WO2005055452A1 - Retaining device for holding a portable radio communication device comprising a coupler sub-assembly - Google Patents

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WO2005055452A1
WO2005055452A1 PCT/EP2004/052628 EP2004052628W WO2005055452A1 WO 2005055452 A1 WO2005055452 A1 WO 2005055452A1 EP 2004052628 W EP2004052628 W EP 2004052628W WO 2005055452 A1 WO2005055452 A1 WO 2005055452A1
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WO
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holding device
coupler
circuit board
assembly
holding
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/052628
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German (de)
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Inventor
Robert Albrecht
Rupert Stögmüller
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3822—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving specially adapted for use in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/3888—Arrangements for carrying or protecting transceivers

Definitions

  • Holding device for receiving a portable radio communication device with a coupler assembly
  • the present invention relates to a holding device for receiving a portable radio communication device in a holding position, comprising
  • Such holding devices are known from the prior art.
  • the published patent application WO02 / 11303 A2 discloses a holder for a mobile phone for fastening the mobile phone in a motor vehicle.
  • the holder includes a coupler antenna for receiving the radiation emitted by the mobile phone.
  • the radio signals transmitted by the mobile phone are forwarded to an external antenna via the coupler antenna and a connecting line.
  • a similar holding device is disclosed in WO 99/13527.
  • a holder for a mobile phone is also shown here, the holder having a wireless antenna coupler for receiving radio signals transmitted by the mobile phone.
  • a holding device for receiving a portable radio communication device in a holding position comprising
  • a coupler module for exchanging radio signals with the portable radio communication device in the holding position, and - A housing which at least partially surrounds the coupler module, the coupler module comprising a coupling antenna, an electrical matching circuit located on a printed circuit board and an at least sections between the Coupling antenna and the printed circuit board extending solid dielectric comprises.
  • the integration of the coupling antenna with the printed circuit board carrying the electrical matching circuit and the solid dielectric to form a module enables simplified prefabrication of the elements used for exchanging the radio signals with the portable radio communication device.
  • the coupler assembly can be easily prefabricated and can then be installed as an entire assembly in the housing of the holding device. In this way, the assembly process of the holding device can be significantly simplified, since it is a complex assembly technique in which individual assembly steps, for example, of Housing parts, coupling antenna and electronic circuits must be coordinated can be avoided.
  • radio signals When radio signals are exchanged, for example, a reciprocal exchange of radio signals between the radio communication device and the coupling antenna can be provided. Furthermore, only a transmission of radio signals from the radio communication device to the coupling antenna or from the coupling antenna to the radio communication device can also be provided.
  • Portable radio communication devices can be, for example, mobile telephones, portable electronic devices with a mobile radio module or other radio devices such as walky-talkies, pagers or similar portable radio devices.
  • Cell phones or cell phone modules can, for example, correspond to GSM, UMTS, CDMA2000, DECT or similar cell phone standards.
  • the coupler module can be designed, for example, for coupling to an antenna of the radio communication device, which in turn is designed for coupling to a cellular (GSM, UMTS, CDMA2000, ...) or a local mobile radio network (WLAN, Bluetooth, ).
  • a coupler module for wireless coupling to the radio communication device for example by means of the Bluetooth standard, the printed circuit board can include parts of the electronics required for this, or the entire electronics required for this.
  • the coupling antenna can be made of metallic conductive material. These can be, for example, classic metals, conductive plastics or also carbon materials (graphite, nanotubes or the like). Coupling antennas can be, for example, self-supporting metallic structures such as, for example, specially shaped metal sheets, the shape of which can be adapted, for example, to one or more usable frequency ranges. Furthermore, the coupling antenna can also be designed as a metal layer applied to a non-conductive carrier. The non-conductive carrier can, for example, also be the solid dielectric or comprise it. The shape and / or the outer border of the coupling antenna can be adapted to an antenna of the portable radio communication device or can be designed such that it covers the surface of the antenna of the portable radio communication device in its surface covering.
  • the printed circuit board with the matching circuit can consist, for example, of a so-called “printed circuit board (PCB)" and semiconductor components or other electronic components attached thereon.
  • PCBs usually consist of a plastic carrier on which metallic conductor tracks for connecting the components have been applied.
  • the solid dielectric can comprise, for example, a plastic material or an inorganic material (for example a ceramic or a glass) with a corresponding dielectric constant.
  • the plastic material or the inorganic material can be selected, for example on the basis of its dielectric constant, in such a way that a good or optimal antenna efficiency is achieved.
  • Dielectric constants (“dielectric constant” here means the relative dielectric constant ⁇ r ) can be, for example, between a value of 1 and 30, preferably between a value of 1 and 10 and ter are preferably between 1 and 6, the specified number ranges in each case including the basic values to be understood.
  • Examples of possible solid dielectrics can be plastic-based materials, for example using resins (for example phenolic resins, polyester resins, epoxy resins, bismaleimide / triazine resins, cyanate ester resins, polyimide resins) or hydrocarbons (for example polytetrafluoroethylene (Teflon)) manufactured materials.
  • the solid dielectric can, for example, fill a complete space between the coupling antenna and the printed circuit board. It can furthermore also comprise cavities (for example at least partially constructed from porous material) or fill only parts of the intermediate space between the printed circuit board and the coupling antenna.
  • the housing of the holding device can be designed, for example, as a one-part or multi-part housing and can be made, for example, of plastic, for example by an injection molding process.
  • the housing can further comprise holding elements for fixing the portable radio communication device located in the holding position.
  • the holding device can also be designed as a pure "storage tray" for the radio communication device without additional holding elements for fixing the device.
  • the holding device can furthermore comprise electrical contact elements for supplying power to the radio communication device and / or for electronic or electrical coupling to the radio communication device.
  • the coupler assembly can also be designed as a mechanical unit, in particular as a coherent mechanical unit.
  • the coupling antenna with the printed circuit board te be connected via the solid dielectric as a connecting element or the mounting element to form a mechanical unit.
  • the coupling antenna and the printed circuit board can each be connected to the solid dielectric by means of a clamp, screw or adhesive connection.
  • the coupling antenna is connected directly to the printed circuit board, for example via a mechanical connecting element or also directly, and the solid dielectric is “clamped” in between in a frictional and / or non-positive connection.
  • the coupling antenna can also be applied directly as a metallic film on the solid dielectric.
  • the design of the coupler assembly as a mechanically connected unit further simplifies the manufacturing process of a holding device according to the invention, since in this way a simplified pre-assembly of the coupler assembly and subsequently a very uncomplicated handling of the coupler assembly is possible.
  • this configuration enables the coupler assembly to be manufactured which is completely independent of the manufacture of the housing of the holding device or of further components of the holding device.
  • a modular concept for holding devices with such coupler assemblies can be realized, which provides a "kit" of different couplers, for example for different frequency ranges or combinations of different frequency ranges and different housings for, for example, different mobile telephones, the corresponding ones only in the last assembly step of the holding device Housing and other components and corresponding coupler assemblies can be combined.
  • holding devices according to the invention for a large number of different radio communication devices can be produced very flexibly and inexpensively.
  • the circuit board can be connected to a connection cable, for example for coupling to an external antenna.
  • a connecting cable can be designed as a coaxial cable with a characteristic impedance of, for example, 50 ohms.
  • Such cables are often used in high-frequency technology for the transmission of high-frequency signals.
  • the matching circuit can be designed, for example, to adapt the coupler module to the characteristic impedance of the induction circuit and / or subsequent cables, antennas and / or circuits, in particular to a characteristic impedance of 50 ohms.
  • an adapter circuit for example also in connection with a corresponding connection cable, enables, for example, a low-loss derivation of a radio signal picked up by the coupling antenna to an external consumer, such as an electronic circuit or an external antenna.
  • an embodiment also enables a low-loss coupling of an external high-frequency signal into the coupling antenna for radiation to the portable radio communication device.
  • the housing can comprise a rear housing shell and an electrically conductive layer located between the coupler assembly and the rear housing shell.
  • an electrically conductive layer located between the coupler assembly and the rear housing shell.
  • the electrically conductive layer can be made of a metallic material, a conductive plastic or a carbon material (graphite, nanotubes, ). For example, it can be designed as a mechanically self-supporting structure, for example a “ground plate”. Furthermore, the electrically conductive layer can also be applied to or connected to at least regions of the rear housing shell.
  • the latter embodiment results in a particularly simple assembly of a holding device according to the invention, since no separate component for the electrically conductive layer has to be assembled during assembly.
  • the design of the electrically conductive layer as a self-supporting component enables a more flexible manufacture of holding devices according to the invention, since, for example, in accordance with the “modular principle” already explained above, differently designed electrically conductive layers can be used for different applications.
  • the coupler assembly can include contact means for detachable connection to the electrically conductive layer.
