WO2009080445A1 - Antennenvorrichtung für funkbasierte elektronische geräte - Google Patents

Antennenvorrichtung für funkbasierte elektronische geräte Download PDF

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    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • Antenna device for radio-based electronic devices for radio-based electronic devices
  • the invention relates to an antenna device according to the term Ob of claim 1.
  • metallized or metallic housings are used, or housings that are at least partially metallized or metallic, there is the problem that an antenna device that is placed inside the housing experiences a shielding effect.
  • Object of the present invention is to provide an antenna device of the type mentioned, which is functional despite a shielding effect of an electrically conductive frame or an electrically conductive housing outside the antenna device around.
  • a housing having a cladding surface comprising at least a portion that is metallized or metallic and encases an inner housing volume of the housing.
  • an electrically conductive connection is made from a first to a second location of the metallized or metallic mantle surface.
  • the first and the second location are selected in such a way that within the encased housing volume by the electrically conductive connection between the first and the second place a radio frequency resonance space is separated, which has a radio parallel resonance, which is tuned to an operating frequency of an underlying electronic device.
  • Such an antenna device has the advantage that it can be used, even if or just because the mantle surface of the housing of a respective radio-based electronic device is at least partially metallized or metallic.
  • the separated resonance space between the above-mentioned first and second location on a radio path which is adapted to half the wavelength of the operating frequency of the underlying radio-based electronic device.
  • This adaptation is important for obtaining the desired parallel resonance in the relevant resonance chamber.
  • the radio frequency energy to be radiated or to be received via the antenna device can be coupled in or out of the said separated resonance space in an advantageous manner in conventional technology, galvanically, inductively or capacitively.
  • the electrically conductive connection between the first and the second point can be realized in an advantageous manner without problems by a dedicated conductor or by an electrically conductive surface of a printed circuit board.
  • the antenna device can be used as a component of a radio-based electronic straight line. tes can be made, which is a radio-based communication terminal.
  • the antenna device can be used to creatively design completely new radio-based electronic devices.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention in a schematic, three-dimensional representation
  • Figure 2 shows a second embodiment of the invention in a schematic, three-dimensional representation
  • Figure 3 shows a first Ankopplungsbeispiel for an antenna cable in an article according to the figure 1
  • FIG. 4 shows a second coupling example for an antenna cable in an article according to FIG. 1
  • FIG. 5 shows a third coupling example for an antenna cable in an article according to FIG. 1.
  • the communication terminal 1 has a housing 2, which comprises a mantle surface 3, which is metallic or metallised at least in a section 4.
  • this metallization can be realized for example by a chrome plating.
  • the relevant section or the relevant piece of the housing 2 is solid metallic, for example, by a metallic die cast part formed.
  • the metallized or solid metallic housing 2 forms an electrically conductive frame 5, which encloses an inner housing volume 6 of the device 1.
  • an electrically conductive connection 7 is made from a first to a second location 8, 9 of the metallized or metallic mantle surface 3 through the encased housing volume 6.
  • Said first and second place 8, 9 are selected together in such a way that within the encased housing volume 6 by the electrically conductive connection 7 a funk- technical resonance chamber 10 is separated with a radio parallel resonance at an operating frequency of the electronic device.
  • the separated resonance chamber 10 between the first and the second point 8, 9 a radio path 11 (for simplicity, only shown in Figures 3 to 5), which corresponds to half the wavelength of the operating frequency of the device 1.
  • a respective connection of an antenna cable 12 with respect to the respectively separated resonance chamber 10 is shown schematically in the respective FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 3 shows in each case a connection possibility in a galvanic manner
  • FIG. 4 a connection possibility in an inductive manner
  • FIG. 5 a connection possibility in a capacitive manner.
  • the electrically conductive connection 7 between said first and said second locations 8, 9 can be realized by a dedicated conductor (FIGS. 1 and 3 to 5) or by an electrically conductive surface (FIG. 2) of a printed circuit board 13.
  • the addressed surface may be a copper layer of the printed circuit board 13, for example.
  • the special conductor may be a wire or a sheet metal strip.

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Abstract

Es wird eine Antennenvorrichtung (5, 7, 8, 9, 12) vorgeschlagen, die trotz einer abschirmenden Wirkung eines elektrisch leitenden Rahmens (5) beziehungsweise eines elektrisch leitenden Gehäuses (2) auβen um die Antennenvorrichtung (5, 7, 8, 9, 12) herum funktionsfähig ist. Dabei mantelt der elektrisch leitende Rahmen (5) beziehungsweise das elektrisch leitende Gehäuse (2) im Inneren des Gehäuses (2) ein Gehäusevolumen (6) ein, innerhalb dem eine elektrisch leitende Verbindung (7) von einer ersten zu einer zweiten Stelle (8, 9) jeweils des elektrisch leitenden Rahmens (5) beziehungsweise des elektrisch leitenden Gehäuses (2) hergestellt ist. Die erste und die zweite Stelle (8, 9) sind in der Weise gewählt, dass innerhalb des eingemantelten Gehäusevolumens (6) durch die elektrisch leitende Verbindung (7) ein funktechnischer Resonanzraum (10) abgetrennt ist mit einer funktechnischen Parallelresonanz auf einer Arbeitsfrequenz des elektronischen Gerätes (1).

