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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf in Vorrichtungen zur kabellosen
Kommunikation verwendete Antennenstrukturen. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf tragbare Kommunikationsvorrichtungen wie Handgeräte.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
sind verschiedene Antennentypen zum Verwenden in Handheld-Kommunikationsvorrichtungen
bekannt. Für
diese Anwendung sind zum Beispiel alle Monopol- und Dipol-Antennen,
Patch- und so genannte PIF-Antennen ("Planar Inverted 'F'") bekannt.
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Einige
moderne Vorrichtungen zur kabellosen Kommunikation sind zum Verwenden
in mehreren Betriebsarten in mehr als einem Kommunikationssystem
ausgelegt. Im Allgemeinen werden zur Verwendung in jeder einzelnen
Betriebsart, in denen die Vorrichtung arbeiten soll, mehrere fest
zugeordnete Antennen benötigt.
In einigen Fällen
sind die Vorrichtungen zum Arbeiten in mehr als einer Betriebsart
ausgelegt und das kann erfordern, dass die Gesamtantennenstruktur
groß ist.
Dies ist nicht wünschenswert,
wo es praktische Raum- und Größenbegrenzungen
bei der Antennenstruktur und bei anderen in der Vorrichtung verwendeten
Komponenten gibt.
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Zusätzlich arbeiten
einige Antennenstrukturen in einer so genannten "Space Diversity"-Anordnung mit mehreren aktiven Antennenabschnitten,
sogar wenn sie in einer einzigen Kommunikationsbetriebsart oder
-system arbeiten. Die "Space
Diversity"-Anordnung
kann eine übermäßig große Gesamtantennenstruktur
erfordern.
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WO 01 43183A beschreibt
eine Mikrowellenantenne mit einer Aufnahmevorrichtung zur Sicherung
eines strahlenden Patchs auf einer Antenne, wobei die Antenne ein
Gehäuse
aus einem starren metallischen Material, eine durch das Gehäuse unterstützte dielektrische
Platte mit einem leitenden Grundabschnitt auf ihrer Oberfläche, der
durch leitende Streifen mit dem Gehäuse gekoppelt ist, umfasst.
Eine Antenne ist von der dielektrischen Platte durch Abstandshalter
getrennt.
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JP 2001 024426A beschreibt
eine Antennenvorrichtung, wobei zwei Patch-Elektroden Antennenelemente
auf einer oberen Fläche
eines Dielektrischen Substrats bilden, wobei sie mit einer Grundelektrode
auf seiner unteren Fläche
kombiniert verwendet werden, um zirkular polarisierte Strahlungsmuster
zu erzeugen.
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EP-A-1 148 584 beschreibt
ein Funkkommunikationsgerät,
wobei mehrere Antennen bereitgestellt sind, um mit verschiedenen
Polarisationskomponenten in schaltbaren Kommunikationsbetriebsarten
zu strahlen. Die Antennen sind durch auf einer Leiterplatte in einem
isolierenden Gehäuse
be reitgestellte Leiter mit einer durch ein Abschirmungsgehäuse bereitgestellten
Grundoberfläche
verbunden.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine neuartige Antennenstruktur
mit mehreren aktiven Antennenabschnitten bereitzustellen, die zur Verwendung
in einer tragbaren Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation, wie
einem mobilen Handset, das die Verwendung in vielen Betriebsarten
ermöglicht,
geeignet ist.
