DE10208210A1

DE10208210A1 - Antennenkopplungseinrichtung

Info

Publication number: DE10208210A1
Application number: DE10208210A
Authority: DE
Inventors: Zsolt Barna; Peter Lindberg
Original assignee: Smarteq Wireless AB
Current assignee: Smarteq Wireless AB
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2002-09-19
Also published as: SE524825C2; FR2821985A1; GB2378322B; GB0204485D0; US20020154066A1; US6611235B2; SE0100775L; GB2378322A; SE0100775D0; FR2821985B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfrequenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne, wobei die Kommunikationseinheit (10) in n Frequenzbändern betreibbar ist, wobei n > 1 und n eine ganze Zahl ist. Die Antennenkopplungseinrichtung (14) weist eine Anschlussstelle (6) auf, die an eine Übertragungsleitung (18) angeschlossen/anschließbar ist. Eine leitende Oberfläche der Antennenkopplungseinrichtung (14) besitzt eine geometrische Form in Form einer Baumstruktur (20), die an die Anschlussstelle (16) angeschlossen ist. Die Baumstruktur (20) weist eine Anzahl m an Zweigen auf, wobei m >= n, wobei die Baumstruktur (20) mindestens einen Zweig b¶ix¶ für jedes Frequenzband i der Kommunikationseinrichtung (10) aufweist, wobei i eine ganze Zahl ist und 1 i n und x eine ganze Zahl ist und 1 x k(i) und die Gesamtanzahl m der Zweige die folgende Gleichung erfüllt: DOLLAR F1 wobei k(i) eine Funktion von i ist, die nur einen ganzzahligen Wert erhalten kann und die Gesamtzahl der Zweige für ein Frequenzband ist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenkopp lungseinrichtung zum Koppeln von Funkfrequenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung mit einer internen ersten Antenne.

Beschreibung des Standes der Technik

Einige ältere Arten von Mobiltelefonen sind mit einem koaxialen Anschlussteil ausgestattet, an das ein Leiter zu einer zweiten Antenne angefügt sein kann, der gleichzeitig die erste Antenne vom Telefon trennt. Der Trend zu leichteren, kleineren und bil ligeren Mobiltelefonen hat jedoch zu neuen Modellen geführt, die diese Einrichtung nicht aufweisen. Wenn der Anschluss an eine zweite Antenne gewünscht wird, so muss ein elektromagnetischer Koppler verwendet werden, obwohl diese Lösung zu unvermeidlichen Verlusten führt. Erstens arbeiten Koppler im Nahfeld der ersten Antenne, was die Drift des Telefons beeinträchtigt, was zu Ver lusten führen kann. Zweitens kann die elektromagnetische Energie teilweise nicht von dem Koppler aufgenommen werden, was zu Strahlung im Inneren des Autos führt.

Verschiedene Modelle von Kopplern sind nötig, um verschiedene Arten von Telefonen einzurichten, je nach der ersten Antenne. Eine Komplikation besteht darin, dass ein Betreiben in zwei Fre quenzbändern erforderlich ist.

Die meisten Telefone aus dem letzten Jahrzehnt und einige neue sind mit kurzen Kopf-Monopolantennen oder kurzen Helixantennen ausgestattet, die über die Oberseite der Mobiltelefoneinrichtung herausragen. Koppler für solche Antennen wurden in einigen Pa tenten beschrieben, z. B. in SE 500 983, SE 503 930, US 5,619,213, JP 82 79 712, SE 504 343, US 5,668,561 und WO 98/25323. Ein gemeinsames Merkmal dieser Lösungen ist die Ver wendung von Spulen. Das elektromagnetische Koppeln beruht größ tenteils auf der magnetischen Komponente des Nahfeldes. Eine an dere Lösung, die ein Mäandermuster vorsieht, wurde in der SE 506 726 und der SE 507 100 vorgestellt. Das elektromagnetische Kop peln hängt in diesem Fall sowohl von der elektrischen als auch der magnetischen Komponente des Feldes ab.

