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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Personalcomputer-Karten (PC-Karten),
und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf PC-Karten mit einer
verriegelnden zurückziehbaren
Antenne zum Maximieren der Empfangs- und Sendefähigkeiten der PC-Karte.
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Beschreibung des Stands
der Technik, mit dem die Erfindung zu tun hat
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PC-Karten,
insbesondere Karten entsprechend dem Standard "Personal Computer Memory Card International
Association (PCMCIA)",
sind eine Stütze
für das
Mobilcomputerwesen geworden. Es sind mannigfache Vorrichtungen im
PCMCIA-Format erhältlich,
einschließlich
Speicherkarten, Modems und Plattenlaufwerken.
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PCMCIA-Karten
sind in mehrfacher Form erhältlich,
einschließlich,
nach zunehmender Dicke geordnet, Karten vom Typ I, Typ II und TYP
III. Die Entwicklung des Mobilcomputerwesens hat zu einer erhöhten Nachfrage
nach drahtlosen Modems geführt.
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Typischerweise
hat eine drahtlose PCMCIA-Modemkarte eine Antenne, die Signale sendet und
empfängt.
Die Gesamtleistung der Antenne ist eine Funktion der Länge der
Antenne. Wird die Antenne ausgefahren und dann gedreht oder in die PC-Karte
zurückgeschoben,
statt ganz ausgefahren zu bleiben, wird die Leistung der Modemkarte
beeinträchtigt.
Es bedarf daher einer Antenne für
Gebrauch mit einer PCMCIA-Karte,
die sich an Ort und Stelle verriegelt, wenn die Antenne ganz ausgefahren
ist, damit die Empfangs- und Sendefähigkeit des Modems maximiert
wird, und es erlaubt, die Antenne zurückzuziehen, wenn sie nicht
gebraucht wird.
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Das
Dokument EP-A-0 936 747 offenbart eine kartenartige drahtlose Kommunikationsvorrichtung
mit einem Gehäuseteil
und einem Antennenaufbau. Dieser Antennenaufbau umfasst einen Antennenteil
und Befestigungsmittel zum Anordnen des Anten nenteils in Verbindung
mit dem Gehäuseteil. Genauer
ist die Antenne außen
mit dem Gehäuse verbunden
und ist Teil des Gehäuses.
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Das
Dokument US-A-5 779 496 offenbart ein Schiebeverbinder-Verriegelungssystem
für ein
tragbares Computersystem. Das Schiebeverbinder-Verriegelungssystem
umfasst einen Schiebe-Metallkasten, ein Paketfunkgerät, das in
dem Metallkasten angeordnet ist, und eine Antenne, die an einer
Blende befestigt ist, die dauerhaft mit der Vorderseite des Schiebe-Metallkastens
verbunden ist.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
wird eine zurückziehbare
Antenne offenbart, die mit einem Personalcomputer verwendet wird,
um drahtlose Kommunikation zu ermöglichen.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst drahtlose Kommunikation eine PC-Karte,
ein Modem innerhalb der PC-Karte, eine zurückziehbare Antenne, die mit
dem Modem verbunden ist, welche zurückziehbare Antenne eine ausgefahrene
Sende-/Empfangsposition und eine zurückgezogene Position relativ
zur PC-Karte einnehmen kann, und einen Verriegelungsmechanismus
zum Bewirken einer Verriegelung zum Halten der Antenne in der ausgefahrenen
Position während des
normalen Gebrauchs und zum Zurückziehen
der Antenne, wenn sie nicht gebraucht wird.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst eine zurückziehbare Antenne für eine PC-Karte
für Gebrauch
bei drahtloser Kommunikation eine Antennenhülse, die elektrisch mit der PC-Karte
verbindbar ist, eine zurückziehbare
Antenne, die innerhalb der Antennenhülse angeordnet und innerhalb
der Antennenhülse
von einer ausgefahrenen Sende-/Empfangsposition in eine zurückgezogene
Aufbewahrungsposition verschiebbar ist, und einen Verriegelungsmechanismus,
der zwischen der Antennenhülse
und der zurückziehbaren
Antenne vorgesehen ist, zum Verriegeln der Antenne in der ausgefahrenen
Sende-/Empfangsposition, um eine vorbestimmte Sende/Empfangs-Antennenlänge zu erreichen.