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Zusammenfassung der vorliegenden
Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit
einer Antennenstruktur bereitgestellt, wobei die Antennenstruktur
umfasst a) eine Mehrzahl von Antennenabschnitten, wobei jede eine
planare Strahlungsoberfläche
aufweist; b) einen galvanisch mit jedem der Antennenabschnitte verbundenen
planaren leitenden Grundabschnitt; wobei die Strahlungsoberflächen der
Antennenabschnitte zueinander parallel nebeneinander und parallel
zu dem leitenden Grundabschnitt angeordnet sind, der bezüglich einer
Strahlungsübertragungsrichtung
von den Antennenabschnitten hinter den Antennenabschnitten angeordnet
ist, und wobei die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation ein
Gehäuse
bildende Metallabdeckungen umfasst, wobei der Grundabschnitt durch
ein dielektrisches Material von den Metallabdeckungen getrennt ist, und
wobei die Vorrichtung ein an die Metallabdeckungen angebautes Antennengehäuse umfasst,
wobei das Antennengehäuse
die Antennenabschnitte und den leitenden Grundabschnitt der Antennenstruktur beinhaltet,
und wobei die Metallabdeckungen durch das dielektri sche Material
kapazitiv mit dem Grundabschnitt gekoppelt sind und dabei eine weitere
Grundplatte bilden.
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Das
eine kapazitive Kopplung zwischen den Metallabdeckungen und dem
Grundabschnitt bereitstellende dielektrische Material kann eine
dielektrische Kunststoffschicht sein. Das dielektrische Material
kann eine Dielektrizitätskonstante
zwischen 2.0 und 3.0 haben, vorzugsweise zwischen 2.5 und 3.0.
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Die
Antennenabschnitte und der leitende Grundabschnitt können leitende
Platten sein. Die Platten können
zum Beispiel teilweise (z.B. durch Oberflächengalvanisierung oder Oberflächenanstrich)
oder gänzlich
aus einem in der Technik gebräuchlichen
stark leitenden Metall, z.B. einer Nickel/Silber-Legierung oder
Kupfer oder einer Kupferlegierung, hergestellt sein. Die Platten
können
alle aus einem einzigen Metallblech gebildet sein, z.B. wie später illustriert
durch Formen und Biegen. Die Platte, die den leitenden Grundabschnitt
bildet, kann eine im Wesentlichen rechteckige Platte sein und die Platten,
die Antennenabschnitte sind, können
im Wesentlichen quadratische Platten sein. Die Platten, die Antennenabschnitte
sind, können
zusammen eine Hülle
definieren die eine Fläche
besitzt, die nicht größer ist
als die des Grundabschnitts. Bevorzugte Größen und relative Abstände sind
nachher beschrieben.
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Zwei
RF-Signalkabel, z.B. koaxiale Zuleitungen, können mit der Antennenstruktur
derart verbunden werden, dass ein erster Leiter von jedem Kabel mit
dem ersten Teil des leitenden Grundabschnitts verbunden ist und
ein zweiter Leiter von jedem Kabel mit dem jeweiligen Teil des Antennenabschnitts
verbunden ist. Die Leitungen, z.B. Kabel, können sich durch zugehörige Löcher in
dem ersten Teil des leiten den Grundabschnitts erstrecken, um die
Antennenabschnitte zu berühren.
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Die
Antennenabschnitte können
eine so genannte PIF ("Planar
Inverted F")-Antenne
bereitstellen, die Ausstrahlung von im Wesentlichen ungerichteter
RF-Strahlung in einer Richtung senkrecht zu der Strahlungsoberfläche bereitstellt.
Wie früher
erwähnt sind
PIF-Antennen eine Antennenart von einer Auswahl von Antennenarten,
die an sich bekannt sind. Jedoch ist ihre Auswahl und Verwendung
in der Antennenstruktur der Erfindung aus später beschriebenen Gründen bevorzugt.
Andere bekannte Antennenarten wären
zur Verwendung in einer Hochfrequenz-Kommunikationsvorrichtung für mehrere
Betriebsarten nicht geeignet. Zum Beispiel würde eine Mehrfach-Monopolantenne
einen übermäßig großen Raum
benötigen
und es wäre
schwierig eine geeignete Isolation zwischen den zwei Antennen zu
erreichen. Mehrfach-Dipolantennen würden auch einen übermäßig großen Raum
benötigen
und wären
durch ihre Doppel-Polarisationsvorrausetzung kompliziert. Patch-Antennen
würden
auch einen übermäßig großen Raum
benötigen
und würden
sowohl Polarisations- als auch Isolationsprobleme erzeugen, die schwierig
zu lösen
wären.
