-
Die
Erfindung betrifft eine auf einer Leiterplatte ausgebildete Mikrostripline-Antenne,
die kompakt und leicht ist, aber dennoch Sende- und Empfangsvorgänge über einen
großen
Frequenzbereich ermöglicht.
-
Bei
der Mobilkommunikation unter Verwendung kompakter, drahtloser Vorrichtungen,
wie Zellentelefonen oder drahtlosen LAN(Local Area Network)-Heimterminals,
müssen
solche drahtlosen Vorrichtungen, die als mobile Einheiten verwendet
werden, mit kompakten Antennen mit hohem Funktionsvermögen versehen
sein. Als kompakte Antennen für derartige
Anwendungen zogen dünne
Planarantennen viel Aufmerksamkeit auf sich, da sie in derartige Vorrichtungen
eingebaut werden können.
Als Planarantennen werden Mikrostripline-Antennen verwendet, für die typische
Beispiele Kurzschluss-Mikrostripline-Antennen, wie in der
20A dargestellt, und Planarantennen mit
umgekehrter F-Form, wie in der
20B dargestellt,
sind. Als in den letzten Jahren drahtlose Vorrichtungen zunehmend
kompakter wurden, wurden z. B. in den Dokumenten
JP 5-347511 A und
JP 2000-59132 A Planarantennen
vorgeschlagen, die durch weiteres Miniaturisieren der in der
20A dargestellten Mikrostripline-Antennen
erhalten werden.
-
Die
in den eben genannten Dokumenten vorgeschlagenen Antennen sind im
Vergleich mit den herkömmlich
verwendeten üblichen
planaren oder linearen Antennen miniaturisiert. Jedoch ist jede
dieser Antennen dreidimensional auf einer Leiterplatte ausgebildet
und benötigt
demgemäß einen
speziellen Platz auf der Leiterplatte zu dem die Antenne geerdet
ist. Dies setzt der Miniaturisierung dieser Arten von Antennen eine
Grenze.
-
Die
22 zeigt
die Frequenzantwort des Spannung/Stehwellen-Verhältnisses
(VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) einer Antenne
100 mit
gedrucktem Muster in invertierter F-Form, wie in
21 dargestellt,
vgl. z. B.
US 5,966,097
A ;
6,
JP 6-69715 A ;
8 und
die nachveröffentlichte
DE 101 24 142 A1 ;
1.
In der
21 besteht diese Antenne
100 aus
einem länglichen
Muster
100a, das parallel zu einem Seitenrand eines Masseleiterabschnitts
101 ausgebildet
ist, wobei es diesem zugewandt ist, einem Masseleitermuster
100c,
das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters
100a,
entgegengesetzt zum offenen Ende
100d desselben, verbunden
ist, und das am anderen Ende mit dem Masseleitermuster
101 verbunden
ist, und einem Speiseleitermuster
100b, das an einem Ende
mit einem Punkt am länglichen
Muster
100a zwischen dem offenen Ende
100d desselben
und dem Masseleitermuster
100c verbunden ist und am anderen
Ende mit einem Speiseübertragungspfad
102 verbunden
ist. Wie es die
22 zeigt, ist die auf diese
Weise aufgebaute Antenne
100 nur in einem engen Frequenzbereich
verwendbar.
-
Andererseits
ist im Dokument
JP
6-334421 A ein Erzeugnis für drahtlose Kommunikation vorgeschlagen,
das eine auf einer Leiterplatte angebrachte Antenne mit gedrucktem
Muster in invertierter L-Form verwendet. Jedoch ist eine derartige
Antenne nur in einem engen Frequenzbereich verwendbar, wie oben
beschrieben. Gemäß einem
anderen Vorschlag wird eine Antenne mit gedrucktem Muster in invertierter
L-Form gemeinsam mit einer planaren Mikrostreifenantenne verwendet,
um sie in einem größeren Frequenzbereich
verwendbar zu machen. Jedoch ist es dann erforderlich, für die Antennen
eine übermäßig große Fläche bereitzustellen,
was die Miniaturisierung behindert.
-
Die
nachveröffentlichte
DE 101 24 142 A1 (veröffentlicht
am 29.11.2001) beschreibt und zeigt eine Mikrostripline-Antenne,
die auf einer Leiterplatte gebildet ist und die ein Masselei termuster,
das mit einem Ende mit einem auf der Leiterplatte gebildeten Masseleiterabschnitt
verbunden ist, ein Speiseleitermuster, das mit einem Ende mit einer
auf der Leiterplatte gebildeten Speiseleitung verbunden ist und
ein längliches
Leitermuster, mit dem das andere Ende des Masseleitermusters und
das andere Ende des Speiseleitermusters verbunden sind und dessen
eines Ende ein offenes Ende ist, aufweist. Bei dieser Mikrostripline-Antenne
ist das Masseleitermuster, das Speiseleitermuster und das längliche
Leitermuster in derselben Ebene angeordnet, und diese bilden insgesamt
ein Antennenmuster in invertierter F-Form oder in invertierter L-Form.
Weder das Masseleitermuster noch das Speiseleitermuster sind trapezförmig so
ausgebildet, dass deren Weite vom Masseleiterabschnitt bzw. von
der Speiseleitung aus zunimmt.
-
US 5,926,150 A beschreibt
eine Breitbandantenne in invertierter F-Form, deren Metallrahmen oder
-platte, die den Speiseleiter- oder
Masseleiterabschnitt bilden, senkrecht zu dem den länglichen Leiterteil
bildenden Metallrahmen oder zur länglichen Metallplatte angeordnet
sind. Obwohl Speiseleiterabschnitt und Masseleiterabschnitt bei
der aus dieser Druckschrift bekannten Breitbandantenne Dreiecksform
haben, die mit einer Trapezform vergleichbar wäre, liegen der Speiseleiterabschnitt
und der Masseleiterabschnitt nicht in einer Ebene mit dem länglichen
Leiterabschnitt, sondern stattdessen stehen die Ebenen des Speiseleiterabschnitts
und des Masseleiterabschnitts und des Masseleiterabschnitts senkrecht
auf der Ebene des länglichen
Leiterabschnitts.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikrostripline-Antenne zu ermöglichen,
die sich für
die Miniaturisierung und die Herstellung auf einer Leiterplatte
eignet und so auszubilden, dass der nutzbare Frequenzbereich der
Mikrostripline-Antenne
erweitert ist.
-
Die
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen
der beiliegenden Patentansprüche
1 bis 19 gelöst.
-
Detaillierte
Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in
Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen deutlich werden.
