DE29922053U1 - Radio - Google Patents
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Description
TER MEER STEINMEISTER & PARTNER GbR PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYSTER MEER STEINMEISTER & PARTNER GbR PATENT ATTORNEYS - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Peter Urner, Dipl.-Phys. Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH) Mauerkircherstrasse 45 D-81679 MÜNCHENDr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Peter Urner, Dipl.-Phys. Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH) Mauerkircherstrasse 45 D-81679 MUNICH
Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.
Manfred WiebuschHelmut Steinmeister, Dipl.-Ing.
Manfred Wiebusch
Artur-Ladebeck-Strasse 51
D-33617 BIELEFELDArtur-Ladebeck-Strasse 51
D-33617 BIELEFELD
Case: PAT 98034Case: PAT98034
Ur/Li/an 15.12.1999Ur/Li/an 15.12.1999
Keilalahdentie 4 02150 Espoo, FinlandKeilalahdentie 4 02150 Espoo, Finland
FunkgerätRadio
Priorität: 23. Dezember 1998 UKPriority: 23 December 1998 UK
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TER MEER STEINMEISTER & PARTNER GbR -2-TER MEER STEINMEISTER & PARTNER GbR -2-
Nokia Mobile Phones Ltd. Case: PAT 98034 15.12.1999Nokia Mobile Phones Ltd. Case: PAT 98034 December 15, 1999
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft allgemein Funkgeräte und dafür verwendbare Antennen; und insbesondere die Verbindung einer Antenne mit einer Leiterplatte eines derartigen Geräts.The invention relates generally to radio devices and antennas usable therefor; and in particular to the connection of an antenna to a circuit board of such a device.
Antennen werden in vielen Elektronikprodukten verwendet. Dabei sollen die Antennen rationell hergestellt werden, um die Montagekosten der Antennen zu reduzieren, insbesondere wenn sie in hochwertigen Verbraucherprodukten, wie etwa Funktelefonen, verwendet werden. Eine Antenne ist typischerweise auf einer Leiterplatte aufgelötet oder fest mit dieser verschraubt. Beides ist zeitaufwendig und erfordert spezielle Einrichtungen. Ferner werden typischerweise die elektronische Speisung und die Masseverbindungen zur Antenne separat bereit gestellt, wodurch weitere Fertigungsschritte und Verbindungsmaterialien benötigt werden.Antennas are used in many electronic products. The antennas are designed to be manufactured efficiently to reduce the cost of assembling the antennas, especially when used in high-value consumer products such as cellular phones. An antenna is typically soldered or bolted to a circuit board, both of which are time-consuming and require special equipment. Furthermore, the electronic power supply and ground connections to the antenna are typically provided separately, requiring additional manufacturing steps and interconnect materials.
Darüber hinaus besteht heutzutage für tragbare Elektronikprodukte, wie etwa Funktelefone, der Trend zu einer kompakteren Ausgestaltung.In addition, there is now a trend towards more compact designs for portable electronic products, such as cell phones.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Funkgeräts mit einer Antenne und einer Leiterplatte, die einen Kontaktbereich zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung mit einer Funkschaltung aufweist, wobei die Antenne eine Aussparung zur Aufnahme mindestens eines Teils mindestens einer Kante der Leiterplatte enthält; und der Kontaktbereich in die Antennenaussparung derart einführbar ist, daß die Antenne mit der Funkschaltung elektrisch gekoppelt wird.According to the invention there is provided a radio device comprising an antenna and a circuit board having a contact region for providing an electrical connection to a radio circuit, the antenna including a recess for receiving at least a portion of at least one edge of the circuit board; and the contact region is insertable into the antenna recess such that the antenna is electrically coupled to the radio circuit.
Verglichen mit einem herkömmlichen Gerät, das eine äquivalente Oberfläche aufweist, auf der eine Antenne montiert wird, benötigt die Antenne gemäß der Erfindung auf der Leiterplatte weniger Platz. Ein Grund dafür liegt darin, daß der äußere Oberflächenbereich der Antenne im Vergleich zu dem auf der Leiterplatte benötigten Platz dadurch vergrößert ist, daß die Antenne an der Kante der Leiterplatte montiert wird. Die an der Kante montierte Antenne umschließt unweigerlich mehr als nur einen Teil der oberen Oberfläche der Leiterplatte. So kann sich die Antenne also auch um die Kante herum und über einen Teil der unteren Oberfläche der Leiterplatte erstrecken.Compared to a conventional device having an equivalent surface on which an antenna is mounted, the antenna according to the invention requires less space on the circuit board. One reason for this is that the external surface area of the antenna is increased compared to the space required on the circuit board by mounting the antenna on the edge of the circuit board. The edge-mounted antenna inevitably encloses more than just part of the top surface of the circuit board. Thus, the antenna can also extend around the edge and over part of the bottom surface of the circuit board.