Auf einem Dielektrikum gebildete Chip-Antennen würden auch ungeeignet sein, da
sie einen übermäßig großen Grundplattenleiter und
genaue Orte der Antennenabschnitte benötigen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur kabellosen Kommunikation kann zum Beispiel ein Handgerät zur Verwendung
bei Datenübertragung sein.
Es kann Kommunikationen in einer einzelnen Betriebsart bereitstellen,
z.B. in einer "Space
Diversity"-Anordnung,
oder in zwei oder mehr Betriebsarten. Die Betriebsart (oder zumindest
eine der Betriebsarten) kann hochfrequent sein, z.B. mit einer Betriebsfrequenz
von 1 GHz oder mehr, z.B. 2 bis 5 GHz.
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Die
Metallabdeckungen können
aus einer bekannten Magnesiumlegierung hergestellt sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist nützlicherweise zur
Verwendung in einer Mehrfach-Antennen Kommunikationsvorrichtung
geeignet, wie einem bei einer oder mehreren hohen Frequenzen betreibbaren
mobilen oder tragbaren Handgerät
und kann überraschenderweise
in einer Art bereitgestellt werden, die kompakt und Platz sparend
ist und dennoch eine gute operative Performance bereitstellt. Sie
kann ein gutes, in einem azimutalen Schnitt ungerichtetes Strahlenmuster
und eine hohe Peak-Verstärkung durch
jeden Antennenabschnitt schaffen. Sie kann eine gute Isolation zwischen
den Antennenabschnitten bereitstellen. Sie kann in einer relativ
billigen und einfachen Art produziert werden.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beispielhaft beschrieben, wobei:
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Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
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1a und 1b eine
vereinfachte Drauf- und Seitenansicht einer typischen bekannten PIF-Antenne
zeigen.
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2a und 2b eine
vereinfachte Drauf- und Seitenansicht einer PIF-Antennenstruktur
mit zwei Antennenabschnitten und einer gemeinsamen einzelnen Grundplatte
zeigen.
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3a und 3b eine
vereinfachte Drauf- und Seitenansicht einer die vorliegende Erfindung beinhaltende
PIF- Antennenstruktur
mit zwei Antennenabschnitten und ersten und zweiten leitenden Grundabschnitten
zeigen.
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4 ein
perspektivisches Schnittbild eines Trägers des Datenübertragungshandgeräts ist.
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5 eine
perspektivische Frontansicht einer Antennenstruktur der in 3 gezeigten Art ist, die in 4 in
den Träger
montiert gezeigt ist.
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6 eine
perspektivische Rückansicht
der in 5 gezeigten Antennenstruktur ist.
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7 eine
Draufsicht eines bei der Fertigung der in 5 und 6 gezeigten
Antennestruktur verwendeten Metallblechs ist.
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8 eine
Draufsicht der in 5 und 6 gezeigten
Antennenstruktur ist.
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9 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Endes der in 8 gezeigten Antennestruktur
ist, wobei die Schnittebene durch die Linie 9-9 in 8 definiert
ist.
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10 eine
Frontansicht eines Datenübertragungshandgeräts mit dem
in 4 gezeigten Träger
ist.
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11 eine
Schnittansicht eines Endes (wie in einer Richtung senkrecht zu der
Ebene von 10 gesehen) des in 10 dargestellten
Datenübertragungshandgeräts ist.
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Beschreibung der Ausführungsformen
der Erfindung
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1a und 1b zeigen
eine bekannte Form einer typischen PIF-Antenne. 1a zeigt
eine Draufsicht und 1b zeigt eine Seitenansicht
der gleichen Antenne. Die PIF-Antenne
umfasst eine leitende Grundebene 1, ein leitendes strahlendes
Element 2 parallel zu der Grundebene 1, zwischen
ihnen ein isolierendes dielektrisches Material 3 (das Luft sein
kann) und eine Signalzuleitung 4. Die Zuleitung 4 umfasst
einen inneren Leiter und einen äußeren Leiter.
