenanordnung und die zweite Antennenanordnung beispielsweise j e zwei Sende- und Empfangsantennen auf , so können für das Verfahren vier Funkkanäle genutzt werden . Umfassen die erste Antennenanordnung und die zweite Antennenanordnung z . B . j e vier Sende- und Empfangsantennen, so kann das Verfahren auf Basis von sechzehn Funkkanälen durchgeführt werden etc .
Eine sich verschlechternde Ubertragungsqualität bei der Funkkommunikation kann ef fektiv behandelt werden, wenn eine Empfangsleistungsmessung und ein Empfangsleistungsvergleich sowie eine Auswahl einer Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen neuerlich ausgelöst werden, wenn eine Signalübertragungsqualität bei der Funkkommunikation zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung einen definierten Qualitätsgrenzwert unterschreitet .
Der Qualitätsgrenzwert kann beispielsweise ein Signalstärkengrenzwert sein .
Eine unpassende Auswahl einer Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen auf Grundlage von statistischen Ausreißern wird vermieden, wenn j ene Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen, für welche eine Empfangsleistung am größten ist , auf Grundlage einer Empfangsleistungsmessreihe ausgewählt wird .
Eine Speicherbedarfsreduktion wird erreicht , wenn eine definierte Anzahl an Empfangsleistungsmessergebnissen gespeichert wird, wobei j ene Empfangsleistungsmessergebnisse mit den größten Empfangsleistungen gespeichert werden, und wobei bei Überschreitung dieser definierten Anzahl aus den gespeicherten Empfangsleistungsmessergebnissen das älteste Empfangsleistungsmessergebnis gelöscht wird .
Beispielsweise kann als Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen, für welche eine Empfangsleistung am größten ist , j ene Kombination ausgewählt werden, für welche Empfangsleistungsmessergebnisse am häufigsten gespeichert sind oder, z . B . dann, wenn Empfangsleistungsmessergebnisse betref fend verschiedene Kombinationen aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen gleich häufig gespeichert sind etc . , für welche die Empfangsleistung statistisch am größten ist ( z . B . für welche ein Empfangsleistungsmittelwert oder ein Empfangsleistungsmedian am größten ist etc . ) etc .
Ungewünschte Interaktionen zwischen einzelnen Funkkanälen werden vermieden, wenn die Funkkommunikation zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung rahmenbasiert durchgeführt wird, wofür zumindest einem zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung zu übertragenden Datenpaket ein eigenes Zeitfenster exklusiv zugeordnet wird .
Durch diese Maßnahme wird das Datenpaket ungestört übertragen . Dadurch wird eine Übertragung sicherheitsrelevanter Informationen ermöglicht , welche eine besonders hohe Zuverlässigkeit erfordert .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1: Einen schematischen Grundriss einer beispielhaften Ausführungsvariante eines elektronischen Geräts mit einer Trägerplatte und einer auf der Trägerplatte angeordneten Antennenanordnung, welche vier kapazitiv gekoppelte, planare Monopolantennen sowie eine Nahfeldkommunikationsantenne umfasst, und
Fig. 2: Ein Flussdiagramm zu einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Signalübertragung.
Fig . 1 zeigt einen schematischen Grundriss einer beispielhaften Aus führungsvariante eines elektronischen Geräts mit einer Trägerplatte 1 und einer auf der Trägerplatte 1 angeordneten Antennenanordnung .
Die Antennenanordnung weist eine asymmetrische erste Antenne 2 mit einer ersten Querachse 6 , durch welche die erste Antenne 2 in einen ersten Abschnitt 10 und in einen zweiten Abschnitt 11 unterteilt ist , eine asymmetrische zweite Antenne 3 mit einer zweiten Querachse 7 , durch welche die zweite Antenne 3 in einen dritten Abschnitt 12 und in einen vierten Abschnitt 13 unterteilt ist , eine asymmetrische dritte Antenne 4 mit einer dritten Querachse 8 , durch welche die dritte Antenne 4 in einen fünften Abschnitt 14 und in einen sechsten Abschnitt 15 unterteilt ist , und eine asymmetrische vierte Antenne 5 mit einer vierten Querachse 9 , durch welche die vierte Antenne 5 in einen siebenten Abschnitt 16 und in einen achten Abschnitt 17 unterteilt ist .
