WO2009019177A1 - Mehrteilige antenne mit zirkularer polarisation - Google Patents

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WO2009019177A1
WO2009019177A1 PCT/EP2008/059987 EP2008059987W WO2009019177A1 WO 2009019177 A1 WO2009019177 A1 WO 2009019177A1 EP 2008059987 W EP2008059987 W EP 2008059987W WO 2009019177 A1 WO2009019177 A1 WO 2009019177A1
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antenna
antenna branch
branch
antenna device
loop
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PCT/EP2008/059987
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Guy-Aymar Chakam
Martin Weinberger
Andreas Schäfer
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Continental Automotive Gmbh
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H01Q9/27—Spiral antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H01Q1/3241—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems particular used in keyless entry systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith

Definitions

  • the invention relates to a device for transmitting and receiving electromagnetic waves, and more particularly relates to a circular polarization antenna device.
  • radio-based access systems In order to allow controlled access to motor vehicles, radio-based access systems have become standard. These access systems are primarily for the convenient unlocking and closing of vehicle doors and trunk, as well as the activation and deactivation of an existing in the vehicle immobilizer.
  • bidirectional communication By integrating bidirectional communication into the radio transmission between the mobile radio station of the access system and the remote terminal formed in the vehicle as an on-board station, remote control and remote interrogation functions can be realized. Thus, it is possible to retrieve the status of the vehicle related data by means of the mobile station. For example, information about the level of the fuel tank, the tire pressure or the like.
  • bidirectional communication usually also offers the possibility of calling additional functions of the vehicle, so that e.g. Have vehicle windows, sunroofs and sliding doors, but also a possibly existing in the vehicle auxiliary heater operated from a distance.
  • the frequency bands available for the radio connection between the mobile station and the on-board station of the access system are predominantly in the ISM band (Industrial, Scientific, and Medical Band; Industrial, Scientific, and Medical Band).
  • the frequency bands reserved for the radio communication are not identical in all countries, so that the radio stations usually have to be optimized for several frequency bands.
  • the services supported by the radio-based access systems require a range of a few meters (eg to unlock the vehicle doors) up to several hundred meters and for remote queries possibly kilometers. Certain services such as the opening of the vehicle doors can sometimes be called only when a certain distance from the vehicle is fallen below. Others, such as querying the current parking time, should be executable over as long a distance as possible.
  • the propagation conditions for the radio waves between the two stations of the access system are characterized by various parameters. Apart from the frequency range, these are primarily the distance between the radio stations, the polarization direction of the electromagnetic wave used for radio transmission, the type of antenna (s) mounted in or on the vehicle, the type of antenna (s) used in the mobile station, Orientation of the mobile radio station in the room and their location in the hand or on the body of the user and finally the environment in the area of the radio link, which can lead to a multipath propagation of the radio signals.
  • the antenna (s) of the radio station in the vehicle is (are) generally designed such that a certain polarization of the radio wave is preferred for the transmitted and received signals. Usually this is the vertical polarization, i. the polarization direction in which the E vector is vertically aligned. This is due to the shortened vertical monopole antenna used predominantly on the vehicles.
  • the mobile radio stations usually loop or monopole antennas and combinations of both types of antennas are used.
  • monopole antennas especially helix antennas are preferred.
  • Loop antennas are characterized by their low hand sensitivity, but generally have a low efficiency and produce a purely linear polarization.
  • monopole antennas The efficiency of monopole antennas is usually greater, but due to the smaller mass counterweight, the power transmitted through the antenna is very sensitive to touch (hand sensitivity). This type of antenna also supports only one direction of polarization and, moreover, also has an additional zero point in the directional diagram. In smaller range mobile radios, monopole antennas are sometimes used, printed directly on the device's circuit board. In this case, the hand sensitivity is even greater, since when using the device usually the entire antenna is covered by hand.
  • antenna arrangements with a combination of loop and monopole antennas allow for a compromise, depending on the touch outweighs the characteristics of one or the other type of antenna.
  • the two antennas are connected in parallel, whereby a detuning of one of the two antennas always has an effect on the emission or reception characteristic of the respective other antenna. Radiation and reception of electromagnetic waves are also largely linearly polarized in these antenna combinations.
  • Loop structures usually have too high losses in the conductor dimensions acceptable for mobile radio stations in order to be suitable for the required ranges.
  • Combinations of these are always areas in the directional diagram where no or only insufficient connection is possible.
  • the so-called zeros in the directional diagram is here in particular the linear polarization a problem. Since a user usually decides how to hold the mobile radio station in hand, it is not possible for a manufacturer to coordinate the relative polarization directions of the mobile station and on-board station. Rather, it can be assumed that the polarization directions of both stations can be oriented to one another in case of need. Depending on the direction of polarization, different transmission conditions may therefore prevail at the same distances between the mobile radio station and the vehicle. In extreme cases, the polarization directions of the mobile station and the on-board station can be perpendicular to one another, whereby despite usually sufficient transmission power, even at relatively small distances, no communication is established.
  • the object of the invention is to specify an antenna arrangement which enables a more reliable transmission of radio signals between a mobile radio station and another radio station.
  • the invention comprises an antenna device having a first antenna branch and a second antenna branch, wherein both the first and the second antenna branch in the form of an unconnected conductor loop and the first antenna branch in a direction substantially perpendicular to the area bounded by the respective conductor loop surface is arranged at a distance from the second antenna branch such that the first loop direction determined by the root point to the free end of the first antenna branch is arranged opposite to the second loop direction determined by the root point to the free end of the second antenna branch.
  • the invention further comprises a radio station having such an antenna device.
  • a radio station having such an antenna device.
  • a corresponding antenna device has a circularly polarized radiation and reception characteristic, which enables a reliable radio connection independent of the alignment to a radio remote site and has a low hand sensitivity. Due to the compact design of the antenna branches in conductor loop form, the antenna device is particularly suitable for use in small mobile radios whose device dimensions are less than one fourth of the wavelength used for transmission (eg vehicle keys).
  • the shape of the first antenna branch substantially corresponds to the shape of the second antenna branch, whereby a defined formation of the E-field can be achieved.
  • the first antenna branch may advantageously be arranged in relation to the second antenna branch such that the position of the first antenna branch results from a 180 ° rotation of the second antenna branch about an axis situated in the device longitudinal direction, about an E-field aligned substantially parallel to the H-field to reach.
  • a compact antenna structure is achieved by the first and the second antenna branch together define a parallelepiped-shaped cavity, wherein the parallelepiped-shaped cavity can also be formed in particular cuboid.
  • An advantageous reduction of the antenna structure can be achieved if the loop ends of the first and the second antenna branch each protrude into one of the boundary surfaces of the cavity, or if the end portions of the first and the second antenna branch are executed folded back so that they at a distance and in the Are arranged substantially parallel to another portion of the respective antenna branch.