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In
einem detaillierteren Aspekt der Erfindung sendet und empfängt die
PCMCIA-Karte Funksignale im Bereich von 1850 bis 1990 Megahertz.
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In
einem anderen detaillierteren Aspekt der Erfindung hat die zurückziehbare
Antenne eine kippbare Verbindung zum Kippen der Antenne um eine erste
Achse und eine drehbare Verbindung zum Drehen der Antenne in einer
Richtung, die von der Kipprichtung der Kippverbindung abweicht.
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Die
obigen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich
noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
folgt eine detailliertere Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme
auf die bevorzugten Ausführungsformen,
dargestellt in den begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Elemente
gleiche Bezugszeichen tragen und in denen:
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1 eine
Perspektivansicht einer Antenne ist, die an einer PC-Karte montiert
ist, die mit einem Personalcomputer verbunden ist, in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Perspektivansicht der PC-Karte ist, wobei die Antenne in einer zurückgezogenen
und einer ausgefahrenen Position gezeigt ist;
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3 eine
Perspektivansicht einer Schnappverriegelung für die Antenne von 1 ist, die
einen Antennenkörper
und eine Antennenhülse zeigt,
wobei der Antennenkörper
in einer zurückgezogenen
Position ist;
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4 eine
seitliche Querschnittsansicht der Schnappverriegelung von 3 in
einer ausgefahrenen Position ist, die den Antennenkörper und
die Antennenhülse
in der ausgefahrenen und verriegelten Position zeigt;
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5 eine
Perspektivansicht der PC-Karte ist, die die Drehung der Antenne
um die X-Achse und um
eine Kippverbindung zeigt;
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6 eine
Perspektivansicht einer Innenseite eines oberen Abschnitts der PC-Karte
mit der Antenne ist; und
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7 eine
Perspektivansicht einer Innenseite eines unteren Abschnitts der
PC-Karte mit der Antenne ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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1 zeigt
eine Ausführungsform
einer Vorrichtung 10, die drahtlose Kommunikation ermöglicht. Die
Vorrichtung 10 enthält
eine Sende-/Empfangsantenne 12, die mit der Basis einer
PC-Karte 14 verbunden ist, die ein Modem oder ein Funkgerät enthalten kann.
Die PC-Karte 14 ist in einen PCMCIA-Schlitz 16 eines
Personalcomputers 18 steckbar und ermöglicht es einem Benutzer, unter
Verwendung einer Luftschnittstelle mit einem drahtlosen System zu kommunizieren.
Vorzugsweise ist die Computerkarte 14 in einen PCMCIA-Schlitz
vom Typ II steckbar, die Karte kann aber auch dafür ausgelegt
sein, in anderen Schlitzen aufgenommen zu werden.
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Die
Antenne 12, wie in 1 dargestellt, kann
eine zurückgezogene
Position und eine ausgefahrene Position einnehmen. Wie in 2 gezeigt, kann
sich die Antenne 12 in Richtung eines Pfeils A zwischen
der zurückgezogenen
Position und der ausgefahrenen Position, als 12' in Schattenlinien
gezeigt, hin und her bewegen. In der zurückgezogenen Position wird die
Antenne 12 wesentlich von der PC-Karte 14 aufgenommen.
In der ausgefahrenen Position erstreckt sich die Antenne 12' wesentlich über die
PC-Karte 14 hinaus.