-
1 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Antennenmusters in
invertierter F-Form bei einer Mikrostripline-Antenne gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
2 ist
ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Spannung/Stehwellen-Verhältnisses der
Mikrostripline-Antenne der ersten Ausführungsform zeigt;
-
3A bis 3C sind
Draufsichten, die andere Konfigurationen als die in der 1 dargestellte
des Antennenmusters bei der Mikrostripline-Antenne der ersten Ausführungsform
zeigen;
-
4 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Antennenmusters in
invertierter F-Form bei der Mikrostripline-Antenne einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
5 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Antennenmusters in
invertierter L-Form bei einer Mikrostripline-Antenne der zweiten Ausführungsform
zeigt;
-
6 ist
eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Mikrostripline-Antenne
der zweiten Ausführungsform
zeigt;
-
7 ist
ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Spannungs/Stehwellen-Verhältnisses der
Mikrostripline-Antenne der zweiten Ausführungsform zeigt;
-
8 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Antennenmusters in
invertierter L-Form bei der Mikrostripline-Antenne einer dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
9 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines anderen Antennenmusters
in invertierter L-Form bei der Mikrostripline-Antenne der dritten Ausführungsform
zeigt;
-
10 ist
eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Mikrostripline-Antenne
der dritten Ausführungsform
zeigt;
-
11 ist
ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Spannungs/Stehwellen-Verhältnisses der
Mikrostripline-Antenne der dritten Ausführungsform zeigt;
-
12 ist
eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Mikrostripline-Antenne
einer vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
13 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration des Antennenmusters in invertierter
L-Form bei einer Mikrostripline-Antenne
einer fünften
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
14 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines Antennenmusters in
invertierter F-Form bei der Mikrostripline-Antenne der fünften Ausführungsform zeigt;
-
15 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration der Oberfläche einer
Leiterplatte zeigt, auf der die Mikrostripline-Antenne der fünften Ausführungsform ausgebildet ist;
-
16 ist
eine Schnittansicht, die die Konfiguration der Mikrostripline-Antenne
der fünften
Ausführungsform
zeigt;
-
17A und 17B sind
Draufsichten, die die Konfigurationen von Antennenmustern mit hakenförmigem bzw.
mäanderförmigem Muster
zeigen;
-
18A und 18B sind
Draufsichten, die die Konfigurationen von Antennenmustern mit darauf platziertem
Chipkondensator zeigen;
-
19 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der internen Konfiguration einer
die Erfindung realisierenden Vorrichtung für drahtlose Kommunikation zeigt;
-
20A und 20B sind
perspektivische Außenansichten,
die die Konfigurationen herkömmlicher
Mikrostripline-Antennen zeigen;
-
21 ist
eine Draufsicht, die die Konfiguration eines herkömmlichen
gedruckten Antennenmusters in invertierter F-Form zeigt; und
-
22 ist
ein Diagramm, das die Frequenzantwort des Stehwellen-Spannungsverhältnisses
einer herkömmlichen
Antenne mit einem Leitermuster in invertierter F-Form zeigt.
-
Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben.
-
Erste Ausführungsform
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Die Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform
besteht aus einem Antennenmuster 1 in invertierter F-Form,
das auf der Oberfläche
einer Glas-Epoxid-(d. h. aus Glasfaser-verstärktem Epoxidharz)-Leiterplatte 4 ausgebildet
ist, wie in der 1 dargestellt. Das Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form ist in einem Randabschnitt der Leiterplatte 4 ausgebildet,
auf der auch andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet
sind.
-
Wie
es in 1 dargestellt ist, sind auf der Oberfläche der
Leiterplatte 4 zwei Masseleiterabschnitte 3 ausgebildet,
zwischen denen ein Speiseleiter 2 ausgebildet ist. Das
auf der Oberfläche
der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form besteht aus einem länglichen Leitermuster 1a,
das parallel zu einem Seitenrand des Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet
ist, wobei es diesem zugewandt ist, einem Masseleitermuster 1c,
das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 1a,
entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben, verbunden
ist, und das am anderen Ende mit dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden
ist, und einem Speiseleitermuster 1b, das an einem Ende
mit einem Punkt am länglichen
Leitermuster 1a zwischen dem offenen Ende 1d desselben
und dem Masseleitermuster 1c verbunden ist und am anderen
Ende mit dem Speiseleiter 2 verbunden ist.
-
Hier
ist das Speiseleitermuster 1b in sich verjüngender
Form so gebildet, dass seine Weite von dort, wo es mit dem Speiseleiter 2 verbunden
ist, zum länglichen
Muster 1a hin zunimmt. Bei diesem Antennenmuster 1 beträgt, wenn
angenommen wird, dass bei der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs
die effektive Wellenlänge
der Antenne λ ist,
die bevorzugte Weglänge
Li des länglichen
Musters 1a vom offenen Ende 1d über das
Masseleitermuster 1c zum Masseleiterabschnitt 3 ungefähr 0,25 λ.
-
Der
Zwischenraum zwischen dem länglichen Muster 1a und
dem Masseleiterabschnitt 3 beträgt bevorzugt 0,02 λ oder mehr.
Der Grund dafür
besteht darin, dass genauso wie der nutzbare Frequenzbereich eines
Antennenmusters in invertierter F-Form oder einer ähnlichen
Antenne schmaler wird, wenn der Zwischenraum zwischen ihrer Abstrahlplatte
und dem Masseleiterabschnitt kleiner wird, der nutzbare Frequenzbereich
des erörterten
Antennenmusters 1 in invertierter F-Form schmaler wird,
wenn der Zwischenraum zwischen ihm und dem Masseleiterabschnitt 3 kleiner
wird. Ferner beträgt
unter Berücksichtigung
der Genauigkeit, mit der die Muster hergestellt werden, die bevorzugte
Musterlinienbreite des die Mikrostripline-Antenne bildenden Antennenmusters 1 in
invertierter F-Form 0,5 mm oder mehr.
-
Bei
der auf die obige Weise konfigurierten Mikrostripline-Antenne ist das Speiseleitermuster 1b des
Antennenmusters 1 in invertierter F-Form, das als angesteuertes
Element wirkt, so ausgebildet, dass es eine sich verjüngende Form
hat. Im Ergebnis weist das längliche
Muster 1a vom offenen Ende 1d durch den Speiseleiterabschnitt 1b zur
Speiseleitung 2 entlang seiner durch einen Pfeil A gekennzeichneten
Innenseite sowie entlang seiner durch einen Pfeil B gekennzeichneten
Außenseite
verschiedene Weglängen
auf.