  • first and the second antenna branch together define a cylindrical cavity, wherein the first antenna branch and the second antenna branch can each be helical or spiral-shaped.
  • the distance between the first antenna branch and the second antenna branch is expediently substantially constant. If necessary, the slope of the first antenna branch and / or the second antenna branch can not be constant. The distance between the first antenna branch and the second antenna branch may vary along the loop direction in order to optimize an adaptation of the antenna structure to a housing geometry.
  • the first and second antenna branches are each connected at an angle to a foot section.
  • the angle is preferably ninety degrees.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an antenna device for generating a circularly polarized electromagnetic wave
  • FIG. 2 illustrates the current directions of the antenna device of FIG. 1 and the fields generated thereby in the near field
  • FIG. 3 shows the radiation characteristic of the antenna device of FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the diagram in the x-y plane of the antenna of FIG. 1,
  • FIG. 5 shows the diagram in the x-z plane of the antenna of FIG. 1,
  • FIG. 6 shows a second embodiment of an antenna device for generating a circularly polarized electromagnetic wave
  • Figure 7 shows a third embodiment of an antenna device for generating a circularly polarized electromagnetic wave
  • Figure 8 shows a fourth embodiment of an antenna device for generating a circularly polarized electromagnetic wave
  • FIG. 9 shows a fifth exemplary embodiment of an antenna device for generating a circularly polarized electromagnetic wave suitable for another frequency range
  • Figure 10 shows a sixth embodiment of a Antennenvor-, direction for generating a circularly polarized electromagnetic wave shows.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an antenna device 10 for generating a circularly polarized far field.
  • the device has two radiator elements which are designed as first antenna branch 1 and second antenna branch 2.
  • Each of the antenna branches 1 and 2 is in each case fastened via a foot section 3 or 4 to a circuit carrier 7, for example a circuit board.
  • a circuit carrier 7 On the circuit carrier 7 is usually a circuit of the associated radio station.
  • the (not shown in the figure) RF feed 5 is arranged between the bases of the two foot sections 3 and 4 and electrically connected to these.
  • the foot section 4 connected to the second antenna branch 2 is additionally connected to the ground plane of the circuit carrier 7.
  • the purpose of the foot sections 3 and 4 is to hold the antenna branches 1 and 2 at a specific distance and a specific position relative to the circuit carrier 7 as well as to each other.
  • the antenna branches are preferably arranged symmetrically to that surface of the circuit carrier 7, as shown which are the bases of the antenna structure.
  • each of the two antenna branches 1 and 2 forms an open circuit loop.
  • the two conductor loops are arranged in opposite directions to each other, that in plan view (in the direction or opposite
  • ADJUSTED SHEET (RULE 91) ISA / EP the z-axis) gives a seemingly closed loop structure.
  • this "closed loop" structure defines a rectangular area. If the two antenna branches 1 and 2 are arranged vertically above one another as shown in FIG. 1 (in the z-direction), then the conductor loops formed by the two form a cuboid-shaped cavity. On the other hand, if the two antenna branches 1 and 2 (in the z-direction) are arranged at an angle one above the other, this cavity has the shape of an oblique parallelepiped.
  • FIG. 2 illustrates the current distributions on the conductor structures of the antenna device of FIG. 1 and the fields generated therefrom.
  • the first conductor structure of the antenna device is formed by the first antenna branch 1 together with the first foot section 3, the second conductor structure by the second antenna branch 2 together with the second foot section 4.
  • the antenna arrangement is fed via the HF feed 11, which is connected to the foot points of the two conductor structures.
  • the current direction is indicated by arrowheads.
  • the specified current direction is only valid for one of the two half-waves of the conducted wave. In the other half wave, the current direction and thus also the directions of the generated electric and magnetic field are reversed. However, the physical conditions are the same for both half-waves.
  • the RF feed 11 charges the two antenna branches 1 and 2 with opposite polarity by feeding the antenna current I 0 at the base points of the conductor structures.
  • the current I flowing in the two branches 1 and 2 assumes different amplitude values along the line. Due to the opposing arrangement of the conductor structures, the magnetic fields generated by the current flow in the lower antenna branch 2 and upper antenna branch 1 are aligned in the same direction, so that the H-field curve in the interior of the space enclosed by the conductor loops in the first close- tion has the illustrated in the figure 2 directional course.
  • the different polarity of the two antenna branches 1 and 2 leads to the formation of an electric field E, whose field lines are indicated in the figure 2.
  • the two fields generated by the current flow I in the antenna branches 1 and 2 i. the electrical E-field and the magnetic H-field are arranged substantially parallel to one another. This parallel alignment is also given in the far field of the antenna arrangement.
  • the resulting E vectors are perpendicular to each other and according to their generation also shifted by ⁇ / 2 in their phase.
  • the antenna structure shown in FIG. 1 thus generates a circularly polarized wave that can be received by a randomly space-oriented linearly polarized antenna structure with low losses.
  • the antenna device 10 of Figure 1 thus ensures a polarization adjustment of the signal transmission, since an orthogonal alignment of the polarization directions of radio wave and receiving antenna is always excluded.
  • the radiation characteristic or overall gain 12 of the antenna structure 10 of FIG. 1 is shown in FIG. It shows an approximately isotropic distribution of the total profit.
  • the difference between (the darker) maxima and (the brighter) minima is only a few dB.
  • FIG. 4 shows a diagram in the xy plane 13 calculated for the antenna device 10 of FIG. 1, in which the direction dependencies of the gain for the horizontal polarization (13a) and for the vertical polarization (13b) are shown. Both curves show a relatively homogeneous distribution. The amplitudes of the two orthogonal field components are almost identical. By appropriate choice of antenna parameters (especially by selecting the operating frequency slightly away from the natural resonance), a mutual rotation of the emission directions of the two orthogonal field components can be achieved. This makes it possible to achieve a nearly spherical radiation characteristic and thus greatly reduce the radiation dips in three-dimensional space.
  • the directional dependencies of both wave radiations in the x-z plane are shown in FIG.
  • the diagram 14a horizontal polarization
  • the diagram 14b vertical polarization
  • the embodiment of the antenna device 20 of FIG. 6 has a modified form of the antenna branches of FIG.
  • the free ends 21b and 22b of the antenna branches 21 and 22 are returned in the plane of the respective antenna branch, so that the last conductor section 21b or 22b of an antenna branch parallel to the more in the middle of the antenna branch be - Resistive conductor portion 21 a and 22 a is arranged.
  • a longer antenna branch can be accommodated on a smaller area, resulting in a smaller antenna volume for the same length of the antenna branch or, conversely, for the same antenna volume (longer antenna frequencies suitable) longer antenna branch.