Die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 und die vierte Antenne 5 sind im Bereich eines Umfangs 18 der Trägerplatte 1 angeordnet und begrenzen eine als Massefläche ausgeführte Bestückungs fläche 19 der Trägerplatte 1 . Die Bestückungs fläche 19 ist als mit einem Massepotenzial verbundene groß flächige Kupferfläche ausgebildet , auf welcher ein Mikroprozessor 20 sowie Bestückungselemente angeordnet sind, wobei die Bestückungselemente Teile einer elektronischen Schaltung bilden .
Die Trägerplatte ist polygonförmig ausgebildet , wobei eine erste Längsachse 21 und ein erster Strahler 22 der ersten Antenne 2 parallel zu einer ersten Kante 23 der Trägerplatte 1 ausgerichtet ist . Längsachsen und Strahler der zweiten Antenne 3 , der dritten Antenne 4 und der vierten Antenne 5 sind parallel zu weiteren Kanten der Trägerplatte 1 ausgerichtet . Die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 und die vierte Antenne 5 , welche als
kapazitiv gekoppelte , planare Monopolantennen ausgebildet sind, sind in Bereichen der ersten Kante 23 und der weiteren Kanten in die Trägerplatte 1 integriert , wofür an der ersten Kante 23 und den weiteren Kanten Kupferstrukturen auf zwei Kupferlagen vorgesehen sind .
Der erste Strahler 22 und die weiteren Strahler emittieren Antennenstrahlung in Richtungen, welche von der Trägerplatte
1 weg weisen .
Die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 und die vierte Antenne 5 sind in Bezug auf eine Anordnung ihrer Komponenten asymmetrisch ausgeführt . So ist beispielsweise ein erster Anspeisepunkt 24 der ersten Antenne
2 in dem ersten Abschnitt 10 angeordnet , während der zweite Abschnitt 11 keinen Anspeisepunkt aufweist etc .
Ein zweiter Anspeisepunkt 25 der zweiten Antenne 3 ist in dem dritten Abschnitt 12 angeordnet , ein dritter Anspeisepunkt 26 der dritten Antenne 4 in dem fünften Abschnitt 14 und ein vierter Anspeisepunkt 27 der vierten Antenne 5 in dem siebenten Abschnitt 16 .
Es weisen also ausschließlich der erste Abschnitt 10 , der dritte Abschnitt 12 , der fünfte Abschnitt 14 sowie der siebente Abschnitt 16 Anspeisepunkte auf ( der zweite Abschnitt 11 , der vierte Abschnitt 13 , der sechste Abschnitt 15 und der achte Abschnitt 17 sind frei von Anspeisepunkten) , wodurch die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 und die vierte Antenne 5 asymmetrisch sind .
Die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 und die vierte Antenne 5 sind in einer Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs 18 angeordnet , bei welcher der zweite Abschnitt 11 auf den ersten Abschnitt 10 , der vierte Abschnitt 13 auf den zweiten Abschnitt 11 , der dritte Abschnitt 12 auf den vierten Abschnitt 13 , der sechste Abschnitt 15 auf den dritten Abschnitt 12 , der fünfte Abschnitt 14 auf den sechsten Abschnitt 15 , der siebente
Abschnitt 16 auf den fünften Abschnitt 14 und der achte Abschnitt 17 auf den siebenten Abschnitt 16 folgend angeordnet ist . Die zweite Antenne 3 ist dabei rechtwinklig zu der ersten Antenne 2 , die dritte Antenne 4 rechtwinklig zu der zweiten Antenne 3 und die vierte Antenne 5 rechtwinklig zu der dritten Antenne 4 ausgerichtet .