-
So
beeinflussen z. B., wenn die durch den Pfeil A gekennzeichnete innere
Weglänge
kürzer
als 0,25 λ gemacht
wird und die durch den Pfeil B gekennzeichnete äußere Weglänge länger als 0,25 λ gemacht
wird, der sich aus der inneren Weglänge ergebende und der sich
aus der äußeren Weglänge ergebende
nutzbare Frequenzbereich einander, so dass das Spannungs/Stehwellen-Verhältnis (VSWR) der
auf die in der 1 dargestellte Weise konfigurierten
Mikrostripline-Antenne eine Frequenzantwort zeigt, wie sie in der 2 dargestellt
ist, wodurch ein größerer Bereich
mit VSWR < 2 als
herkömmlich
erzielt ermöglicht
ist. Dies ermöglicht
es, in einem großen
Frequenzbereich zufriedenstellende Impedanzanpassung zu erzielen
und damit Kommunikationssignale in einem großen Frequenzbereich zu senden und
zu empfangen.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist beschrieben, dass die Mikrostripline-Antenne aus dem in der 1 dargestellten
Antennenmuster 1 in invertierter F-Form besteht. Jedoch
muss ihr Speiseleitermuster 1b nicht notwendigerweise so
ausgebildet sein, dass es über
eine sich radial erweiternde Form mit gleichen Verjüngungswinkeln
auf beiden Seiten aufweist, sondern es kann so ausgebildet sein,
dass es über
eine sich radial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer
Seite verfügt,
wie es in der 3A dargestellt ist. Darüber hinaus
kann zusätzlich
zum Speiseleitermuster 1b das Masseleitermuster 1c ebenfalls
so ausgebildet sein, dass es über
eine sich verjüngende
Form verfügt,
wie es in der 3B dargestellt ist.
-
Ferner
kann dann, wenn der Zwischenraum zwischen dem länglichen Muster 1a und
dem Masseleiterabschnitt 3 ausreichend weit ist und demgemäß ausreichende
Impedanzanpassung mit einer Speiseleitung, mit der das längliche
Muster 1a über
den Speiseübertragungspf
ad 2 verbunden ist, erzielt wird, ohne dass das Masseleitermuster 1c,
das am Ende des länglichen
Musters 1a entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben
angeschlossen ist, die Mikrostripline-Antenne, wie sie in der 3C dargestellt
ist, aus einem Antennenmuster in invertierter L-Form bestehen, das
aus einem länglichen
Muster 1a und einem sich verjüngenden Speiseleitermuster 1b besteht,
das an einem Ende des länglichen
Musters 1a, entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben,
angeschlossen ist. Wenn ein Antennenmuster in invertierter L-Form, wie in der 3C dargestellt,
verwendet wird, beträgt
die bevorzugte Weglänge
des länglichen
Musters 1a vom offenen Ende 1d über das
Speiseleitermuster 1b zum Speiseleiter 2 ungefähr 0,25 λ.
-
Zweite Ausführungsform
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 eine zweite
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen die 4 und 5 die
Vorder- bzw. Rückseite
der Mikrostripline-Antenne
dieser Ausführungsform.
Die 6 ist eine Schnittansicht der Mikrostripline-Antenne
dieser Ausführungsform
entlang einer in den 4 und 5 dargestellten
Linie X–Y.
Die 7 ist ein Kurvenbild, das die Frequenzantwort
des Spannungs/Stehwellen-Verhältnisses
(VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) der Mikrostripline-Antenne
dieser Ausführungsform
zeigt. Elemente, die denselben Zwecken wie bei der gemusterten Antenne
der ersten Ausführungsform
dienen, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und die
zugehörigen detaillierten
Erläuterungen
werden nicht wiederholt.
-
Die
Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform besteht aus einem
Antennenmuster 1 in invertierter F-Form, das auf der Vorderfläche einer Glas-Epoxid-Leiterplatte 4 ausgebildet
ist, wie in der 4 dargestellt, und einem Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form, das auf der Rückseite der Leiterplatte 4 ausgebildet
ist, wie in der 5 dargestellt. Das Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form und das Antennenmuster 5 in invertierter
L-Form sind in einem Randabschnitt der Leiterplatte 4 ausgebildet, auf
der auch andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind.
-
Wie
es in der 4 dargestellt ist, sind auf der
Vorderseite der Leiterplatte 4 zwei Masseleiterabschnitte 3 ausgebildet,
zwischen denen ein Speiseleiter 2 ausgebildet ist. In Randabschnitten
der Masseleiterabschnitte 3 sind Durchgangslöcher 6 ausgebildet,
die es ermöglichen,
die Masseleiterabschnitte 3 elektrisch mit anderen Schaltungsmustern zu
verbinden. Wie es in der 5 dargestellt ist, ist auf der
Rückseite
der Leiterplatte 4, wie auf der Vorderseite derselben,
ein Masseleiterabschnitt 3 ausgebildet, in dessen Randabschnitt
Durchgangslöcher 6 vorhanden
sind. Die zwei Masseleiterabschnitte 3 auf der Vorderseite
der Leiterplatte 4 sind so ausgebildet, dass sie mit dem
Masseleiterabschnitt 3 auf der Rückseite der Leiterplatte 4 überlappen,
wobei das Material der Leiterplatte 4 dazwischen eingebettet
ist.
-
Wie
es in der 4 dargestellt ist, besteht das
auf der Vorderseite der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form aus einem länglichen
Muster 1a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten
Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, einem Speiseleitermuster 1b,
das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 1a,
entgegengesetzt zum offenen Ende 1d desselben, verbunden
ist, und das am anderen Ende mit dem Speiseleiter 2 verbunden
ist, und einem Masseleitermuster 1c, das an einem Ende
mit einem Punkt am länglichen
Muster 1a zwischen dem offenen Ende 1d desselben
und dem Speiseleitermuster 1b verbunden ist und das am
anderen Ende mit dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden ist.
Beim auf diese Weise konfigurierten Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form sind sowohl das Speiseleitermuster 1b als auch
das Masseleitermuster 1c so ausgebildet, dass sie über eine
sich radial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer
Seite, wie in der 3B dargestellt, verfügen.
-
Andererseits
besteht, wie es in der 5 dargestellt ist, das auf der
Rückseite
der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form aus einem länglichen
Muster 5a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten
Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, und einem Masseleitermuster 5b,
das an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 5a,
entgegengesetzt zum offenen Ende 5c desselben, verbunden
ist, und das am anderen Ende mit dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden
ist. Beim auf diese Weise konfigurierten Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form ist das Masseleitermuster 5b wie das
Masseleitermuster 1c des in der 4 dargestellten
Antennen musters 1 in invertierter F-Form so ausgebildet,
dass es über
sich radial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer
Seite verfügt.
-
Das
Antennenmuster 5 in invertierter L-Form ist so ausgebildet,
dass es das Antennenmuster 1 in invertierter F-Form so überlappt,
dass die Leiterplatte 4, d. h. das Material derselben,
auf solche Weise dazwischen eingebettet ist, dass das längliche
Muster 5a des Antennenmusters 5 in invertierter
L-Form direkt unter dem länglichen
Muster 1a des Antennenmusters 1 in invertierter
F-Form liegt, und dass außerdem,
wie es in der Schnittansicht der 6 dargestellt
ist, das Masseleitermuster 5b des Antennenmusters 5 in
invertierter L-Form unmittelbar unter dem Speiseleitermuster 1b des
Antennenmusters 1 in invertierter F-Form liegt.
-
Hierbei
ist die Weglänge
Lp vom offenen Ende des länglichen
Musters 5a des Antennenmusters 5 in invertierter
L-Form über
das Masseleitermuster 5b zum Masseleiterabschnitt 3 geringfügig länger als
die Weglänge
Li vom offenen Ende 1d des länglichen Musters 1a des
Antennenmusters 1 in invertierter F-Form über das
Masseleitermuster 1c zum Masseleiterabschnitt 3 eingestellt.