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Die
Gesamtleistung der Antenne ist eine Funktion der Länge der
Antenne. Wird die Antenne ausgefahren und dann gedreht oder in die
PC-Karte zurückgeschoben,
wird die Leistung der Modemkarte beeinträchtigt. Um die veränderliche
Länge der
Antenne zu vermeiden, bedarf es einer Antenne, die sich an Ort und
Stelle verriegelt, wenn sie ganz ausgefahren ist, damit die PCMCIA-Karte
maximale Leistung hat.
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3 und 4 zeigen
die Antenne 12 einschließlich eines Antennenkörpers 20 mit
einer Kippverbindung 30. Der Antennenkörper 20 ist in Längsrichtung
innerhalb einer Antennenhülse 22 verschiebbar.
Der Antennenkörper 20 hat
einen erhöhten
Abschnitt 24 am proximalen Ende, mit einem Außendurchmesser
größer als
der Innendurchmesser der Antennenhülse 22. Angrenzend
an den erhöhten Abschnitt 24 liegt
ein ringförmiger
ausgesparter Abschnitt oder eine Verriegelungsrille 25.
Vier axiale Schlitze 26 am Antennenkörper 20 bilden vier
Finger 21 und erlauben es, dass der Antennenkörper 20 in die
Antennenhülse 22 gedrückt wird.
Die Antennenhülse 22 hat
einen Hals 28 am proximalen Ende, der ringförmig ist,
mit einem Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der
restlichen Hülse.
Der Hals 28 der Hülse 22 schnappt
in eine Verriegelungsrille 25 des Antennenkörpers 20 ein,
wenn die Antenne in der ausgefahrenen und verriegelten Position
ist.
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4 ist
eine Querschnittsansicht des Antennenkörpers 20 und der Antennenhülse 22 in
der verriegelten Position, wenn die vier Finger 21 am Antennenkörper in
die Antennenhülse
gedrückt
worden sind und der Hals 28 in die Verriegelungsrille 25 eingeschnappt
ist.
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5 zeigt
eine Ausführungsform
der Antenne 12, die von der ausgefahrenen Position von 2,
als 12' in
Schattenlinien gezeigt, um eine Kippverbindung 30 in eine
erhöhte
Position kippend gedreht ist, wobei sich die Antenne in Richtung
eines Pfeils B bewegt hat. Die Kippverbindung 30 erlaubt es
einem Benutzer, die Position der Antenne 12 relativ zur
PC-Karte 14 einzustellen. Die Kippverbindung 30 kann
irgendwelche geeigneten Mittel aufweisen, einschließlich, aber
nicht darauf beschränkt,
eines Gelenks wie z. B. eines Zunge-in-Rille-Gelenks. Die Kippverbindung 30 ermöglicht es
der Antenne 12, um eine Achse der Kippverbindung zu kippen.
Außerdem
ist die Antenne 12 innerhalb der Hülse 22 drehbar und
hat daher eine drehbare Verbindung zum Drehen der Antenne um eine
X-Achse. Daher kann sich die Antenne 12 aus der in durchgezogenen
Linien gezeigten angehobenen Position in eine abgesenkte Position
bewegen, als 12'' in Schattenlinien gezeigt,
wenn die Antenne in Richtung eines Pfeils C bewegt wird. Wenn daher
die Antenne 12' in
der ausgefahrenen Position ist, hat die Antenne mehrere Drehachsen.
Insbesondere kann die Antenne 12 um die Kippverbindung 30 kippen
und kann sich um die X-Achse drehen, so dass die Antenne in die
am besten geeignete Position bewegt werden kann, um die Gebrauchswirksamkeit
zu maximieren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Anpassschaltung eine Schaltung mit Induktor/Kondensator (LC).
Die Verbindung der Antenne mit der Elektronik der PC-Karte wird nachfolgend
näher beschrieben.