In einem ersten Eckbereich der Trägerplatte 1 ist zwischen dem fünften Abschnitt 14 und dem siebenten Abschnitt 16 ein L- förmig ausgebildeter Schlitz 28 in der Trägerplatte 1 angeordnet , welcher bis zu einem Rand der Trägerplatte 1 geführt ist .
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass die vierte Antenne 5 beispielsweise in Bezug auf die vierte Querachse 9 spiegelverkehrt zu j ener Orientierung der vierten Antenne 5 , die in Fig . 1 dargestellt ist , angeordnet ist . In der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs 18 ist dabei der achte Abschnitt 17 auf den fünften Abschnitt 14 und der siebente Abschnitt 16 auf den achten Abschnitt 17 folgend angeordnet . Bei einer derartigen Ausrichtung der vierten Antenne 5 weist die Trägerplatte 1 den Schlitz 28 zwischen dem ersten Abschnitt 10 und dem siebenten Abschnitt 16 auf .
In einem zweiten Eckbereich der Trägerplatte 1 ist ferner eine Nahfeldkommunikationsantenne 29 für eine Nahfeldkommunikation, auch Near Field Communication (NFC ) genannt , auf der Trägerplatte 1 angeordnet und von einer elektrisch isolierenden Struktur der Trägerplatte 1 umrandet . Die Nahfeldkommunikationsantenne 29 , welche eine spulenartige Struktur aufweist , ist zwischen dem zweiten Abschnitt 11 der ersten Antenne 2 und dem vierten Abschnitt 13 der zweiten Antenne 3 , in dem zweiten Eckbereich an den Umfang 18 angrenzend, angeordnet .
Die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 , die vierte Antenne 5 und die Nahfeldkommunikationsantenne
29 sind über eine in Fig . 1 nicht gezeigte , mit der Trägerplatte 1 verbundene Batterie mit Elektri zität versorgt .
Die erste Antenne 2 ist über eine mit dem ersten Anspeisepunkt 24 verbundene erste Leitung 30 , die zweite Antenne 3 über eine mit dem zweiten Anspeisepunkt 25 verbundene zweite Leitung 31 , die dritte Antenne 4 über eine mit dem dritten Anspeisepunkt 26 verbundene dritte Leitung 32 und die vierte Antenne 5 über eine mit dem vierten Anspeisepunkt 27 verbundene vierte Leitung 33 mit einem auf der Bestückungs fläche 19 angeordneten Radio-Frontend 34 verbunden . Das Radio-Frontend 34 weist ein Antennenumschaltmodul auf , mit welchem die erste Antenne 2 , die zweite Antenne 3 , die dritte Antenne 4 und die vierte Antenne 5 aktiviert und deaktiviert werden können, also zwischen der ersten Antenne 2 , der zweiten Antenne 3 , der dritten Antenne 4 und der vierten Antenne 5 umgeschaltet werden kann .
Die erste Leitung 30 , die zweite Leitung 31 , die dritte Leitung 32 und die vierte Leitung 33 sind als Mikrostrei fenleitungen ausgebildet und in einem Randbereich der Bestückungs fläche 19 , teilweise parallel zu der ersten Kante 23 und zu den weiteren Kanten der Trägerplatte 1 geführt .