Genauer gesagt, sind, wenn angenommen wird, dass die effektive Wellenlänge der
Antenne bei der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs derselben λ beträgt, die Weglängen Li
und Lp so eingestellt, dass Folgendes gilt: 0,236 λ ≤ Li < 0,25 λ und 0,25 λ ≤ Lp < 0,273 λ.
-
Darüber hinaus
beträgt,
wie bei der ersten Ausführungsform,
beim Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und beim Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form der bevorzugte Zwischenraum zwischen dem länglichen
Muster 1a oder 5a und dem Masseleiterabschnitt 3 0,02 λ oder mehr.
Ferner beträgt,
wenn die Genauigkeit berücksichtigt
wird, mit der die Muster hergestellt wer den, die bevorzugte Musterlinienbreite
des Antennenmusters 1 in invertierter F-Form und des Antennenmusters 5 in
invertierter L-Form, die die gemusterte Antenne bilden, 0,5 mm oder
mehr.
-
Da
die Antennenmuster 1 und 5 in invertierter F-Form
bzw. in invertierter L-Form auf die oben beschriebene Weise ausgebildet
sind, wirken sie jeweils als angesteuertes Element, dem elektrische Energie
zugeführt
wird, bzw. als passives Element, das durch das als angesteuertes
Element wirkende Antennenmuster 1 in invertierter F-Form
angesteuert wird. Darüber
hinaus sind die Weglängen
der Antennen 1 und 5 in invertierter F-Form bzw.
in invertierter L-Form so eingestellt, dass es sich um zwei Werte handelt,
die in entgegengesetzten Richtungen von 0,25 λ abweichen. Im Ergebnis sind,
einzeln betrachtet, die nutzbaren Frequenzbereiche der Antennenmuster 1 und 5 in
invertierter F-Form
bzw. in invertierter L-Form zur niederfrequenten bzw. hochfrequenten
Seite der Mittenfrequenz des nutzbaren Frequenzbereichs des Antennenmusters
insgesamt verschoben, d. h. zur Frequenz, die der zugehörigen effektiven
Wellenlänge
entspricht.
-
Die
Antennenmuster 1 und 5 in invertierter F-Form
bzw. in invertierter L-Form, deren nutzbare Frequenzbereiche zur
niederfrequenten bzw. hochfrequenten der Mittenfrequenz des nutzbaren
Frequenzbereichs der Mikrostripline-Antenne insgesamt, d. h. zur
Frequenz, die der zugehörigen
effektiven Wellenlänge λ entspricht,
auf die oben beschriebene Weise verschoben sind, beeinflussen einander. Im
Ergebnis zeigt das Spannungs/Stehwellen-Verhältnis für die auf die oben beschriebene
Weise konfigurierte Mikrostripline-Antenne die in der 7 dargestellte
Frequenzantwort, die einen größeren Frequenzbereich,
in dem VSWR < 2
erhalten wird, als die erste Ausführungsform (2)
zeigt. Dies ermöglicht
es, eine zufriedenstellende Impedanzanpassung in einem großen Frequenzbereich
zu erzielen und dadurch Kommunikationssignale in einem großen Frequenzbereich
zu senden und zu empfangen.
-
Für diese
Ausführungsform
ist beschrieben, dass die Antennenmuster in invertierter F-Form
und in invertierter L-Form über
ein Masseleiter- und ein Speiseleitermuster verfügen, die so ausgebildet sind, dass
sie über
eine sich radial erweiternde Form mit einem Verjüngungswinkel nur auf einer
Seite verfügen.
Jedoch können
diese Leitermuster so ausgebildet sein, dass sie über eine
sich radial erweiternde Form mit gleichen Verjüngungswinkeln auf beiden Seiten
verfügen.
Beim Antennenmuster in invertierter F-Form kann nur das Speiseleitermuster
mit der Verjüngungsform
ausgebildet sein, wie bei der ersten Ausführungsform (1).
-
Dritte Ausführungsform
-
Nachfolgend
wird eine dritte Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die 8 bis 11 beschrieben.
Dabei zeigen die 8 und 9 die Vorder-
bzw. die Rückseite
der Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform. Die 10 ist eine
Schnittansicht dieser Mikrostripline-Antenne entlang der in den 8 und 9 dargestellten
Linie X–Y.
Die 11 ist ein Kurvenbild, das die Frequenzantwort
des Spannungs/Stehwellen-Verhältnisses
dieser Antenne zeigt. Hierbei sind Elemente, die zu denselben Zwecken
wie bei der Mikrostripline-Antenne der zweiten Ausführungsform
verwendet werden, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und
detaillierte Erläuterungen
zu diesen werden nicht wiederholt.
-
Die
Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform besteht aus einem
auf der Vorderseite einer Glas-Epoxid-Leiterplatte 4 ausgebildeten
Antennenmuster 7 in invertierter L-Form, wie in der 8 dargestellt,
und einem auf der Rückseite
der Leiterplat te 4 ausgebildeten Antennenmuster 8 in
invertierter L-Form, wie in der 9 dargestellt.
Die Antennenmuster 7 und 8 in invertierter L-Form
sind in einem Randabschnitt der Leiterplatte 4 ausgebildet, auf
der auch andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind.
Auf der Vorderseite der Leiterplatte 4 sind, wie bei der
zweiten Ausführungsform (4),
ein Speiseleiter 2 und ein Masseleiterabschnitt 3 mit
Durchgangslöchern 6 in
seinem Randabschnitt ausgebildet. An der Rückseite der Leiterplatte 4 ist,
wie bei der zweiten Ausführungsform (5),
ein Masseleiterabschnitt 3 mit Durchgangslöchern 6 in
seinem Randabschnitt ausgebildet.
-
Wie
es in der 8 dargestellt ist, besteht das
auf der Rückseite
der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster in invertierter
L-Form aus einem länglichen
Muster 7a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten
Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, und einem Speiseleitermuster 7b, das
an einem Ende mit dem Ende des länglichen Musters 7a,
entgegengesetzt zum offenen Ende 7c desselben, verbunden
ist und das am anderen Ende mit dem Speiseleiter 2 verbunden
ist. Andererseits besteht, wie es in der 9 dargestellt
ist, das auf der Rückseite
der Leiterplatte 4 ausgebildete Antennenmuster 8 in
invertierter L-Form, wie bei der zweiten Ausführungsform, aus einem länglichen
Muster 8a, das parallel zu einem Seitenrand des ihm zugewandten
Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet ist, und einem Masseleiterabschnitt 8b,
der an seinem einen Ende mit dem Ende des länglichen Musters 7a,
entgegengesetzt zum offenen Ende 8c desselben, verbunden
ist, und seinem anderen Ende mit dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden
ist. Das Speiseleitermuster 7b und das Masseleitermuster 8b sind,
wie das Speiseleitermuster 1b des in der 4 dargestellten
Antennenmusters 1 in invertierter F-Form und dergleichen,
so ausgebildet, dass sie über
eine sich radial verbreiternde Form mit einem Verjüngungswinkel
nur auf einer Seite verfügen.