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Nokia Mobile Phones Ltd. Case: PAT 98034 15.12.1999Nokia Mobile Phones Ltd. Case: PAT 98034 December 15, 1999
Die Antenne enthält vorzugsweise auf mindestens einem Teil ihrer äußeren Oberfläche ein leitendes Element zur Verbindung mit einem Kontaktbereich der Leiterplatte.The antenna preferably includes a conductive element on at least part of its outer surface for connection to a contact area of the circuit board.
Die Antenne kann weiter eine oder mehrere Führungsrinne enthalten, damit die Leiterplatte in die Aussparung geführt eingeschoben werden kann. Dies ist insoweit von Vorteil, da dadurch die Leiterplatte, im folgenden mit PCB bezeichnet, nur bis zu einer bestimmten Länge in die Antennenaussparung einführbar ist.The antenna can also contain one or more guide grooves so that the circuit board can be pushed into the recess. This is advantageous because the circuit board, hereinafter referred to as PCB, can only be inserted into the antenna recess up to a certain length.
Ferner ist mindestens ein Teil der Aussparung der Antenne tiefer ausgebildet als die Dicke der Leiterplatte, wodurch weiterer Platz gespart werden kann. So können zum Beispiel auf der PCB ausgebildete Komponenten unterhalb der Antenne angeordnet sein. Das leitende Element kann zusätzlich oder alternativ auch auf einer inneren Oberfläche der Antenne ausgebildet sein, was eine weitere Verringerung der Antennengesamtgröße und folglich des benötigten PCB-Platzes zur Folge hat.Furthermore, at least a portion of the antenna recess is formed deeper than the thickness of the circuit board, which can save further space. For example, components formed on the PCB can be arranged below the antenna. The conductive element can additionally or alternatively also be formed on an inner surface of the antenna, which results in a further reduction in the overall antenna size and consequently the required PCB space.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das Funkgerät eine Verriegelung, um die Antenne mit der Leiterplatte zu verriegeln. Eine derartige Verriegelung ersetzt ein Verlöten, Heißverbinden, etc., und vereinfacht folglich die Montage des Funkgeräts. Die Verriegelung kann mittels einer Reihe von alternativen Anordnungen bereitgestellt werden. So kann zum Beispiel die Verriegelung ein elastisches Glied enthalten, das von der Antenne bereitgestellt und in Richtung der Oberfläche der Leiterplatte vorbelastet ist. Natürlich kann das elastische Glied auch auf der Leiterplatte ausgebildet und in Richtung einer inneren Oberfläche der Antenne vorbelastet sein. Dabei kann das elastische Glied einen Vorsprung und die Leiterplattenoberfläche eine Diskontinuität oder Ausnehmung aufweisen, oder umgekehrt. Vorteilhafterweise stellen der Vorsprung und die Ausnehmung sowohl eine Verriegelung als auch eine elektrische Kopplung zur Verfügung. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Antenne als Einheitsstruktur ausgebildet ist, da sie dann leichter herzustellen und zu befestigen ist.According to the preferred embodiment of the invention, the radio includes a latch to lock the antenna to the circuit board. Such a latch replaces soldering, hot-bonding, etc., and thus simplifies assembly of the radio. The latch may be provided by a number of alternative arrangements. For example, the latch may include a resilient member provided by the antenna and biased toward the surface of the circuit board. Of course, the resilient member may also be formed on the circuit board and biased toward an inner surface of the antenna. The resilient member may comprise a projection and the circuit board surface may comprise a discontinuity or recess, or vice versa. Advantageously, the projection and recess provide both a latch and an electrical coupling. In particular, it is advantageous if at least the antenna is formed as a unitary structure, since it is then easier to manufacture and attach.
Alternativ können sowohl das elastische Glied als auch die Leiterplattenoberfläche Vorsprünge enthalten. In diesem Fall kann zum Beispiel der eine Vorsprung Teil der Leiterplatte sein und der andere Vorsprung Teil des leitenden Elements der Antenne. Bei dieser Fallgestaltung kann der Kontaktbereich der Leiterplatte auf der der EinführungskanteAlternatively, both the elastic member and the circuit board surface may contain projections. In this case, for example, one projection may be part of the circuit board and the other projection part of the conductive element of the antenna. In this case, the contact area of the circuit board may be on the insertion edge
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der Leiterplatte zugewandten oder abgewandten Seite des auf der Leiterplatte ausgebildeten Vorsprungs bereit gestellt sein.be provided on the side of the projection formed on the circuit board facing or facing away from the circuit board.