Die Trägerplatte 1 weist an ihrem Umfang 18 in vier Eckbereichen eine gerundete erste Ausnehmung 35 , eine gerundete zweite Ausnehmung 36 , eine gerundete dritte Ausnehmung 37 und eine gerundete vierte Ausnehmung 38 auf . In der ersten Ausnehmung 35 ist eine erste Schraube 39 in einer ersten Hülse 43 geführt , in der zweiten Ausnehmung 36 eine zweite Schraube 40 in einer zweiten Hülse 44 , in der dritten Ausnehmung 37 eine dritte Schraube 41 in einer dritten Hülse 45 und in der vierten Ausnehmung 38 eine vierte Schraube 42 in einer vierten Hülse 46 . Mit der ersten Schraube 39 , der zweiten Schraube 40 , der dritten Schraube 41 und der vierten Schraube 42 sind ein erstes Gehäuseteil und ein zweites
Gehäuseteil eines Gehäuses 47 aus elektrisch isolierendem Material , mittels welchem die Trägerplatte 1 eingehaust ist , miteinander verbunden . Das Gehäuse 47 ist in einem Kunststof f ausgeführt .
In Fig . 2 ist ein Flussdiagramm zu einer beispielhaften Aus führungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Signalübertragung dargestellt .
Das Verfahren wird mittels eines ersten elektronischen Geräts mit einer ersten Antennenanordnung und eines zweiten elektronischen Geräts mit einer zweiten Antennenanordnung durchgeführt . Das erste elektronische Gerät und das zweite elektronische Gerät sind wie im Zusammenhang mit Fig . 1 beschrieben ausgeführt .
Erfindungsgemäß ist es auch vorstellbar, weitere elektronische Geräte mit Antennenanordnungen in das Verfahren einzubinden und so ein Funknetzwerk zu bilden .
Die erste Antennenanordnung und die zweite Antennenanordnung weisen j eweils vier Antennen auf , welche als Sende- und Empfangsantennen ausgebildet sind . Dadurch können von dem Verfahren insgesamt sechzehn (viermal vier ) Funkkanäle genutzt werden . Die erste Antennenanordnung weist vier erste Antennen auf , die zweite Antennenanordnung vier zweite Antennen .
In dem Verfahren werden von sämtlichen ersten Antennen erste Informationen, mittels welcher die ersten Antennen identi fi zierbar sind ( d . h . es ist anhand der ersten Informationen durch Empfänger feststellbar, von welcher ersten Antenne der ersten Antennenanordnung die j eweilige erste Information gesendet wird) , mittels einer funkbasierten ersten Signalübertragung an die zweite Antennenanordnung übertragen ( erste Informationsübertragung 48 ) . Die erste Antennenanordnung fungiert hierbei als Sender, die ersten Antennen fungieren hierbei als Sendeantennen .
Die ersten Informationen werden von den zweiten Antennen empfangen . Die zweite Antennenanordnung fungiert hierbei als Empfänger, die zweiten Antennen fungieren hierbei als Empfangsantennen .
Über die ersten Informationen den ersten Antennen zuordenbare und von den zweiten Antennen empfangene Empfangsleistungen betref fend die erste Signalübertragung werden mittels der zweiten Antennenanordnung gemessen (Empfangsleistungsmessung 50 ) und mittels des zweiten elektronischen Geräts miteinander verglichen (Empfangsleistungsvergleich 51 ) .
Jene Kombination aus den ersten Antennen und den zweiten Antennen, für welche eine Empfangsleistung betref fend die erste Signalübertragung am größten ist , wird für eine Funkkommunikation 52 zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung ausgewählt (Antennenauswahl 53 ) .
Um j ene erste Antenne der ersten Antennenanordnung, welche als Sendeantenne für die detektierte Kombination aus den ersten Antennen und den zweiten Antennen, für welche die Empfangsleistung betref fend die erste Signalübertragung am größten ist , fungiert , für die Funkkommunikation 52 zu aktiveren und andere erste Antennen für die Funkkommunikation 52 zu deaktivieren, wird eine zweite Information, mittels welcher die der ausgewählten Kombination zugeordnete erste Antenne identi fi zierbar ist , mittels einer funkbasierten zweiten Signalübertragung von der zweiten Antennenanordnung an die erste Antennenanordnung übertragen ( zweite Informationsübertragung 49 ) .
