DE19800937B4

DE19800937B4 - Antennenadapter zum abtrennbaren Verbinden einer Fremdantenne mit einem Funksende- und -empfangsgerät

Info

Publication number: DE19800937B4
Application number: DE19800937A
Authority: DE
Inventors: Ching Shan Yang; Yin-Shiang Cheng; Chao-Cheng Chen
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: GB2332783A; US6118408A; GB2332783B; GB9727351D0; DE19800937A1

Abstract

Antennenadapter (32) zum abtrennbaren Verbinden einer Fremdantenne (40) mit einem Funksende- und -empfangsgerät (30), das eine daraus hervortretende Eigenantenne (36) mit einer Signalleitung (48) und einer die Signalleitung im wesentlichen abdeckenden Isolierstoffkappe (46) sowie einen nach außen freiliegenden ringförmigen Masseanschluß (50) am Fuß der Isolierstoffkappe aufweist, wobei die Fremdantenne mit der Eigenantenne (36) über einen auf der Eigenantenne lösbar anbringbaren Antennenverbinder (44) verbindbar ist, der eine Leiterschicht (60) zur Unterbindung einer Abstrahlung seitens der Eigenantenne nach außen bei aufgesetztem Antennenverbinder aufweist, und die Fremdantenne mit dem Antennenverbinder über ein Koaxialkabel (42) verbunden ist, das einen bei aufgebrachtem Antennenverbinder die Signalleitung der Eigenantenne mit der Fremdantenne verbindenden Innenleiter (54), eine diesen umgebende Dielektrikumschicht (56) und einen diese wiederum umschließenden, mit der Leiterschicht (60) des Antennenverbinders verbundenen Außenleiter (58) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Masseanschluß (50) in einer außenseitigen Ringnut (51) am Fuß der Isolierstoffkappe (46) angeordnet ist und daß die...

Description

Die Erfindung betrifft einen Antennenadapter gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Funksende- und -empfangsgeräte sind etwa in Form sogenannter Mobiltelefone heutzutage weitverbreitet. Bei Verwendung eines solchen Funksende- und -empfangsgeräts in einem Kraftfahrzeug findet gewöhnlich eine Kraftfahrzeugantenne dazu Verwendung, den Wirkungsgrad der Funkübertragung zu verbessern. Die meisten Funksende- und -empfangsgeräte sind daher mit einem integrierten Antennenumschalter ausgerüstet zur Umschaltung zwischen einer Eigenantenne und der Kraftfahrzeugantenne. Wird ein Antennenverbinder der Kraftfahrzeugantenne an den Antennenumschalter angeschlossen, so unterbricht dieser die Verbindung zu der Eigenantenne des Funksende- und -empfangsgeräts, um stattdessen Funksignale über die Kraftfahrzeugantenne gelangen zu lassen. Ein solches bekanntes Antennenankoppelungssystem leidet indessen an dem Mangel, daß der Antennenumschalter Kosten und Kompliziertheit des Funkübertragungsschaltkreises des Funksende- und -empfangsgeräts vergrößert.

Darüber hinaus ist aus WO 96 27916 A1 und im wesentlichen auch aus JP 9-121 178 A ein Antennenadapter gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem ein mit der Fremdantenne über ein Koaxialkabel verbundener Antennenverbinder auf die Eigenantenne aufsteckbar ist und sich ein Antennenumschalter erübrigt. Wenn jedoch ein solcher Antennenadapter an einem Vibrationen ausgesetzten Ort, wie z.B. in einem Kraftfahrzeug, Verwendung findet, besteht die Gefahr, daß die leitende Verbindung mit dem Masseanschluß des Funksende- und -empfangsgeräts zeitweise verlorengeht, was zu empfindlichen Störungen Anlaß gibt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem gemäß Gattungsbegriff so auszubilden, daß es etwa bei Anwendung in einem Kraftfahrzeug, durch Vibrationen nicht zu Störungen infolge zeitweiser Unterbrechungen der Masseverbindung zu der Fremdantennenanordnung kommen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben darüber hinausgehend vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten an.