  • the area around the free end of an antenna branch contributes only little to the formation of H. Field at.
  • the illustrated feedback of the ends of the antenna branches therefore makes it possible to have a length of the antenna branches corresponding to the respectively required resonance in a reduced space, without doing so To influence the radiation characteristics and performance of the antenna arrangement too strong negative.
  • FIG. 8 shows a further alternative embodiment 40 of an antenna arrangement for generating a circularly polarized electromagnetic wave.
  • the two antenna branches 41 and 42 are configured annularly and set up without foot sections directly at the feed points for the HF feed 11.
  • Each of the two oppositely disposed antenna branches 41 and 42 has a helical shape, whereby both have a vertical over its circumference substantially constant (in the figure in the z direction) distance.
  • the two antenna branches 41 and 42 thus delimit a substantially cylindrical cavity.
  • the height profile of the antenna structure can be adapted to the available space with an almost arbitrary course.
  • the helical formation of the antenna branches 51 and 52 is preferred, which makes it possible to restrict an annular geometry of the antenna branches to a small antenna volume.
  • the distance between the two antenna branches is produced via foot sections as shown. provides.
  • the two oppositely disposed spiral branches 51 and 52 thus define a cylindrical cavity, wherein the inner spiral sections of the antenna branches 51 and 52 are each arranged in one of the base surfaces of the enclosed cylindrical volume.
  • the open ends of the antenna structures shown are very sensitive to contact due to the high E field. A touch caused by their primarily capacitive effect detuning the antenna. The in the
  • Antenna structure 60 shown in FIG. 10 emerges from the loop structure shown in FIG. 1 by rotating the loop structure formed by the foot portions and the antenna branches 180 degrees parallel to the x-y plane.
  • the circuit board 7 ' is led out in the form of a web to the base points of the conductor structures.
  • the foot portions connect substantially perpendicularly to the antenna branches. Other angles can be provided, whereby a (with respect to the x-y plane) horizontal offset of the two antenna branches can be achieved.
  • the previously presented embodiments have in common that, similar to a dipole structure, they have two antenna branches or, including the associated foot sections, two conductor loops which have substantially the same shape. Both conductor loops are arranged in opposite directions, one being in a position resulting from a rotation of the other through 180 degrees around one between the two
  • this axis preferably coincides with the device longitudinal direction, which is represented in the figures of the x-axis.
  • the first antenna branch is slightly asymmetrical or arranged opposite the second antenna branch.
  • an asymmetrical design can be combined with an asymmetrical arrangement.
  • circuit carrier / circuit board 7 circuit carrier / circuit board 7 'circuit carrier / circuit board
  • Embodiment 32 second antenna branch according to the third embodiment

Abstract

Es wird eine Antennenvorrichtung angegeben, die einen ersten Antennenzweig (1, 21, 31, 41, 51, 61) und einen zweiten Antennenzweig (2, 22, 32, 42, 52, 62) umfasst, wobei sowohl der erste als auch der zweite Antennenzweig die Form einer nicht geschlossenen Leiterschleife aufweisen und der erste Antennenzweig in einer zu der von der jeweiligen Leiterschleife umgrenzten Fläche im Wesentlichen senkrechten Richtung so zum zweiten Antennenzweig beabstandet angeordnet ist, dass die vom Fußpunkt zum freien Ende des ersten Antennenzweigs bestimmte erste Schleifenrichtung entgegen der vom Fußpunkt zum freien Ende des zweiten Antennenzweigs bestimmten zweiten Schleifenrichtung angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Mehrteilige Antenne mit zirkularer Polarisation
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen und bezieht sich im Besonderen auf eine Antennenanordnung mit zirkularer Polarisation .
Um einen kontrollierten Zugang zu Kraftfahrzeugen zu ermöglichen, sind funkbasierende Zugangssysteme inzwischen Standard. Diese Zugangssysteme dienen in erster Linie dem komfortablen Aufsperren und Verschließen von Fahrzeugtüren und Kofferraum, sowie dem Aktivieren und Deaktivieren einer im Fahrzeug vor- handenen Wegfahrsperre.
Durch Integration einer bidirektionalen Kommunikation in die Funkübertragung zwischen der mobilen Funkstation des Zugangssystems und der als Bordstation ausgebildeten Gegenstelle im Fahrzeug können Fernbedienungs- und Fernabfragefunktionen realisiert werden. So ist es möglich den Status des Fahrzeugs betreffende Daten mittels der mobilen Station abzurufen. Beispielsweise Informationen über den Füllstand des Kraftstofftanks, den Reifendruck oder dergleichen mehr. Darüber hinaus bietet die bidirektionale Kommunikation üblicherweise auch die Möglichkeit weitere Funktionen des Fahrzeugs aufzurufen, so dass sich z.B. Fahrzeugfenster, Sonnendächer und Schiebetüren, aber auch eine eventuell im Fahrzeug vorhandene Standheizung aus größerer Entfernung bedienen lassen.
Für die Funkverbindung zwischen mobiler Station und Bordstation des Zugangssystems stehen mehrere Frequenzbereiche zur Verfügung, die sich vorwiegend im ISM-Band (_I_ndustrial, Scientific, and Medical Band; Band für Industrie, Wissen- schaft und Medizin) befinden. Die für die Funkkommunikation reservierten Frequenzbänder sind dabei nicht in allen Ländern identisch, so dass die Funkstationen meist für mehrere Frequenzbänder optimiert werden müssen. Die von den funkbasierenden Zugangssystemen unterstützten Dienste erfordern eine Reichweite von wenigen Metern (z.B. zum Aufschließen der Fahrzeugtüren) bis zu einigen hundert Metern und bei Fernabfragen eventuell Kilometern. Bestimmte Dienste wie z.B. das Öffnen der Fahrzeugtüren können dabei bisweilen erst aufgerufen werden, wenn ein gewisser Abstand zum Fahrzeug unterschritten ist. Andere, wie z.B. ein Abfragen der aktuellen Parkdauer, sollten über möglichst große Entfernungen ausführbar sein. Die Ausbreitungsbedingungen für die Funkwellen zwischen den beiden Stationen des Zugangssystems sind dabei von verschiedenen Parametern geprägt. Abgesehen vom Frequenzbereich sind dies in erster Linie die Entfernung zwischen den Funkstationen, die Polarisationsrichtung der zur Funkübertragung verwendeten elektromagnetischen Welle, die Art der im oder am Fahrzeug angebrachten Antenne (n) , die Art der in der mobilen Station verwendeten Antenne (n) , die Orientierung der mobilen Funkstation im Raum sowie deren Lage in der Hand oder am Körper des Benutzers und schließlich auch die Umgebung im Bereich der Funkverbindungsstrecke, die zu einer Mehrwegeausbreitung der Funksignale führen kann.