-
Das
Antennenmuster 8 in invertierter L-Form ist so ausgebildet,
dass es das Antennenmuster 7 in invertierter L-Form so überlappt,
dass die Leiterplatte 4, d. h. das Material derselben,
so dazwischen eingebettet ist, dass das offene Ende 8c des
einen Musters 8 in invertierter L-Form unmittelbar unter
dem offenen Ende 7b des Antennenmusters 7 in invertierter L-Form
liegt und dass außerdem,
wie es in der Schnittansicht der 10 dargestellt
ist, das Masseleitermuster 8b des Antennenmusters 8 in
invertierter L-Form nicht mit dem Speiseleitermuster 7b des
Antennenmusters 7 in invertierter L-Form überlappt.
-
Hierbei
ist, wie bei der zweiten Ausführungsform,
die Weglänge
Lp vom offenen Ende 8c des länglichen Musters 8a des
Antennenmusters 8 in invertierter L-Form über das
Masseleitermuster 8b zum Masseleiterabschnitt 3 geringfügig länger als
die Weglänge
Li vom offenen Ende 7c des länglichen Musters 7a des
Antennenmusters 7 in invertierter L-Form über den
Speiseleiterabschnitt 7b zum Speiseleiter 2 eingestellt.
Genauer gesagt, sind, wenn angenommen wird, dass die effektive Wellenlänge der Antenne
bei der Mittenfrequenz ihres nutzbaren Frequenzbereichs λ ist, die
Weglängen
Li und Lp so eingestellt, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind: 0,236 λ ≤ Li < 0,25 λ und 0,25 λ ≤ Lp < 0,273 λ.
-
Darüber hinaus
beträgt,
wie bei der zweiten Ausführungsform,
bei den Antennenmustern 7 und 8 in invertierter
L-Form der bevorzugte Zwischenraum zwischen dem länglichen
Muster 7a oder 8a und dem Masseleiterabschnitt 3 0,02 λ oder mehr.
Ferner beträgt,
unter Berücksichtigung
der Genauigkeit, mit der die Muster hergestellt werden, die bevorzugte Musterleitungsbreite
der Antennenmuster 7 und 8 in invertierter L-Form,
die die Mikrostripline-Antenne bilden, 0,5 mm oder mehr.
-
Bei
der auf die oben beschriebene Weise konfigurierten Mikrostripline-Antenne
wirkt das Antennenmuster 7 in invertierter L-Form als angesteuertes
Element, und das Antennenmuster 8 in invertierter L-Form
wirkt als passives Element. Im Ergebnis zeigt diese Mikrostripline-Antenne
das in der 11 dargestellte Spannungs/Stehwellen-Verhältnis, das,
wie bei der zweiten Ausführungsform (7),
einen breiteren Frequenzbereich, in dem VSRW < 2 gilt, zeigt, als er bei der ersten
Ausführungsform
(2) erhalten wird. Dies ermöglicht es, in einem großen Frequenzbereich
eine zufriedenstellende Impedanzanpassung zu erzielen und Kommunikationssignale
in einem großen
Frequenzbereich zu senden und zu empfangen.
-
Es
wurde beschrieben, dass bei dieser Ausführungsform die Antennenmuster
in invertierter L-Form über
ein Masseleitermuster und ein Speiseleitermuster verfügen, die
so ausgebildet sind, dass sie über
eine sich radial verbreiternde Form mit einem Verjüngungswinkel
nur auf einer Seite verfügen. Jedoch
können
diese Leitermuster so ausgebildet sein, dass sie über eine
sich radial verbreiternde Form mit gleichen Verjüngungswinkeln auf beiden Seiten
verfügen.
-
Vierte Ausführungsform
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 12 eine
vierte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Hierbei sind Elemente, die zu denselben
Zwecken wie bei der Mikrostripline-Antenne der zweiten Ausführungsform
verwendet werden, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und
eine detaillierte Erläuterung
zu diesen wird nicht wiederholt. Es wird darauf hingewiesen, dass
die Schnittansicht der 12, wie diejenige der 6,
eine Schnittansicht entlang der in den 4 und 5 dargestellten
Linie X–Y
ist.
-
Wie
es in der 12 dargestellt ist, ist die Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform
auf und in einer mehrschichtigen Glas-Epoxid-Leiterplatte 9 aus
drei Schichten von Glas-Epoxid-Leiterplatten 4a, 4b und 4c ausgebildet
(diese Leiterplatten 4a, 4b und 4c entsprechen
der Leiterplatte 4). In der nachfolgenden Beschreibung
werden diese Leiterplatten von oben nach unten als Leiterplatte 4a einer
ersten Schicht, als Leiterplatte 4b einer zweiten Schicht
und als Leiterplatte 4c einer dritten Schicht bezeichnet. Die
auf diese Weise konfigurierte mehrschichtige Leiterplatte 9 verfügt, wie
die Leiterplatte 4 der zweiten Ausführungsform, über andere
auf ihr ausgebildete Schaltungsmuster.
-
Bei
der mehrschichtigen Leiterplatte 9 ist auf jeder der Vorderseiten
der Leiterplatten 4b und 4c der zweiten und der
dritten Schicht ein Antennenmuster 1 in invertierter F-Form,
wie in der 4 dargestellt, ausgebildet,
und sowohl auf der Vorderseite der Leiterplatte 4a der
ersten Schicht als auch der Rückseite
der Leiterplatte 4c der dritten Schicht ist ein Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form ausgebildet. Die Form des in der 5 dargestellten
Antennenmusters in invertierter L-Form entspricht der Form des Antennenmusters 5 in
invertierter L-Form, das
auf der Vorderseite der Leiterplatte 4a der ersten Schicht
ausgebildet ist, wie durch die Leiterplatte 4a der ersten
Schicht durch die Rückseite
derselben gesehen.
-
Die
Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und die Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form sind in einem Randabschnitt der mehrschichtigen
Leiterplatte 9 ausgebildet, auf der auch andere Schaltungsmuster
und dergleichen ausgebildet sind. Auf jeder der Vorderseiten der
Leiterplatten 4b und 4c der zweiten und der dritten
Schicht sind, wie bei der zweiten Ausführungsform (4),
ein Speiseleiter 2 und ein Masseleiterabschnitt 3 mit
in dessen Umfangsabschnitt ausgebildeten Durchgangslöchern 6 ausgebildet.
Andererseits ist sowohl auf der Vorderseite der Leiterplatte 4a der
ersten Schicht als auch der Rückseite
der Leiterplatte 4c der dritten Schicht, wie bei der zweiten
Ausführungsform
(5), ein Masseleiterabschnitt 6 mit in
seinem Randabschnitt ausgebildeten Durchgangslöchern 6 ausgebildet.