Der innere Leiter verbindet das strahlende Element 2 mit
aktiven RF-Sender-Empfänger-Schaltkreisen
(nicht gezeigt). Der äußere Leiter
verbindet die Grundplatte 1 mit aktiven RF-Sender-Empfänger-Schaltkreisen
(nicht gezeigt). Ein Grund-Kontakt 5 verbindet
die Grundplatte 1 und das strahlende Element 2 elektrisch.
Durch die Sender-Empfänger-Schaltkreise
erzeugte RF-Signale werden dem strahlenden Element 2 über die
Versorgungsleitung 4 zugeführt und durch das strahlende
Element 2 in den umgebenden Raum gesendet. In gleicher
Weise werden eingehende RF-Signale durch das Element 2 aufgenommen
und zum Empfang über
die Zuleitung 4 an die RF-Sender-Empfänger-Schaltkreise weitergeleitet.
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Die
bekannte Theorie zeigt, dass die Grundplatte 1 eine minimale
Abmessung von mindestens λ/4
haben muss und, dass das strahlende Element 2 eine minimale
Abmessung von λ/8
haben muss, wobei λ die
durchschnittliche Wellenlänge
der Strahlung ist, die gesendet oder empfangen wird.
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2a und 2b zeigen
eine Art der PIF-Antennenstruktur mit mehreren strahlenden PIF-Elementen
und einer gemeinsamen Grundplatte. 2a zeigt
eine Draufsicht und 2b zeigt eine Seitenansicht
der gleichen Antennenstruktur. Die PIF Mehrfach-Antennenstruktur
der 2a und 2b umfasst
eine gemeinsame Grundplatte 1, strahlende Elemente 2a und 2b parallel
zu der Grundplatte 1 doppelt, zwischen ihnen ein isolierendes
dielektrisches Material 3 (welches wiederum Luft sein kann), Signalzuleitungen 4a und 4b,
die die Elemente 2a bzw. 2b mit aktiven RF-Sender-Empfänger-Schaltkreisen
(nicht dargestellt) verbinden und Grund-Kontakte 5a, 5b,
die die Grundplatte 1 und die ent sprechenden strahlenden
Elemente 2a und 2b elektrisch verbinden. Die durch
die Sender-Empfänger-Schaltkreise
erzeugten RF-Signale werden über
die Zuleitung 4a oder 4b (je nachdem welche durch
Verbindung mittels eines Schalters in den Sender-Empfänger-Schaltkreisen
aktiviert ist) den zugehörigen Strahlungselement 2a, 2b zugeführt. Im
Allgemeinen werden die RF-Signale durch das strahlende Element 2a oder 2b in
den umgebenden Raum gesendet. In gleicher Weise werden eingehende
RF-Signale durch das Element 2a oder 2b aufgenommen
und zum Empfang an den RF-Sender-Empfänger über die zugehörige Zuleitung 4a oder 4b weitergeleitet. Die
bekannte Theorie zeigt, dass zwischen diesen Elementen mindestens
ein Abstand von λ/8
sein sollte, um eine Beeinflussung zwischen den zwei aktiven Strahlungselementen 2a und 2b zu
vermeiden. Außerdem
benötigt
die Grundplatte 1 (für
zwei Antennen) eine minimale Länge
von wenigstens λ/2.
Diese minimalen Abmessungsvorraussetzungen stehen den ergonomischen
Vorraussetzungen für
solche Geräte
entgegen, klein und einfach in der Hand zu halten zu sein.
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3a und 3b zeigen
eine erfindungsgemäße Art der
Antennenstruktur, die zwei PIF-strahlende Elemente und zwei Grundplatten
umfasst. In 3 zeigt (a) eine Draufsicht
und (b) eine Seitenansicht (teilweise im Querschnitt) der gleichen Antennenstruktur.