Das Funkgerät kann ferner Rückhaltemittel enthalten, um eine Bewegung der Antenne von der Leiterplatte weg zu verhindern, sobald diese mit der Leiterplatte verriegelt ist, so daß die elektrische Kopplung der Antenne mit der Funkschaltung aufrecht erhalten bleibt. Dadurch kann eine weitere Fixierung und Halterung zur Verfügung gestellt, was insbesondere von Vorteil ist, wenn der Kontaktbereich von der Einführungskante der Leiterplatte etwas weiter weg ausgebildet ist.The radio device may further comprise retaining means to prevent movement of the antenna away from the circuit board once it is locked to the circuit board, so that the electrical coupling of the antenna to the radio circuit is maintained. This may provide further fixation and retention, which is particularly advantageous when the contact area is formed somewhat further away from the lead-in edge of the circuit board.
Die Rückhaltemittel können verschiedene Formen ausweisen. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden sie bereitgestellt, indem die Antenne mittels Presspassung mit der Leiterplatte gekoppelt wird. In diesem Fall kann ein hinterer Bereich (Rückbereich) der Aussparung diese Presspassung zur Verfügung stellen, wobei ein vorderer Bereich (Frontbereich) geneigt bzw. schräg ausgebildet sein kann, um das Einführen der Leiterplatte in die Antennenaussparung zu unterstützen. Zusätzlich oder alternativ können die Rückhaltemittel auch einen oder mehrere Clips enthalten.The retaining means may have various forms. According to the preferred embodiment, they are provided by coupling the antenna to the circuit board by means of a press fit. In this case, a rear region (rear region) of the recess may provide this press fit, wherein a front region (front region) may be inclined or slanted to assist in inserting the circuit board into the antenna recess. Additionally or alternatively, the retaining means may also include one or more clips.
Eine Antennenform, die zur Implementierung der Erfindung besonders geeignet ist, ist eine Antenne vom MID (Molded Interconnection Device)-Typ, da diese besonders einfach als Einheitsstruktur gebildet werden kann.An antenna shape that is particularly suitable for implementing the invention is an antenna of the MID (Molded Interconnection Device) type, since this can be particularly easily formed as a unitary structure.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer Antenne zur Verwendung in einem Funkgerät gemäß der Erfindung.According to another aspect of the invention there is provided an antenna for use in a radio device according to the invention.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:In the following, embodiments of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings. They show:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine auf einer PCB montierten Antenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 1 is a plan view of an antenna mounted on a PCB according to a first embodiment of the invention;
Figur 2a eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 1, die die Montage der PCB und der Antenne zeigt; Figure 2a is a cross-sectional view taken along section line AA of Figure 1 showing the assembly of the PCB and the antenna;
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Figur 2b eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 1, mit auf der PCB montierter Antenne; Figure 2b is a cross-sectional view taken along section line AA of Figure 1, with the antenna mounted on the PCB;
Figur 2c eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie B-B aus Figur 1, mit auf der PCB montierter Antenne;
Figur 3 verschiedene Ansichten der Antenne gemäß den Figuren 1 und 2: Figure 2c is a cross-sectional view along section line BB of Figure 1, with the antenna mounted on the PCB;
Figure 3 different views of the antenna according to Figures 1 and 2:
Figur 3a eine perspektivische Ansicht; Figure 3a is a perspective view;
Figur 3b eine Draufsicht von oben; Figure 3b is a top view;
Figur 3c eine Draufsicht von unten; Figure 3c is a bottom plan view;
Figur 3d eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 3a;
Figur 3e eine Seitenansicht;' Figure 3d is a cross-sectional view along section line AA of Figure 3a;
Figure 3e is a side view;'
Figur 3f eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie B-B aus Figur 3a; Figure 3f is a cross-sectional view along section line BB of Figure 3a;
Figur 3g eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie C-C aus Figur 3a;
Figur 4 ein gekoppeltes Antennenmäanderdesign;
Figur 5 ein sich verjüngendes Antennenmäanderdesign;
Figur 6 ein Planarantennendesign mit mehreren Verbindungspunkten; und
Figuren 7 bis 9 alternative Verriegelungsanordnungen. Figure 3g is a cross-sectional view along section line CC of Figure 3a;
Figure 4 shows a coupled antenna meander design;
Figure 5 shows a tapered antenna meander design;
Figure 6 shows a planar antenna design with multiple connection points; and
Figures 7 to 9 show alternative locking arrangements.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine PCB 10 und eine Antenne 20, die zur Verwendung in einem Funkgerät geeignet sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Antenne 20 an einer Ecke der PCB 10 kantenmontiert. Abhängig von den relativen Größen der PCB 10 und der Antenne 20 kann die Antenne jedoch auch eine gesamte Kante der PCB 10 und entweder die gesamte oder einen Teil der Oberfläche der PCB 10 ummanteln.Figure 1 shows a top view of a PCB 10 and an antenna 20 suitable for use in a radio device. According to this embodiment, the antenna 20 is edge-mounted on a corner of the PCB 10. However, depending on the relative sizes of the PCB 10 and the antenna 20, the antenna may also enclose an entire edge of the PCB 10 and either all or part of the surface of the PCB 10.