  • These contact means can in particular comprise at least one spring contact and / or at least one pressure contact.
  • Such contact means allow a particularly simple assembly of the holding device, since they are during assembly the holding device does not require an additional connection step, for example by soldering or gluing.
  • the above-mentioned object is also achieved by a coupler assembly for a holding device according to the above description for exchanging radio signals with a portable radio communication device accommodated in a holding position in the holding device.
  • the coupler assembly comprises a coupling antenna, an electrical matching circuit located on a circuit board and a solid dielectric extending at least in sections between the coupling antenna and the circuit board.
  • such a coupler assembly can be designed as a mechanically connected unit.
  • the coupling antenna and the printed circuit board can be connected to a mechanical unit, for example by means of the solid dielectric as an assembly and / or connecting element.
  • coupler assemblies have the advantage that they enable an easily mountable holding device for a radio communication device, since they allow the coupler assembly to be preassembled and thereby simplify the assembly of the holding device.
  • the circuit board of the coupler module can be connected or connectable with a connecting cable, the connecting cable preferably being designed as a coaxial cable and / or as a cable with a characteristic impedance of essentially 50 ohms.
  • the matching circuit located on the printed circuit board can then be adapted to match the coupler module to the characteristic impedance of the connecting cable. be educated.
  • Such a configuration of a coupler module according to the invention enables an efficient signal and / or data exchange of the coupling antenna with external devices such as, for example, an electronic or electrical circuit or an external antenna.
  • the efficiency of the coupler module, in particular the coupler antenna, can be at least indirectly increased further if the coupler module comprises, for example, contact means for releasable connection to an electrically conductive layer, in particular at least one spring contact or at least one pressure contact.
  • contact means enable the coupling assembly to be coupled to an external "antenna ground", which, for example, enables the antenna to be tuned more precisely to one or more frequency ranges to be received, an improved coupling efficiency and / or a shielding of the coupling antenna against external radiation.
  • the coupler assembly can be provided for use in a holding device as described above.
  • the above-mentioned object is further achieved by a method for producing a holding device according to the above description, the coupler assembly being connected to the housing as a pre-assembled mechanical unit when producing the holding device.
  • the coupler assembly being connected to the housing as a pre-assembled mechanical unit when producing the holding device.
  • the coupler assembly can already be connected to the housing with a connecting cable before assembly.
  • the • coupler assembly with the connection cable is connected as a complete assembly to the housing.
  • This embodiment further simplifies the manufacturing process for the holding device, since a further assembly step, namely the connection of the connecting cable to the adapter circuit, for example by soldering or plugging, is also carried out before the final assembly of the holding device.
  • FIG. 1 Coupler module with connecting cable
  • Figure 2 Coupler module according to Figure 1 with spring contacts for an external antenna mass
  • Figure 3 Upper shell of a mobile phone holder with attached coupler assembly
  • Figure 4 Exploded view of a holder for a mobile phone with an upper shell, a coupler assembly and a lower shell
  • Figure 5 Exploded view of a further embodiment of a holding device for a mobile phone with an upper shell, a coupler assembly, a ground plate and a lower shell
  • the coupler assembly 100 comprises a coupling antenna 110, a solid dielectric 112, a printed circuit board 114 and a connecting cable 120 for connecting an adapter circuit located on the printed circuit board 114 (not shown in FIG. 1) an external antenna.
  • the printed circuit board 114 carries the components for the matching circuit, not shown in FIG. 1, which are mounted on the side of the printed circuit board 114 facing the dielectric 112. For this purpose, a corresponding recess is provided in the dielectric 112.
  • the coupling antenna 110 and the printed circuit board 114 are connected via an electrical connection line, also not shown in FIG. 1, via which a signal received by the external antenna or a signal received by the coupling antenna 110 is transmitted, for example.
  • the coupling antenna 110 is designed as a self-supporting metal structure, the shape of the coupling antenna in particular is designed for use with a GSM mobile phone with a frequency range near 900 and 1800 megahertz.
  • the connecting cable 120 is a so-called coaxial cable, which is soldered to the printed circuit board 114 and has a characteristic impedance of 50 ohms. Via this coaxial line 120, signals received by the coupling antenna 110 are fed to the external antenna, or signals received by the external antenna are fed to the coupling antenna 110.
  • FIG. 2 shows, among other things, the coupling module 100 already shown in FIG. 1 in an exploded view, two additional spring contacts 116 also being shown, by means of which the printed circuit board 114 can be connected to a larger-area antenna ground layer.
  • the spring contacts 116 are attached laterally to the printed circuit board 114.
  • the spring feet of the spring contacts 116 touch the antenna ground layer in the assembled state of a corresponding mobile phone holding device.
  • FIG. 3 shows the coupling module 100 already shown in FIG. 1 and FIG. 2 with spring contacts 116 attached to it in a manner attached to an upper housing shell 210 of a mobile phone holder.
  • the upper part of the coupling module consisting of the coupling antenna (not shown in FIG. 3), the dielectric 112 and the printed circuit board 114 with the spring contacts 116, fixed by two plastic hooks 214 and a retaining lug 216.
  • the end of the coaxial cable 120 is clamped between two plastic webs 212.
  • FIG. 4 shows an exploded view of a holding shell 200 for a mobile phone, which is made from an upper shell 210, the coupler module 100 already shown in FIGS. 1 and 2 and a lower shell 220.
  • the lower shell contains a metallic layer 310, which acts as an antenna mass for tuning the antenna and for protecting the coupling antenna from stray radiation.
  • the metallic layer 310 is connected to the printed circuit board 114 via the spring contacts 116.
  • the structure of the coupler module 100 corresponds to the structure shown in FIGS. 1 and 2.
  • the coupler module 100 is connected to the upper shell 210, as already explained in connection with FIG. 3, and this entire assembly is then brought together with the lower shell 220.
  • a connection between antenna ground 310 and printed circuit board 114 is then established via spring contacts 116.
  • FIG. 5 shows the holding device 200 for a mobile telephone, as is already shown in FIG. 4, with an alternative embodiment for the ground plate.
  • FIG. 5 also shows the housing upper shell 210, the coupling module 100 and the lower shell 220.
  • a self-supporting ground plate 220 is provided, which in turn comprises spring contacts 322, via which the contact between ground plate 320 and the printed circuit board 114 is made. In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, no separate spring contacts are attached and necessary on the printed circuit board 114.
  • the assembly of the device 200 is carried out by mounting the coupler module 100 with the upper shell 210. Furthermore, the ground plate 320 with the spring contacts 322 is mounted in the lower shell 220 and then the preassembled upper shell 210 with the preassembled lower shell 220 brought together, wherein an electrical contact between ground plate 320 and printed circuit board 114 is made via the spring contacts 322.
  • FIG. 6 shows a circuit diagram for an example of a matching circuit, as can be implemented on the circuit board 114 of the previous exemplary embodiments.
  • the circuit 400 enables the coupling antenna 110 to be adapted to the characteristic impedance of 50 ohms of the coaxial line 120. It consists of a first capacitor 410 in series with the coupler antenna with a capacitance of 1.8 pico-farads and a second capacitance 412 in parallel with the coupler antenna with a capacity of 1.5 pico farads.
  • the circuit 400 further comprises an inductor 414 in series with the coupler antenna with an inductance of 1.8 times 10 ⁇ 9 Henry and a second inductor 416 in parallel with the coupler antenna with an inductance of 4.7 times 10 ⁇ 9 Henry.
  • the present invention relates to a holding device for receiving a portable radio communication device in a holding position, the holding device comprising a coupler assembly for exchanging radio signals with the portable radio communication device located in the holding position and a housing which at least partially surrounds the coupler assembly the coupler assembly comprises a coupling antenna, an electrical matching circuit located on a printed circuit board and a solid dielectric extending at least in sections between the coupling antenna and the printed circuit board.
  • a holding device enables a simplified manufacture of the holding device, since the design of the coupler assembly enables the coupler assembly to be preassembled. This allows, for example, a simplified and more flexible final assembly of the Holding device, which in the simplest case can only consist of an assembly of the coupler assembly with the housing of the holding device.

Abstract

The invention relates to a retaining device (200) for holding a portable radio communication device in a supported position. Said device comprises a coupler sub-assembly (100) for exchanging radio signals with the portable radio communications device that is in the supported position and a housing (210, 220), which at least partially surrounds the coupler sub-assembly (100). The latter (100) comprises a coupler antenna (110), an electric matching circuit (400) that is located on a printed circuit board (114) and a solid dielectric (112) that extends at least partially between the coupler antenna (110) and the printed circuit board (114).