In jüngster Zeit sind viele Mobiltelefone mit internen Antennen ausgestattet. Eine verbreitete Art ist die Spaltantenne, und be sonders beliebt ist die planarinvertierte F-Antenne (PIFA). Die Nahfeldmuster derartiger Antennen variieren stärker als die der Monopol- und Helixantennen. Folglich müssen die Koppler für jede Mobiltelefonart mit interner Antenne einzeln konstruiert werden. Ein Koppler, der für einige interne n-Band-(n < 1)-PIFA-Antennen geeignet ist und der hauptsächlich die elektrische Komponente des Nahfelds nutzt, wurde in der SE 0002575-9 vorgestellt. Ein Nachteil dieses Kopplers ist, dass die n Frequenzbänder auf Grund der Tatsache, dass der Koppler nur einen Zweig hat, nicht voneinander unabhängig sind.

Das Dokument EP 0 999 607 offenbart einen Antennenkoppler, der ein planares, leitendes Antennenelement aufweist, das im Wesent lichen dem planaren, leitenden Antennenelement im Mobiltelefon ähnlich ist. Außerdem weist der Antennenkoppler ein Stück die lektrischen Materials zum Halten des leitenden Antennenelements, sowie eine erste Masseebene, die leitend, im Wesentlichen durch gehend und im Wesentlichen parallel zu dem leitenden Antennen element ist, auf. Dieser Antennenkoppler soll gegenüber dem An tennenelement im Mobiltelefon mit einem Winkel α gekippt sein. Ein Nachteil bei dieser Lösung ist, dass sie einen großen Abs tand zwischen dem Koppler und dem Antennenelement impliziert. Dies reduziert den Kopplungsfaktor. Ein weiterer Nachteil ist, dass diese Lösung zu viel Platz einnimmt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Antennenkopplungsein richtung zum Koppeln von Funkfrequenzsignalen von einer Kommuni kationsseinrichtung mit einer internen ersten Antenne vorgese hen. Die Kommunikationseinrichtung ist in n Frequenzbändern be treibbar, wobei n < 1 ist und n eine ganze Zahl ist. Die Anten nenkopplungseinrichtung weist eine an eine Übertragungsleitung angeschlossene/anschließbare Anschlussstelle auf. Die leitende Oberfläche der Antennenkopplungseinrichtung hat eine geometri sche Form in Form einer Baumstruktur, die an die Anschlussstelle angeschlossen ist. Die Baumstruktur weist eine Anzahl m an Zwei gen auf, wobei m ≧ n. Die Baumstruktur weist mindestens einen Zweig b_ix für jedes Frequenzband i der Kommunikationseinrichtung auf, wobei i eine ganze Zahl ist und 1 ≦ i ≦ n, und x eine ganze Zahl ist und 1 ≦ x ≦ k(i), und die Gesamtanzahl m der Zweige die folgende Gleichung erfüllt

wobei k(i) eine Funktion von i ist, die nur einen ganzzahligen Wert erhalten kann, und die Gesamtanzahl der Zweige für ein Fre quenzband i ist.

Ein Hauptvorteil bei dieser Antennenkopplungseinrichtung ist, dass sie in n unabhängigen Frequenzbändern arbeiten kann. Dies erleichtert die Arbeit beim Konstruieren einer Antennenkopp lungseinrichtung.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang entsteht, wenn min destens ein Zweig b_ix für jedes Frequenzband i die Bedingung er füllt; eine Länge des Zweigs b_ix, gemessen von der Anschlussstel le bis zu einem freien Ende des Zweiges b_ix, ist nicht unter etwa 1/8 von λi, wobei λi die Wellenlänge in dem Medium bei dem Fre quenzband i ist.

Zudem ist es ein Vorteil in diesem Zusammenhang, wenn der min destens eine Zweig b_ix für das Frequenzband i der Kommunikati onseinrichtung über eine Domäne i der internen ersten Antenne angebracht wird/werden, wenn die Antennenkopplungseinrichtung in Betrieb ist, wobei ein elektromagnetische Felder verursachender Strom in dem mindestens einen Zweig b_ix einen beträchtlichen Teil einer elektromagnetischen Welle in dem Frequenzband i auffangen soll.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang entsteht, wenn die Domänen mindestens teilweise voneinander getrennt sind.

Zudem ist es ein Vorteil in diesem Zusammenhang, wenn jeder Zweig b_ix eine konstante Breite aufweist.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang entsteht, wenn die Breiten von mindestens zwei Zweigen b_ix gleich sind.

Zudem ist es ein Vorteil in diesem Zusammenhang, wenn mindestens einer der Zweige b_ix eine variable Breite entlang des Zweiges b_ix aufweist.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang entsteht, wenn min destens einer der Zweige b_ix einen Teil in Form einer Mäander linie besitzt.