-
Auf
jeder Schicht dieser mehrschichtigen Leiterplatte 9 sind,
wie bei der ersten Ausführungsform,
das Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und das Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form
so ausgebildet, dass sich ihre jeweiligen länglichen Muster 1a und 5a,
die parallel zu einem Seitenrand des ihnen zugewandten Masseleiterabschnitts 3 ausgebildet
sind, so überlappen,
dass das Material der Leiterplatte 9 dazwischen eingebettet
ist, wobei außerdem
das Speiseleitermuster 1b des ersteren, das mit dem Speiseleiter 2 verbunden
ist, und das Masseleitermuster 5b des letzteren, das mit
dem Masseleiterabschnitt 3 verbunden ist, einander so überlappen,
dass das Material der Leiterplatte 9 dazwischen eingebettet
ist.
-
Die
Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und die Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form, die die Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform bilden,
verfügen über dieselben
Merkmale wie die vergleichbaren Elemente bei der zweiten Ausführungsform,
weswegen detaillierte Erläuterungen,
wie sie zuvor in Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform
erfolgten, nicht wiederholt werden.
-
Bei
einer Mikrostripline-Antenne, die dadurch aufgebaut wird, dass mehrere
Antennenmuster in invertierter F-Form und mehrere Antennenmuster
in invertierter L-Form auf diese Weise zusammengebaut werden, zeigt
das Spannungs/Stehwellen-Verhältnis
eine solche Frequenzantwort, dass das Maximum des Spannungs/Stehwellen-Verhältnisses
um den nutzbaren Frequenzbereich herum niedriger als bei der zweiten
Ausführungsform (4) ist.
Dies ermöglicht
es, bessere Impedanzanpassung in einem großen Frequenzbereich zu erzielen,
in dem VSWR < 2
gilt, und dadurch Kommunikationssignale in einem großen Frequenzbereich
zu senden und zu empfangen.
-
Diese
Ausführungsform
beschäftigt
sich mit einem Beispiel, bei dem die Mikrostripline-Antenne aus
mehreren Antennenmustern in invertierter F-Form und mehreren Antennenmustern
in invertierter L-Form besteht. Jedoch ist es auch möglich, die Mikrostripline-Antenne
dadurch aufzubauen, dass auf und in der mehrschichtigen Leiterplatte 9 mehrere Antennenmuster
in invertierter L-Form, wie das eine Muster 7, das bei
der dritten Ausführungsform
als angesteuertes Element wirkt, und mehrere Antennenmuster in invertierter
L-Form, wie das Muster 8, das bei der dritten Ausführungsform
als passives Element wirkt, ausgebildet werden. In der mehrschichtigen
Leiterplatte 9 können
die als angesteuerte Elemente wirkenden Antennenmuster und die als
passive Elemente wirkenden Antennenmuster auf andere Weise ausgebildet
werden, als es speziell in der Schnittansicht der 12 dargestellt
ist, und zwar hinsichtlich der Reihenfolge, mit der sie einander überlappen,
sowie auch hinsichtlich anderer Gesichtspunkte. Zum Beispiel kann
die gemusterte Antenne aus einem angesteuerten Element und mehreren
passiven Elementen mit verschiedenen Weglängen bestehen.
-
Fünfte Ausführungsform
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 13 bis 16 eine
fünfte
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen die 13 und 14 die
Vorder- bzw. Rückseite
der Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform. Die 15 zeigt
die Vorderseite, gemeinsam mit auf dieser ausgebildeten erhabenen
Kontaktflecken, einer anderen Leiterplatte, auf der die Mikrostripline-Antenne
dieser Ausführungsform
angebracht ist. Die 16 ist eine Schnittansicht der
Mikrostripline-Antenne
entlang der in den 13 bis 15 dargestellten
Linie X–Y. Hierbei
sind solche Elemente, wie sie zu denselben Zwecken wie bei der Mikrostripline-Antenne
der zweiten Ausführungsform
verwendet werden, mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und
eine detaillierte Erläuterung
derselben wird nicht wiederholt.
-
Im
Gegensatz zu den Mikrostripline-Antennen der ersten bis vierten
Ausführungsform,
die auf derselben Leiterplatte ausgebildet sind, auf der auch andere
Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind, ist die Mikrostripline-Antenne
dieser Ausführungsform
auf einer ersten Leiterplatte 4d ausgebildet, die getrennt
von einer zweiten Leiterplatte 10 vorhanden ist, auf der
andere Schaltungsmuster und dergleichen ausgebildet sind, und die
erste Leiterplatte 4d, auf der die Mikrostripline-Antenne
ausgebildet ist, ist auf der zweiten Leiterplatte 10 montiert.
-
Genauer
gesagt, besteht die Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform
aus einem auf der Vorderseite einer in der 13 dargestellten Glas-Epoxid-Leiterplatte 4d ausgebildeten
Antennenmuster 5 in invertierter L-Form und einem auf der Rückseite
dieser Leiterplatte 4d ausgebildeten Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form, wie in der 14 dargestellt.
Wie es in der 13 dargestellt ist, ist auf
der Vorderseite der Leiterplatte 4d ein streifenförmiger Masseleiterabschnitt 3a ausgebildet.
Wie es in der 14 dargestellt ist, sind auf
der Rückseite
der Leiterplatte 4d zwei streifenförmige Masseleiterabschnitte 3a sowie
mehrere erhabene Kontaktflecken 11a für elektrische Verbindung mit
relevanten Abschnitten der anderen, später beschriebenen Leiterplatte 10 vorhanden.
-
Hierbei
sind, wie bei der zweiten Ausführungsform
(4 und 5), die auf der Vorderseite und
der Rückseite
der Leiterplatte 4d ausgebildeten Masseleiterabschnitte 3a so
ausgebildet, dass sie einander unter Einbettung der Leiterplatte 4d,
d. h. des Materials derselben, überlappen,
und in diesen Masseleiterabschnitten 3a sind Durchgangslöcher 6a ausgebildet.
Die auf der Rückseite
der Leiterplatte 4d ausgebildeten erhabenen Kontaktflecken 11a befinden
sich an den vier Ecken der Leiterplatte 4d auf den Masseleiterabschnitten 3a und
zwischen den zwei Masseleiterabschnitten 3a.
-
Das
Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und das Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form, die auf die oben beschriebene Weise auf der
Leiterplatte 4d ausgebildet sind, sind, wie das Antennenmuster
in invertierter F-Form und das Antennenmuster in invertierter L-Form,
die auf der Leiterplatte bei der ersten Ausführungsform ausgebildet sind,
so geformt, dass ihre jeweiligen länglichen Muster 1a und 5a sowie das
Speiseleitermuster 1b des ersteren und das Masseleitermuster 5b des
letzteren einander unter Einbettung der Leiterplatte 4d,
d. h. des Materials derselben, überlappen.
Darüber
hinaus ist beim auf diese Weise ausgebildeten Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form das Speiseleitermuster 1b mit dem erhabenen
Kontaktflecken 11a verbunden, der sich am Ort zwischen
den zwei Masseleiterabschnitten 3a befindet.