Description

Beschreibung description
Haltevorrichtung zur Aufnahme eines tragbaren Funk- Kommunikationsgeräts mit einer KopplerbaugruppeHolding device for receiving a portable radio communication device with a coupler assembly
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Aufnahme eines tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts in einer Halteposition, umfassendThe present invention relates to a holding device for receiving a portable radio communication device in a holding position, comprising
- eine Kopplerbaugruppe zum Austausch von Funksignalen mit dem in der Halteposition befindlichen tragbaren Funk- Kommunikationsgerät, und- A coupler assembly for exchanging radio signals with the portable radio communication device in the holding position, and
- ein Gehäuse, welches die Kopplerbaugruppe zumindest teilweise umgibt.- A housing which at least partially surrounds the coupler assembly.
Derartige Haltevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift WO02/11303 A2 eine Halterung für ein Mobiltelefon zur Befestigung des Mobiltelefons in einem Kraftfahrzeug. Die Halterung umfasst eine Kopplerantenne zur Aufnahme der vom Mobil- telefon ausgesendeten Strahlung. Über die Kopplerantenne und eine Verbindungsleitung werden die vom Mobiltelefon ausgesendeten Funksignale an eine externe Antenne weitergeleitet. Eine ähnliche Haltevorrichtung ist in der Offenlegungsschrift WO 99/13527 offenbart. Auch hier ist eine Halterung für ein Mobiltelefon gezeigt, wobei die Halterung einen drahtlosen Antennenkoppler zur Aufnahme von vom Mobiltelefon ausgesandten Funksignalen aufweist. Es ist ein Nachteil der genannten Haltevorrichtungen, dass die Integration der Kopplervorrichtung in den mechanischen Halter für das Mobiltelefon relativ komplex ist und bei der Herstellung des Halters verschiedene Kopplerbauteile an unterschiedlichen Stellen im Gehäuse unabhängig voneinander montiert werden müssen. Dies kann beispielsweise den Zeichnungen der Veröffentlichungsschrift WO 99/13527, insbesondere auch Figur 4 in diesem Dokument, entnommen werden.Such holding devices are known from the prior art. For example, the published patent application WO02 / 11303 A2 discloses a holder for a mobile phone for fastening the mobile phone in a motor vehicle. The holder includes a coupler antenna for receiving the radiation emitted by the mobile phone. The radio signals transmitted by the mobile phone are forwarded to an external antenna via the coupler antenna and a connecting line. A similar holding device is disclosed in WO 99/13527. A holder for a mobile phone is also shown here, the holder having a wireless antenna coupler for receiving radio signals transmitted by the mobile phone. It is a disadvantage of the holding devices mentioned that the integration of the coupler device into the mechanical holder for the mobile telephone is relatively complex and that different coupler components have to be mounted independently of one another at different locations in the housing during the manufacture of the holder. This can be the drawings of the publication, for example WO 99/13527, in particular also FIG. 4 in this document.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halte- rung für ein Funk-Kommunikationsgerät mit drahtloser Kopplung zur Verfügung zu stellen, welche eine vereinfachte Herstellung der Halterung ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a holder for a radio communication device with wireless coupling, which enables the holder to be manufactured in a simplified manner.
Diese Aufgabe wird gelöst von einer Haltevorrichtung zur Auf- nähme eines tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts in einer Halteposition, umfassendThis object is achieved by a holding device for receiving a portable radio communication device in a holding position, comprising
- eine Kopplerbaugruppe zum Austausch von Funksignalen mit dem in der Halteposition befindlichen tragbaren Funk- Kommunikationsgerät, und - ein Gehäuse, welches die Kopplerbaugruppe zumindest teilweise umgibt, wobei die Kopplerbaugruppe eine Koppelantenne, eine auf einer Leiterplatte befindliche elektrische Anpassschaltung und ein sich zumindest abschnittsweise zwischen der Koppelantenne und der Leiterplatte erstre- ckendes Feststoff-Dielektrikum umfasst.- A coupler module for exchanging radio signals with the portable radio communication device in the holding position, and - A housing which at least partially surrounds the coupler module, the coupler module comprising a coupling antenna, an electrical matching circuit located on a printed circuit board and an at least sections between the Coupling antenna and the printed circuit board extending solid dielectric comprises.
Durch die Integration der Koppelantenne mit der die elektrische AnpassSchaltung tragenden Leiterplatte und dem Feststoff-Dielektrikum zu einer Baugruppe wird eine vereinfachte Vorfertigung der für den Austausch der Funksignale mit dem tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts verwendeten Elemente ermöglicht. So lässt sich die Kopplerbaugruppe beispielsweise einfach vorfertigen und kann dann als gesamte Baugruppe in das Gehäuse der Haltevorrichtung eingebaut werden. Auf diese Weise kann der Zusammenbau-Prozess der Haltevorrichtung deutlich vereinfacht werden, da so eine komplexe Aufbautechnik, bei welcher einzelne Zusammenbauschritte beispielsweise von Gehäuseteilen, Koppelantenne und elektronischen Schaltungen koordiniert werden müssen, vermieden werden kann.The integration of the coupling antenna with the printed circuit board carrying the electrical matching circuit and the solid dielectric to form a module enables simplified prefabrication of the elements used for exchanging the radio signals with the portable radio communication device. For example, the coupler assembly can be easily prefabricated and can then be installed as an entire assembly in the housing of the holding device. In this way, the assembly process of the holding device can be significantly simplified, since it is a complex assembly technique in which individual assembly steps, for example, of Housing parts, coupling antenna and electronic circuits must be coordinated can be avoided.
Beim Austausch von Funksignalen kann beispielsweise ein wech- selseitiger Austausch von Funksignalen zwischen dem Funk- Kommunikationsgerät und der Koppelantenne vorgesehen sein. Weiterhin kann aber auch nur ein Senden von Funksignalen vom Funk-Kommunikationsgerät an die Koppelantenne oder von der Koppelantenne an das Funk-Kommunikationsgerät vorgesehen sein.When radio signals are exchanged, for example, a reciprocal exchange of radio signals between the radio communication device and the coupling antenna can be provided. Furthermore, only a transmission of radio signals from the radio communication device to the coupling antenna or from the coupling antenna to the radio communication device can also be provided.
Tragbare Funk-Kommunikationsgeräte können beispielsweise Mobiltelefone, tragbare elektronische Geräte mit einem Mobilfunk-Modul oder auch andere Funkgeräte wie beispielsweise Walky-Talkies, Pager oder ähnliche tragbare Funkgeräte sein. Mobiltelefone oder Mobilfunkmodule können beispielsweise dem GSM, dem UMTS, dem CDMA2000, dem DECT oder ähnlichen Mobilfunkstandards entsprechen.Portable radio communication devices can be, for example, mobile telephones, portable electronic devices with a mobile radio module or other radio devices such as walky-talkies, pagers or similar portable radio devices. Cell phones or cell phone modules can, for example, correspond to GSM, UMTS, CDMA2000, DECT or similar cell phone standards.
Das Kopplermodul kann beispielsweise zur Kopplung an eine Antenne des Funk-Kommunikationsgeräts ausgebildet sein, welche ihrerseits zur Ankopplung an ein zellulares (GSM, UMTS, CDMA2000, ...) oder ein lokales Mobilfunknetz (WLAN, Bluetooth, ...) ausgebildet ist. Bei einer Kopplerbaugruppe zur drahtlosen Ankopplung an das Funk-Kommunikationsgerät beispielsweise vermittels des Bluetooth-Standards kann die Leiterplatte Teile der dafür notwendigen Elektronik oder auch die gesamte dafür notwendige Elektronik umfassen.The coupler module can be designed, for example, for coupling to an antenna of the radio communication device, which in turn is designed for coupling to a cellular (GSM, UMTS, CDMA2000, ...) or a local mobile radio network (WLAN, Bluetooth, ...). In the case of a coupler module for wireless coupling to the radio communication device, for example by means of the Bluetooth standard, the printed circuit board can include parts of the electronics required for this, or the entire electronics required for this.
Die Koppelantenne kann aus metallisch leitendem Material hergestellt sein. Dies können beispielsweise klassische Metalle, leitende Kunststoffe oder auch Kohlenstoff-Materialien (Graphit, Nanotubes oder Ähnliches) sein. Koppelantennen können beispielsweise freitragende metallische Strukturen wie z.B. speziell geformte Metallbleche sein, welche in ihrer Formgebung z.B. einem oder mehreren nutzbaren Frequenzbereichen angepasst sein können. Weiterhin kann die Koppelantenne auch als auf einem nichtleitenden Träger aufgebrachte Metallschicht ausgebildet sein. Der nichtleitende Träger kann beispielsweise auch das Feststoff-Dielektrikum sein oder dieses umfassen. Die Form und/oder die äußere Um- randung der Koppelantenne kann einer Antenne des tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts angepasst sein oder so ausgebildet sein, dass sie in ihrer Flächenabdeckung die Fläche der Antenne des tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts abdeckt.The coupling antenna can be made of metallic conductive material. These can be, for example, classic metals, conductive plastics or also carbon materials (graphite, nanotubes or the like). Coupling antennas can be, for example, self-supporting metallic structures such as, for example, specially shaped metal sheets, the shape of which can be adapted, for example, to one or more usable frequency ranges. Furthermore, the coupling antenna can also be designed as a metal layer applied to a non-conductive carrier. The non-conductive carrier can, for example, also be the solid dielectric or comprise it. The shape and / or the outer border of the coupling antenna can be adapted to an antenna of the portable radio communication device or can be designed such that it covers the surface of the antenna of the portable radio communication device in its surface covering.