Zudem ist es ein Vorteil in diesem Zusammenhang, wenn verschie dene Zweige b_ix sich überschneiden können.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang entsteht, wenn wei tere Zweige verwendet werden können, um das Anpassen der Impe danz an eine charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung zu verbessern.

Zudem ist es gemäß einer Ausführungsform ein Vorteil in diesem Zusammenhang, wenn die Antennenkopplungseinrichtung eine offene Masseebene besitzt.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang gemäß einer weiteren Ausführungsform entsteht, wenn die Antennenkopplungseinrichtung eine geschlossene Masseebene besitzt.

Zudem ist es gemäß einer Ausführungsform ein Vorteil in diesem Zusammenhang, wenn die Baumstruktur der Antennenkopplungsein richtung auf einer Leiterplatte angebracht ist.

Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang gemäß einer weiteren Ausführungsform entsteht, wenn die Baumstruktur der Antennen kopplungseinrichtung als Überzug ausgebildet ist.

Zudem ist es gemäß einer Ausführungsform ein Vorteil, wenn die Baumstruktur der Antennenkopplungseinrichtung als leitfähige Tinte ausgebildet ist.

Es sollte hervorgehoben werden, dass der Begriff "weist auf/wei sen auf" in dieser Beschreibung verwendet wird, um das Vorhan densein genannter Merkmale, Schritte oder Bauteile zu spezifi zieren, aber damit nicht das Vorhandensein eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Bauteile oder Gruppen daraus ausschließt.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die be gleitenden Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Zeichnung eines Mobiltelefons, eines Adapters und einer Antennenkopplungsein richtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 und 3 die Verteilung der Stromdichte für eine erste Ausführungsform einer internen ersten Antenne;

Fig. 4 und 5 eine erste Ausführungsform einer Antennenkopp lungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung, die mit der ersten Antenne gemäß Fig. 2 und 3 verwendet werden soll;

Fig. 6 und 7 die Verteilung der Stromdichte für eine zweite Ausführungsform einer internen ersten Antenne;

Fig. 8 und 9 eine zweite Ausführungsform einer Antennenkopp lungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung, die mit der ersten Antenne gemäß Fig. 6 und 7 verwendet werden soll;

Fig. 10-12 die Verteilung der Stromdichte für eine dritte Ausführungsform einer internen ersten Antenne;

Fig. 13 und 14 eine dritte Ausführungsform einer Antennenkopp lungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung, die mit der ersten Antenne gemäß Fig. 10-12 verwendet werden soll; und

Fig. 15-22 verschiedene Ausführungsformen einer Antennen kopplungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen

In Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung einer Kommunikati onseinrichtung 10 in Form eines Mobiltelefons 10 dargestellt. In Fig. 1 ist auch ein Adapter 12 dargestellt, der z. B. in einem Fahrzeug befestigt ist. Der Adapter 12 ist mit einer Antennen kopplungseinrichtung 14 gemäß der vorliegenden Erfindung ausge stattet.

Die Erfindung ist keineswegs auf Anwendungen bei Mobiltelefonen beschränkt, andere in Frage kommende Geräte sind Rufanlagen oder Pager, schnurlose Telefone, funkbetriebene Positionierungsgerä te, Personal Digital Assistant-Geräte mit funkgesteuerten Funk tionen, tragbare Datenterminals für schnurlose lokale Netzwerke, funkgesteuerte Spielgeräte und -modelle und deren Steuereinhei ten usw.

Definitionen

Die folgenden Definitionen beziehen sich auf die erste Antenne:
Band i ist das verwendete Frequenzband Nr. i (i = 1, 2, . . .). (Z. B. Band 1 entspricht GSM 900 MHz, Band 2 entspricht GSM 1800 MHz).

Frequenz i ist die Mitten- oder Nennfrequenz von Band i.