Die Antenne (n) der im Fahrzeug befindlichen Funkstation ist (sind) im Allgemeinen so ausgestaltet, dass für die gesende- ten und empfangenen Signale eine bestimmte Polarisation der Funkwelle bevorzugt wird. Meist ist dies die vertikale Polarisation, d.h. die Polarisationsrichtung, bei der der E- Vektor vertikal ausgerichtet ist. Bedingt ist dies durch die vorwiegend auf den Fahrzeugen eingesetzte verkürzte vertikale Monopolantenne.
Bei den mobilen Funkstationen werden meist Schleifen- oder Monopolantennen sowie Kombinationen beider Antennenarten eingesetzt. Im Falle von Monopolantennen werden vor allem HeIi- xantennen bevorzugt. Schleifenantennen zeichnen sich durch ihre geringe Handempfindlichkeit aus, besitzen im Allgemeinen jedoch einen geringen Wirkungsgrad und erzeugen eine rein lineare Polarisation.
Der Wirkungsgrad von Monopolantennen ist in der Regel größer, aufgrund des kleineren Massegegengewichts ist die über die Antenne übertragene Leistung jedoch sehr empfindlich gegenüber Berührung (Handempfindlichkeit) . Auch diese Antennenart unterstützt nur eine Polarisationsrichtung und weist darüber hinaus auch noch eine zusätzlich Nullstelle im Richtdiagramm auf. In mobilen Funkgeräten mit kleinerer Reichweite werden bisweilen Monopolantennen eingesetzt, die unmittelbar auf die Leiterplatte des Geräts gedruckt werden. In diesem Fall ist die Handempfindlichkeit noch größer, da bei einer Benutzung des Geräts meist die gesamte Antenne mit der Hand abgedeckt wird.
Antennenanordnungen mit einer Kombination von Schleifen- und Monopolantennen ermöglichen zwar einen Kompromiss, je nach Berührung überwiegt jedoch die Charakteristik der einen oder der anderen Antennenart. In der Praxis sind die beiden Antennen parallel geschaltet, wodurch sich eine Verstimmung von einer der beiden Antennen immer auch auf die Abstrahl- bzw. Empfangscharakteristik der jeweils anderen Antenne auswirkt. Abstrahlung und Empfang von elektromagnetischen Wellen erfolgen auch bei diesen Antennenkombinationen weitgehend linear polarisiert .
Für Antennen mit hohem Wirkungsgrad kommen unter anderem Strukturen mit Monopol- oder Dipolcharakter in Frage. Schleifenstrukturen haben bei den für mobile Funkstationen vertretbaren Leiterabmessungen üblicherweise zu hohe Verluste, um für die geforderten Reichweiten tauglich zu sein.
Bei allen zuvor beschriebenen Antennenarten und eventuellen
Kombinationen davon sind immer Bereiche im Richtdiagramm vorhanden, bei denen keine bzw. nur eine unzureichende Verbindung möglich ist. Abgesehen von der Handempfindlichkeit und den so genannten Nullstellen im Richtdiagramm ist hierbei vor allem die lineare Polarisation ein Problem. Da in der Regel ein Benutzer entscheidet, wie er die mobile Funkstation in der Hand hält, ist es einem Hersteller nicht möglich die re- lativen Polarisationsrichtungen von mobiler Station und Bordstation aufeinander abzustimmen. Vielmehr ist davon auszugehen, dass die Polarisationsrichtungen beider Stationen im Bedarfsfall beliebig zueinander orientiert sein können. Je nach Polarisationsrichtung können daher bei gleichen Distanzen zwischen mobiler Funkstation und Fahrzeug durchaus unterschiedliche Übertragungsbedingungen vorherrschen. Im Extremfall können die Polarisationsrichtungen von Mobilstation und Bordstation senkrecht aufeinander stehen, wodurch trotz üblicherweise ausreichender Sendeleistung selbst bei relativ kleinen Abständen keine Kommunikation zustande kommt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung anzugeben, die eine zuverlässigere Ü- bertragung von Funksignalen zwischen einer mobilen Funkstati- on und einer anderen Funkstation ermöglicht.
Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung gelöst.
Die Erfindung umfasst eine Antennenvorrichtung mit einem ersten Antennenzweig und einem zweiten Antennenzweig, wobei sowohl der erste als auch der zweite Antennenzweig die Form einer nicht geschlossenen Leiterschleife aufweisen und der erste Antennenzweig in einer zu der von der jeweiligen Leiter- schleife umgrenzten Fläche im Wesentlichen senkrechten Richtung so zum zweiten Antennenzweig beabstandet angeordnet ist, dass die vom Fußpunkt zum freien Ende des ersten Antennenzweigs bestimmte erste Schleifenrichtung entgegen der vom Fußpunkt zum freien Ende des zweiten Antennenzweigs bestimm- ten zweiten Schleifenrichtung angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst ferner eine Funkstation die eine solche Antennenvorrichtung aufweist. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z.B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen ist, die in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließt.
Eine entsprechende Antennenvorrichtung weist eine zirkulär polarisierte Abstrahl- und Empfangscharakteristik auf, die eine zuverlässige Funkverbindung unabhängig von der Ausrichtung zu einer Funkgegenstelle ermöglicht und eine geringe Handempfindlichkeit aufweist. Aufgrund der kompakten Ausführung der Antennenzweige in Leiterschleifenform eignet sich die Antennenvorrichtung insbesondere für den Einsatz in klei- nen mobilen Funkgeräten, deren Geräteabmessungen ein Viertel der zur Übertragung verwendeten Wellenlänge unterschreiten (z. B. Fahrzeugschlüssel) .
Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weiterge- bildet.
Vorzugsweise entspricht die Form des ersten Antennenzweigs im Wesentlichen der Form des zweiten Antennenzweigs, wodurch eine definierte Ausbildung des E-Feldes erreicht werden kann.
Der erste Antennenzweig kann gegenüber dem zweiten Antennenzweig vorteilhaft so angeordnet sein, dass sich die Lage des ersten Antennenzweigs aus einer 180° Rotation des zweiten Antennenzweigs um eine in Gerätelängsrichtung gelegene Achse ergibt, um ein im Wesentlichen parallel zum H-FeId ausgerichtetes E-FeId zu erreichen. Eine kompakte Antennenstruktur wird erreicht, indem der erste und der zweite Antennenzweig zusammen einen parallelepiped- förmigen Hohlraum umgrenzen, wobei der parallelepipedförmige Hohlraum insbesondere auch quaderförmig ausgebildet sein kann. Eine vorteilhafte Verkleinerung der Antennenstruktur kann dabei erreicht werden, wenn die Schleifenenden des ersten und des zweiten Antennenzweigs jeweils in eine der Umgrenzungsflächen des Hohlraums hineinragen, oder wenn die Endabschnitte des ersten und des zweiten Antennenzweigs so zurückgefaltet ausgeführt sind, dass sie in einem Abstand und im Wesentlichen parallel zu einem anderen Abschnitt des jeweiligen Antennenzweigs angeordnet sind.