Wie in den Figuren 2a bis 2c gezeigt, enthält die Antenne 20 einen Hauptkörper 23 aus einem geeigneten Isolationsmaterial, wie etwa Plastik, und ein leitendes Element 21, wie in Figur 1 gezeigt, aus Metall oder einer Legierung, zum Beispiel Kupfer, Nickel und Gold.As shown in Figures 2a to 2c, the antenna 20 includes a main body 23 made of a suitable insulating material, such as plastic, and a conductive element 21, as shown in Figure 1, made of metal or an alloy, for example copper, nickel and gold.
Wie insbesondere in den Figuren 4 und 5 zu erkennen ist, weist der Hauptkörper 23 eine Aussparung 26 auf, um einen Teil der PCB 10 aufzunehmen. Die Aussparung ist dimensioniert, um ein Einführen der PCB 10 mit einer Kante voran zu ermöglichen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthält die Aussparung 26 einen Frontbereich 24 und einen Rückbereich 25, wie in Figur 2a gezeigt. Der Rückbereich 25 der Aussparung 26 stellt eine Presspassung für die PCB 10 zur Verfügung, wenn diese in der Aussparung 26 in PositionAs can be seen particularly in Figures 4 and 5, the main body 23 has a recess 26 to accommodate a portion of the PCB 10. The recess is dimensioned to allow insertion of the PCB 10 edge first. According to this embodiment, the recess 26 includes a front portion 24 and a rear portion 25, as shown in Figure 2a. The rear portion 25 of the recess 26 provides an interference fit for the PCB 10 when it is in position in the recess 26.
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gebracht ist, wobei die Seitenwände des Frontbereichs 24 zumindest derart geneigt ausgebildet sind, daß sie sich von der Öffnung zum Rückbereich 25 hin verjüngen. Dies ermöglicht ein leichteres Einführen der PCB 10 in die Antennenaussparung 26. Vorzugsweise ist ein Bereich 26a der Aussparung 26 tiefer ausgebildet als die Dicke der PCB 10, so daß die Antenne 20 auf einem korrespondierenden Bereich der PCB ausgebildete Komponenten umgibt. Dadurch wird der von der Antenne 10 benötigte PCB-Platz verringert, und folglich die Gesamtgröße des Geräts reduziert., the side walls of the front area 24 being at least inclined such that they taper from the opening to the rear area 25. This allows easier insertion of the PCB 10 into the antenna recess 26. Preferably, a region 26a of the recess 26 is deeper than the thickness of the PCB 10 so that the antenna 20 surrounds components formed on a corresponding region of the PCB. This reduces the PCB space required by the antenna 10 and consequently reduces the overall size of the device.
Das leitende Element 21 ist mindestens auf der oberen äußeren Oberfläche der Antenne 20 ausgebildet. Darüber hinaus werden vorzugsweise jedoch auch die äußeren Seitenflächen und die äußere Rückfläche verwendet, wodurch es möglich ist, die Antenne und folglich den von ihr benötigten PCB-Platz weiter zu reduzieren. Ferner ist es auch möglich das leitende Element 21 auf den inneren Oberflächen der Antenne 20 auszubilden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Vorsprung 22 des leitenden Elements 21 in die Antennenaussparung 26 hinein, wie in Figur 2a gezeigt.The conductive element 21 is formed at least on the upper outer surface of the antenna 20. In addition, however, the outer side surfaces and the outer rear surface are preferably also used, whereby it is possible to further reduce the antenna and consequently the PCB space required by it. Furthermore, it is also possible to form the conductive element 21 on the inner surfaces of the antenna 20. According to this embodiment, a projection 22 of the conductive element 21 extends into the antenna recess 26, as shown in Figure 2a.