Die Leiterplatte mit der Anpassschaltung kann beispielsweise aus einem sogenannten "Printed Circuit Board (PCB) " und darauf angebrachten Halbleiterbauelementen oder anderer elektronischer Bauelemente bestehen. Solche PCBs bestehen üblicherweise aus einem Kunststoffträger, auf welchem metallische Leiterbahnen zur Verbindung der Bauelemente aufgebracht worden sind.The printed circuit board with the matching circuit can consist, for example, of a so-called "printed circuit board (PCB)" and semiconductor components or other electronic components attached thereon. Such PCBs usually consist of a plastic carrier on which metallic conductor tracks for connecting the components have been applied.
Das Feststoff-Dielektrikum kann beispielsweise ein Kunst- stoffmaterial oder ein anorganisches Material (z.B. eine Ke- ramik oder ein Glas) mit entsprechender Dielektrizitätskonstante umfassen. Dabei kann das Kunststoffmaterial o- der das anorganische Material beispielsweise anhand seiner Dielektrizitätskonstante derart ausgewählt sein, dass ein guter oder möglichst optimaler Antennenwirkungsgrad erreicht wird. Dielektrizitätskonstanten (unter „Dielektrizitätskonstante" wird hier die relative Dielektriziätskonstante εr verstanden) können beispielsweise zwischen einem Wert von 1 und 30, bevorzugt zwischen einem Wert von 1 und 10 und wei- ter bevorzugt zwischen 1 und 6 liegen, wobei die angegebenen Zahlenbereiche jeweils einschließlich der Eckwerte zu verstehen sind. Beispiele für mögliche Feststoff-Dielektrika können Kunststoff basierte Materialien sein, wie zum Beispiel unter Verwendung von Harzen (z.B. Phenolharze, Polyesterharze, Epoxidharze, Bismaleinimid/Triazin-Harze, Cyanatesterharze, Po- lyimidharze) oder Kohlenwasserstoffen (z.B. Polytetrafluor- ethylen (Teflon)) hergestellte Materialien. Das Feststoff- Dielektrikum kann zum Beispiel einen kompletten Zwischenraum zwischen Koppelantenne und Leiterplatte ausfüllen. Es kann weiterhin auch Hohlräume umfassen (z.B. auch zumindest teilweise aus porösem Material aufgebaut sein) oder nur Teile des Zwischenraums zwischen Leiterplatte und Koppelantenne ausfüllen.The solid dielectric can comprise, for example, a plastic material or an inorganic material (for example a ceramic or a glass) with a corresponding dielectric constant. The plastic material or the inorganic material can be selected, for example on the basis of its dielectric constant, in such a way that a good or optimal antenna efficiency is achieved. Dielectric constants (“dielectric constant” here means the relative dielectric constant ε r ) can be, for example, between a value of 1 and 30, preferably between a value of 1 and 10 and ter are preferably between 1 and 6, the specified number ranges in each case including the basic values to be understood. Examples of possible solid dielectrics can be plastic-based materials, for example using resins (for example phenolic resins, polyester resins, epoxy resins, bismaleimide / triazine resins, cyanate ester resins, polyimide resins) or hydrocarbons (for example polytetrafluoroethylene (Teflon)) manufactured materials. The solid dielectric can, for example, fill a complete space between the coupling antenna and the printed circuit board. It can furthermore also comprise cavities (for example at least partially constructed from porous material) or fill only parts of the intermediate space between the printed circuit board and the coupling antenna.
Das Gehäuse der Haltevorrichtung kann beispielsweise als ein- oder mehrteiliges Gehäuse ausgebildet sein und beispielsweise aus Kunststoff, beispielsweise durch ein Spritzgußverfahren, hergestellt sein. Das Gehäuse kann weiterhin Halteelemente zur Fixierung des in der Halteposition befindlichen tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts umfassen. Weiterhin kann die Haltevorrichtung aber auch als reine "Ablageschale" für das Funk- Kommunikationsgerät ohne zusätzliche Halteelemente zur Fixierung des Geräts ausgebildet sein. Die Haltevorrichtung kann weiterhin elektrische Kontaktelemente zur Stromversorgung des Funk-Kommunikationsgeräts und/oder zur elektronischen oder elektrischen Ankopplung an das Funk-Kommunikationsgerät umfassen.The housing of the holding device can be designed, for example, as a one-part or multi-part housing and can be made, for example, of plastic, for example by an injection molding process. The housing can further comprise holding elements for fixing the portable radio communication device located in the holding position. Furthermore, the holding device can also be designed as a pure "storage tray" for the radio communication device without additional holding elements for fixing the device. The holding device can furthermore comprise electrical contact elements for supplying power to the radio communication device and / or for electronic or electrical coupling to the radio communication device.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Kopplerbaugruppe weiterhin als mechanische Einheit, insbesondere als zusammenhängende mechanische Einheit ausgebildet sein. Insbesondere kann die Koppelantenne mit der Leiterplat- te über das Feststoff-Dielektrikum als Verbindungselement o- der Montageelement zu einer mechanischen Einheit verbunden sein. So können beispielsweise Koppelantenne und Leiterplatte jeweils mit dem Feststoff-Dielektrikum vermittels Klemm-, Schraub- oder auch Klebeverbindung verbunden sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Koppelantenne direkt mit der Leiterplatte beispielsweise über ein mechanisches Verbindungselement oder auch direkt verbunden ist und das Feststoff-Dielektrikum quasi dazwischen in einer Reibschluss- und/oder Kraftschlussverbindung "eingeklemmt" wird. Weiterhin kann die Koppelantenne auch direkt als metallischer Film auf dem Feststoff-Dielektrikum aufgebracht sein.In an advantageous embodiment of the invention, the coupler assembly can also be designed as a mechanical unit, in particular as a coherent mechanical unit. In particular, the coupling antenna with the printed circuit board te be connected via the solid dielectric as a connecting element or the mounting element to form a mechanical unit. For example, the coupling antenna and the printed circuit board can each be connected to the solid dielectric by means of a clamp, screw or adhesive connection. Furthermore, it can be provided that the coupling antenna is connected directly to the printed circuit board, for example via a mechanical connecting element or also directly, and the solid dielectric is “clamped” in between in a frictional and / or non-positive connection. Furthermore, the coupling antenna can also be applied directly as a metallic film on the solid dielectric.
Die Ausbildung der Kopplerbaugruppe als mechanisch zusammen- hängende Einheit vereinfacht den Herstellungsprozess einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weiter, da auf diese Weise eine vereinfachte Vormontage der Kopplerbaugruppe und nachfolgend eine sehr unkomplizierte Handhabung der Kopplerbaugruppe möglich wird.The design of the coupler assembly as a mechanically connected unit further simplifies the manufacturing process of a holding device according to the invention, since in this way a simplified pre-assembly of the coupler assembly and subsequently a very uncomplicated handling of the coupler assembly is possible.
So ermöglicht diese Ausgestaltung beispielsweise eine Herstellung der Kopplerbaugruppe, die vollkommen unabhängig von der Herstellung des Gehäuses der Haltevorrichtung oder weiterer Bauelemente der Haltevorrichtung ist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein odulares Konzept für Haltevorrichtungen mit derartigen Kopplerbaugruppen verwirklicht werden, welches einen "Baukasten" verschiedener Koppler beispielsweise für verschiedene Frequenzbereiche oder Zusammenstellungen verschiedener Frequenzbereiche und verschiedener Gehäuse für beispielsweise verschiedene Mobiltelefone vorsieht, wobei jeweils erst im letzten Montageschritt der Haltevorrichtung die entsprechenden Gehäuse und sonstigen Bauteile und entsprechende Kopplerbaugruppen kombiniert werden können. Auf diese Weise können sehr flexibel und kostengünstig erfindungsgemäße Haltevorrichtungen für eine Vielzahl unterschiedlicher Funk- Kommunikationsgeräte hergestellt werden.For example, this configuration enables the coupler assembly to be manufactured which is completely independent of the manufacture of the housing of the holding device or of further components of the holding device. In this way, for example, a modular concept for holding devices with such coupler assemblies can be realized, which provides a "kit" of different couplers, for example for different frequency ranges or combinations of different frequency ranges and different housings for, for example, different mobile telephones, the corresponding ones only in the last assembly step of the holding device Housing and other components and corresponding coupler assemblies can be combined. To this In this way, holding devices according to the invention for a large number of different radio communication devices can be produced very flexibly and inexpensively.