Alternativ kann eine kompakte Antennenstruktur auch erzielt werden, wenn der erste und der zweite Antennenzweig zusammen einen zylinderförmigen Hohlraum umgrenzen, wobei der erste Antennenzweig und der zweite Antennenzweig jeweils entweder wendeiförmig oder spiralförmig ausgebildet sein können.
Der Abstand zwischen dem ersten Antennenzweig und dem zweiten Antennenzweig ist zweckmäßig im Wesentlichen konstant. Bedarfsweise kann die Steigung des ersten Antennenzweigs und/oder des zweiten Antennenzweigs nicht konstant sein. Der Abstand zwischen dem ersten Antennenzweig und dem zweiten An- tennenzweig kann zur Optimierung einer Anpassung der Antennenstruktur an eine Gehäusegeometrie dabei entlang der Schleifenrichtung variieren.
Günstigerweise sind der erste und der zweite Antennenzweig jeweils unter einem Winkel mit einem Fußabschnitt verbunden. Der Winkel beträgt dabei vorzugsweise neunzig Grad.
Um unsymmetrische elektrische oder magnetische Belastungen der Antennen-Struktur im Gerät zu kompensieren, kann von der streng symmetrischen Anordnung der Antennenteile abgewichen werden, wozu die Ausbildung und/oder Anordnung des ersten Antennenzweigs gegenüber dem zweiten Antennenzweig vorteilhaft zumindest eine Abweichung von der Symmetrie aufweist. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennenvorrichtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zeigt,
Figur 2 die Stromrichtungen der Antennenvorrichtung von Figur 1 und die dadurch erzeugten Felder im Nahfeld veranschaulicht,
Figur 3 die Abstrahlungscharakteristik der Antennenvorrich- tung von Figur 1 zeigt,
Figur 4 das Diagramm in der x-y-Ebene der Antenne von Figur 1 zeigt,
Figur 5 das Diagramm in der x-z-Ebene der Antenne von Figur 1 zeigt,
Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antennenvorrichtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zeigt,
Figur 7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Antennenvorrichtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zeigt, Figur 8 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Antennenvorrichtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zeigt, Figur 9 ein für einen anderen Frequenzbereich geeignetes fünftes Ausführungsbeispiel einer Antennenvorrichtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten e- ' lektromagnetischen Welle zeigt und
Figur 10 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Antennenvor-, richtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zeigt.
In der Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Antennenvorrichtung 10 zum Erzeugen eines zirkulär polarisierten Fernfeldes dargestellt. Die Vorrichtung weist zwei Strahlerelemente auf, die als erster Antennenzweig 1 und zweiter Antennenzweig 2 ausgebildet sind. Jeder der Antennen- zweige 1 und 2 ist jeweils über einen Fußabschnitt 3 bzw. 4 an einem Schaltungsträger 7, beispielsweise einer Platine, befestigt. Auf dem Schaltungsträger 7 befindet sich in der Regel eine Beschaltung der zugehörigen Funkstation.
Zwischen den Fußpunkten der beiden Fußabschnitte 3 und 4 und mit diesen elektrisch verbunden ist die (in der Figur nicht gezeigte) HF-Einspeisung 5 angeordnet. In dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der mit dem zweiten Antennenzweig 2 verbundene Fußabschnitt 4 zusätzlich auch mit der Massefläche des Schaltungsträgers7 verbunden.
Zweck der Fußabschnitte 3 und 4 ist es, die Antennenzweige 1 und 2 in einem bestimmten Abstand und einer bestimmten Lage relativ zum Schaltungsträger 7 sowie auch zueinander zu hal- ten. Vorzugsweise sind die Antennenzweige wie gezeigt symmetrisch zu derjenigen Oberfläche des Schaltungsträgers 7 angeordnet, auf der sich die Fußpunkte der Antennenstruktur befinden.
Grundsätzlich bildet jeder der beiden Antennenzweige 1 und 2 eine nicht geschlossene Leiterschleife aus. Die beiden Leiterschleifen sind dabei so gegensinnig zueinander angeordnet, dass sich in der Draufsicht (in Richtung oder entgegengesetzt
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP der z-Achse) eine scheinbar geschlossene Schleifenstruktur ergibt. In der dargestellten Ausführungsform umgrenzt diese "geschlossene" Schleifenstruktur eine rechteckförmige Fläche. Sind die beiden Antennenzweige 1 und 2 wie in der Figur 1 dargestellt (in z-Richtung) senkrecht übereinander angeordnet, so umgrenzen die von den beiden gebildeten Leiterschleifen einen quaderförmigen Hohlraum. Sind die beiden Antennenzweige 1 und 2 (in z-Richtung) dagegen schräg versetzt übereinander angeordnet, so hat dieser Hohlraum die Form eines schiefen Parallelepipeds .
In der Figur 2 sind die Stromverteilungen auf den Leiterstrukturen der Antennenvorrichtung von Figur 1 und die hierüber erzeugten Felder veranschaulicht. Die erste Leiterstruk- tur der Antennenvorrichtung wird vom ersten Antennenzweig 1 zusammen mit dem ersten Fußabschnitt 3, die zweite Leiterstruktur vom zweiten Antennenzweig 2 zusammen mit dem zweiten Fußabschnitt 4 gebildet. Gespeist wird die Antennenanordnung über die HF-Einspeisung 11, die an die Fußpunkte der beiden Leiterstrukturen angeschlossen ist. Auf den Leiterstrukturen ist die Stromrichtung durch Pfeilspitzen angedeutet. Die angegebene Stromrichtung ist nur für eine der beiden Halbwellen der leitungsgebundenen Welle gültig. Bei der anderen Halbwelle kehren sich die Stromrichtung und damit auch die Richtun- gen des erzeugten elektrischen und magnetischen Feldes um. Die physikalischen Verhältnisse sind jedoch für beide Halbwellen gleich.
Die HF-Einspeisung 11 lädt die beiden Antennenzweige 1 und 2 mit entgegen gesetzter Polarität auf, indem sie an den Fußpunkten der Leiterstrukturen den Antennenstrom I0 einspeist. Der dabei in den beiden Zweigen 1 und 2 fließende Strom I nimmt entlang der Leitung unterschiedliche Amplitudenwerte an. Durch die gegensinnige Anordnung der Leiterstrukturen sind die durch den Stromfluss erzeugten Magnetfelder im unteren Antennenzweig 2 und oberen Antennenzweig 1 gleichsinnig ausgerichtet, so dass der H-Feld-Verlauf im Inneren des von den Leiterschleifen umschlossenen Hohlraums in erster Nähe- rung den in der Figur 2 veranschaulichte Richtungsverlauf aufweist. Die unterschiedliche Polarität der beiden Antennenzweige 1 und 2 führt zur Ausbildung eines elektrischen Feldes E, dessen Feldlinien in der Figur 2 angedeutet sind.