-
Das
Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und das Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form, die die Mikrostripline-Antenne dieser Ausführungsform bilden,
weisen dieselben Merkmale wie ihre entsprechenden Elemente bei der
zweiten Ausführungsform auf,
und daher wird keine zugehörige
Erläuterung
detailliert wiederholt, wie sie bereits in Zusammenhang mit der
zweiten Ausführungsform
erfolgte.
-
Die
Mikrostripline-Antenne, die dadurch aufgebaut wird, dass das Antennenmuster 1 in
invertierter F-Form und das Antennenmuster 5 in invertierter L-Form
auf diese Weise auf der Leiterplatte 4d ausgebildet werden,
wird auf der Fläche
einer anderen Leiterplatte 10 montiert. Diese Leiterplatte 10 wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf die 15 beschrieben.
Auf der Vorderseite der Leiterplatte 10 sind, wie auf der
Leiterplatte 4 der zweiten Ausführungsform (3),
zwei Masseleiterabschnitte 3b mit darin ausgebildeten Durchgangslöchern 6 ausgebildet,
und zwischen diesen zwei Masseleiterabschnitten 3b ist
ein Speiseleiter 2a ausgebildet.
-
Darüber hinaus
sind, für
eine elektrische Verbindung mit den auf der Rückseite der Leiterplatte 4d ausgebildeten
erhabenen Kontaktflecken 11a, an den Ecken der Leiterplatte 10,
auf den Masseleiterabschnitten 3b und auf dem Speiseleiter 2a erhabene
Kontaktflecken 11b ausgebildet. Die Mikrostripline-Antenne
wird so auf der Leiterplatte 10 montiert, dass die auf
der Leiterplatte 4d ausgebildeten Kontaktflecken 11a,
insbesondere die auf den Masseleiterabschnitten 3a und
die zwischen diesen, mit den auf der Leiterplatte 10 ausgebildeten
Kontaktflecken 11b überlappen,
speziell mit denen auf den Masseleiterabschnitten 3b und
dem Speiseleiter 2a.
-
Als
Ergebnis dieser Montageweise überlappen
die Masseleiterabschnitte 3a auf der Rückseite der Leiterplatte 4d und
die Masseleiterabschnitte 3b auf der Vorderseite der Leiterplatte 10 und
damit auch die in den Masseleiterabschnitten 3a ausgebildeten
Durchgangslöcher 6a und
die in den Masseleiterabschnitten 3b ausgebildeten Durchgangslöcher 6b.
Darüber
hinaus ist, beim Antennenmuster 1 in invertierter F-Form,
das Speiseleitermuster 1b über die Kontaktflecken 11a und 11b elektrisch
mit dem Speiseleiter 3a verbunden, und das Masseleitermuster 1c ist über den
Masseleiterabschnitt 3a und die Kontaktflecken 11a und 11b elektrisch
mit den Masseleiterabschnitten 3b verbunden. Ferner ist
beim Antennenmuster 5 in invertierter L-Form das Masseleitermuster 5b über den
Masseleiterabschnitt 3a, die Durchgangslöcher 6a und
die Kontaktflecken 11a und 11b elektrisch mit
den Masseleiterabschnitten 3b verbunden.
-
Wenn
die Mikrostripline-Antenne auf diese Weise auf der Leiterplatte 10 montiert
ist, sind die Leiterplatte 10, die Glas-Epoxid-Leiterplatte 4b,
das Antennenmuster 1 in invertierter F-Form und das Antennenmuster 5 in
invertierter L-Form
so angeordnet, wie es in der Schnittansicht der 16 dargestellt
ist. Genauer gesagt, ist das Antennenmuster 1 in invertierter
F-Form zwischen der Vorderseite der Leiterplatte 10 und
der Rückseite
der Glas-Epoxid-Leiterplatte 4d ausgebildet, und das Antennenmuster 5 in invertierter
L-Form ist auf der Vorderseite der Glas-Epoxid-Leiterplatte 4d ausgebildet.
-
Bei
dieser Ausführungsform
weist die auf einer anderen Leiterplatte angebrachte Mikrostripline-Antenne
eine ähnliche
Konfiguration wie die Mikrostripline-Antenne der zweiten Ausführungsform auf.
Jedoch ist es auch möglich,
eine Mikrostripline-Antenne
mit einer Konfiguration, die derjenigen der gemusterten Antenne
bei der ersten, dritten oder vierten Ausführungsform ähnlich ist, auf einer anderen
Leiterplatte anzubringen.
-
Die
erste bis fünfte
Ausführungsform
beschäftigen
sich mit Beispielen, bei denen die Antennenmuster in invertierter
F-Form und in invertierter L-Form rechteckige, längliche Muster sind. Jedoch können diese
Antennenmuster mit beliebiger anderer Form ausgebildet werden, als
sie speziell oben beschrieben ist; z. B. können sie über hakenförmige Muster verfügen, wobei
das offene Ende des länglichen
Musters rechtwinklig zum Masseleiterabschnitt hin abgebogen ist,
wie in der 17A dargestellt, oder es kann
ein Mäandermuster
sein, wobei der Abschnitt des offenen Endes des länglichen
Musters mäanderförmig gebogen
ist, wie in der 17B dargestellt. Diese Anordnungen
tragen dazu bei, die Fläche
des Bereichs zu verringern, der für jedes Antennenmuster bereitgestellt
werden muss, um dadurch die Antenne insgesamt kompakt auszubilden.
Obwohl die 17A und 17B angesteuerte
Elemente zeigen, die jeweils mit einem Speiseleitermuster und einem
Masseleitermuster versehen sind, können ähnliche Anordnungen auch bei
einem angesteuerten Element angewandt werden, das nur mit einem
Speiseleitermuster versehen ist, oder bei einem passiven Element,
das nur mit einem Masseleitermuster versehen ist.
-
Es
ist auch möglich,
zwischen dem offenen Ende des länglichen
Musters und dem Masseleiterabschnitt einen Chipkondensator C1 anzubringen, wie
es in der 18A dargestellt ist, oder das
längliche
Muster in zwei Teile zu unterteilen und zwischen diesen einen Chipkondensator
C2 zu platzieren, wie es in der 18B dargestellt
ist. Das Anbringen eines als Kapazität wirkenden Chipkondensators
C1 oder C2 auf diese Weise trägt
dazu bei, die Weglänge
jedes Antennenmusters zu verkürzen.
Dies trägt dazu
bei, die Fläche
des Bereichs zu verringern, der für jedes Antennenmuster bereitgestellt
werden muss, um dadurch die Antenne insgesamt kompakt auszubilden.
Obwohl die 18A und 18B angesteuerte
Elemente zeigen, die jeweils mit einem Speiseleitermuster und einem
Masseleitermuster versehen sind, können ähnliche Anordnungen auch bei
einem angesteuerten Element angewandt werden, das nur mit einem
Speiseleitermuster versehen ist, oder bei einem passiven Element,
das nur mit einem Masseleitermuster versehen ist.