Mit der ausgewählten Kombination, welcher die genannte , als Sendeantenne fungierende erste Antenne der ersten Antennenanordnung sowie ene als Empfangsantenne fungierende zweite Antenne der zweiten Antennenanordnung, für welche die größte Empfangsleistung an der zweiten Antennenanordnung
gemessen wird, zugeordnet sind, wird die Funkkommunikation 52 durchgeführt , bei welcher beispielsweise Messdatenpakete von der zweiten Antennenanordnung an die erste Antennenanordnung übermittelt werden .
Die Funkkommunikation 52 zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung wird rahmenbasiert durchgeführt . Am Beginn j edes Rahmens sendet die als die Funkkommunikation 52 steuernder Konzentrator fungierende erste Antennenanordnung Beacon-Datenpakete aus . Mittels dieser Beacon-Datenpakete wird eine Synchronisierung durchgeführt . Die Beacon-Datenpakete umfassen unter anderem Informationen über bevorstehende Übertragungen zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung .
In j edem Rahmen ist eine definierte Anzahl an Downlink-Slots vorgesehen, in welchen Datenpakete von der ersten Antennenanordnung an die zweite Antennenanordnung übertragen werden können . Welche Downlink-Slots einzelnen Übertragungsvorgängen zugewiesen werden, wird über entsprechende Informationen in den Beacon-Datenpaketen abgestimmt .
Sind neben dem ersten elektronischen Gerät und dem zweiten elektronischen Gerät weitere elektronische Geräte an dem Verfahren beteiligt , so werden Übertragungen von der ersten Antennenanordnung an die zweite Antennenanordnung und weitere Antennenanordnungen als Multicast-Übertragungen durchgeführt . Hierbei bilden die zweite Antennenanordnung und die weiteren Antennenanordnungen eine Empfängergruppe , welche der als Konzentrator fungierenden ersten Antennenanordnung zugeordnet sind .
Bei der Funkkommunikation 52 ist weiterhin für Übertragungen von der zweiten Antennenanordnung an die erste Antennenanordnung j e Rahmen ein eigener Uplink-Slot vorgesehen, wobei j edem von der zweiten Antennenanordnung an
die erste Antennenanordnung zu übertragenden Datenpaket ein eigenes Zeitfenster exklusiv zugeordnet wird .
Die Empfangsleistungsmessung 50 und der Empfangsleistungsvergleich 51 sowie die Antennenauswahl 53 werden neuerlich ausgelöst , wenn eine Signalübertragungsqualität bei der Funkkommunikation 52 zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung einen definierten Signalstärkengrenzwert als Qualitätsgrenzwert unterschreitet ( Grenzwertvergleich 54 ) . Kommt es dabei zu einem Wechsel einer Antennenkombination, so stellen ein erstes Radio-Frontend mit einem ersten Antennenumschaltmodul des ersten elektronischen Geräts und ein zweites Radio-Frontend mit einem zweiten Antennenumschaltmodul des zweiten elektronischen Geräts ( ein Radio-Frontend 34 ist beispielhaft in Fig . 1 gezeigt ) anhand der Antennenauswahl 53 und der zweiten Informationsübertragung 49 eine neue Antennenkombination der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung ein, so dass die Funkkommunikation 52 auf einem anderen Funkkanal fortgesetzt wird .
Bei dem Verfahren gemäß Fig . 2 erfolgt die Antennenauswahl 53 nicht auf Basis eines einmaligen Empfangsleistungsmessergebnisses , sondern auf Grundlage einer Empfangsleistungsmessreihe , für welche die Empfangsleistungsmessung 50 und der Empfangsleistungsvergleich 51 mehrmals durchgeführt werden . Hierbei wird eine definierte Anzahl von zehn Empfangsleistungsmessergebnissen in einem elektronischen Datenspeicher des zweiten elektronischen Geräts gespeichert , wobei j ene Empfangsleistungsmessergebnisse mit den größten Empfangsleistungen gespeichert werden, und wobei bei Überschreitung dieser definierten Anzahl von zehn Empfangsleistungsmessergebnissen aus den gespeicherten Empfangsleistungsmessergebnissen das älteste Empfangsleistungsmessergebnis als el ftes
Empfangsleistungsmessergebnis gelöscht wird ( Speicherverwaltung 55 ) .