Im Bereich des von den Leiterschleifen 1 und 3 sowie 2 und 4 umschlossenen Hohlraums sind die beiden über den Stromfluss I in den Antennenzweigen 1 und 2 erzeugten Felder, d.h. das e- lektrische E-FeId und das magnetische H-FeId, im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Diese parallele Ausrichtung ist auch im Fernfeld der Antennenanordnung gegeben. Damit stehen die sich daraus ergebenden E-Vektoren senkrecht aufeinander und sind gemäß ihrer Erzeugung auch noch um π/2 in ihrer Phase verschoben. Im Ergebnis erzeugt die in der Fi- gur 1 dargestellte Antennenstruktur somit eine zirkulär polarisierte Welle, die von einer beliebig im Raum orientierten linear polarisierten Antennenstruktur mit geringen Verlusten empfangen werden kann. Die Antennenvorrichtung 10 von Figur 1 gewährleistet somit eine Polarisationsanpassung der Signal- Übertragung, da eine orthogonale Ausrichtung der Polarisationsrichtungen von Funkwelle und Empfangsantenne stets ausgeschlossen ist.
Die Abstrahlungscharakteristik bzw. der Gesamtgewinn 12 der Antennenstruktur 10 von Figur 1 ist in der Figur 3 wiedergegeben. Es zeigt sich eine näherungsweise isotrope Verteilung des Gesamtgewinns. Der Unterschied zwischen (den dunkler dargestellten) Maxima und (den heller dargestellten) Minima beträgt nur wenige dB.
Figur 4 zeigt ein für die Antennenvorrichtung 10 von Figur 1 berechnetes Diagramm in der x-y-Ebene 13, worin die Richtungsabhängigkeiten des Gewinns für die horizontale Polarisation (13a) und für die vertikale Polarisation (13b) darge- stellt sind. Beide Kurven zeigen eine relativ homogene Verteilung. Die Amplituden der beiden orthogonalen Feldanteile sind dabei nahezu identisch. Durch entsprechende Wahl der Antennenparameter (speziell durch Wahl der Arbeitsfrequenz leicht abseits der Eigenresonanz) kann eine gegenseitige Verdrehung der Abstrahlrichtungen der beiden orthogonalen Feldanteile erreicht werden. Dadurch ist es möglich eine nahezu kugelförmige Abstrahlcharakteristik zu erreichen und somit die Abstrahlungseinbrüche im dreidimensionalen Raum stark zu reduzieren .
Die Richtungsabhängigkeiten beider Wellenabstrahlungen in der x-z-Ebene sind in der Figur 5 gezeigt. Das Diagramm 14a (ho- rizontale Polarisation) zeigt wie das Diagramm 14b (vertikale Polarisation) eine deutliche kardioidische Ausprägung, wobei die maximale Strahlungsleistung in einen Winkel von etwa neunzig Grad rotationssymmetrisch um die z-Achse abgegeben wird. Dies ähnelt dem typischen Verhalten einer Schleifen- struktur in der x-y-Ebene oder einer Dipol-Struktur in z- Richtung .
Die Ausführungsform der Antennenvorrichtung 20 von Figur 6 weist eine abgewandelte Form der Antennenzweige von Figur 1 auf. Im Gegensatz zu den Antennenzweigen 1 und 2 sind die freien Enden 21b und 22b der Antennenzweige 21 bzw. 22 in der Ebene des jeweiligen Antennenzweigs zurückgeführt, so dass der letzte Leiterabschnitt 21b bzw. 22b eines Antennenzweigs parallel neben dem mehr in der Mitte des Antennenzweigs be- findlichen Leiterabschnitt 21a bzw. 22a angeordnet ist. Hierdurch kann ein längerer Antennenzweig auf einer kleineren Fläche untergebracht werden, wodurch sich bei gleicher Länge des Antennenzweigs ein kleineres Antennenvolumen oder umgekehrt bei gleichem Antennenvolumen ein (für niedrigere Fre- quenzen geeigneter) längerer Antennenzweig ergibt. Da die Stromstärken auf den Antennenzweigen in der Weise ungleich verteilt sind, dass sie in der Mitte der Antennenzweige die größten Amplituden aufweisen, an deren Enden jedoch praktisch Null sind, trägt der Bereich um das freie Ende eines Anten- nenzweigs nur wenig zur Ausbildung des H-Feldes bei. Die dargestellte Rückführung der Enden der Antennenzweige ermöglicht daher eine der jeweils geforderten Resonanz entsprechende Länge der Antennenzweige auf verkleinertem Raum, ohne dabei die Abstrahlcharakteristik und -leistung der Antennenanordnung zu stark negativ zu beeinflussen.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist eine alternative Form der Rückführung der Endabschnitte der Antennenzweige vorgestellt. Im Gegensatz zur vorherigen Ausführungsform sind hierbei die freien Enden der Leiterstrukturen nicht in der Ebene der Antennenzweigschleifen zurückgeführt. Vielmehr sind die Antennenzweige so gefaltet, dass die freien Enden 31b und 32b am zugehörigen Antennenzweig 31 bzw. 32 jeweils unter- bzw. oberhalb dessen jeweiligen mittleren Abschnitts 31a bzw. 32a angeordnet sind.
Figur 8 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform 40 ei- ner Antennenanordnung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen 10, 20 und 30 sind die beiden Antennenzweige 41 und 42 hierbei ringförmig ausgestaltet und setzen ohne Fußabschnitte direkt an den Einspeisepunkten für die HF-Einspeisung 11 auf. Jeder der beiden gegenläufig angeordneten Antennenzweige 41 und 42 weist eine wendeiförmige Form auf, wodurch beide einen über ihren Umfang im Wesentlichen konstanten vertikalen (in der Figur in z-Richtung) Abstand aufweisen. Die beiden Antennenzweige 41 und 42 umgren- zen so einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum. Je nach den durch die Geometrie eines Geräts gestellten Anforderung kann von dieser Struktur mit konstanter Steigung mit konstantem Abstand der Antennenzweige in z-Richtung abgewichen werden. Das Höhenprofil der Antennenstruktur kann mit einem na- hezu beliebigen Verlauf an den verfügbaren Raum angepasst werden .