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5 bis 7 zeigen
eine Ausführungsform
der PC-Karte 14. In dieser Gestaltung enthält die PC-Karte 14 einen
oberen Abschnitt 46, einen unteren Abschnitt 48,
der am oberen Abschnitt anbringbar ist, elektrische Bauteile, die
vollständig
von den oberen und unteren Abschnitten eingeschlossen werden, und
Kanalabschnitte 50, die in den oberen und unteren Abschnitten
liegen. Außerdem
ist ein PCMCIA-Verbinder 52 gezeigt. 6 zeigt
den oberen Abschnitt 46 mit entsprechenden Öffnungen 58, die
die Ausrichtungsstifte 54 aufnehmen, wenn die oberen und
unteren Abschnitte 46, 48 befestigt sind, um ein
Gehäuse 60 für die PC-Karte 14 auszubilden. 7 zeigt
den unteren Abschnitt 48 der PC-Karte 14, der
mindestens einen Ausrichtungsstift 54 aufweist, der sich
von einer Innenseite 56 des unteren Abschnitts her erstreckt
(7 zeigt drei Ausrichtungsstifte).
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Vorzugsweise
sind die oberen und unteren Außenseiten 62, 64 der
oberen und unteren Abschnitte 46, 48 im Wesentlichen
mit einem leitenden Material beschichtet, um eine Abschirmung für die innerhalb
der PC-Karte 14 liegenden elektrischen Bauteile bereitzustellen.
Die oberen und unteren Abschnitte 46, 48 werden
ansonsten vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Wie am besten
in 7 gezeigt, ist in den oberen und unteren Außenseiten 72, 74 angrenzend
an die Hülse 22,
die die Antenne 12 stützt,
wenn die Antenne ausgefahren ist, ein ausgeschnittener Abschnitt 76 vorgesehen.
Der ausgeschnittene Abschnitt 76 trennt das leitende Abschirmmaterial
und die Hülse 22 elektrisch.
In einer alternativen Ausführungsform
sind die Innenseiten 56, 60 der oberen und unteren
Abschnitte 46, 48 mit einem leitenden Material
beschichtet, um für
gute Abschirmung für
die innerhalb der PC-Karte 14 liegenden elektrischen Bauteile
zu sorgen.
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Der
Durchgang 78 in der Hülse 22 ist
dafür gestaltet,
die Antenne 12 verschiebbar aufzunehmen. Vorzugsweise gibt
es eine Reibpassung zwischen dem Außendurchmesser des Antennenabschnitts 32 und
dem Innendurchmesser des Durchgangs 78, um eine elektrische
Verbindung zwischen der Antenne 12 und der Hülse 22 bereitzustellen
und um eine Drehverbindung zwischen der Antenne und der Karte bereitzustellen.
Wenn die Antenne 12 in der ausgefahrenen Position ist,
schnappt der Antennenabschnitt 32 in die Hülse 22 ein.
Die am distalen Ende 40 des Antennenabschnitts 36 montierte
Endkappe 38 hat einen Außendurchmesser größer als der
Innendurchmesser des Durchgangs 78 der Hülse 22.
Die Endkappe 38 verhindert weiteres Einführen der
Antenne 12 in die PC-Karte 14 über eine vorbestimmte Strecke
hinaus. Außerdem
stellt die Endkappe 38 ein Mittel für den Benutzer bereit, die
Antenne 12 zu greifen und zwischen der zurückgezogenen Position
und der ausgefahrenen Position hin und her zu bewegen.
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Angrenzend
an die Hülse 22 ist
ein leitendes Glied 82 in der PC-Karte 14 vorgesehen.
Das leitende Glied 82 ist mit in der PC-Karte 14 eingeschlossenen
elektrischen Bauteilen verbunden. Das leitende Glied 82 kann
irgendwelche geeigneten Mittel aufweisen, einschließlich, aber
nicht darauf beschränkt, einer
Drehfeder, einer Blattfeder oder eines Freiträgergliedes.
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Im
Betrieb arbeitet die Vorrichtung, um elektrische Signale zu und
von der PC-Karte 14 zu empfangen und zu senden. Wenn die
Antenne 12 in der zurückgezogenen
Position ist, nehmen die Kanalabschnitte 50 der PC-Karte 14 die
Antenne im Wesentlichen auf. Außerdem
grenzt der mit einem nichtleitenden Material bedeckte oder umhüllte Antennenabschnitt 36 an
die Hülse 22 an.