Auf der PCB 10 ist ein Kontaktbereich ausgebildet, und zwar an einer Stelle, die den Vorsprung 22 kontaktiert, wenn die PCB 10 in Position in der Antennenaussparung 26 eingeführt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kontaktbereich in Form eines Lochs 11 (Öffnung) gebildet, wobei die Innenflächen und/oder die Flächen um das Loch herum leitend beschichtet sind. Dieses leitende Beschichtung des Loch 11 ist elektrisch mit Funkschaltungen (etwa einer Antennenspeisung) auf der PCB 10 verbunden.A contact area is formed on the PCB 10 at a location that contacts the projection 22 when the PCB 10 is inserted into position in the antenna recess 26. In this embodiment, the contact area is formed in the form of a hole 11 (opening) with the inner surfaces and/or the surfaces around the hole being conductively coated. This conductive coating of the hole 11 is electrically connected to radio circuits (such as an antenna feed) on the PCB 10.
Die Antenne 10 kann mittels verschiedener Verfahren hergestellt werden. Eines dieser Verfahren verwendet die MID (Molded Interconnection Device) - Herstellungstechnologie.The antenna 10 can be manufactured using various methods. One of these methods uses MID (Molded Interconnection Device) manufacturing technology.
Unter Verwendung dieser Technologie kann die Antenne gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in zwei Schritten hergestellt werden. Alternativ kann die Antenne auch dadurch gebildet werden, daß ein Metallstreifen, der von einem Trägermedium, wie etwa einem Plastikfilm getragen wird, um einen Hauptkörper aus einem geeigneten Isolationsmaterial gewickelt wird. Der Metallstreifen kann eine Legierung aus Kupfer, Nickel und Gold sein; er kann ferner geriffelt sein und eine Reihe von Kastellationen bilden. Das Verfahren zur Bildung des geriffelten Metallstreifens auf dem Plastikfilm kann irgendein geeignetes Verfahren sein, wie etwa Bedrucken, Vakuumabscheidung, Sputtern, 3D Bildübertragung oder dergleichen. Das den Hauptkörper bildende Isolationsmaterial kann einUsing this technology, the antenna according to the preferred embodiment can be manufactured in two steps. Alternatively, the antenna can also be formed by wrapping a metal strip supported by a support medium such as a plastic film around a main body of a suitable insulating material. The metal strip can be an alloy of copper, nickel and gold; it can also be corrugated and form a series of castellations. The method of forming the corrugated metal strip on the plastic film can be any suitable method such as printing, vacuum deposition, sputtering, 3D image transfer or the like. The insulating material forming the main body can be a
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Nokia Mobile Phones Ltd. Case: PAT 98034 15.12.1999Nokia Mobile Phones Ltd. Case: PAT 98034 December 15, 1999
Plastikmaterial sein, das gleich oder fast identisch mit dem Material ist, aus dem auch der Plastikfilm gebildet wird. Durch entsprechende Behandlung, wie etwa Hitzebehandlung, kann eine geeignete homogen ausgebildete Antenne geformt werden, die den Hauptkörper, den Plastikfilm und den geriffelten Metallstreifen enthält.Plastic material that is the same or almost identical to the material from which the plastic film is formed. By appropriate treatment, such as heat treatment, a suitable homogeneous antenna can be formed which includes the main body, the plastic film and the corrugated metal strip.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2a bis 2c die Montage der Antenne 20 auf der PCB 10 beschrieben. Eine Kante 12 der PCB 10 wird in den Frontbereich 24 der Antennenaussparung 26 eingeführt. Das Einführen kann erfolgen, indem entweder die PCB 10 in Richtung Antenne 20, oder die Antenne 20 in Richtung der PCB 10 bewegt wird, oder aber indem sowohl PCB 10 als auch die Antenne 20 gleichzeitig entsprechend zueinander bewegt werden. Im allgemeinen befindet sich jedoch die PCB 10 an einer festen Stelle in einem Gerät, und folglich wird die Antenne über eine Kante der PCB 10 geführt. Dabei gleitet die PCB 10 über die Neigung im Frontbereich 24 der Antennenaussparung 26 in den Rückbereich 25 hinein. Wenn die Oberfläche der PCB 10 den Vorsprung 22 und somit das leitende Element 21 kontaktiert, gibt der obere Bereich der Antenne elastisch nach, damit die PCB unter den Vorsprung 22 gleiten kann. Sobald sich die PCB 10 in einer Position befindet, bei der sich der Antennenvorsprung 22 und das in der PCB ausgebildete Loch 11 gegenüberliegen, werden die PCB 10 und die Antenne 20 miteinander verriegelt, indem der Vorsprung 22 in das Loch 11 einrastet. Dabei kehrt der obere Bereich der Antenne wieder in seine normale vorbelastete Position zurück, wobei zwischen dem leitenden Element 21 und einer Funkschaltung (nicht gezeigt) auf der PCB 10 ein elektrischer Kontakt gebildet wird. Sobald sich die PCB an ihrem Platz in der Aussparung 26 befindet, hält der Rückbereich 25 der Aussparung 