Für kleinere Frequenzen mit längeren Wellenlängen wird die spiralförmige Ausbildung der Antennenzweige 51 und 52 gemäß der Darstellung 50 von Figur 9 bevorzugt, die es ermöglich eine ringförmige Geometrie der Antennenzweige auf ein kleines Antennenvolumen zu beschränken. Der Abstand zwischen beiden Antennenzweigen wird wie gezeigt über Fußabschnitte herge- stellt. Die beiden gegenläufig angeordneten Spiraläste 51 und 52 umgrenzen somit einen zylinderförmigen Hohlraum, wobei die inneren Spiralabschnitte der Antennenäste 51 und 52 jeweils in einer der Grundflächen des umschlossenen zylinderförmigen Volumens angeordnet sind.
Die offenen Enden der gezeigten Antennen-Strukturen sind aufgrund des hohen E-Feldes sehr empfindlich gegenüber einer Berührung. Eine Berührung bewirkt durch ihren in erster Linie kapazitiven Effekt eine Verstimmung der Antenne. Die in der
Figur 10 gezeigte Antennenstruktur 60 geht aus der in der Figur 1 gezeigten durch Drehen von der aus den Fußabschnitten und den Antennenzweigen gebildeten Schleifenstruktur um 180 Grad parallel zur x-y-Ebene hervor. Zur Speisung der Strah- lerelemente 61 und 62 über die jeweiligen Fußabschnitte 63 und 64 ist die Platine 7 ' stegförmig zu den Fußpunkten der Leiterstrukturen herausgeführt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen schließen die Fußabschnitte im Wesentlichen senkrecht an die Antennenzweige an. Andere Winkel können vorgese- hen werden, wobei hierüber ein (bezüglich der x-y-Ebene) horizontaler Versatz der beiden Antennenzweige erreicht werden kann .
Den bisher vorgestellten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sie ähnlich einer Dipolstruktur zwei Antennenzweige bzw. inklusive den zugehörigen Fußabschnitten zwei Leiterschleifen aufweisen, die im Wesentlichen dieselbe Form besitzen. Beide Leiterschleifen sind gegensinnig zueinander angeordnet, indem die eine sich in einer Lage befindet, die sich aus einer Ro- tation der anderen um 180 Grad um eine zwischen den beiden
Antennenzweigen gelegene Achse ergibt, wobei diese Achse vorzugsweise mit der Gerätelängsrichtung übereinstimmt, die in den Figuren von der x-Achse repräsentiert wird. Um unsymmetrische elektrische oder magnetische Belastungen der Antennen- Struktur im Gerät zu kompensieren, kann von der streng symmetrischen Anordnung der Antennenteile abgewichen werden indem der erste Antennenzweig leicht unsymmetrisch gegenüber dem zweiten Antennenzweig ausgebildet oder angeordnet ist. Dabei kann eine unsymmetrische Gestaltung mit einer unsymmetrischen Anordnung kombiniert werden.
Bezugs zeichenliste
1 erster Antennenzweig gemäß erster Ausführungsform
2 zweiter Antennenzweig gemäß erster Ausführungsform 3 erster Fußabschnitt gemäß erster Ausführungsform
4 zweiter Fußabschnitt gemäß erster Ausführungsform
5 Einspeisung
6 Massefläche
7 Schaltungsträger / Platine 7' Schaltungsträger / Platine
10 Antennenvorrichtung gemäß erster Ausführungsform
11 HF-Einspeisung
12 Abstrahlungscharakteristik der Antennenanordnung gemäß erster Ausführungsform 13 Horizontaldiagramm der Antennenanordnung gemäß erster Ausführungsform
13a Horizontaldiagramm der H-FeId angeregte Welle
13b Horizontaldiagramm der E-FeId angeregte Welle
14 Vertikaldiagramm der Antennenanordnung gemäß erster Ausführungsform
14a Vertikaldiagramm der H-FeId angeregte Welle
14b Vertikaldiagramm der E-FeId angeregte Welle
20 Antennenvorrichtung gemäß zweiter Ausführungsform
21 erster Antennenzweig gemäß zweiter Ausführungsform 21a mittlerer Abschnitt des ersten Antennenzweigs gemäß zweiter Ausführungsform
21b Endabschnitt des ersten Antennenzweigs gemäß zweiter Ausführungsform
22 zweiter Antennenzweig gemäß zweiter Ausführungsform 22a mittlerer Abschnitt des zweiten Antennenzweigs gemäß zweiter Ausführungsform
22b Endabschnitt des zweiten Antennenzweigs gemäß zweiter Ausführungsform
23 erster Fußabschnitt gemäß zweiter Ausführungsform 24 zweiter Fußabschnitt gemäß zweiter Ausführungsform
30 Antennenvorrichtung gemäß dritter Ausführungsform
31 erster Antennenzweig gemäß dritter Ausführungsform 31a mittlerer Abschnitt des ersten Antennenzweigs gemäß dritter Ausführungsform
31b Endabschnitt des ersten Antennenzweigs gemäß dritter
Ausführungsform 32 zweiter Antennenzweig gemäß dritter Ausführungsform
32a mittlerer Abschnitt des zweiten Antennenzweigs gemäß dritter Ausführungsform
32b Endabschnitt des zweiten Antennenzweigs gemäß dritter Ausführungsform 33 erster Fußabschnitt gemäß dritter Ausführungsform
34 zweiter Fußabschnitt gemäß dritter Ausführungsform
40 Antennenvorrichtung gemäß vierter Ausführungsform
41 erster Antennenzweig gemäß vierter Ausführungsform
42 zweiter Antennenzweig gemäß vierter Ausführungsform 50 Antennenvorrichtung gemäß fünfter Ausführungsform
51 erster Antennenzweig gemäß fünfter Ausführungsform
52 zweiter Antennenzweig gemäß fünfter Ausführungsform
60 Antennenvorrichtung gemäß sechster Ausführungsform
61 erster Antennenzweig gemäß sechster Ausführungsform 62 zweiter Antennenzweig gemäß sechster Ausführungsform
63 erster Fußabschnitt gemäß sechster Ausführungsform
64 zweiter Fußabschnitt gemäß sechster Ausführungsform I Strom in den Antennenzweigen
E elektrisches Feld H magnetisches Feld

Claims

Patentansprüche
1. Antennenvorrichtung mit einem ersten Antennenzweig (1, 21, 31, 41, 51, 61) und einem zweiten Antennenzweig (2, 22, 32, 42, 52, 62), wobei sowohl der erste als auch der zweite Antennenzweig die Form einer nicht geschlossenen Leiterschleife aufweisen und der erste Antennenzweig in einer zu der von der jeweiligen Leiterschleife umgrenzten Fläche im Wesentlichen senkrechten Richtung so zum zweiten Antennenzweig beabstandet angeordnet ist, dass die vom Fußpunkt zum freien Ende des ersten Antennenzweigs bestimmte erste Schleifenrichtung entgegen der vom Fußpunkt zum freien Ende des zweiten Antennenzweigs bestimmten zweiten Schleifenrichtung angeordnet ist.