Domäne i ist ein einzeln angeschlossener Bereich der Basisebene, wo der größte Teil der Strahlungsstromfluss-Sendeträgerwelle in Band i fließt. Um eine einheitliche Definition dieses Begriffs zu bekommen, wird das folgende, intelligente Verfahren verwen det:

- Bestimmen Sie die Oberflächen-Stromdichten der ersten Antenne in Abwesenheit des Kopplers bei Mitten-(oder Nenn-)Frequenz von Band i. Ermitteln Sie den Durch schnitt, indem Sie die absoluten Werte der Stromdichten über der Domäne integrieren und durch die Fläche der Domäne dividieren.
- Lassen Sie solche Stromdichten außer Acht, die entweder größer als 3mal der Durchschnitt sind (z. B. Spitzen werte an Ecken) oder kleiner als 1/5 des Durchschnitts (Bereiche mit schwachen Strömen).
- Der Bereich, in dem die Stromdichten betrachtet werden, d. h. in dem sie innerhalb der gegebenen Grenzen liegen, wird als Domäne 1 betrachtet.
- Die Domäne kann einfach angeschlossen sein, d. h. inter ne Bereiche, in denen Stromdichten niedrig sind, exis tieren nicht innerhalb der Domäne. Ist dies jedoch nicht der Fall, sollten diese internen Bereiche mit niedrigen Stromdichten in die Domäne aufgenommen wer den, um sie einfach angeschlossen zu machen.

Eine Domäne ist konvex, wenn sie die folgenden Bedingun gen erfüllt:
Wählen Sie zwei beliebige Punkte auf der Außenlinie der Domäne und zeichnen Sie eine gerade Linie zwischen diesen. Wenn jeder innere Punkt auf dieser Linie bei jeder beliebigen Auswahl der Endpunkte innerhalb der Domäne liegt, dann ist die Domäne kon vex.

Die Breite einer konvexen Domäne i, durch B_i bezeichnet, ist der kleinste Abstand zwischen Paaren von parallelen Linien, die Tan genten an der Außenlinie der Domäne sind, so dass die Domäne zwischen den Linien liegt.

Um die Breite einer nicht konvexen Domäne zu bestimmen, gehen Sie folgendermaßen vor:
Teilen Sie die Domäne in konvexe Bereiche durch die kleinstmög liche Anzahl von geraden Linien. Finden Sie die Breite jedes Be reichs durch das Verfahren oder parallele Linien heraus. Lassen Sie die Breite des kleinsten Bereichs die Breite der Domäne sein.

Der Schwerpunkt der Stromdichte in Domäne i wird durch die Vek torformel

erhalten, wobei r der Radiusvektor von einem beliebigen Anfangs punkt zum Flächenelement dA ist, r_ci der Radiusvektor zum Schwer punkt der Domäne i ist, j der Spitzenwert der Oberflächen-Strom dichte bei dA_i ist und die Integration über der Fläche Ai der Do mäne i stattfindet.

Die dominante Stromrichtung über Domäne i ist definiert als die Richtung des Einheitsvektors e_i, der durch die Gleichung

dargestellt wird.

Der Winkel zwischen den dominanten Stromrichtungen in Domäne i und k ist α_ik, der durch die Gleichung

α_ik = 180/π.arc cos|e_i.e_k|; 0° < α_ik < 90°

dargestellt wird.

Der Abstand d_ik zwischen den Schwerpunkten der Domänen i und k wird durch die Vektorgleichung

d_ik = |r_ci - r_ck|

dargestellt. Die Domänen i und k sind Getrennte Domänen, wenn sie mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllen

- die Flächen der Domänen A_i und A_k überschneiden sich nicht
- der Abstand d_ik ist größer als die Hälfte der kleineren der Breiten B_i und B_k
- α_ik < 30°.

Die folgenden Definitionen beziehen sich auf den Koppler.

Muster ist eine leitende Oberfläche des Kopplers, der am Groß teil der elektromagnetischen Wellenübertragung teil hat.

Masseebene ist das elektromagnetische Gegenstück zum Muster, in dem Sinne, wie es im Allgemeinen in der technischen Literatur verwendet wird. Die Masseebene kann z. B. auf beiden Seiten der Leiterplatte angebracht sein.

Anschlussstelle ist der Bereich des Kopplers, an den eine Über tragungsleitung, wie ein koaxiales Kabel, eine Streifenleitung oder ein Mikrostrip, angefügt ist, einschließlich eines Teils des Musters und eines Teils der Masseebene, z. B. Lötstellen, wenn überhaupt.

Baum ist ein Muster wie oben definiert, dessen Stamm an der An schlussstelle beginnt und dessen Zweige so angeordnet sind, dass mindestens ein Zweig zu jeder Domäne gehört und mit dieser Domä ne elektromagnetisch zusammenwirkt.