26 die PCB 10 zurück, und zwar aufgrund einer Presspassung mit der PCB 10. Als Alternative zur Presspassung kann eine Anordnung mit Clips bereitgestellt sein, um die gleiche Rückhaltefunktion auszuüben.The mounting of the antenna 20 on the PCB 10 is described below with reference to Figures 2a to 2c. An edge 12 of the PCB 10 is inserted into the front area 24 of the antenna recess 26. The insertion can be carried out by either moving the PCB 10 towards the antenna 20, or the antenna 20 towards the PCB 10, or by moving both the PCB 10 and the antenna 20 simultaneously in relation to one another. In general, however, the PCB 10 is located in a fixed position in a device, and consequently the antenna is guided over an edge of the PCB 10. The PCB 10 slides over the incline in the front area 24 of the antenna recess 26 into the rear area 25. When the surface of the PCB 10 contacts the projection 22 and thus the conductive element 21, the upper portion of the antenna yields elastically to allow the PCB to slide under the projection 22. Once the PCB 10 is in a position where the antenna projection 22 and the hole 11 formed in the PCB face each other, the PCB 10 and the antenna 20 are locked together by the projection 22 snapping into the hole 11. At this time, the upper portion of the antenna returns to its normal pre-loaded position, forming an electrical contact between the conductive element 21 and a radio circuit (not shown) on the PCB 10. Once the PCB is in place in the recess 26, the rear portion 25 of the recess 26 retains the PCB 10 due to an interference fit with the PCB 10. As an alternative to the interference fit, a clip arrangement may be provided to perform the same retention function.
Die zusätzliche Verwendung von Rückhaltemitteln muß nicht notwendig sein, wobei dies vom Design der PCB 10 und der Antenne 20 abhängt. So kann zum Beispiel die Verriegelung selbst bereits ausreichend sein, um die Verbindung sicher zu halten, wenn zum Beispiel das Loch 11 nahe an der Kante 12 der PCB 10 ausgebildet ist. Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine kleine, kompakte, billige und leicht herzustellende Antenne zur Verfugung, die darüber hinaus in einem Gerät, wie etwa einem Funktelefon, leichtThe additional use of retaining means may not be necessary, depending on the design of the PCB 10 and the antenna 20. For example, the locking itself may be sufficient to keep the connection secure if, for example, the hole 11 is formed close to the edge 12 of the PCB 10. This embodiment provides a small, compact, inexpensive and easy to manufacture antenna, which is also easy to install in a device such as a radio telephone.
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montierbar ist. Somit werden keine Lötstellen mehr benötigt, wodurch folglich die Zuverlässigkeit des Geräts erhöht wird.This eliminates the need for soldering points, which increases the reliability of the device.
Figur 3 zeigt unterschiedliche Ansichten der Antenne 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2. Figur 3a zeigt die Antennenaussparung 26 im Detail. Wie zu erkennen ist, weist die Aussparung 26 Führungskanäle an den inneren Seitenwänden der Antenne 20 auf, die die PCB 10 in der Aussparung 26 führen. Die Aussparung 26 enthält ferner einen zwischen diesen Seitenwänden tiefer ausgebildeten Bereich 26a. Der Frontbereich der Führungskanäle ist geneigt ausgebildet, um das Einführen der PCB zu erleichtern, wobei der Rückbereich eine Presspassung mit der PCB 10 zur Verfügung stellt.Figure 3 shows different views of the antenna 20 according to the embodiment of Figures 1 and 2. Figure 3a shows the antenna recess 26 in detail. As can be seen, the recess 26 has guide channels on the inner side walls of the antenna 20, which guide the PCB 10 in the recess 26. The recess 26 also contains a deeper area 26a between these side walls. The front area of the guide channels is inclined to facilitate the insertion of the PCB, with the rear area providing a press fit with the PCB 10.
Wie in den Figuren 3b, 3c und 3d gezeigt, ist das leitende Element 21 auf der oberen und unteren Oberfläche sowie den Seitenflächen des Hauptkörpers ausgebildet, wodurch der verfügbare äußere Oberflächenbereich optimiert wird, wenn die Antenne auf der PCB kantenmontiert wird (zum Beispiel im Vergleich zu einer Äquivalenten auf der Oberfläche montierten Antenne). Folglich können die Hauptflächen der Antenne kleiner ausgebildet werden, was zur Folge hat, daß weniger Platz auf der PCB benötigt wird.As shown in Figures 3b, 3c and 3d, the conductive element 21 is formed on the top and bottom surfaces as well as the side surfaces of the main body, thereby optimizing the available external surface area when the antenna is edge mounted on the PCB (for example, compared to an equivalent surface mounted antenna). Consequently, the major surfaces of the antenna can be made smaller, resulting in less space being required on the PCB.
Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine EMSCA-Diversity-Antenne, die zum Beispiel für ein japanisches PDC-Funkkommunikationsgerät geeignet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gemäß diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung beschränkt. So sind zum Beispiel alternative Strahlungsmuster (Antennenmuster) in den Figuren 4 bis 6 und alternative Verriegelungsmittel in den Figuren 7 bis 9 gezeigt.This embodiment shows an EMSCA diversity antenna suitable for a Japanese PDC radio communication device, for example. However, the invention is not limited to the arrangement shown in this embodiment. For example, alternative radiation patterns (antenna patterns) are shown in Figures 4 to 6 and alternative locking means are shown in Figures 7 to 9.
Wie bereits erwähnt, zeigen die Figuren 4 bis 6 alternative Antennen, die auf einer PCB kantenmontiert werden können. Figur 4 zeigt ein gekoppeltes Mäander- oder Kastellationsdesign. Figur 5 zeigt ein sich verjüngendes Mäander- oder Kastellationsdesign und Figur 6 ein Planardesign zur Mehrfachverbindung. In den Figuren ist jeweils beispielhaft eine Anordnung gezeigt, um eine Presspassung mit der PCB zur Verfügung zu stellen, und zwar durch Bereitstellung eines Vorsprungs 45 mit geneigter Oberfläche, der etwa mittig in Bezug zur Breite der Antenne und am hinteren Ende der Aussparung 26 angeordnet ist. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sie die Menge an notwendigem Isoliermaterial minimiert, wodurch folglich das Gewicht der Antenne reduziert wird. Eine andere Möglichkeit zurAs previously mentioned, Figures 4 to 6 show alternative antennas that can be edge mounted on a PCB. Figure 4 shows a coupled meander or castellation design. Figure 5 shows a tapered meander or castellation design and Figure 6 shows a planar design for multiple connection. In each of the figures, an arrangement is shown by way of example to provide an interference fit with the PCB by providing a projection 45 with an inclined surface located approximately centrally with respect to the width of the antenna and at the rear end of the recess 26. This arrangement is advantageous because it minimizes the amount of insulation material required, thus reducing the weight of the antenna. Another possibility for
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Reduzierung des Gewichts der Antenne (insbesondere bei solchen Antennen bei denen die obere äußere Oberfläche und die äußeren Seitenflächen für das leitende Element ausreichend sind), ist das Weglassen der unteren Oberfläche bis auf diejenigen Bereiche, die zur Definierung der PCB-Führungskanäle notwendig sind (siehe Figur 6).To reduce the weight of the antenna (especially for those antennas where the upper outer surface and the outer side surfaces are sufficient for the conductive element), the omission of the lower surface except those areas necessary to define the PCB guide channels (see Figure 6).
Das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Antenne für mehrere Verbindungen, die zwei als leitende Elemente ausgebildete Vorsprünge 62a, 62b enthält. In diesem Fall weist eine korrespondierende PCB 10 zwei korrespondierende Kontaktbereiche auf.The embodiment shown in Figure 6 shows an antenna for multiple connections, which contains two projections 62a, 62b designed as conductive elements. In this case, a corresponding PCB 10 has two corresponding contact areas.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen alternative Verriegelungsmechanismen, die in einem Gerät gemäß der Erfindung angewendet werden können. Das in Figur 7 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Verriegelungsmechanismus korrespondiert mit der bereits oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschriebenen Verriegelung, weshalb an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird. Eine derartige Anordnung ist leicht herzustellen. Die in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiele von Verriegelungsmechanismen sind etwas komplizierter herzustellen, bringen jedoch aus Sicht der Montage der Antenne 20 auf der PCB 10 immer noch Vorteile mit sich.Figures 7 to 9 show alternative locking mechanisms that can be used in a device according to the invention. The embodiment of a locking mechanism shown in Figure 7 corresponds to the locking already described above with reference to Figures 1 and 2, which is why it will not be discussed in more detail here. Such an arrangement is easy to manufacture. The embodiments of locking mechanisms shown in Figures 8 and 9 are somewhat more complicated to manufacture, but still have advantages from the point of view of mounting the antenna 20 on the PCB 10.