Gleiche Elemente in 2a und 2b und
in 3a und 3b haben
gleiche Bezugsnummern. Die Antennenstruktur aus 3 umfasst
wieder eine gemeinsame Grundplatte 1, strahlende Elemente 2a und 2b parallel
zu der Grundplatte 1 doppelt, zwischen ihnen ein dielektrisches
isolierendes Material 3 (welches wiederum Luft sein kann), Signalzuleitungen 4a und 4b,
die die zugehörigen Elemente 2a, 2b mit
aktiven RF-Sender-Empfänger- Schaltkreisen (nicht
dargestellt) verbinden und die Grundplatte 1 und Grund-Kontakte 5a, 5b,
die die Grundplatte 1 und die zugehörigen strahlenden Elemente 2a und 2b elektrisch
verbinden. Die in 3 gezeigte Struktur
umfasst auch ein leitendes Gehäuse 7 (die
zweite Grundplatte), das als ein Gehäuse für verschiedene bekannte Komponenten
(zum Beispiel nicht dargestellte aktive RF-Sender-Empfänger-Schaltkreise) eines
Kommunikationshandgeräts dient,
wobei die Antennenstruktur einen Teil bildet. Das Gehäuse 7 ist
in 3b zur Vereinfachung als ein Blech mit rechtwinkligen
Enden gezeigt, in der Praxis wird es aber, wie später illustriert,
eine eine umhüllende
Funktion bereitstellende Form haben. Die Grundplatte 1 ist
von dem Gehäuse 7 durch
eine Schicht 6 eines dielektrischen Materials, wie einer Schicht
aus einem Plastikmaterial, getrennt. In diesem Fall ist die Grundplatte 1 zwar
physisch getrennt von dem leitenden Gehäuse 7, jedoch kapazitiv über die
Schicht 6 an das leitende Gehäuse 7 gekoppelt. Dieses
Koppeln an das Gehäuse 7 ermöglicht dem Gehäuse 7 einen
Teil der Grundplatte zu bilden und effektiv die Oberfläche der
Grundplatte zu vergrößern und
damit eine effektive Reduzierung der Gesamtgröße der physikalischen PIF Mehrfach-Antennenstruktur
(Komponenten 1 bis 5) zu ermöglichen.
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Ein
doppeltes PIF-Antennenelement ausgelegt in der in 2a und 2b gezeigten
Art, zur Verwendung in bekannten Bluetooth und Datenübertragungsanwendungen
(IEEE 802.11b), wobei beide das 2.4 GHz-Frequenzband nutzen, würde normalerweise
eine Grundplattenoberfläche
von etwa 62 mm mal 31 mm benötigen,
was λ/2
mal λ/4
ist. Jedoch kann das leitende Gehäuse 7 aus 3 zum Beispiel eine Oberfläche von
etwa 92 mm mal 30 mm haben, anders gesagt etwa 150% der normalerweise
benötigten
Grundplattenfläche.
Daher kann die in 3 gezeigte neue
Antennenstruktur nützlicherweise
eine kleinere physikalische PIF Mehrfach-Antennenstruktur (Komponenten 1 bis
5) besitzen, wobei ermöglicht wird,
dass die die Grundplatte 1 bildende Platte eine Oberfläche von
49 mm mal 21 mm (in dem 2.4 GHz-Beispiel) hat, was 50% weniger ist,
als die normalerweise für
die in 2 gezeigte Antennenstrukturart
benötigte
Grundplattenfläche
ist.
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Des
weiteren können
die in 2a und 2b gezeigten
strahlenden Elemente 2a und 2b nützlicherweise
von den Abmessungen von 15,5 mm mal 15,5 mm, was λ/8 mal λ/8 entspricht,
auf 19 mm mal 19 mm vergrößert werden,
um die Antennenverstärkung
zu erhöhen.