-
Bei
den Ausführungsformen
ist die gemusterte Antenne auf einer Glas-Epoxid-Leiterplatte ausgebildet,
die über
eine vergleichsweise niedrige Dielektrizitätskonstante verfügt. Jedoch
ist es bei Antennen zum Senden und Empfangen hochfrequenter Signale mit
Frequenzen von 3 GHz oder mehr auch möglich, eine Teflon-Glas-Leiterplatte
zu verwenden, die eine noch geringere Dielektrizitätskonstante
und geringere dielektrische Verluste zeigt.
-
Die
einzelnen Antennenmuster, d. h. die Antennenmuster in invertierter
F-Form und in invertierter L-Form, werden durch einen Strukturierungsprozess
auf Grundlage von Ätz-Druck-
oder ähnlichen Vorgängen hergestellt,
genauso wie Schaltungsmuster, die auf normalen Leiterplatten hergestellt
werden.
-
Beispiel einer Vorrichtung für drahtlose
Kommunikation, die mit einer die Erfindung verkörpernden Antenne versehen ist
-
Nachfolgend
wird eine Vorrichtung für
drahtlose Kommunikation beschrieben, die mit einer Antenne versehen
ist, die wie bei einem der Ausführungsformen 1 bis 5 konfiguriert
ist. Die 19 zeigt die interne Konfiguration
einer derartigen Vorrichtung als Blockdiagramm.
-
Die
in der 19 dargestellte Vorrichtung
für drahtlose
Kommunikation verfügt über einen
Eingangsabschnitt 20, in den Ton, Bild- oder Datensignale
von einer externen Vorrichtung eingespeist werden, eine Codierschaltung 21 zum
Codieren der in den Eingangsabschnitt 20 eingespeisten
Datensignale, eine Modulationsschaltung 22 zum Modulieren der
von der Codierschaltung 21 codierten Datensignale, eine
Sendeschaltung 23 zum Verstärken der durch die Modulationsschaltung 22 modulierten
Signale zum Erzeugen eines stabilen, zu sendenden Signals, eine
Antenne 24 zum Senden und Empfangen von Signalen, eine
Empfangsschaltung 25 zum Verstärken
der von der Antenne 24 empfangenen Signale und zum Durchlassen
nur eines Signals innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs,
eine Demodulationsschaltung 26 zum Erfassen und damit Demodulieren
des von der Empfangsschaltung 25 verstärkten empfangenen Signals,
eine Decodierschaltung 27 zum Decodieren des von der Demodulationsschaltung 26 zugeführten Signals
und einen Ausgangsabschnitt 28 zum Ausgeben der von der
Decodierschaltung 27 decodierten Ton-, Bild- oder Datensignale.
-
Bei
dieser Vorrichtung für
drahtlose Kommunikation werden dem Eingangsabschnitt 20 über ein Mikrofon,
eine Kamera oder eine Tastatur zugeführte Ton-, Bild- oder Datensignale
durch die Codierschaltung 21 codiert. Dann werden die codierten
Daten durch die Modulationsschaltung 22 mit einer Trägerwelle
vorbestimmter Frequenz moduliert. Dann wird das modulierte Signal
durch die Sendeschaltung 23 verstärkt. Das Signal wird dann von
der Antenne 24 als Sendesignal abgestrahlt. Die Antenne 24 ist
dabei als Mikrostripline-Antenne gemäß einer der oben beschriebenen
Ausführungsformen 1 bis 5 konfiguriert.
-
Wenn
dagegen Signale von der Antenne 24 empfangen werden, werden
sie als Erstes von der Empfangsschaltung 25 verstärkt, und
von einer Filterschaltung oder dergleichen in dieser Empfangsschaltung 25 wird
nur ein Signal innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs durchgelassen
und so der Demodulationsschaltung 26 zugeführt. Dann
erfasst die Demodulationsschaltung 26 das Signal von der
Empfangsschaltung 25 und demoduliert es, und dann wird
das demodulierte Signal von der Decodierschaltung 27 decodiert.
Dann werden die als Ergebnis der Decodierung durch die Decodierschaltung 27 erhaltenen
Ton-, Bild- oder Datensignale an den Ausgangsabschnitt 28,
wie einen Lautsprecher oder ein Display, ausgegeben.
-
Bei
dieser Vorrichtung für
drahtlose Kommunikation sind, wenn eine Mikrostripline-Antenne gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4 als
Antenne 24 verwendet wird, die Codierschaltung 21,
die Modulationsschaltung 22, die Sendeschaltung 23,
die Empfangs schaltung 25, die Demodulationsschaltung 26, die
Decodierschaltung 27 auf derselben Leiterplatte, auf der
die Mikrostripline-Antenne 24 ausgebildet
ist, ebenfalls als Schaltungsmuster ausgebildet. Wenn dagegen als
Mikrostripline-Antenne 24 diejenige der fünften Ausführungsform
verwendet wird, ist die Leiterplatte, auf der diese Antenne 24 ausgebildet
ist, auf einer anderen Leiterplatte montiert, auf der die Codierschaltung 21,
die Modulationsschaltung 22, die Sendeschaltung 23,
die Empfangsschaltung 25, die Demodulationsschaltung 26,
die Decodierschaltung 27 als Schaltungsmuster ausgebildet
sind, wobei die auf diesen zwei Leiterplatten ausgebildeten erhabenen
Kontaktflecken miteinander verbunden sind.
-
Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform
betrifft ein Beispiel einer Vorrichtung für drahtlose Kommunikation,
bei der die Mikrostripline-Antenne gemäß einer der bereits beschriebenen
Ausführungsformen
1 bis 5 als Antenne für
sowohl Sende- als auch Empfangsvorgänge verwendet ist. Jedoch kann
die gemusterte Antenne jeder dieser Ausführungsformen bei einer Vorrichtung
für drahtlose
Kommunikation als Antenne nur zum Empfang oder nur zum Senden verwendet
werden.
-
Gemäß der Erfindung
besteht eine Mikrostripline-Antenne aus Stripline-Antennenmustern.
Dies beseitigt das Erfordernis, dreidimensionalen Raum bereitzustellen,
wie er von einer herkömmlichen
Antenne benötigt
wird, und außerdem
ist es durch Umbiegen der die Antenne bildenden Antennenmuster möglich, die
Fläche
des Bereichs zu verringern, der zum Ausbilden dieser Antennenmuster
bereitgestellt werden muss. Dies trägt nicht nur zu einer Miniaturisierung
der Antennen selbst bei, sondern es trägt auch zur Miniaturisierung
von Vorrichtungen für drahtlose
Kommunikation bei, die die Erfindung verkörpernde Mikrostripline-Antennen
enthalten. Darüber
hinaus ist es durch Ausbilden von Speise- und Massemustern mit sich
verjüngender Form
möglich, eine
Impedanzanpassung in einem großen
Frequenzbereich zu erzielen, um so eine Antenne zu realisieren,
die Signale in einem großen
Frequenzbereich senden und empfangen kann.