Die Antenne 12 empfängt
oder sendet keine Signale, wenn sie in der zurückgezogenen Position ist. Durch
Verschieben der Antenne 12 aus der zurückgezogenen Position in die ausgefahrene
Position berührt
der aus einem leitenden Material ausgebildete Antennenabschnitt 32 die Hülse 22,
wobei ein Signal von in den PC-Karten 14 eingeschlossenen
elektrischen Bauteilen über
das leitende Glied 82 zur Hülse 22 und dann zur
Antenne 12 übertragen
werden kann. Wie erörtert,
kann die Antenne 12 um die Kippverbindung 30 kippen
und kann sich um die X-Achse drehen, so dass die Antenne in die
am besten geeignete Position bewegt werden kann, um die Gebrauchswirksamkeit
zu maximieren.
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Die
Länge der
Antenne in der verriegelten und ganz ausgefahrenen Position ist
eine Funktion der Operationsfrequenz der PCMCIA-Karte. Die Operationsfrequenz
einer PCMCIA-Karte ist die Zahl der Zyklen, in denen eine Funkwelle
gesendet und empfangen wird. Die Frequenz wird in Hertz gemessen.
Ein Hertz ist gleich einem Zyklus pro Sekunde. Die Beziehung zwischen
der Frequenz eines Funksignals und seiner Wellenlänge in Meter
wird mittels folgender Formel berechnet: Wellenlänge(m) =
300/Frequenz
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In
einer Ausführungsform
sendet und empfängt
die PCMCIA-Karte ein Funksignal im Bereich von 1850 bis 1990 Megahertz.
Als solche würde
die Länge
der Antenne in einer Ausführungsform
eine halbe Wellenlänge
auf Basis der in Wellenlängen
umgerechneten Operationsfrequenz oder 0,08 bis 0,075 Meter sein.
Ist die Frequenz der PCMCIA-Karte 800 bis 900 Megahertz, ist die
Länge der
Antenne 0,375 bis 0,333 Meter. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Länge
der Antenne daher ein Bruchteil einer Wellenlänge, die die Leistung der Antenne
maximal macht.
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Die
Antenne kann vorzugsweise mit einer Kraft zwischen 250 und 850 Gramm
zwischen der verriegelten und der unverriegelten Position ausgefahren
oder zurückgezogen
werden. Mit anderen Worten, es ist eine Kraft von mindestens 250
Gramm nötigt,
um die vom Hals 28 und der Verriegelungsrille 25 erzeugte
Schnappverriegelung zu lösen.
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Die
verriegelnde zurückziehbare
Antenne für Gebrauch
mit einer PCMCIA-Karte ist dafür
gestaltet, sich an Ort und Stelle zu verriegeln, wenn die Antenne 12 ganz
ausgefahren ist, damit die Empfangs- und Sendefähigkeit des Modems maximiert
wird. Außerdem
wird die Antenne 12 in der zurückgezogenen Position im Wesentlichen
von der PCMCIA-Karte aufgenommen.
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Die
in den Figuren gezeigte PC-Karte 14 ist eine PCMCIA-Karte
vom Typ II, es liegt aber im Schutzbereich der Erfindung, auch eine
PCMCIA-Karte vom Typ I oder III zu verwenden. Ähnlich liegt es im Schutzbereich
der Erfindung, dass die PC-Karte 14 irgendeine von mannigfachen
entfernbaren Karten sein kann, die nicht auf die Spezifikationen
des PCMCIA-Standards beschränkt
sind.
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Die
Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
im Detail beschrieben, für
den Fachmann ist aber klar, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen
vorgenommen und Äquivalente
benutzt werden können, ohne
die vorliegende Erfindung zu verlassen.