Weiterhin kann die Leiterplatte, beispielsweise zur Ankopplung an eine externe Antenne, mit einem Verbindungskabel verbunden sein. Ein solches Verbindungskabel kann als Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von beispielsweise 50 Ohm ausgebildet sein. Solche Kabel werden häufig in der Hochfre- quenztechnik zur Weiterleitung von Hochfrequenzsignalen verwendet .Furthermore, the circuit board can be connected to a connection cable, for example for coupling to an external antenna. Such a connecting cable can be designed as a coaxial cable with a characteristic impedance of, for example, 50 ohms. Such cables are often used in high-frequency technology for the transmission of high-frequency signals.
Für derartige Kabel kann die AnpassSchaltung beispielsweise zur Anpassung der Kopplerbaugruppe an den Wellenwiderstand des Ver indungs abeis und/oder nachfolgender Kabel, Antennen und/oder Schaltungen, insbesondere an einen Wellenwiderstand von 50 Ohm, ausgebildet sein. Eine solche Anpassschaltung, beispielsweise auch in Verbindung mit einem entsprechenden Verbindungskabel, ermöglicht beispielsweise eine verlustarme Ableitung eines von der Koppelantenne aufgenommenen Funksignals an einen externen Verbraucher wie beispielsweise eine elektronische Schaltung oder eine externe Antenne. Weiterhin ermöglicht eine derartige Ausgestaltung entsprechend auch eine verlustarme Einkopplung eines externen Hochfrequenzsignals in die Koppelantenne zur Abstrahlung an das tragbare Funk- Kommunikationsgerät .For such cables, the matching circuit can be designed, for example, to adapt the coupler module to the characteristic impedance of the induction circuit and / or subsequent cables, antennas and / or circuits, in particular to a characteristic impedance of 50 ohms. Such an adapter circuit, for example also in connection with a corresponding connection cable, enables, for example, a low-loss derivation of a radio signal picked up by the coupling antenna to an external consumer, such as an electronic circuit or an external antenna. Furthermore, such an embodiment also enables a low-loss coupling of an external high-frequency signal into the coupling antenna for radiation to the portable radio communication device.
Zur weiteren Steigerung der Effizienz der Koppelantenne kann das Gehäuse eine hintere Gehäuseschale und eine zwischen Kopplerbaugruppe und hinterer Gehäuseschale befindliche e- lektrisch leitfähige Schicht umfassen. Vermittels einer solchen, aus dem Blickwinkel des Funk-Kommunikationsgeräts "hinter" der Kopplerbaugruppe liegenden "Antennenmasse" lässt sich die Kopplungseffizienz zwischen Koppelantenne und einer entsprechenden Antenne des Funk-Kommunikationsgeräts steigern. Weiterhin kann die elektrisch leitfähige Schicht auch von außen kommende Störstrahlung von der Kopplerbaugruppe fernhalten oder deren Einwirkung auf den Koppler reduzieren.To further increase the efficiency of the coupling antenna, the housing can comprise a rear housing shell and an electrically conductive layer located between the coupler assembly and the rear housing shell. By means of such an "antenna ground" from the point of view of the radio communication device "behind" the coupler assembly the coupling efficiency between coupling antenna and a corresponding antenna of the radio communication device increase. Furthermore, the electrically conductive layer can also keep interference radiation coming from outside away from the coupler assembly or reduce its effect on the coupler.
Die elektrisch leitfähige Schicht kann aus einem metallischen Material, einem leitfähigen Kunststoff oder einem Kohlenstoffmaterial (Graphit, Nanotubes, ...) hergestellt sein. Sie kann beispielsweise als mechanisch freitragende Struktur, beispielsweise ein "Masseblech", ausgebildet sein. Weiterhin kann die elektrisch leitfähige Schicht auch auf zumindest Bereichen der hinteren Gehäuseschale aufgebracht oder mit dieser verbunden sein. In der letzteren Ausgestaltung ergibt sich eine besonders einfache Montage einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung, da beim Zusammenbau kein gesondertes Bauteil für die elektrisch leitfähige Schicht montiert werden muss. Die Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Schicht als freitragendes Bauteil ermöglicht eine flexiblere Herstel- lung von erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen, da beispielsweise, entsprechend dem vorstehend bereits erläuterten "Baukastenprinzip", verschieden ausgestaltete elektrisch leitfähige Schichten für jeweils unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden können.The electrically conductive layer can be made of a metallic material, a conductive plastic or a carbon material (graphite, nanotubes, ...). For example, it can be designed as a mechanically self-supporting structure, for example a “ground plate”. Furthermore, the electrically conductive layer can also be applied to or connected to at least regions of the rear housing shell. The latter embodiment results in a particularly simple assembly of a holding device according to the invention, since no separate component for the electrically conductive layer has to be assembled during assembly. The design of the electrically conductive layer as a self-supporting component enables a more flexible manufacture of holding devices according to the invention, since, for example, in accordance with the “modular principle” already explained above, differently designed electrically conductive layers can be used for different applications.
Zur Verbindung der Kopplerbaugruppe mit der elektrisch leitfähigen Schicht kann die Kopplerbaugruppe Kontaktmittel zur lösbaren Verbindung mit der elektrisch leitfähigen Schicht umfassen. Diese Kontaktmittel können insbesondere mindestens einen Federkontakt und/oder mindestens einen Druckkontakt umfassen. Derartige Kontaktmittel erlauben eine besonders einfache Montage der Haltevorrichtung, da sie beim Zusammenbau der Haltevorrichtung keinen zusätzlichen Verbindungsschritt beispielsweise durch Löten oder Kleben erfordern.To connect the coupler assembly to the electrically conductive layer, the coupler assembly can include contact means for detachable connection to the electrically conductive layer. These contact means can in particular comprise at least one spring contact and / or at least one pressure contact. Such contact means allow a particularly simple assembly of the holding device, since they are during assembly the holding device does not require an additional connection step, for example by soldering or gluing.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch eine Koppler- baugruppe für eine Haltevorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Austausch von Funksignalen mit einem in einer Halteposition in der Haltevorrichtung aufgenommenen tragbaren Funk-Kommunikationsgerät gelöst. Dabei umfasst die Kopplerbaugruppe eine Koppelantenne, eine auf einer Leiter- platte befindliche elektrische Anpassschaltung und ein sich zumindest abschnittsweise zwischen der Koppelantenne und der Leiterplatte erstreckendes Feststoff-Dielektrikum.The above-mentioned object is also achieved by a coupler assembly for a holding device according to the above description for exchanging radio signals with a portable radio communication device accommodated in a holding position in the holding device. The coupler assembly comprises a coupling antenna, an electrical matching circuit located on a circuit board and a solid dielectric extending at least in sections between the coupling antenna and the circuit board.
Weiterhin kann eine solche Kopplerbaugruppe als mechanisch zusammenhängende Einheit ausgebildet sein. Insbesondere können die Koppelantenne und die Leiterplatte zum Beispiel vermittels des Feststoff-Dielektrikums als Montage- und/oder Verbindungselement zu einer mechanischen Einheit verbunden sein.Furthermore, such a coupler assembly can be designed as a mechanically connected unit. In particular, the coupling antenna and the printed circuit board can be connected to a mechanical unit, for example by means of the solid dielectric as an assembly and / or connecting element.
Solche Kopplerbaugruppen weisen den Vorteil auf, dass sie eine einfach montierbare Haltevorrichtung für ein Funk- Kommunikationsgerät ermöglichen, da sie eine Vormontage der Kopplerbaugruppe und dadurch eine vereinfachte Montage der Haltevorrichtung erlauben.Such coupler assemblies have the advantage that they enable an easily mountable holding device for a radio communication device, since they allow the coupler assembly to be preassembled and thereby simplify the assembly of the holding device.
Weiterhin kann die Leiterplatte der Kopplerbaugruppe mit einem Verbindungskabel verbunden oder verbindbar sein, wobei das Verbindungskabel vorzugsweise als Koaxialkabel und/oder als Kabel mit einem Wellenwiderstand von im Wesentlichen 50 Ohm ausgebildet sein kann. Die auf der Leiterplatte befindliche Anpassschaltung kann dann zur Anpassung der Kopplerbaugruppe an den Wellenwiderstand des Verbindungskabels ausge- bildet sein. Eine solche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplerbaugruppe ermöglicht einen effizientes Signal- und/oder Datenaustausch der Koppelantenne mit externen Einrichtungen wie beispielsweise einer elektronischen oder e- lektrischen Schaltung oder einer externen Antenne.Furthermore, the circuit board of the coupler module can be connected or connectable with a connecting cable, the connecting cable preferably being designed as a coaxial cable and / or as a cable with a characteristic impedance of essentially 50 ohms. The matching circuit located on the printed circuit board can then be adapted to match the coupler module to the characteristic impedance of the connecting cable. be educated. Such a configuration of a coupler module according to the invention enables an efficient signal and / or data exchange of the coupling antenna with external devices such as, for example, an electronic or electrical circuit or an external antenna.