Dadurch, daß die Leiterschicht des betreffenden Antennenverbinders mit einem Vorsprung rastend in eine den Masseleiter aufnehmende Nut am Fuß der Eigenantenne eingreift, wird auch beim Auftreten von Vibrationen eine sichere Kontaktgabe wie auch ein zuverlässiger Halt des Antennenverbinders auf der Eigenantenne gewährleistet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
1 ein Schaltschema eines herkömmlichen Funksende- und -empfangsgeräts mit einem Antennenumschalter,
2, in schematischer perspektivischer Darstellung, ein Funksende- und -empfangsgerät mit erfindungsgemäßem Antennenadapter,
3 einen Schnitt durch den Antennenadapter aus 2 mit angrenzenden Elementen bei angeschlossener Fremdantenne,
4 eine Ersatz-Ausgangsschaltung der Eigenantenne des betreffenden Funksende- und -empfangsgeräts und
5 eine Ersatz-Ausgangsschaltung der gesamten Antennenanordnung aus Eigenantenne und angeschlossener Fremdantenne.
Das in 1 gezeigte herkömmliche Funksende- und -empfangsgerät 10 weist ein Gehäuse 12 und einen darin untergebrachten Antennenumschalter 14 zur wahlweisen Verbindung der Geräteschaltung mit einer Eigenantenne 16 oder einer ankoppelbaren Fremdantenne 18 wie etwa einer solchen eines Kraftfahrzeugs auf. Wird ein Antennenverbinder 20 in Verbindung mit der Fremdantenne 18 in den Antennenumschalter 14 eingesteckt, so tritt die Signalleitung 22 des Geräts 10 elektrisch mit der Fremdantenne 18 in Verbindung, so daß das Gerät Funksignale über die leistungsfähigere Fremdantenne aussenden und empfangen kann. Ist der Antennenverbinder 20 der Fremdantenne 18 jedoch aus dem Antennenumschalter 14 ausgesteckt, so steht die Signalleitung 22 elektrisch mit der Eigenantenne 16 in Verbindung.
Nach 2 besitzt ein mit einem erfindungsgemäßen Antennenadapter 32 ausgerüstetes Funksende- und -empfangsgerät 30 ein Gehäuse 34 mit einer obenauf angeordneten Eigenantenne 36 für Aussendung und Empfang von Funksignalen. Der Antennenadapter 32 umfaßt die Eigenantenne 36 des Geräts 30 wie auch eine abtrennbare Fremdantennenanordnung 38, die sich gewöhnlich in einem Kraftfahrzeug befindet. Die abtrennbare Fremdantennenanordnung 38 weist eine Fremdantenne 40 zur Aussendung und zum Empfang von Funksignalen, einen auf die Eigenantenne 36 aufsteckbaren Antennenverbinder 44 und ein den Antennenverbinder 44 mit der Fremdantenne 40 verbindendes Koaxialkabel 42 auf.
3 zeigt die wesentlichsten Teile des Antennenadapters 32 aus 2 im einzelnen. Im gezeigten Fall ist der Antennenverbinder 44 der Fremdantennenanordnung 38 auf die Eigenantenne 36 aufgesteckt.
Die Eigenantenne 36 weist eine zylindrische Isolierstoffkappe 46, eine darin untergebrachte Signalleitung 48 zum Aussenden und Empfangen von Funksignalen, einen im Boden der Isolierstoffkappe 46 angeordneten Kontaktstift 52 in elektrischer Verbindung mit der Signalleitung 48 und einen nach außen freiliegenden Masseanschluß in Gestalt eines ringförmigen Leiters 50 innerhalb einer außenseitigen Ringnut 51 am Fuß der Isolierstoffkappe 46 auf. Die Isolierstoffkappe 46 bildet eine Isolierung und einen Schutz für die Signalleitung 48.
Der Antennenverbinder 44 der Fremdantennenanordnung 38 erlaubt den Anschluß der Fremdantenne 40 an die Eigenantenne 36. Er weist eine auf die Isolierstoffkappe 46 der Antenne 36 aufsteckbare zylindrische Leiterschicht 60 mit einer Öffnung 64 an ihrem in der Figur oberen Ende, einen zentralen Kontaktstift 62, einen diesen umgebenden Isolator 66 zur Isolierung des Kontaktstifts 62 gegen die Leiterschicht 60 und einen Kunststoffmantel 67 über der Leiterschicht 60 zum Schutz derselben auf. Die Leiterschicht 60 steht bei aufgestecktem Antennenverbinder 44 über ihren nach innen hervortretenden Rand 68 elektrisch leitend mit dem in der Ringnut 51 liegenden ringförmigen Leiter 50 in Verbindung, wodurch ein beständiger Massekontakt gewährleistet ist.
Das den Antennenverbinder 44 mit der Fremdantenne 40 verbindende Koaxialkabel 42 weist einen die Antenne 40 mit dem Kontaktstift 62 des Antennenverbinders 44 verbindenden Innenleiter 54 zum Übertragen von Funksignalen, eine den Innenleiter 54 umgebende Dielek trikumschicht 56 und einen diese wiederum umgebenden Außenleiter 58 auf, der mit der Leiterschicht 60 des Antennenverbinders 44 in Verbindung steht.
Ist der Antennenverbinder 44 auf die Eigenantenne 36 aufgesteckt, so stehen der Kontaktstift 62 und die Leiterschicht 60 des Antennenverbinders elektrisch mit dem Kontaktstift 52 bzw. dem ringförmigen Leiter 50 in Verbindung, wodurch die von der Signalleitung 48 ausgestrahlten Funksignale im wesentlichen innerhalb des Antennenverbinders 44 gehalten werden. Dabei isoliert die Kunststoffkappe 46 der Eigenantenne 36 die Signalleitung 48 gegen die Leiterschicht 60 des Antennenverbinders.
4 zeigt eine Ersatzschaltung des (nicht gezeigten) Ausgangsschaltkreises des Geräts 30 mit dessen Eigenantenne 36. Der Ausgangsschaltkreis kann eine bei Mobiltelefonen gebräuchliche Sende-Empfangsweiche sein. Die Impedanz dieses Ausgangsschaltkreises ist Rh + Xh, wobei Rh und Xh den Ohmschen bzw. den Blindwiderstand des Geräts 30 bezeichnen. Zweckmäßigerweise ist die Ersatzimpedanz der Eigenantenne 36 passend zu derjenigen des Geräts 30 bemessen, so daß dieses mit der integrierten Antenne einen maximalen Sende- und Empfangswirkungsgrad erzielt. In diesem Fall ist die Impedanz der Eigenantenne 36 Rh – Xh.
5 zeigt die Ersatzschaltung des Ausgangsschaltkreises des Geräts 30 bei angeschlossener Fremdantennenanordnung 38. Ist der Antennenverbinder 44 der Fremdantennenanordnung 38 auf die Eigenantenne 36 aufgesteckt, so werden die von der Signalleitung 48 der letzteren ausgestrahlten Funksignale, wie gesagt, im wesentlichen innerhalb des Antennenverbinders 44 gehalten. Daher kann die Eigenantenne 36 mit dem aufgesteckten Antennenverbinder 44 als Verlängerung des Koaxialkabels 42 aufgefaßt werden. Wie in 5 gezeigt, bleibt die Impedanz des Ausgangsschaltkreises des Geräts 30 Rh + Xh, während jedoch die Impedanz der gesamten Antennenanordnung 32 Rc + Xo + Xc beträgt, wobei Rc der Ohmsche Widerstand des Antennenadapters 32, Xo der neue Blindwiderstand der Eigenantenne 36 und Xc der Blindwiderstand der Fremdantennenanordnung 38 ist.
Um die Impedanz der gesamten Antennenanordnung an diejenige des Ausgangsschaltkreises des Geräts 30 anzupassen und so die Einfügungsdämpfung und Rückflußdämpfung der Ausgangsenergie zu minimieren, wird die Fremdantennenanordnung 38 zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß die folgenden beiden Gleichungen erfüllt werden: Xh + Xo + Xc = 0 Rh = Rc