Description

Beschreibung
Antennenvorrichtung für funkbasierte elektronische Geräte
Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung gemäß dem O- berbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, die Gehäusen von funkbasierten elektronischen Geräten, beispielsweise von mobilen beziehungsweise mobil zu verwendenden Kommunikationsendgeräten, als Kunststoffteil zu fertigen .
Werden metallisierte beziehungsweise metallische Gehäusen verwendet, oder Gehäusen, die wenigstens zum Teil metalli- siert beziehungsweise metallisch sind, besteht das Problem, dass eine Antennenvorrichtung, die innerhalb des Gehäuses platziert ist, eine Abschirmwirkung erfährt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antennenvor- richtung der eingangs genannten Art anzugeben, die trotz einer abschirmenden Wirkung eines elektrisch leitenden Rahmens beziehungsweise eines elektrisch leitenden Gehäuses außen um die Antennenvorrichtung herum funktionsfähig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antennenvorrichtung gelöst, die die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufweist.
Danach ist zwingend notwendig ein Gehäuse, das eine Mantel- Oberfläche aufweist, die zumindest einen Abschnitt umfasst, der metallisiert oder metallisch ist und ein inneres Gehäusevolumen des Gehäuses einmantelt. Innerhalb des eingemantelten Gehäusevolumens ist eine elektrisch leitende Verbindung von einer ersten zu einer zweiten Stelle jeweils der metallisier- ten oder metallischen Manteloberfläche hergestellt. Dabei sind die erste und die zweite Stelle in der Weise gewählt, dass innerhalb des eingemantelten Gehäusevolumens durch die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stelle ein funktechnischer Resonanzraum abgetrennt ist, der eine funktechnische Parallelresonanz hat, die auf eine Arbeitsfrequenz eines zu Grunde liegenden elektronischen Gerätes abgestimmt ist.
Eine solche Antennenvorrichtung hat den Vorteil, dass sie verwendbar ist, auch wenn beziehungsweise gerade weil die Manteloberfläche des Gehäuses eines betreffenden funkbasierten elektronischen Gerätes wenigstens zum Teil metallisiert beziehungsweise metallisch ausgebildet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Danach weist der abgetrennte Resonanzraum zwischen der oben angesprochenen ersten und zweiten Stelle eine funktechnische Weglänge auf, die an die halbe Wellenlänge der Arbeitsfrequenz des zu Grunde liegenden funkbasierten elektronischen Gerätes angepasst ist.
Diese Anpassung ist wichtig für den Erhalt der gewünschten Parallelresonanz im betreffenden Resonanzraum.
Die über die Antennenvorrichtung abzustrahlende beziehungs- weise zu empfangende Hochfrequenzenergie kann in den beziehungsweise aus dem besagten abgetrennten Resonanzraum in vorteilhafter Weise in herkömmlicher Technik galvanisch, induktiv oder kapazitiv ein- beziehungsweise ausgekoppelt werden.
Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stelle kann in vorteilhafter Weise problemlos durch einen speziell dafür vorgesehenen Leiter oder durch eine elektrisch leitende Fläche einer Leiterplatte realisiert werden .
Vorteilhaft ist schließlich auch, dass die Antennenvorrichtung als Komponente eines funkbasierten elektronischen Gera- tes gefertigt werden kann, das ein funkbasiertes Kommunikationsendgerät ist.
Letztlich lassen sich mit der Antennenvorrichtung gestalte- risch völlig neue funkbasierte elektronische Geräte herstellen .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer, dreidimensionaler Darstellung, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer, dreidimensionaler Darstellung, Figur 3 ein erstes Ankopplungsbeispiel für ein Antennenkabel bei einem Gegenstand gemäß der Figur 1,
Figur 4 ein zweites Ankopplungsbeispiel für ein Antennenkabel bei einem Gegenstand gemäß der Figur 1, und Figur 5 ein drittes Ankopplungsbeispiel für ein Antennenka- bei bei einem Gegenstand gemäß der Figur 1.
In den jeweiligen Figuren 1 bis 5 ist jeweils ein funkbasiertes elektronisches Kommunikationsendgerät 1 gezeigt mit bezogen auf die Erfindung einem grundsätzlichen Blick in das In- nere des Kommunikationsendgerätes 1.
Für alle Darstellungen gemäß den Figuren 1 bis 5 gilt, dass das Kommunikationsendgerät 1 ein Gehäuse 2 aufweist, das eine Manteloberfläche 3 umfasst, die wenigstens in einem Abschnitt 4 metallisch oder metallisiert ist.
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen gemäß den jeweiligen Figuren 1 bis 5 ist zu Grunde gelegt, dass die gesamte Manteloberfläche 3 des Gehäuses 2 metallisch oder metalli- siert ist.