In Fig. 2 und 3 ist die Verteilung der Stromdichte für eine er ste Ausführungsform einer internen ersten Antenne offenbart, eine sogenannte Dualband-Antenne, z. B. eine Antenne, die in zwei verschiedenen Frequenzbändern 1 und 2 arbeiten kann. In Fig. 2 ist, wie mit Pfeilen dargestellt, die Verteilung der Stromdichte innerhalb der ersten Domäne D₁ für das Frequenzband 1 offenbart. In Fig. 3 ist die Verteilung der Stromdichte innerhalb der zwei ten Domäne D₂ für das zweite Frequenzband 2 offenbart.

In Fig. 4 und 5 ist eine erste Ausführungsform einer Antennen kopplungseinrichtung 14 gemäß der vorliegenden Erfindung offen bart, die mit der ersten Antenne gemäß Fig. 2 und 3 verwendet werden soll. Die Antennenkopplungseinrichtung 14 weist eine An schlussstelle 16 auf, die an eine Übertragungsleitung 18 ange schlossen ist, hier in Form eines koaxialen Kabels 18 darge stellt. Es sei darauf hingewiesen, dass das koaxiale Kabel 18 an die Anschlussstelle 16 an zwei verschiedenen Punkten angeschlos sen ist, d. h. der Schirm des Kabels 18 ist an einen Punkt und der Mittelleiter des Kabels 18 an einen anderen Punkt ange schlossen. Die Leitungsoberfläche der Antennenkopplungseinrich tung 14 hat eine geometrische Form in Form einer Baumstruktur 20, die an die Anschlussstelle 16 angeschlossen ist. Die Baum struktur 20 weist einen Stamm 22 auf, der an der Anschlussstelle 16 beginnt, und zwei Zweige b₁₁ und b₂₁. In diesem Fall gibt es nur einen Zweig für jedes Frequenzband. Der Zweig b₁₁ ist hauptsächlich über der Domäne D₁ der ersten Antenne angeordnet und soll einen beträchtlichen Teil der elektromagnetischen Welle im Frequenzband 1 aufnehmen. Der Zweig b₁₂ ist hauptsächlich über der Domäne D₂ der ersten Antenne angeordnet, und soll einen be trächtlichen Teil der elektromagnetischen Welle im Frequenzband 2 aufnehmen. In Fig. 4 und 5 ist auch eine offene Masseebene 24 dargestellt. Das koaxiale Kabel 18 kann auch mit einem Sperr kreis ausgestattet sein.

In Fig. 6 und 7 ist die Verteilung der Stromdichte für eine zweite Ausführungsform einer internen ersten Antenne darge stellt, eine sogenannte Dualband-Antenne, d. h. eine Antenne, die in zwei verschiedenen Frequenzbändern 1 und 2 arbeiten kann. In Fig. 6 ist die Verteilung der Stromdichte innerhalb der ersten Domäne D₁ für das Frequenzband 1 dargestellt. In Fig. 7 ist die Verteilung der Stromdichte innerhalb der zweiten Domäne D₂ für das zweite Frequenzband 2 dargestellt.

In Fig. 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform einer Antennen kopplungseinrichtung 14 gemäß der vorliegenden Erfindung darges tellt, die mit der ersten Antenne gemäß Fig. 6 und 7 verwendet werden soll. Die Antennenkopplungseinrichtung 14 weist eine An schlussstelle 16 auf, die an ein koaxiales Kabel 18 angeschlos sen ist. Die leitende Oberfläche der Antennenkopplungseinrich tung 14 hat eine geometrische Form in Form einer Baumstruktur 20, die an die Anschlussstelle 16 angeschlossen ist. Die Baum struktur 20 weist einen Stamm 22, der an der Anschlussstelle 16 beginnt, und Baumzweige b₁₁, b₁₂ und b₂₁ auf. In diesem Fall gibt es zwei Zweige b₁₁ und b₁₂ für das erste Frequenzband 1 und einen Zweig b₂₁ für das zweite Frequenzband 2. Der Grund, warum zwei Zweige b₁₁ und b₁₂ für das erste Frequenzband 1 benötigt werden, ist, dass die geometrische Form der Domäne D₁ so kompliziert ist. Die Zweige b₁₁ und b₁₂ sind hauptsächlich über der Domäne D₁ der ersten Antenne angebracht und sollen einen beträchtlichen Teil der elektromagnetischen Welle im Frequenzband 1 aufnehmen. Der Zweig b₂₁ ist hauptsächlich über der Domäne D₂ angebracht. In Fig. 8 und 9 ist auch eine offene horizontale Projektionsebene 24 offenbart.