2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des ersten Antennenzweigs (1, 21, 31, 41, 51, 61) im Wesentlichen der Form des zweiten Antennenzweigs (2, 22, 32, 42, 52, 62) entspricht.
3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antennenzweig (1, 21, 31, 41, 51, 61) gegenüber dem zweiten Antennenzweig (2, 22, 32, 42, 52, 62) so an- geordnet ist, dass sich die Lage des ersten Antennenzweigs im Wesentlichen aus einer 180° Rotation des zweiten Antennenzweigs um eine in Gerätelängsrichtung gelegene Achse (x) ergibt .
4. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Antennenzweig zusammen einen parallelepipedförmigen Hohlraum umgrenzen.
5. Antennenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Antennenzweig zusammen einen quaderförmigen Hohlraum umgrenzen.
6. Antennenvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifenenden (21b, 22b) des ersten (21) und des zweiten (22) Antennenzweigs jeweils in eine der Umgrenzungsflächen des Hohlraums hineinragen.
7. Antennenvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (31b, 32b) des ersten (31) und des zweiten (32) Antennenzweigs so zurückgefaltet ausgeführt sind, dass sie in einem Abstand und im Wesentlichen parallel zu einem anderen Abschnitt (31a, 32a) des jeweiligen Antennenzweigs (31, 32) angeordnet sind.
8. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (41, 51) und der zweite (42, 52) Antennenzweig zusammen einen zylinderförmigen Hohlraum umgrenzen.
9. Antennenvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antennenzweig (41) und der zweite Antennenzweig (42) jeweils wendeiförmig ausgebildet sind.
10. Antennenvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des ersten Antennenzweigs (41) und/oder des zweiten Antennenzweigs (42) nicht konstant ist.
11. Antennenvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antennenzweig (51) und der zweite Antennenzweig (52) jeweils spiralförmig ausgebildet sind.
12. Antennenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem ersten Antennenzweig (1, 21, 31, 41, 51, 61) und dem zweiten Antennenzweig (2, 22, 32, 42, 52, 62) im Wesentlichen konstant ist.
13. Antennenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem ersten Antennenzweig (1, 21, 31, 41, 51, 61) und dem zweiten Antennenzweig (2, 22, 32, 42, 52, 62) entlang der Schleifenrichtung variiert.
14. Antennenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (1, 21, 31, 41, 51, 61) und der zweite (2, 22, 32, 42, 52, 62) Antennenzweig jeweils unter einem Winkel mit einem Fußabschnitt (3, 23, 63; 4, 24, 64) verbunden sind.
15. Antennenvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel neunzig Grad beträgt.
16. Antennenvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußabschnitt (3, 23, 63; 4, 24, 64) an ein Ende des jeweiligen Antennenzweigs (1, 21, 31, 41, 51, 61; 2, 22, 32, 42, 52, 62) anschließt.
17. Antennenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung und/oder Anordnung des ersten Antennenzweigs (1, 21, 31, 41, 51, 61) gegenüber dem zweiten Antennenzweig (2, 22, 32, 42, 52, 62) zumindest eine Abweichung von der Symmetrie aufweist.
18. Funkstation mit einer Antennenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4968226B2 (ja) * 2008-09-30 2012-07-04 富士通株式会社 アンテナ、及びリーダライタ装置
WO2011114204A1 (ja) * 2010-03-19 2011-09-22 パナソニック電工株式会社 無線機、並びにそれを用いた無線式異常報知システム及び無線式遠隔制御システム
DE102011090139B4 (de) 2011-12-29 2018-07-05 Continental Automotive Gmbh Sendeanordnung für eine Funkstation und Funkstation
DE102013110252A1 (de) * 2013-09-17 2015-03-19 Media Transfer Ag Verfahren für eine hochfrequente Datenübertragung und Steuerungseinrichtung für eine Hausautomationsanlage
JP2015177196A (ja) * 2014-03-12 2015-10-05 高橋　康文 磁気アンテナ装置
CN110582893B (zh) 2017-04-28 2021-07-09 小岛优 天线装置及便携式终端

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0443491A1 (de) * 1990-02-20 1991-08-28 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Als Armbanduhr zu tragender Empfänger
EP0743699A1 (de) * 1995-05-17 1996-11-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Oberflächenmontierbares Antennensystem
US5798737A (en) * 1995-09-05 1998-08-25 Murata Mfg. Co., Ltd. Chip antenna
WO1999052178A1 (en) * 1998-04-03 1999-10-14 Raytheon Company Compact spiral antenna
WO2001006596A1 (fr) * 1999-07-19 2001-01-25 Nippon Tungsten Co., Ltd. Antenne dielectrique
EP1263081A2 (de) * 2001-05-31 2002-12-04 Nec Corporation Wendelantenne
US20020190906A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-19 Korea Institute Of Science And Technology Ceramic chip antenna

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3611398A (en) * 1970-03-31 1971-10-05 Atomic Energy Commission Balanced dipole antenna
FR2506082A1 (fr) * 1981-05-15 1982-11-19 Thomson Csf Radiateur d'onde electromagnetique polarisee circulairement
US6300914B1 (en) * 1999-08-12 2001-10-09 Apti, Inc. Fractal loop antenna
WO2001033669A1 (fr) * 1999-11-04 2001-05-10 Nippon Tungsten Co., Ltd. Antenne dielectrique
JP4784794B2 (ja) * 2001-01-26 2011-10-05 ソニー株式会社 電子装置
FI20012285A0 (fi) * 2001-11-22 2001-11-22 Valtion Teknillinen Etätunnistimen (RFID) optimoitu ympärisäteilevä modifioitu silmukka-antenni
GB2393855B (en) * 2002-10-01 2006-03-08 Thales Plc An antenna

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0443491A1 (de) * 1990-02-20 1991-08-28 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Als Armbanduhr zu tragender Empfänger
EP0743699A1 (de) * 1995-05-17 1996-11-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Oberflächenmontierbares Antennensystem
US5798737A (en) * 1995-09-05 1998-08-25 Murata Mfg. Co., Ltd. Chip antenna
WO1999052178A1 (en) * 1998-04-03 1999-10-14 Raytheon Company Compact spiral antenna
WO2001006596A1 (fr) * 1999-07-19 2001-01-25 Nippon Tungsten Co., Ltd. Antenne dielectrique
EP1263081A2 (de) * 2001-05-31 2002-12-04 Nec Corporation Wendelantenne
US20020190906A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-19 Korea Institute Of Science And Technology Ceramic chip antenna

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007037614B4 (de) 2014-03-13
US8284111B2 (en) 2012-10-09
US20100194659A1 (en) 2010-08-05
DE102007037614A1 (de) 2009-02-12

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