Soweit eine Metallisierung vorliegt, kann diese Metallisierung beispielsweise durch ein Verchromen realisiert sein. Soweit eine metallische Ausbildung vorliegt, ist das betreffende Teilstück oder das betreffende Stück des Gehäuses 2 massiv metallisch, zum Beispiel durch ein metallisches Druck- gussteil, ausgebildet.
Das metallisierte oder das massiv metallische Gehäuse 2 bildet einen elektrisch leitenden Rahmen 5, der ein inneres Gehäusevolumen 6 des Gerätes 1 einmantelt.
Innerhalb des eingemantelten Gehäusevolumens 6 ist durch das eingemantelte Gehäusevolumen 6 hindurch eine elektrisch leitende Verbindung 7 von einer ersten zu einer zweiten Stelle 8, 9 jeweils der metallisierten oder metallischen Mantelober- fläche 3 hergestellt.
Die besagte erste und zweite Stelle 8, 9 sind zusammen in der Weise gewählt, dass innerhalb des eingemantelten Gehäusevolumens 6 durch die elektrisch leitende Verbindung 7 ein funk- technischer Resonanzraum 10 abgetrennt ist mit einer funktechnischen Parallelresonanz auf einer Arbeitsfrequenz des elektronischen Gerätes 1.
Hierzu weist der abgetrennte Resonanzraum 10 zwischen der ersten und der zweiten Stelle 8, 9 eine funktechnische Weglänge 11 auf (der Einfachheit wegen nur in den Figuren 3 bis 5 gezeigt) , die der halben Wellenlänge der Arbeitsfrequenz des Gerätes 1 entspricht.
In den jeweiligen Figuren 1 bis 5 ist schematisch jeweils eine Anbindung eines Antennenkabels 12 in Bezug auf den jeweils abgetrennten Resonanzraum 10 gezeigt.
Dabei zeigt jeweils insbesondere die Figur 3 eine Anbindungs- möglichkeit auf galvanische Art, die Figur 4 eine Anbindungs- möglichkeit auf induktive Art und die Figur 5 eine Anbin- dungsmöglichkeit auf kapazitive Art. Die elektrisch leitende Verbindung 7 zwischen der besagten ersten und der besagten zweiten Stelle 8, 9 kann durch einen speziell dafür vorgesehenen Leiter (Figuren 1 und 3 bis 5) oder durch eine elektrisch leitende Fläche (Figur 2) einer Leiterplatte 13 realisiert sein.
Die angesprochene Fläche kann beispielsweise eine Kupferlage der Leiterplatte 13 sein.
Der spezielle Leiter kann ein Draht oder ein Blechstreifen sein .
Mit Hilfe der angesprochenen Anbindungsmöglichkeiten des Antennenkabels 12 kann über die auf Grund der oben beschriebe- nen Maßnahmen speziell gebildeten Antennenvorrichtung eine abzustrahlende beziehungsweise zu empfangende Hochfrequenzenergie in den beziehungsweise aus dem abgetrennten Resonanzraum (10) galvanisch, induktiv oder kapazitiv ein- beziehungsweise ausgekoppelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Antennenvorrichtung für funkbasierte elektronische Geräte mit einem die Antennenvorrichtung beherbergenden Gehäuse, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass das Gehäuse (2) eine Manteloberfläche (3) aufweist, die zumindest einen Abschnitt umfasst, der metallisiert oder metallisch ist und ein inneres Gehäusevolumen (6) des Gehäuses (2) einmantelt, dass innerhalb des besagten eingemantelten Gehäusevolumens (6) ei- ne elektrisch leitende Verbindung (7) von einer ersten zu einer zweiten Stelle (8, 9) jeweils der metallisierten oder metallischen Manteloberfläche (3) hergestellt ist, dass die erste und die zweite Stelle (8, 9) in der Weise gewählt sind, dass innerhalb des eingemantelten Gehäusevolumens (6) durch die elektrisch leitende Verbindung (7) zwischen der ersten und der zweiten Stelle (8, 9) ein funktechnischer Resonanzraum (10) abgetrennt ist mit einer funktechnischen Parallelresonanz auf einer Arbeitsfrequenz des elektronischen Gerätes
(D •
2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der abgetrennte Resonanzraum (10) zwischen der ersten und der zweiten Stelle (8, 9) eine funktechnische Weglänge (11) aufweist, die an die halbe Wellen- länge der Arbeitsfrequenz des Gerätes (1) angepasst ist.
3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine über die Antennenvorrich¬ tung (5, 7, 8, 9, 12) abzustrahlende beziehungsweise zu emp- fangende Hochfrequenzenergie in den beziehungsweise aus dem abgetrennten Resonanzraum (10) galvanisch, induktiv oder kapazitiv ein- beziehungsweise ausgekoppelt ist.
4. Antennenvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrisch lei¬ tende Verbindung (7) zwischen der ersten und der zweiten Stelle (8, 9) durch einen speziell dafür vorgesehenen Leiter oder durch eine elektrisch leitende Fläche einer Leiterplatte (13) realisiert ist.
5. Antennenvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass sie als Komponente eines funkbasierten elektronischen Gerätes (1) gefertigt ist, das ein funkbasiertes Kommunikationsendgerät ist.
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