Die Effizienz der Kopplerbaugruppe, insbesondere der Koppelantenne, lässt sich zumindest indirekt weiter steigern, wenn die Kopplerbaugruppe beispielsweise Kontaktmittel zur lösba- ren Verbindung mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere mindestens einem Federkontakt oder mindestens einem Druckkontakt umfasst. Solche Kontaktmittel ermöglichen nämlich die Ankopplung der Kopplerbaugruppe an eine externe "Antennenmasse", welche zum Beispiel eine genauere Abstimmung der Antenne auf ein oder mehrere zu empfangende Frequenzbereiche, eine verbesserte Kopplungseffizient und/oder eine Abschirmung der Koppelantenne gegen Störstrahlung von außen ermöglicht.The efficiency of the coupler module, in particular the coupler antenna, can be at least indirectly increased further if the coupler module comprises, for example, contact means for releasable connection to an electrically conductive layer, in particular at least one spring contact or at least one pressure contact. Such contact means enable the coupling assembly to be coupled to an external "antenna ground", which, for example, enables the antenna to be tuned more precisely to one or more frequency ranges to be received, an improved coupling efficiency and / or a shielding of the coupling antenna against external radiation.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Kopplerbaugruppe zur Verwendung in einer Haltevorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung vorgesehen sein.In a further embodiment of the invention, the coupler assembly can be provided for use in a holding device as described above.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst von ei- nem Verfahren zur Herstellung einer Haltevorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung, wobei bei der Herstellung der Haltevorrichtung die Kopplerbaugruppe als vormontierte mechanische Einheit mit dem Gehäuse verbunden wird. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Herstellung der Haltevor- richtung, da in spezialisierten Produktionsschritten oder - anlagen sowohl die Kopplerbaugruppe als auch andere Teile der Haltevorrichtung, beispielsweise das Gehäuse, hergestellt werden und in einem einzigen Montageschritt Kopplerbaugruppe und mechanische Einheit verbunden werden . Auf diese Weise ergibt sich ein sehr preiswertes , schnelles und auch flexibles Herstellungsverfahren für Haltevorrichtungen mit einer Kopplerbaugruppe zur Halterung von Funk-Kommunikationsgeräten . Insbesondere können die Produktion für verschiedene Baugruppen der Haltevorrichtung sowie deren Montage in unterschiedlichen und spezialisierten Firmen erfolgen, was besonders kostengünstige und trotzdem technisch hochwertige Haltevorrichtungen ermöglicht .The above-mentioned object is further achieved by a method for producing a holding device according to the above description, the coupler assembly being connected to the housing as a pre-assembled mechanical unit when producing the holding device. This results in a very simple manufacture of the holding device, since both the coupler assembly and other parts of the holding device, for example the housing, are produced in specialized production steps or systems and the coupler assembly in a single assembly step and mechanical unit can be connected. This results in a very inexpensive, fast and also flexible manufacturing method for holding devices with a coupler module for holding radio communication devices. In particular, the production for different assemblies of the holding device and their assembly can be carried out in different and specialized companies, which enables particularly inexpensive, yet technically high-quality holding devices.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Kopplerbaugruppe vor der Montage mit dem Gehäuse bereits mit einem Verbindungskabel verbunden sein. Auf diese Weise wird die •Kopplerbaugruppe mit dem Verbindungskabel als komplette Baugruppe mit dem Gehäuse verbunden. Diese Ausgestaltung vereinfacht das Herstellungsverfahren für die Haltevorrichtung weiterhin, da ein weiterer Montageschritt, nämlich die Verbindung des Verbindungskabels mit der Anpassschaltung beispielsweise durch Löten oder Stecken, ebenfalls bereits vor der Endmontage der Haltevorrichtung vorgenommen wird.In an advantageous embodiment of the method, the coupler assembly can already be connected to the housing with a connecting cable before assembly. In this way, the • coupler assembly with the connection cable is connected as a complete assembly to the housing. This embodiment further simplifies the manufacturing process for the holding device, since a further assembly step, namely the connection of the connecting cable to the adapter circuit, for example by soldering or plugging, is also carried out before the final assembly of the holding device.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous refinements are contained in the subclaims.
Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert werden. Es zeigen im Einzelnen:The invention is to be explained below by way of example with reference to the following figures. They show in detail:
Figur 1: Kopplerbaugruppe mit VerbindungskabelFigure 1: Coupler module with connecting cable
Figur 2: Kopplerbaugruppe nach Figur 1 mit Federkontakten für eine externe Antennenmasse Figur 3 : Oberschale einer Mobiltelefonhalterung mit angebrachter KopplerbaugruppeFigure 2: Coupler module according to Figure 1 with spring contacts for an external antenna mass Figure 3: Upper shell of a mobile phone holder with attached coupler assembly
Figur 4 : Explosionszeichnung einer Halterung für ein Mobil- telefon mit einer Oberschale, einer Kopplerbaugruppe und einer UnterschaleFigure 4: Exploded view of a holder for a mobile phone with an upper shell, a coupler assembly and a lower shell
Figur 5 : Explosionszeichnung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Haltevorrichtung für ein Mobiltele- fon mit einer Oberschale, einer Kopplerbaugruppe, einem Masseblech und einer UnterschaleFigure 5: Exploded view of a further embodiment of a holding device for a mobile phone with an upper shell, a coupler assembly, a ground plate and a lower shell
Figur 6 : Beispiel für eine AnpassschaltungFigure 6: Example of a matching circuit
Figur 1 stellt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Kopplerbaugruppe 100 dar. Die Kopplerbaugruppe 100 umfasst eine Koppelantenne 110, ein Feststoff-Dielektrikum 112, eine Leiterplatte 114 und ein Verbindungskabels 120 zur Verbindung einer auf der Leiterplatte 114 befindlichen Anpassschaltung (in Figur 1 nicht dargestellt) mit einer externen Antenne.1 shows an example of a coupler assembly 100 according to the invention. The coupler assembly 100 comprises a coupling antenna 110, a solid dielectric 112, a printed circuit board 114 and a connecting cable 120 for connecting an adapter circuit located on the printed circuit board 114 (not shown in FIG. 1) an external antenna.
Die Leiterplatte 114 trägt die Bauelemente für die in Figur 1 nicht dargestellte Anpassschaltung, welche auf der dem Dielektrikum 112 zugewandten Seite der Leiterplatte 114 montiert sind. Dazu ist im Dielektrikum 112 eine entsprechende Aussparung vorgesehen. Die Koppelantenne 110 und die Leiterplatte 114 sind über eine in Figur 1 ebenfalls nicht dargestellte elektrische Verbindungsleitungen verbunden, über welche beispielsweise ein von der externen Antenne empfangenes oder ein von der Koppelantenne 110 empfangenes Signal übertragen wird.The printed circuit board 114 carries the components for the matching circuit, not shown in FIG. 1, which are mounted on the side of the printed circuit board 114 facing the dielectric 112. For this purpose, a corresponding recess is provided in the dielectric 112. The coupling antenna 110 and the printed circuit board 114 are connected via an electrical connection line, also not shown in FIG. 1, via which a signal received by the external antenna or a signal received by the coupling antenna 110 is transmitted, for example.
Die Koppelantenne 110 ist als freitragende Metallstruktur ausgebildet, wobei die Form der Koppelantenne insbesondere auf die Verwendung mit einem GSM-Mobiltelefon mit einem Frequenzbereich in der Nähe von 900 und 1800 Megahertz ausgelegt ist. Das Verbindungskabel 120 ist ein sogenanntes Koaxialkabel, welches mit der Leiterplatte 114 verlötet ist und einen Wellenwiderstand von 50 Ohm aufweist. Über diese Koaxialleitung 120 werden beispielsweise von der Koppelantenne 110 empfangene Signale der externen Antenne zugeführt oder von der externen Antenne empfangene Signale der Koppelantenne 110 zugeführt.The coupling antenna 110 is designed as a self-supporting metal structure, the shape of the coupling antenna in particular is designed for use with a GSM mobile phone with a frequency range near 900 and 1800 megahertz. The connecting cable 120 is a so-called coaxial cable, which is soldered to the printed circuit board 114 and has a characteristic impedance of 50 ohms. Via this coaxial line 120, signals received by the coupling antenna 110 are fed to the external antenna, or signals received by the external antenna are fed to the coupling antenna 110.