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Diese
Ausführungsform
der Erfindung ermöglicht
den Abstand zwischen den strahlenden Elementen von den normalerweise
benötigten
15,5 mm (bei 2.4 GHz) bei der Art gemäß 2,
auf nur noch 10 mm bei der Art gemäß 3 zu
reduzieren, ohne die Performance der zwei strahlenden Elemente 2a, 3a,
bei der Ausführungsform
gemäß 3a/3b zu
beeinflussen.
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Der
durchschnittliche Fachmann wird erkennen, dass es eine direkte Beziehung
zwischen der durch das in 3a und 3b kapazitiv
gekoppelte Gehäuse 7 vergrößerten virtuellen
Grundplattenfläche
und den vorhandenen möglichen
Verkleinerungen bei der Antennengrundplattenfläche und dem Abstand der strahlenden
Elemente gibt.
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Die
neue Antennenbauform umfasst alle Vorteile der Standard-PIFA-Bauform
einschließlich
voller Impedanzkontrolle mit einer VSWR ("Voltage Standing Wave Ratio") besser als 2, Strahlungsmustern und
Polarisation durch geeig netes Positionieren der strahlenden Elemente
unter Berücksichtigung
der Kanten der Grundplatte und Positionieren des Grund-Kontakts
und der Signalzuleitung.
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Die
Zwei-Antennenstruktur kann eine doppelte Polarisation (vertikal/horizontal)
besitzen, um unabhängig
von der Orientierung der Vorrichtung mit der Zwei-Antennestruktur
einen guten Signaltransfer sicherzustellen.
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4 bis 11 illustrieren
die Verwendung einer praxisnahen Art der in 3 gezeigten Zwei-Antennenstruktur
in einem Kommunikationshandgerät.
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4,
10 und
11 zeigen
ein Handgerät
zur Datenübertragung
von der in der anhängigen
internationalen Patentanmeldung der Anmelderin mit der Veröffentlichungsnummer
WO 03/021921A beschriebenen
Sorte. Das Handgerät umfasst
zwei Metallabdeckungen
13,
15 (dargestellt in
10,
11),
die in Einfassungen eines isolierenden (Plastik) Trägers
12 (gezeigt
in
10) mit ebenfalls in den Einfassungen liegenden
Gummi-Polsterringen passen, um mechanischen Schutz für die Abdeckungen
bereitzustellen, wenn sie an den Träger montiert werden. Das Handgerät in
4 ist mit
11 bezeichnet.
4 zeigt
das Innere des Handgeräts
11,
wobei einige Komponenten zur Übersichtlichkeit
entfernt wurden. Die Polsterringe zwischen den Abdeckungen
13 und
15 und
dem Träger
sind mit
17 bezeichnet (
4). Die
Abdeckungen
13,
15 (
10 und
11)
korrespondieren mit der in
3 gezeigten
zweiten Grundplatte
7. In den Ecken einer Innenwand von
Abdeckung
15 bereitgestellte Aussparungen
16a,
16b unterstützen auch
das Befestigen der Abdeckung
13 durch Aufnahme von komplementären Eckstiften
(nicht dargestellt), bereitgestellt auf einer Innenwand von Abdeckung
13.