In Fig. 10-12 ist die Verteilung der Stromdichte für eine dritte Ausführungsform einer internen ersten Antenne darges tellt, eine sogenannte Tripleband-Antenne, d. h. eine Antenne, die in drei verschiedenen Frequenzbändern 1, 2 und 3 arbeiten kann. In Fig. 10 ist die Stromverteilung innerhalb der ersten Domäne D₁ für das Frequenzband 1 dargestellt. In Fig. 11 ist die Verteilung der Stromdichte innerhalb der zweiten Domäne D₂ für das Frequenzband 2 dargestellt. In Fig. 12 ist die Verteilung der Stromdichte innerhalb der dritten Domäne D₃ für das Fre quenzband 3 dargestellt.

In Fig. 13 und 14 ist eine dritte Ausführungsform einer Anten nenkopplungseinrichtung 14 gemäß der vorliegenden Erfindung dar gestellt, die mit der ersten Antenne gemäß Fig. 10-12 verwen det werden soll. Die Antennenkopplungseinrichtung 14 weist eine Anschlussstelle 16 auf, die an ein koaxiales Kabel 18 ange schlossen ist. Die leitende Oberfläche der Antennenkopplungsein richtung 14 hat eine geometrische Form in Form einer Baumstruk tur 20, die an die Anschlussstelle 16 angeschlossen ist. In die sem Fall weist die Baumstruktur 20 keinerlei Stamm auf. Statt dessen weist die Baumstruktur 20 drei Zweige b₁₁, b₂₁ und b₃₁ auf. In diesem Fall gibt es je einen Zweig für jedes Frequenzband. Der Zweig b₁₁ ist hauptsächlich über der Domäne D₁ angebracht, der Zweig b₂₁ ist hauptsächlich über der Domäne D₂ angebracht, und der Zweig b₃₁ ist hauptsächlich über der Domäne D₃ ange bracht. In Fig. 13 und 14 ist auch eine offene Masseebene 24 dargestellt.

In Fig. 15-22 sind verschiedene Ausführungsformen von Anten nenkopplungseinrichtungen 14 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.

In Fig. 15 ist eine Antennenkopplungseinrichtung 14 dargestellt, die eine Anschlussstelle 16, einen Stamm 22, und zwei Zweige b₁₁ und b₂₁ aufweist. In diesem Fall ist jeder Zweig gerade. Wie aus Fig. 9 und Fig. 14 ersichtlich ist, ist dies nicht immer der Fall. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, kann ein Zweig ab gewinkelt sein, siehe z. B. Zweig b₂₁ in Fig. 14.

In Fig. 16 ist eine ähnliche Antennenkopplungseinrichtung 14 wie in Fig. 15 dargestellt, in diesem Fall wurde der Zweig b₁₁ aber durch eine kapazitive Last 26 ergänzt, um die Impedanzanpassung zu verbessern. Diese kapazitive Last kann an einer anderen Stel le angebracht werden, es muss nicht am Ende des Zweiges sein, wie es in Fig. 16 dargestellt ist.

In Fig. 17 ist eine ähnliche Antennenkopplungseinrichtung 14 wie in Fig. 15 dargestellt, aber in diesem Fall besitzt der Zweig b₁₁ teilweise die Form einer Mäanderlinie 28. Dies ist eine Möglich keit, um die Bedingung zu erfüllen, dass die Länge eines Zweiges mindestens 1/8 der Wellenlänge in dem Medium des Frequenzbandes sein soll.

In Fig. 18 ist eine Antennenkopplungseinrichtung 14 dargestellt, die eine Anschlussstelle 16, einen Stamm 22, und zwei Zweige b₁₁ und b₂₁ aufweist. In diesem Fall ist der Stamm 22 gegenüber der Anschlussstelle 16 abgewinkelt, und die zwei Zweige b₁₁ und b₂₁ überschneiden sich.

In Fig. 19 ist eine Antennenkopplungseinrichtung 14 dargestellt, die zwei Zweige b₁₁ und b₂₁ aufweist, wobei der Zweig b₂₁ eine va riable Breite besitzt.