Claims

Antennenadapter (32) zum abtrennbaren Verbinden einer Fremdantenne (40) mit einem Funksende- und -empfangsgerät (30), das eine daraus hervortretende Eigenantenne (36) mit einer Signalleitung (48) und einer die Signalleitung im wesentlichen abdeckenden Isolierstoffkappe (46) sowie einen nach außen freiliegenden ringförmigen Masseanschluß (50) am Fuß der Isolierstoffkappe aufweist, wobei die Fremdantenne mit der Eigenantenne (36) über einen auf der Eigenantenne lösbar anbringbaren Antennenverbinder (44) verbindbar ist, der eine Leiterschicht (60) zur Unterbindung einer Abstrahlung seitens der Eigenantenne nach außen bei aufgesetztem Antennenverbinder aufweist, und die Fremdantenne mit dem Antennenverbinder über ein Koaxialkabel (42) verbunden ist, das einen bei aufgebrachtem Antennenverbinder die Signalleitung der Eigenantenne mit der Fremdantenne verbindenden Innenleiter (54), eine diesen umgebende Dielektrikumschicht (56) und einen diese wiederum umschließenden, mit der Leiterschicht (60) des Antennenverbinders verbundenen Außenleiter (58) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Masseanschluß (50) in einer außenseitigen Ringnut (51) am Fuß der Isolierstoffkappe (46) angeordnet ist und daß die Leiterschicht (60) des Antennenverbinders (44) an entsprechender Stelle einen nach innen hervortretenden Vorsprung (68) zum Eingriff mit. dem ringförmigen Masseanschluß (50) aufweist.
Antennenadapter (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffkappe (46) bei aufgebrachtem Antennenver binder (44) eine elektrische Isolation der Signalleitung (48) gegenüber der Leiterschicht (60) bildet.
Antennenadapter (32) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffkappe (46) eine im wesentlichen zylindrische Mantelfläche besitzt.
Antennenadapter (32) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenantenne (36) einen im Boden der Isolierstoffkappe (46) angeordneten, mit der Signalleitung (48) verbundenen Kontakt (52) aufweist, der bei aufgebrachtem Antennenverbinder (44) mit dem Innenleiter (54) des Koaxialkabels (42) in Verbindung steht.
Antennenadapter (32) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverbinder (44) einen an den Innenleiter (54) des Koaxialkabels (42) angeschlossenen, bei aufgebrachtem Antennenverbinder den Kontakt (52) der Eigenantenne (36) berührten Kontakt (62) sowie einen diesen letztgenannten Kontakt (62) umgebenden Isolator zum Isolieren dieses Kontakts gegen die Leiterschicht (60) des Antennenverbinders aufweist.
Antennenadapter (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverbinder (44) auf die erste Antenne (36) aufsteckbar ist.
Antennenadapter (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Ersatzimpedanz der ersten Antenne (36) bei der Benutzung derselben ohne die abtrennbare Antennenanordnung (38) als auch die Ersatzimpedanz des gesamten Antennensystems (32) der Impedanz des Funksende- und -empfangsgeräts (30) angepaßt ist.