Figur 2 stellt unter anderem das bereits in Figur 1 dargestellte Koppelmodul 100 in Explosionszeichnung dar, wobei zusätzlich zwei Federkontakte 116 dargestellt sind, vermittels welchen die Leiterplatte 114 mit einer größerflächigen Anten- nenmasse-Schicht verbunden werden kann. Dabei werden die Federkontakte 116 seitlich auf die Leiterplatte 114 aufgesteckt. Die Federfüße der Federkontakte 116 berühren im zusammengebauten Zustand einer entsprechenden Mobiltelefon- Haltevorrichtung die Antennenmasse-Schicht.FIG. 2 shows, among other things, the coupling module 100 already shown in FIG. 1 in an exploded view, two additional spring contacts 116 also being shown, by means of which the printed circuit board 114 can be connected to a larger-area antenna ground layer. The spring contacts 116 are attached laterally to the printed circuit board 114. The spring feet of the spring contacts 116 touch the antenna ground layer in the assembled state of a corresponding mobile phone holding device.
Figur 3 stellt das bereits in Figur 1 und Figur 2 dargestellte Koppelmodul 100 mit daran angebrachten Federkontakten 116 in einem an einer Gehäuseoberschale 210 eines Mobiltelefonhalters angebrachten Weise dar. Dabei wird das Oberteil des Koppelmoduls, bestehend aus der Koppelantenne (in Figur 3 nicht dargestellt) , dem Dielektrikum 112 sowie der Leiterplatte 114 mit den Federkontakten 116, von zwei Kunststoffhaken 214 und einer Haltenase 216 fixiert. Das Ende des Koaxialkabels 120 wird zwischen zwei Kunststoffstegen 212 einge- klemmt.3 shows the coupling module 100 already shown in FIG. 1 and FIG. 2 with spring contacts 116 attached to it in a manner attached to an upper housing shell 210 of a mobile phone holder. The upper part of the coupling module, consisting of the coupling antenna (not shown in FIG. 3), the dielectric 112 and the printed circuit board 114 with the spring contacts 116, fixed by two plastic hooks 214 and a retaining lug 216. The end of the coaxial cable 120 is clamped between two plastic webs 212.
In Figur 4 ist in einer Explosionszeichnung eine Halteschale 200 für ein Mobiltelefon dargestellt, welches aus einer Ober- schale 210, dem bereits in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kopplermodul 100 und einer Unterschale 220 besteht. Die Unterschale enthält dabei eine metallische Schicht 310, welche als Antennenmasse zur Abstimmung der Antenne und zum Schutz der Koppelantenne vor Streustrahlung wirkt. Die metallische Schicht 310 ist in zusammengebautem Zustand der Halteschale 200 über die Federkontakte 116 mit der Leiterplatte 114 verbunden. Der Aufbau des Kopplermoduls 100 entspricht dem in Figur 1 und 2 dargestellten Aufbau. Beim Zusammenbau des Hal- ters 200 wird, wie im Zusammenhang mit Figur 3 bereits erläutert, das Kopplermodul 100 mit der Oberschale 210 verbunden und dann diese Gesamtbaugruppe mit der Unterschale 220 zusammengebracht. Dabei wird dann auch, wie ebenfalls erwähnt, eine Verbindung von Antennenmasse 310 und Leiterplatte 114 über die Federkontakte 116 hergestellt.FIG. 4 shows an exploded view of a holding shell 200 for a mobile phone, which is made from an upper shell 210, the coupler module 100 already shown in FIGS. 1 and 2 and a lower shell 220. The lower shell contains a metallic layer 310, which acts as an antenna mass for tuning the antenna and for protecting the coupling antenna from stray radiation. In the assembled state of the holding shell 200, the metallic layer 310 is connected to the printed circuit board 114 via the spring contacts 116. The structure of the coupler module 100 corresponds to the structure shown in FIGS. 1 and 2. When the holder 200 is assembled, the coupler module 100 is connected to the upper shell 210, as already explained in connection with FIG. 3, and this entire assembly is then brought together with the lower shell 220. In this case, as also mentioned, a connection between antenna ground 310 and printed circuit board 114 is then established via spring contacts 116.
Figur 5 zeigt die Haltevorrichtung 200 für ein Mobiltelefon, wie sie bereits in Figur 4 dargestellt ist, mit einer alternativen Ausführungsform für das Masseblech. In Figur 5 ist ebenfalls die Gehäuseoberschale 210, das Koppelmodul 100 und die Unterschale 220 dargestellt. Weiterhin ist ein freitragendes Masseblech 220 vorgesehen, welches seinerseits Federkontakte 322 umfasst, über welche der Kontakt zwischen Masseblech 320 und der Leiterplatte 114 hergestellt wird. In dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an der Leiterplatte 114 keine eigenen Federkontakte angebracht und notwendig.FIG. 5 shows the holding device 200 for a mobile telephone, as is already shown in FIG. 4, with an alternative embodiment for the ground plate. FIG. 5 also shows the housing upper shell 210, the coupling module 100 and the lower shell 220. Furthermore, a self-supporting ground plate 220 is provided, which in turn comprises spring contacts 322, via which the contact between ground plate 320 and the printed circuit board 114 is made. In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, no separate spring contacts are attached and necessary on the printed circuit board 114.
Der Zusammenbau der Vorrichtung 200 erfolgt wie der in Figur 4 dargestellte durch Montieren des Kopplermoduls 100 mit der Oberschale 210. Weiterhin wird das Masseblech 320 mit der Federkontakten 322 in die Unterschale 220 montiert und dann die vormontierte Oberschale 210 mit der vormontierten Unterschale 220 zusammengebracht, wobei über die Federkontakte 322 ein elektrischer Kontakt zwischen Masseblech 320 und Leiterplatte 114 hergestellt wird.The assembly of the device 200, like that shown in FIG. 4, is carried out by mounting the coupler module 100 with the upper shell 210. Furthermore, the ground plate 320 with the spring contacts 322 is mounted in the lower shell 220 and then the preassembled upper shell 210 with the preassembled lower shell 220 brought together, wherein an electrical contact between ground plate 320 and printed circuit board 114 is made via the spring contacts 322.
Figur 6 zeigt ein Schaltbild für ein Beispiel einer Anpass- schaltung, wie sie auf der Leiterplatte 114 der vorangegangenen Ausführungsbeispiele realisiert sein kann. Die Schaltung 400 ermöglicht eine Anpassung der Koppelantenne 110 an den Wellenwiderstand von 50 Ohm der Koaxialleitung 120. Sie be- steht aus einem ersten Kondensator 410 in Serie zur Kopplerantenne mit einer Kapazität von 1,8 Pico-Farad und einer zweiten Kapazität 412 parallel zur Kopplerantenne mit einer Kapazität von 1,5 Pico-Farad. Weiterhin umfasst die Schaltung 400 eine Induktivität 414 in Serie zur Kopplerantenne mit ei- ner Induktivität von 1,8 mal 10~9 Henry und eine zweite Induktivität 416 parallel zur Kopplerantenne mit einer Induktivität von 4,7 mal 10~9 Henry.FIG. 6 shows a circuit diagram for an example of a matching circuit, as can be implemented on the circuit board 114 of the previous exemplary embodiments. The circuit 400 enables the coupling antenna 110 to be adapted to the characteristic impedance of 50 ohms of the coaxial line 120. It consists of a first capacitor 410 in series with the coupler antenna with a capacitance of 1.8 pico-farads and a second capacitance 412 in parallel with the coupler antenna with a capacity of 1.5 pico farads. The circuit 400 further comprises an inductor 414 in series with the coupler antenna with an inductance of 1.8 times 10 ~ 9 Henry and a second inductor 416 in parallel with the coupler antenna with an inductance of 4.7 times 10 ~ 9 Henry.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Aufnahme eines tragbaren Funk-Kommunikationsgeräts in einer Halteposition, wobei die Haltevorrichtung eine Kopplerbaugruppe zum Austausch von Funksignalen mit dem in der Halteposition befindlichen tragbaren Funkkommunikationsgerät und ein Gehäuse, welches die Kopplerbaugruppe zumindest teilweise um- gibt, umfasst, wobei die Kopplerbaugruppe eine Koppelantenne, eine auf einer Leiterplatte befindliche elektrische Anpassschaltung und eine sich zumindest abschnittsweise zwischen der Koppelantenne und der Leiterplatte erstreckendes Feststoff-Dielektrikum umfasst. Eine solche Haltevorrichtung er- möglicht eine vereinfachte Herstellung der Haltevorrichtung, da durch die Ausgestaltung der Kopplerbaugruppe eine Vormontage der Kopplerbaugruppe möglich wird. Dies erlaubt beispielsweise eine vereinfachte und flexiblere Endmontage der Haltevorrichtung, welche dann im einfachsten Fall nur noch aus einem Zusammenbau der Kopplerbaugruppe mit dem Gehäuse der Haltevorrichtung bestehen kann. The present invention relates to a holding device for receiving a portable radio communication device in a holding position, the holding device comprising a coupler assembly for exchanging radio signals with the portable radio communication device located in the holding position and a housing which at least partially surrounds the coupler assembly the coupler assembly comprises a coupling antenna, an electrical matching circuit located on a printed circuit board and a solid dielectric extending at least in sections between the coupling antenna and the printed circuit board. Such a holding device enables a simplified manufacture of the holding device, since the design of the coupler assembly enables the coupler assembly to be preassembled. This allows, for example, a simplified and more flexible final assembly of the Holding device, which in the simplest case can only consist of an assembly of the coupler assembly with the housing of the holding device.