Ein aus Plastikmaterial hergestelltes Antennengehäuse
19 ist
in einer in der Gehäusestruktur
gebildeten Aussparung
21, bereitgestellt durch die Abdeckungen
13,
angebaut. Zusammen mit dem die Abdeckungen
13,
15 trennenden
Plastikträger
12 dient
das Gehäuse
19 als
eine mit der Schicht
6 aus
3 korrespondierende
dielektrische Kopplung. Das Antennengehäuse
19 ist an einem
Ende des Handgeräts
11,
das als sein Kopfende angesehen werden kann, da während des
Betriebs Strahlung von diesem Ende gesendet wird. Die vordere äußere Oberfläche des
Antennengehäuses
ist in geeigneter Weise bündig
mit den durch die Abdeckungen
13 und
15 gebildeten äußeren Wänden des
Gehäuses,
so dass das Handgerät
11 insgesamt
ein ebenmäßiges Profil
hat. Kabel
23,
25 erstrecken sich von dem Antennengehäuse
19 in das
Innere des Handgeräts
11 und
sind mit einem RF-Abschnitt des Handgeräts
11 (nicht dargestellt
in
1) verbunden. Der RF-Abschnitt sendet
und empfängt
RF-Signale über
eine im Inneren des Gehäuses
19 angeordnete
Antennenstruktur, die im Weiteren beschrieben wird. Andere Komponenten wie
ein Bildschirmfenster
27 und Schaltkreiskomponenten
29 sind
in
4 zu sehen, werden jedoch nicht weiter beschrieben,
da sie nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
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5, 6, 7 und 8 und 9 zeigen
eine Zwei-Antennenstruktur 26, die von dem Antennengehäuse 19 aus 4 umfasst
ist (dies ist in 5 bis 9 nicht
gezeigt), mit den an der Struktur 26 befestigten Kabeln 23 und 25.
Die Zwei-Antennenstruktur 26 umfasst zwei rechteckige leitende
Platten 33, 35, die als Vorderseite der Struktur
angesehen werden und einer größeren Platte 31, die
parallel zu den Platten 33, 35 ist und bezüglich der
Vorderseite der Struktur 26 hinter den Platten 33, 35 angeordnet
ist, wie von den Vorwärtsrichtungen X1
und X2 angedeutet. Die Platten 33 und 35 sind co-planar.
Die Platte 31 ist elektrisch durch zugehörige leitende
Streifen 37, 39 mit den Platten 33, 35 verbunden. 7 zeigt
wie die Platten 31, 33 und 35 zusammen
mit den Streifen 37 und 39 produziert werden können. Ein
einzelnes Metallblech ist in die in 7 gezeigte
Form geschnitten, um die zu den Platten 31, 33 und 35 und
den Streifen 37 und 39 zu bildenden Flächen bereitzustellen.
Das Blech wird dann entlang der in 7 durch
gestrichelte Linien Y1, Y2 angedeuteten Achsen gebogen.
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Die
Kabel 23 und 25 sind co-axiale Kabel jeweils mit
Anschlüssen 23a und 23b an
ihren von der Platte 31 entfernten Enden. Die Kabel 23 und 25 haben
jeweils äußere metallische
Leiter 23b und 25b, die an die Rückseite
der Platte 31 angelötet
sind. Isolierte Drähte 23c und 25c,
die in den jeweiligen Leitern 23b und 25b in dem
Bereich hinter der Platte 31 sind, erstrecken sich von
den Hülsen 23b, 25b jeweils
durch in der Platte 31 gebildete Löcher 31a und 31b.
Der isolierte Draht 23c ist durch ein Loch 33a (gezeigt
in 5, 7) in der Platte 33 durchgeführt und
ein an der Frontseite des isolierten Drahtes 23c herausragender
innerer Metalldraht 23d ist, wie in 9 gezeigt,
an die Frontseite der Platte 33 angelötet. In gleicher Weise ist
der isolierte Draht 25c durch ein Loch 25a (gezeigt
in 7) in der Platte 35 durchgeführt und
ein an der Vorderseite des isolierten Drahtes 25c vorstehender
innerer Metalldraht 25d ist an die Vorderseite der Platte 35 angelötet.