In Fig. 20 ist eine Antennenkopplungseinrichtung 14 dargestellt, die drei Zweige b₁₁, b₁₂ und b₃₁ für drei verschiedene Frequenz bänder 1, 2 und 3 aufweist.

In Fig. 21 ist eine Antennenkopplungseinrichtung 14 dargestellt, die zwei Zweige b₁₁ und b₂₁ aufweist. In diesem Fall ist der Stamm 22 sehr lang.

In Fig. 22 ist eine Antennenkopplungseinrichtung 14 dargestellt, die zwei Zweige b₁₁ und b₂₁ aufweist. In diesem Fall weist die Antennenkopplungseinrichtung 14 eine geschlossene Masseebene 30 auf.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Aus führungsformen beschränkt. Es ist offensichtlich, dass viele verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der fol genden Ansprüche möglich sind.

Claims

1. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne, wobei die Kommunikationseinheit (10) in n Frequenzbändern betreibbar ist, wobei n < 1 und n eine ganze Zahl ist, wobei die Antennenkopplungseinrichtung (14) eine An schlussstelle (16) aufweist, die an eine Übertragungsleitung (18) angeschlossen/anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine leitende Oberfläche der Antennenkopplungseinrichtung (14) eine geometrische Form in Form einer Baumstruktur (20) be sitzt, die an die Anschlussstelle (16) angeschlossen ist, wobei die Baumstruktur (20) eine Anzahl m an Zweigen aufweist, wobei m ≧ n, wobei die Baumstruktur (20) mindestens einen Zweig b_ix für jedes Frequenzband i der Kommunikationseinrichtung (10) auf weist, wobei i eine ganze Zahl ist und 1 ≦ i ≦ n, und x eine ganze Zahl ist und 1 ≦ x ≦ k(i), und die Gesamtanzahl m der Zweige die folgende Gleichung erfüllt
wobei k(i) eine Funktion von i ist, die nur einen ganzzahligen Wert erhalten kann und die Gesamtzahl der Zweige für ein Fre quenzband i ist.

2. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zweig b_ix für jedes Frequenzband i die Bedin gung erfüllt; eine Länge des Zweiges b_ix, gemessen von der An schlussstelle (16) bis zu einem freien Ende des Zweiges b_ix, nicht unter etwa 1/8 von λ_i ist, wobei λ_i die Wellenlänge in dem Medium bei dem Frequenzband i ist.

3. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zweig b_ix für das Fre quenzband i der Kommunikationseinrichtung (10) über einer Domäne D₁ der internen ersten Antenne angebracht ist, wenn die Anten nenkopplungseinrichtung (14) in Betrieb ist, wobei ein elektro magnetische Felder verursachender Strom in dem mindestens einen Zweig b_ix einen beträchtlichen Teil einer elektromagnetischen Welle in dem Frequenzband i aufnehmen soll.

4. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Domänen D₁ mindestens teilweise voneinander getrennt sind.

5. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass jeder Zweig b_ix eine konstante Breite besitzt.

6. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breiten mindestens zweier Zweige b_ix gleich sind.

7. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Zweige b_ix eine variable Breite entlang des Zweiges b_ix besitzt.

8. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Zweige b_ix einen Teil in Form einer Mäanderlinie 1 ≦ x ≦ k(i) besitzt und die Ge samtanzahl m der Zweige die folgende Gleichung erfüllt
wobei k(i) eine Funktion von i ist, die nur einen ganzzahligen Wert (28) erhalten kann.

9. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass verschiedene Zweige b_ix sich über schneiden können.

10. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, dass weitere Zweige verwendet werden kön nen, um das Anpassen der Impedanz an eine charakterische Impe danz der Übertragungsleitung (18) zu verbessern.

11. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, dass die Antennenkopplungseinrichtung eine offene Masseebene (24) besitzt.

12. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, dass die Antennenkopplungseinrichtung (14) eine geschlossene Masseebene (30) besitzt.

13. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass die Baumstruktur (20) der Antennen kopplungseinrichtung (14) auf einer Leiterplatte angebracht ist.

14. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass die Baumstruktur der Antennenkopp lungseinrichtung als Überzug ausgebildet ist.

15. Antennenkopplungseinrichtung (14) zum Koppeln von Funkfre quenzsignalen von einer Kommunikationseinrichtung (10) mit einer internen ersten Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass die Baumstruktur (20) der Antennen kopplungseinrichtung (14) als leitfähige Tinte ausgebildet ist.