Die in Figur 8 gezeigte Verriegelung arbeitet auf mechanisch umgekehrte Weise zu der in Figur 7 gezeigten. Dabei enthält die PCB ein vorstehendes elastisches Glied 813, das normalerweise nach oben, also von der Oberfläche der PCB weg, vorbelastet ist, und das leitende Element der Antenne stellt einen ausgesparten Kontaktbereich 828 bereit. Wenn die Kante 812 der PCB in die Antennenaussparung eingeführt wird, erfolgt eine elastische Verformung des elastischen Glieds 813 in Richtung der Oberfläche der PCB. Sobald sich das vorstehende elastische Glied 813 und der ausgesparte Kontaktbereich 828 der Antenne gegenüberstehen, kehrt das elastische Glied 813 in seine normale vorbelastete Position zurück, wodurch die PCB und die Antenne miteinander verriegelt werden. Der Vorsprung 813 und der Kontaktbereich 828 bilden dabei einen elektrischen Kontakt.
Die in Figur 9 gezeigt Antenne korrespondiert im wesentlichen mit der Ausführungsform der Antenne nach Figur 7. Die Antenne enthält folglich ein leitendes Element mit einem elastisch verformbaren Vorsprung 922, der in Richtung von der Innenfläche der Antenne weg vorbelastet ist. Die PCB stellt jedoch in diesem Fall auch einen Vorsprung 914 sowie einen PCB-Kontaktbereich 915 auf der Oberfläche der PCB bereit, und zwar auf der Seite desThe latch shown in Figure 8 operates in a mechanically reverse manner to that shown in Figure 7. The PCB includes a protruding resilient member 813 that is normally biased upwardly, away from the surface of the PCB, and the conductive element of the antenna provides a recessed contact area 828. When the edge 812 of the PCB is inserted into the antenna recess, the resilient member 813 elastically deforms toward the surface of the PCB. Once the protruding resilient member 813 and the recessed contact area 828 of the antenna are facing each other, the resilient member 813 returns to its normal preloaded position, locking the PCB and antenna together. The protrusion 813 and the contact area 828 thereby form an electrical contact.
The antenna shown in Figure 9 corresponds essentially to the embodiment of the antenna according to Figure 7. The antenna thus includes a conductive element with an elastically deformable projection 922 which is biased in the direction away from the inner surface of the antenna. However, the PCB in this case also provides a projection 914 and a PCB contact area 915 on the surface of the PCB, namely on the side of the
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PCB-Vorsprungs 914, die der Einführungskante 912 abgewandt ist. Die PCB gleitet in die Antennenaussparung bis die Vorsprünge 914 und 922 miteinander kontaktieren. Während dieser Phase gleitet der Antennenvorsprung 922 auf und über den PCB-Vorsprung 914. Bei diesem Vorgang wird der Antennenvorsprung 922 elastisch verformt. Alternativ oder zusätzlich kann auch der PCB-Vorsprung 914 elastisch verformbar sein. Sobald die Vorsprünge einander passiert haben, kehrt der Antennenvorsprung 922 in seine normale vorbelastete Position zurück, wodurch sich folglich der Antennenvorsprung 922 senkt, und eine Rückwärtsbewegung der PCB verhindert wird. Der Kontaktbereich 915 ist derart ausgebildet, daß er den Antennenvorsprung 922 kontaktiert, wenn die Antenne auf die PCB vollständig aufgeschoben ist.PCB projection 914 facing away from lead-in edge 912. The PCB slides into the antenna recess until projections 914 and 922 contact each other. During this phase, antenna projection 922 slides onto and over PCB projection 914. During this process, antenna projection 922 is elastically deformed. Alternatively or additionally, PCB projection 914 may also be elastically deformable. Once the projections have passed each other, antenna projection 922 returns to its normal preloaded position, thus lowering antenna projection 922 and preventing rearward movement of the PCB. Contact region 915 is designed to contact antenna projection 922 when the antenna is fully slid onto the PCB.
Claims (19)
einer Antenne (20); und
einer Leiterplatte (PCB) (10), die einen Kontaktbereich (11) zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung mit einer Funkschaltung aufweist; wobei die Antenne (20) eine Aussparung (26) zur Aufnahme mindestens eines Teils mindestens einer Kante der Leiterplatte (10) enthält; und
der Kontaktbereich (11) in die Antennenaussparung (26) derart einführbar ist, dass die Antenne (20) mit der Funkschaltung elektrisch gekoppelt wird. 1. Radio with:
an antenna ( 20 ); and
a printed circuit board (PCB) ( 10 ) having a contact area ( 11 ) for providing an electrical connection to a radio circuit; wherein the antenna ( 20 ) includes a recess ( 26 ) for receiving at least a portion of at least one edge of the printed circuit board ( 10 ); and
the contact area ( 11 ) can be inserted into the antenna recess ( 26 ) such that the antenna ( 20 ) is electrically coupled to the radio circuit.
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