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Im
Betrieb werden RF-Signale in einer Sende-Betriebsart durch den RF-Abschnitt
des Handgerätes 1 hergestellt
und dementsprechend über
das Kabel 23 oder 25 und werden abhängig von
der Kommunikationsbetriebsart des Handgeräts 1 durch die zwei
Antennen gesendet. In gleicher Weise werden in einer Empfangsbetriebsart
eingehende Signale von den zwei Antennen empfangen und dementsprechend über das
Kabel 23 oder das Kabel 25 an den RF-Abschnitt
des Handgeräts
weitergeleitet. Zum Beispiel kann die erste Antenne (einschließlich der Platte 33 mit
Grundplatte 31) verwendet werden um LAN-Kommunikation kabellos
bereitzustellen und die zweite Antenne (die Platte 35 mit
Grundplatte 31) kann genutzt werden um Bluetooth-Kommunikation bereitzustellen,
wenn der RF-Abschnitt geeignet geschaltet wird. Die zentrale in
jeder dieser Kommunikationsbetriebsarten verwendete Betriebsfrequenz kann
zum Beispiel 2.4 GHz sein, obwohl andere Frequenzen, z.B. typischerweise
5 GHz, verwendet werden können,
wie dem mit dem Hochfrequenzdatenübertragungsfeld vertrauten
Fachmann offensichtlich ist.
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Die
Platte 31 und die daran kapazitiv gekoppelten Abdeckungen 13 und 15 (als
zweiter leitender Grundabschnitt) stellen eine gemeinsame Grundplatte
für beide
Antennen (Platten 33 und 35) bereit und ermöglicht dadurch
nützlicherweise
der Antennenstruktur in zwei unterschiedlichen Betriebsarten zu arbeiten,
und dennoch nützlicherweise
in einer kompakten raumsparenden Weise konstruiert zu werden.
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Die
in 5 bis 9 gezeigte Antennenstruktur
hat vorzugsweise die folgenden Abmessungen. Die Platte 31 hat
wünschenswerter
Weise eine effektive elektrische Länge, die mindestens äquivalent
ist zu 0.25 λ,
vorzugsweise 0.5 λ,
wobei λ die mittlere
Strahlungswellenlänge
ist, die gesendet und empfangen wird (zum Beispiel für eine Verwendung, bei
der λ äquivalent
ist zu 12,28 cm; wir haben zwei unterschiedliche auf einem einzigen
Frequenzband arbeitende Betriebsarten, 2.4-2.485 GHz;). Die Platten 33 und 35 besit zen
wünschenswerter
Weise eine effektive elektrische Länge, die äquivalent ist zu wenigstens
0.16 λ.
Die Platten 33 und 35 haben wünschenswerter Weise einen Abstand
der äquivalent
ist zu 0.073 λ.
Der Abstand zwischen der Platte 31 und den Platten 33 und 35 ist
wünschenswerter
Weise äquivalent
zu 0.05 λ.
Der kürzeste
Abstand von den Seiten der Platten 33 und 35 des
Metalls der Abdeckungen 13 und 15 in der Aussparung 16 (4)
ist wünschenswerter
Weise äquivalent
zu 0.05 λ.
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Die
Metallstruktur der Abdeckungen 13 und 15 stellen
somit nützlicherweise
durch kapazitive Kopplung eine zusätzliche Grundplatte für die zwei Antennen
(Platten 33 und 35) bereit und erleichtern dadurch
ein Verringern von Raum und Größe der Antennenstruktur 26 und
erhöhen
die Isolation zwischen zwei Antennen (Platten 33 und 35).
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Durch
die Antennenstruktur kann eine gute Antennenperformance erhalten
werden, wenn sie mit diesen optimalen Abmessungen hergestellt ist.
Zum Beispiel kann eine Antennenpeak-Verstärkung von +2 dBi und eine durchschnittliche
Verstärkung
(über 360
Grad) von -4 dBi in jeder der zwei Antennen (Platten 33, 35)
erhalten werden und eine Isolation von wenigstens 12 dB zwischen
diesen Antennen (Platten 33, 35) kann erhalten
werden. Zur gleichen Zeit kann eine Null im zur Rückseite
des Handgeräts gerichteten
Strahlungsmuster von -20 dB erhalten werden, was eine spezifische
Absorptionsrate signifikant reduziert (und verursacht, dass die
durchschnittliche Verstärkung
geringer ist als die Peak-Verstärkung wie
angegeben).