DE20120405U1

DE20120405U1 - Antennensystem mit integriertem Strahlenschutz bei portablen Funkgeräten

Info

Publication number: DE20120405U1
Application number: DE20120405U
Authority: DE
Original assignee: HANNIG LUTZ
Current assignee: HANNIG LUTZ
Priority date: 2001-12-23
Filing date: 2001-12-23
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2011-12-24

Description

-1-ANTENNENSYSTEM
mit integriertem Strahlenschutz bei portablen Funkgeräten

Es ist ein spezielles Antennensystem für portable Funkgeräte (z.B. handy, mobile phone) vorgesehen, bei dem die Abschirmung als aktiver Strahlenschutz gegen den Kopf eines Nutzers wirkt, wenn z.B. mit dem Gerät telefoniert wird. Die vom Kopf abgewandte Seite ist dagegen nicht abgeschirmt, so dass hier eine freie Abstrahlung gewährleistet wird. Bei geeignetem konstruktiven Abstand des aktiven Antennenelements zur reflektierenden Abschirmung wird in bevorzugte Richtungen ein Antennengewinn erzielt.

Hintergrund der Erfindung

Die meisten portablen Funkgeräte (z.B. handy, mobile phone) besitzen Antennen, die ihre Leistung nach allen Seiten gleichmäßig stark abstrahlen. Durch die meist gepulste, nichtionisierende Strahlung wird der Kopf der Person, die beispielsweise das Gerät ans Ohr hält, mit HF (Hochfrequenz) bestrahlt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Strahlenbelastung auf ein Minimum zu reduzieren, ohne dabei die Leistung und Funktionalität des Funkgerätes wesentlich einzuschränken.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Abschirmungssystem für portable Funkgeräte offenbart, welches einen aktiven Strahlenschutz für den Nutzer dieser Geräte beinhaltet. Die im Gerät integrierte Abschirmung bildet zusammen mit dem/den aktiven Antennnenelement(en) eine Einheit. Der Kopf des Benutzers befindet sich damit immer geschützt vom aktiven Antennenelement hinter der reflektierenden Abschirmung.

Das aktive Antennenelement hingegen nutzt die gleiche Abschirmung als Reflektor oder Spiegelfläche. Fachleute erkennen, dass sich mit geeignetem konstruktiven Abstand des aktiven Antennenelements zum Reflektor spezielle Formen von Antennen ergeben können, die insgesamt in bevorzugte Richtungen mit Gewinn abstrahlen. Da es sich im allgemeinen um höhere Frequenzen des VHF-, UHF- und SHF-Bereichs handelt, fallen die Baugruppen klein aus, so dass manigfache, auch kombinierte Antennen-Bauformen möglich sind, die einen aktiven Strahlenschutz für den Nutzer gewährleisten. Zusätzliche Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.

Fig1. ist eine Draufsicht auf einen telefonierenden Nutzer mit einem sog. 'mobile phone'(auch: handy) zur Darstellung des Strahlenschutzeffektes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig.2. ist die prinzipielle Explosionszeichnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und stellt eine mögliche Anordnung von Abschirmung (Reflektor) und aktivem Antennenelement dar. Auf der dem Nutzer zugewandten Seite wird die HF-Strahlung nach dem Prinzip von Fig.1 abgeschirmt.

Fig.3 stellt eine Ausführungsform eines 'mobile phone' (auch: handy) dar, bei dem die Spiegelfläche (durch Aufklappen (3.a. + 3.b.) oder Aufschieben) vor die Antenne zu liegen kommt, um in bevorzugte Richtungen mit Gewinn abzustrahlen. Auf der dem Nutzer zugewandten Seite wird die HF-Strahlung nach dem Prinzip von Fig.1 abgeschirmt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die folgende Diskussion der bevorzugten Ausführungsformen, die auf Antennenbaufomnen bei portablen Funkgeräten gerichtet ist, die den Nutzer vor Strahlenbelastungen schützen, ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung oder ihre Applikationen oder Verwendungen zu begrenzen. Insbesondere betrifft die Diskussion unten mögliche Antennenkonstruktionen für ein portables Funkgerät, wie beispielsweise ein mobile phone oder handy. Die Erfindung kann jedoch genauso gut für andere Funkgeräte mit aktiver Antenne eingesetzt werden - und zwar insbesondere dann, wenn es darauf ankommt, Personen im Nahbereich portabler Funkgeräte vor nichtionisierender Strahlung zu schützen.

Fig. 1. ist die Draufsicht auf eine Person, die sich beispielsweise ein mobile phone an das Ohr hält. Durch die HF-dichte Ausführungsform der Abschirmung kann das aktive Antennenelement nur in bevorzugte Richtungen vom Kopf weg abstrahlen. Die reflektierende Abschirmung selbst dient dem aktiven Antennenelement als Spiegelfläche oder Reflektor. Für das aktive Antenenelement kommen alle Bauformen und Kombinationen in Betracht, die sich für portable Funkgeräte realisieren lassen. Da es sich bei dieser Gerätegruppe meist um VHF-, UHF- und SHF-Signale handelt, fallen die Antennenbauformen insgesamt klein aus. Bei den möglichen Strahleraperturen bestehen die Strahler (aktive Antennenelemente) aus strahlenden Öffnungsflächen. Die Strahlercharakteristik ist abhängig von der Form und Größe der Strahler, der Reflektoren und der Feldverteilung in ihnen. Vorteilhafterweise werden die konstruktiven Abstände der aktiven Antennen zum Reflektor so gewählt, dass in Abstrahlrichtungen ein maximaler Gewinn erzielt wird. Bei derartigen Ausführungsformen von Reflektoroder auch Spiegelantennen kleiner Bauart wird die angestrahlte Energie fast verlustfrei reflektiert,

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während das Gebiet hinter dem Reflektor immer strahlungsfrei bleibt. Ob der Nutzer nun das Funkgerät ans Ohr hält oder das Gerät vor das Gesicht hält um ein Display abzulesen, er bleibt durch die Erfindung in jedem Falle von der direkten HF-Strahlung des Gerätes verschont.