Als Kombination aus den ersten Antennen und den zweiten Antennen, für welche die Empfangsleistung am größten ist , wird bei der Antennenauswahl 53 grundsätzlich j ene Antennenkombination ausgewählt , für welche Empfangsleistungsmessergebnisse am häufigsten gespeichert sind .
Wenn j edoch Empfangsleistungsmessergebnisse betref fend verschiedene Antennenkombinationen gleich häufig in dem Datenspeicher gespeichert sind, wird bei der Antennenauswahl 53 als Kombination aus den ersten Antennen und den zweiten Antennen, für welche die Empfangsleistung am größten ist , j ene Antennenkombination ausgewählt , für welche ein Empfangsleistungsmittelwert am größten ist .
Zur Empfangsleistungsmessung 50 weisen alle zweiten Antennen der zweiten Antennenanordnung Signalleistungssonden auf . Zur Verarbeitung von Empfangsleistungsmessergebnissen, zur Antennenauswahl 53 und zur Antennenansteuerung etc . weist das zweite elektronische Gerät einen Mikroprozessor 20 auf , wie er beispielhaft in Fig . 1 of fenbart ist .
Liste der Bezeichnungen
1 Trägerplatte
2 Erste Antenne
3 Zweite Antenne
4 Dritte Antenne
5 Vierte Antenne
6 Erste Querachse
7 Zweite Querachse
8 Dritte Querachse
9 Vierte Querachse
10 Erster Abschnitt
11 Zweiter Abschnitt
12 Dritter Abschnitt
13 Vierter Abschnitt
14 Fünfter Abschnitt
15 Sechster Abschnitt
16 Siebenter Abschnitt
17 Achter Abschnitt
18 Umfang
19 Be stückungs fläche
20 Mikroprozessor
21 Erste Längsachse
22 Erster Strahler
23 Erste Kante
24 Erster Anspeisepunkt
25 Zweiter Anspeisepunkt
26 Dritter Anspeisepunkt
27 Vierter Anspeisepunkt
28 Schlitz
29 Nahf eldkommunikationsantenne
30 Erste Leitung
31 Zweite Leitung
32 Dritte Leitung
33 Vierte Leitung
34 Radio -Front end
35 Erste Ausnehmung
Zweite Ausnehmung Dritte Ausnehmung Vierte Ausnehmung Erste Schraube Zweite Schraube Dritte Schraube Vierte Schraube Erste Hülse Zweite Hülse Dritte Hülse Vierte Hülse Gehäuse Erste Informationsübertragung Zweite Informationsübertragung Empfangsleistungsmessung Empfangsleistungsvergleich Funkkommunikation Antennenauswahl Grenzwertvergleich Speicherverwaltung
Claims
1. Elektronisches Gerät mit einer Antennenanordnung, wobei das Gerät eine Trägerplatte (1) umfasst und die Antennenanordnung zumindest eine asymmetrische erste Antenne
(2) mit einer ersten Querachse (6) , durch welche die erste Antenne (2) in einen ersten Abschnitt (10) der ersten Antenne
(2) und in einen zweiten Abschnitt (11) der ersten Antenne
(2) unterteilt ist, und eine asymmetrische zweite Antenne (3) mit einer zweiten Querachse (7) , durch welche die zweite Antenne (3) in einen dritten Abschnitt (12) der zweiten Antenne (3) und in einen vierten Abschnitt (13) der zweiten Antenne (3) unterteilt ist, aufweist, wobei die erste Antenne
(2) und die zweite Antenne (3) im Bereich eines Umfangs (18) der Trägerplatte (1) angeordnet sind, und wobei bei der ersten Antenne (2) ausschließlich in dem ersten Abschnitt (10) ein erster Anspeisepunkt (24) der ersten Antenne (2) angeordnet ist, wodurch die erste Antenne (2) asymmetrisch ist, und bei der zweiten Antenne (3) ausschließlich in dem dritten Abschnitt (12) ein zweiter Anspeisepunkt (25) der zweiten Antenne (3) angeordnet ist, wodurch die zweite Antenne (3) asymmetrisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antenne (2) und die zweite Antenne (3) in einer Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs (18) angeordnet sind, bei welcher der zweite Abschnitt (11) auf den ersten Abschnitt (10) folgend angeordnet ist, der vierte Abschnitt