Claims

Patentansprüche claims
1. Haltevorrichtung (200) zur Aufnahme eines tragbaren Funk- Kommunikationsgeräts in einer Halteposition, umfassend - eine Kopplerbaugruppe (100) zum Austausch von Funksignalen mit dem in der Halteposition befindlichen tragbaren Funk-Kommunikationsgerät, und - ein Gehäuse (210, 220), welches die Kopplerbaugruppe zumindest teilweise umgibt, dadurch geken zeichnet, dass die Kopplerbaugruppe (100) eine Koppelantenne (110) , eine auf einer Leiterplatte (114) befindliche elektrische Anpassschaltung (400) und ein sich zumindest abschnittsweise zwischen der Koppelantenne (110) und der Leiter- platte (114) erstreckendes Feststoff-Dielektrikum (112) umfasst.1. Holding device (200) for receiving a portable radio communication device in a holding position, comprising - a coupler module (100) for exchanging radio signals with the portable radio communication device in the holding position, and - a housing (210, 220), which at least partially surrounds the coupler assembly, characterized in that the coupler assembly (100) has a coupling antenna (110), an electrical matching circuit (400) located on a printed circuit board (114) and an at least sectionally between the coupling antenna (110) and the conductor plate (114) extending solid dielectric (112).
2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplerbaugruppe (100) als mechanische Einheit ausgebildet ist, insbesondere dass die Koppelantenne (110) und die Leiterplatte (114) über das Feststoff- Dielektrikum 112) als Verbindungselement zu einer mechanischen Einheit verbunden sind.2. Holding device according to claim 1, characterized in that the coupler assembly (100) is designed as a mechanical unit, in particular that the coupling antenna (110) and the printed circuit board (114) via the solid dielectric 112) are connected as a connecting element to a mechanical unit.
3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 da du r ch g e e n n z e i c hn e t , dass die Leiterplatte (114) mit einem Verbindungskabel (120) verbunden oder verbindbar ist, insbesondere mit ei- nem Verbindungskabel (120) mit einem Wellenwiderstand von im Wesentlichen 50 Ohm verbunden oder verbindbar ist . 3. Holding device according to claim 1 or 2, since the circuit board (114) is or can be connected to a connecting cable (120), in particular to a connecting cable (120) with a characteristic impedance of essentially 50 ohms is connected or connectable.
4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassschaltung (400) zur Anpassung der Kopplerbaugruppe (100) an einen Wellenwiderstand des Verbin- dungskabels (120) ausgebildet ist.4. Holding device according to claim 3, characterized in that the matching circuit (400) is designed to adapt the coupler assembly (100) to a characteristic impedance of the connecting cable (120).
5. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (210, 220) eine hintere Gehäuseschale (220) umfasst und die Haltevorrichtung (200) eine sich zumindest abschnittsweise zwischen Kopplerbaugruppe (100) und hinterer Gehäuseschale (220) erstreckende elektrisch leitfähige Schicht (310, 320) umfasst.5. Holding device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing (210, 220) comprises a rear housing shell (220) and the holding device (200) extending at least in sections between the coupler assembly (100) and the rear housing shell (220) comprises electrically conductive layer (310, 320).
6. Haltevorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplerbaugruppe (100) Kontaktmittel (116) zur lösbaren Verbindung mit der elektrisch leitfähige Schicht (310, 320) , insbesondere mindestens einen Federkontakt (116) oder mindestens einen Druckkontakt, umfasst.6. Holding device according to claim 5, characterized in that the coupler assembly (100) comprises contact means (116) for detachable connection to the electrically conductive layer (310, 320), in particular at least one spring contact (116) or at least one pressure contact.
7. Haltevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (310, 320) auf der hinteren Gehäuseschale (220) , insbesondere einer Innenseite der hinteren Gehäuseschale (220) aufgebracht ist.7. Holding device according to claim 5 or 6, characterized in that the electrically conductive layer (310, 320) on the rear housing shell (220), in particular an inner side of the rear housing shell (220) is applied.
8. Haltevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (310, 320) als selbsttragende Struktur, insbesondere als ein Abschirmblech (320), ausgebildet ist. 8. Holding device according to claim 5 or 6, characterized in that the electrically conductive layer (310, 320) is designed as a self-supporting structure, in particular as a shielding plate (320).
9. Kopplerbaugruppe (100) für eine Haltevorrichtung (200) zum Austausch von Funksignalen mit einem in einer Halteposition in der Haltevorrichtung (200) aufgenommenen tragbaren Funk-Kommunikationsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelerbaugruppe (100) eine Koppelantenne (110), eine auf einer Leiterplatte (114) befindliche e- lektrische Anpassschaltung (400) und ein sich zumindest abschnittsweise zwischen der Koppelantenne (110) und der Leiterplatte (114) erstreckendes Feststoff-Dielektrikum (112) umfasst.9. Coupler module (100) for a holding device (200) for exchanging radio signals with a portable radio communication device received in a holding position in the holding device (200), characterized in that the coupler module (100) has a coupling antenna (110), one on comprises an electrical matching circuit (400) located on a printed circuit board (114) and a solid dielectric (112) extending at least in sections between the coupling antenna (110) and the printed circuit board (114).
10. Kopplerbaugruppe nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplerbaugruppe (100) als mechanisch zusammenhängende Einheit ausgebildet ist, insbesondere dass die Koppelantenne (110) und die Leiterplatte (114) vermittels des Feststoff-Dielektrikums (112) zu einer mechanischen Einheit verbunden sind.10. Coupler module according to claim 9, characterized in that the coupler module (100) is designed as a mechanically connected unit, in particular that the coupling antenna (110) and the printed circuit board (114) are connected to a mechanical unit by means of the solid dielectric (112).
11. Kopplerbaugruppe nach Anspruch 9 oder 10 dadurch ge ennzeichnet, dass die Leiterplatte (114) mit einem Verbindungskabel (120) verbunden oder verbindbar ist, insbesondere mit ei- nem Verbindungskabel (120) mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm verbunden oder verbindbar ist.11. Coupler module according to claim 9 or 10, characterized in that the circuit board (114) is connected or can be connected to a connecting cable (120), in particular is or can be connected to a connecting cable (120) with a characteristic impedance of 50 ohms.
12. Kopplerbaugruppe nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die AnpassSchaltung (400) zur Anpassung der Kopplerbaugruppe (100) an einen Wellenwiderstand des Verbindungskabels (120) ausgebildet ist. 12. Coupler module according to claim 11, characterized in that the matching circuit (400) is designed to adapt the coupler module (100) to a characteristic impedance of the connecting cable (120).
13. Kopplerbaugruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplerbaugruppe (100) Kontaktmittel (116) zur lösbaren Verbindung mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (310, 320), insbesondere mindestens einen Federkontakt (116) oder mindestens einen Druckkontakt, umfasst.13. Coupler module according to one of claims 9 to 12, characterized in that the coupler module (100) comprises contact means (116) for releasable connection to an electrically conductive layer (310, 320), in particular at least one spring contact (116) or at least one pressure contact ,
14. Kopplerbaugruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.14. Coupler module according to one of claims 9 to 13, characterized in that the holding device (200) is designed according to one of claims 1 to 8.
15. Verfahren zur Herstellung einer Haltevorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei der Herstellung der Haltevorrichtung (200) die Kopplerbaugruppe (10O) als vormontierte mechanische Einheit mit dem Gehäuse (210, 220) verbunden wird.15. The method for producing a holding device (200) according to one of claims 1 to 8, wherein in the manufacture of the holding device (200) the coupler assembly (10O) is connected as a pre-assembled mechanical unit to the housing (210, 220).
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei bei der Herstellung der Haltevorrichtung (200) die Kopplerbaugruppe (10O) mit einem mit der Kopplerbaugruppe (100) verbundenen Verbindungskabel (120) als vormontierte mechanische Einheit mit dem Gehäuse (210, 220) verbunden wird. 16. The method according to claim 15, wherein in the manufacture of the holding device (200), the coupler assembly (10O) is connected to the housing (210, 220) with a connecting cable (120) connected to the coupler assembly (100) as a pre-assembled mechanical unit.
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