Fig.2 zeigt die prinzipielle Explosionszeichnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und stellt die konstruktive Anordnung von Abschirmung und aktiver Antenne dar. Ob der konstruktive Abstand von Antennenelement(en) und Reflektor durch Integration des Reflektors in das Gehäuse erreicht wird, oder erst durch Aufklappen oder Aufschieben eines integrierten HF-dichten Deckels nach Fig.3 (3.a + 3.b.), ist für den wirksamen Strahlenschutz unerheblich, es stellt lediglich eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Es kommen alle geeigneten Spiegelflächen für den Strahlenschutz des Nutzers infrage. Auch können gestockte Antennen zur weiteren Gewinnoptimierung installiert werden, genauso wie Antennen unterschiedlicher Frequenzbereiche vor einem Reflektor (Spiegelfläche) integrierbar sind. Gemeinsam ist allen der aktive Strahlenschutz hinter dieser reflektierenden Spiegelfläche nach Fig.1.

Die vorhergehende Beschreibung offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Fachleute erkennen aus dieser Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen ohne Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung gemacht werden können, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Antennensystem für ein portables Funkgerät, das nach Fig. 2 aus 2 Halbschalen bestehen kann (1 + 7) und (10 + 11), wobei das Antennensystem (6) dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst:

1. 1.a ein oder mehrere Antennenelemente gleicher Frequenz oder

2. 1.b ein oder mehrere Antennenelemente unterschiedlicher Frequenz,

3. 1.c ein oder mehrere Antennenelemente aus den Ansprüchen 1.a. und 1.b. in schmalbandiger Ausführung oder

4. 1.d ein oder mehrere Antennenelemente aus den Ansprüchen 1.a. und 1.b. in breitbandiger Ausführung

5. 1.e geeignete Einspeisungskabel (5),

6. 1.f eine Spiegelfläche oder Reflektorwand (1) (3) (9) (10), dadurch gekennzeichnet, dass sie zusammen mit dem/den Antennenelement(en) (6) eine Kopplung eingehen und daher in bevorzugte Richtungen nach Fig. 1 mit Gewinn abstrahlen.

2. Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die vom Nutzer abgewandte Halbschale (7) des portablen Funkgerätes (z. B. mobile phone),

1. 2.a. als integriertes Teil für das Antennensystem HF-durchlässig ist

2. 2.b. Halbschale nach Anspruch 2.a, die in einer Ausführungsform die Batteriebox (8) beherbergen kann.

3. Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die Ausführungsformen des Reflektors (in einigen Ausführungsformen in dem Gerät integriert) im einzelnen dadurch gekennzeichnet sind, dass sie

1. 3.a. aus Metall bestehen (3).

2. 3.b. die Metallflächen der gekapselten Elektronik im Gerät nutzen (2).

3. 3.c. aus einem geeigneten HF-dichten Drahtgeflecht bestehen (3),

4. 3.d. aus einem geeigneten leitfähigen - Film oder - Folie bestehen (1),

5. 3.e. aus anderen leitenden Materialien (z. B. leitfähige Farben und Lacke) bestehen (1) (10),

6. 3.f. aus der Kombinationen der Ausführungsformen aus 3a.-3.e. aufgebaut werden, um im Gehäuse des Funkgerätes insgesamt als Reflektor zu fungieren (1) (9) (10). Dies kann konstruktiv erreicht werden durch Verschmelzen, Verkleben oder die fixe Implementierung der Komponenten im Gehäuse und in deren bewegliche Zusatzteile (z. B. Implementierung in Deckel, Halbschalen etc. nach (1) (3) (9) (10)).

4. Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die Kombination Reflektor, Antennenelement(e) konstruktiv so fixiert wird, dass Schockzustände (z. B. durch Herunterfallen des Gerätes) die Abstände der einzelnen Elemente (z. B. Antenne, Reflektor, Elektronik) zueinander nicht mehr beeinflussen können (d. h. integrierter shock absorber (4)), weil sie absolut bruchsicher im Gerät fixiert werden. Die Fixierung des Antennensystems samt Elektronik kann durch Vergießen, Ausschäumen, Verschrauben, Verkleben, wie auch Einschmelzen in geeignete Schaumstoffe, Dielektrika und Plastikkomponenten erreicht werden. Diese möglichen Ausführungsformen des 'Antennensystems mifshock absorbing' können bedarfsweise mit dem Antennensystem nach Anspruch 1 kombiniert werden.

5. Antennensystem nach Anspruch 1, wobei bei offener, außenstehender Bauweise der aktiven Antenne, die Abschirmung erst durch Inbetriebnahme vervollständigt wird, d. h. beispielweise durch Aufklappen (Fig. 3a. + 3.b.) oder Aufschieben eines HF-dichten Deckels (9) (mit oder ohne Elektronik), der in ausgefahrenem Zustand vor die aktive Antenne zu liegen kommt. Die aufgeklappten Teile bilden nach Fig. 3 zusammen mit dem Funkgerät selbst wieder eine reflektierende Abschirmungsfläche, die als aktiver Strahlenschutz für den Nutzer nach Fig. 1 wirkt. Die aktive Antenne benutzt die Abschirmung auch hier als Spiegelfläche und strahlt in bevorzugte Richtungen mit Gewinn ab.