(13) auf den zweiten Abschnitt (11) folgend angeordnet ist und der dritte Abschnitt (12) auf den vierten Abschnitt (13) folgend angeordnet ist.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Umfangs (18) eine asymmetrische dritte Antenne (4) , mit einer dritten Querachse (8) , durch welche die dritte Antenne (4) in einen fünften Abschnitt (14) der dritten Antenne (4) und in einen sechsten Abschnitt (15) der dritten Antenne (4) unterteilt ist, angeordnet ist, wobei bei der dritten Antenne (4)
ausschließlich in dem fünften Abschnitt (14) ein dritter Anspeisepunkt (26) der dritten Antenne (4) angeordnet ist, wodurch die dritte Antenne (4) asymmetrisch ist, und wobei die erste Antenne (2) , die zweite Antenne (3) und die dritte Antenne (4) in der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs (18) angeordnet sind, bei welcher der sechste Abschnitt (15) auf den dritten Abschnitt (12) folgend angeordnet ist und der fünfte Abschnitt (14) auf den sechsten Abschnitt (15) folgend angeordnet ist.
3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Umfangs (18) eine asymmetrische vierte Antenne (5) , mit einer vierten Querachse (9) , durch welche die vierte Antenne (5) in einen siebenten
Abschnitt (16) der vierten Antenne (5) und in einen achten Abschnitt (17) der vierten Antenne (5) unterteilt ist, angeordnet ist, wobei bei der vierten Antenne (5) ausschließlich in dem siebenten Abschnitt (16) ein vierter Anspeisepunkt (27) der vierten Antenne (5) angeordnet ist, wodurch die vierte Antenne (5) asymmetrisch ist, wobei die erste Antenne (2) , die zweite Antenne (3) , die dritte Antenne (4) und die vierte Antenne (5) in der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs (18) angeordnet sind, bei welcher der siebente Abschnitt (16) auf den fünften Abschnitt (14) folgend angeordnet ist und der achte Abschnitt (17) auf den siebenten Abschnitt (16) folgend angeordnet ist, und wobei die Trägerplatte (1) zwischen dem fünften Abschnitt (14) und dem siebenten Abschnitt (16) einen Schlitz (28) aufweist.
4. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Umfangs (18) eine asymmetrische vierte Antenne (5) , mit einer vierten Querachse (9) , durch welche die vierte Antenne (5) in einen siebenten
Abschnitt (16) der vierten Antenne (5) und in einen achten Abschnitt (17) der vierten Antenne (5) unterteilt ist, angeordnet ist, wobei bei der vierten Antenne (5) ausschließlich in dem siebenten Abschnitt (16) ein vierter
Anspeisepunkt (27) der vierten Antenne (5) angeordnet ist, wodurch die vierte Antenne (5) asymmetrisch ist, wobei die erste Antenne (2) , die zweite Antenne (3) , die dritte Antenne (4) und die vierte Antenne (5) in der Abschnittsreihenfolge entlang des Umfangs (18) angeordnet sind, bei welcher der achte Abschnitt (17) auf den fünften Abschnitt (14) folgend angeordnet ist und der siebente Abschnitt (16) auf den achten Abschnitt (17) folgend angeordnet ist, und wobei die Trägerplatte (1) zwischen dem ersten Abschnitt (10) und dem siebenten Abschnitt (16) einen Schlitz (28) aufweist.
5. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (1) polygonförmig ausgebildet ist, wobei zumindest eine erste Längsachse (21) der ersten Antenne (2) parallel oder annähernd parallel zu einer ersten Kante (23) der Trägerplatte (1) ausgerichtet ist.
6. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nahfeldkommunikationsantenne (29) auf der Trägerplatte (1) , zwischen der ersten Antenne (2) und der zweiten Antenne (3) , an den Umfang (18) angrenzend, angeordnet ist.
7. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Antenne (2) und die zweite Antenne (3) eine Bestückungsfläche (19) der Trägerplatte (1) begrenzen, wobei die Bestückungsfläche (19) als Massefläche ausgeführt ist.
8. Elektronisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Antenne (2) über eine erste Leitung (30) mit einem Radio-Frontend (34) verbunden ist, wobei die erste Leitung (30) in einem Randbereich der Bestückungsfläche (19) geführt ist und das Radio-Frontend (34) auf der Bestückungsfläche (19) angeordnet ist .
9. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Antenne ( 2 ) als kapazitiv gekoppelte , planare Monopolantenne ausgebildet ist .
10 . Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte ( 1 ) mittels eines Gehäuses ( 47 ) aus elektrisch isolierendem Material eingehaust ist .
11 . Verfahren zur Signalübertragung mittels zumindest eines ersten elektronischen Geräts mit einer als Sender fungierenden ersten Antennenanordnung und eines zweiten elektronischen Geräts mit einer als Empfänger fungierenden zweiten Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit zumindest vier Funkkanälen zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Antennenanordnung erste Informationen, mittels welcher Sendeantennen der ersten Antennenanordnung, von welchen die ersten Informationen gesendet werden, identi fi zierbar sind, mittels einer ersten Signalübertragung an die zweite Antennenanordnung übertragen werden, den Sendeantennen zuordenbare und von Empfangsantennen der zweiten Antennenanordnung empfangene Empfangsleistungen betref fend die erste Signalübertragung gemessen und miteinander verglichen werden, und j ene Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen, für welche eine Empfangsleistung betref fend die erste Signalübertragung am größten ist , für eine Funkkommunikation ( 52 ) zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten
Antennenanordnung ausgewählt wird, wobei zumindest eine zweite Information, mittels welcher eine der ausgewählten Kombination zugeordnete Sendeantenne identi fi zierbar ist , mittels einer zweiten Signalübertragung von der zweiten Antennenanordnung an die erste Antennenanordnung übertragen wird .
12 . Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfangsleistungsmessung ( 50 ) und ein Empfangsleistungsvergleich ( 51 ) sowie eine Auswahl einer Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen neuerlich ausgelöst werden, wenn eine Signalübertragungsqualität bei der Funkkommunikation ( 52 ) zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung einen definierten Qualitätsgrenzwert unterschreitet .
13 . Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 , dadurch gekennzeichnet, dass j ene Kombination aus den Sendeantennen und den Empfangsantennen, für welche eine Empfangsleistung am größten ist , auf Grundlage einer Empfangsleistungsmessreihe ausgewählt wird .
14 . Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Anzahl an Empfangsleistungsmessergebnissen gespeichert wird, wobei ene Empfangsleistungsmessergebnisse mit den größten Empfangsleistungen gespeichert werden, und wobei bei Überschreitung dieser definierten Anzahl aus den gespeicherten Empfangsleistungsmessergebnissen das älteste Empfangsleistungsmessergebnis gelöscht wird .
15 . Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Funkkommunikation ( 52 ) zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung rahmenbasiert durchgeführt wird, wofür zumindest einem zwischen der ersten Antennenanordnung und der zweiten Antennenanordnung zu übertragenden Datenpaket ein eigenes Zeitfenster exklusiv zugeordnet wird .
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