-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
Erfindung betrifft eine einziehbare und ausziehbare Antenne für ein tragbares,
drahtloses Kommunikationsgerät,
die an dem Kommunikationsgerät
befestigt ist.
-
STAND DER TECHNIK
-
In
den vergangenen Jahren sind verschiedenartige mobile Kommunikationsmöglichkeiten
unter Verwendung von Quasi-Mikrowellenbändern durch tragbare, drahtlose
Kommunikationsgeräte
wie Mobiltelefone in den Blickpunkt gerückt und es besteht nicht nur
ein erhöhter
Bedarf nach Sprachkommunikation, sondern ebenso im Hinblick auf
Daten, Bilder und weitere Kommunikationsarten. Aus diesem Grunde
sind die Formen der Gehäuse
von tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgeräten abhängig von den besonderen Anwendungsbedingungen
vielfältig,
es existieren lange, geradlinige Typen und faltbare Typen. Als Antennen
für tragbare,
drahtlose Kommunikationsgeräte
dieser Art sind tatsächlich solche
in Verwendung, welche im Betrieb ausgezogen sind und außerhalb
des Betriebs eingezogen werden können.
-
1 zeigt
ein Beispiel eines tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgerätes mit
einer gewöhnlichen
Antenne für
dasselbige. Das in 1 gezeigte tragbare, drahtlose
Kommunikationsgerät weist
einen Hauptkörper 112 mit
einer Leiterplatte, einer Abschirmung, einer Batterie, einem Anzeigebereich,
einem Tastenbereich und einem Mikrofonempfänger auf, von denen die meisten
elektrisch leitfähig sind.
Dieses enthält
ebenso ein Harzgehäuse 111 zum
Fixieren des Hauptkörpers 112 sowie
eine einziehbare und ausziehbare Antenne 113, die am oberen
Teil des Gehäuses 111 befestigt
ist.
-
Die
Antenne 113 weist eine erste Antenne 114 mit einer
Leitfähigkeit
und eine zweite Antenne 116 einschließlich einer am oberen Ende
der ersten Antenne über
einem Isolator angeordneten Spule auf. Ein Ausziehverbindungsbereich 114a,
der bei ausgezogener Antenne mit einer am Gehäuse fixierten Antennenhalterung 117 verbunden
ist, ist am unteren Ende (Ende, das in das Gehäuse eingeführt wird) der ersten Antenne 114 vorgesehen.
Ein Einziehverbindungsbereich 116a, der bei eingezogener Antenne
mit der am Gehäuse
fixierten Antennenhalterung 117 verbunden ist, ist am unteren
Ende (der ersten Antenne gegenüberliegendes
Ende) der zweiten Antenne 116 vorgesehen.
-
Die
Antennenhalterung 117 ist mit dem Hauptkörper 112 über einen
Zufuhranschluss 118 einschließlich einer Feder und zudem
mit einer angepassten Schaltung 119 innerhalb des Hauptkörpers 112 verbunden.
Bei ausgezogener Antenne 113 ist der Ausziehverbindungsbereich 114a mit
der Antennenhalterung 117 verbunden und die stabförmige erste
Antenne 114 wird durch die angepasste Schaltung 119 gespeist,
so dass diese als Antenne wirkt. Zur selben Zeit wird die zweite
Antenne 116 nicht gespeist und diese wirkt deshalb aufgrund
des vorhandenen Isolators 115 nicht als Antenne.
-
Ist
im Gegensatz hierzu die Antenne 113 eingezogen, so ist
der Verbindungsbereich 116a mit der Antennenhalterung 117 verbunden
und die Spulen-ähnliche
zweite Antenne 116 wird über die angepasste Schaltung 119 gespeist,
so dass diese als vom Gehäuse
abstehende Antenne betrieben wird. Zur selben Zeit wird die eingezogene
erste Antenne 114 aufgrund des vorhandenen Isolators 115 nicht gespeist
und wirkt somit nicht als Antenne.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist die Antenne 113 im Einsatz
ausgezogen, so dass die stabförmige
erste Antenne 114 mit guter Antennencharakteristik betrieben
wird. Wird das drahtlose Kommunikationsgerät umhergetragen, so wird die
Spulen-ähnliche
zweite Antenne 116 mit einer etwas schlechteren Antennencharakteristik
betrieben, wobei diese jedoch kleiner ist.
-
2 zeigt
ein weiteres Beispiel eines tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgerätes mit
einer gewöhnlichen
Antenne für
dasselbige.
-
Das
tragbare, drahtlose Kommunikationsgerät in 2 enthält einen
Hauptkörper 122,
der hauptsächlich
aus leitfähigen
Komponenten besteht sowie ein Harzgehäuse 121 zur Befestigung
des Hauptkörpers 122.
Dieses enthält
ebenso eine stabförmige
Antenne 124 mit Verbindungsanschlüssen 124a und 124b an
dessen oberen und unteren Ende sowie eine am Gehäuse 121 fixierte Antennenhalterung 127 zum
Halten der ausgezogenen oder eingezogenen Antenne 124,
während
die Antenne zur selben Zeit mit einer angepassten Schaltung 129 im Hauptkörper 122 über ein
Zufuhranschluss 128 verbunden ist. Die Antenne enthält zudem
einen Einziehverbindungsbereich 125, der im Gehäuse 121 vorgesehen
ist.
-
Bei
diesem tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgerät ist der untere Verbindungsanschluss 124b bei
ausgezogener Antenne mit der Antennenhalterung 127 verbunden
und die Antenne 124 steht ab, so dass die Antenne über die
angepasste Schaltung 129 innerhalb des Hauptkörpers 122 gespeist wird
und als stabförmige
Antenne wirkt.
-
Im
Gegensatz hierzu ist der obere Verbindungsanschluss 124a bei
eingezogener Antenne mit der Antennenhalterung 127 verbunden,
so dass die Antenne über
die angepasste Schaltung 129 innerhalb des Hauptkörpers 122 gespeist
wird. Zur selben Zeit ist der untere Verbindungsbereich 124b mit
der Einziehkorrekturschaltung 125 innerhalb des Gehäuses verbunden.
Die Einziehkorrekturschaltung 125 korrigiert Impedanzschwankungen,
falls die Antenne benachbart zum Hauptkörper 122 innerhalb
des Gehäuses
platziert ist. Folglich ist es möglich,
dieselbe angepasste Schaltung 129 nicht nur bei ausgezogener
Antenne 124, sondern auch bei eingezogener Antenne zu verwenden.
-
In
den vergangenen Jahren bestand eine starke Forderung nach tragbaren,
drahtlosen Kommunikationsgeräten
nicht nur zur Übermittlung
von Sprache, sondern ebenso von Daten, Bildern und dergleichen und
folglich sind vielfältige
hierfür
geeignete Gehäuseformen
notwendig. In der Zwischenzeit ist zur Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit und
Teilnehmerkapazität
eine Kommunikation auf breiteren Bändern wünschenswert. Um diesen Anforderungen
gerecht zu werden, weist eine solche Antenne, die für verschiedene
Gehäuseformen
geeignet ist, keinen abstehenden Teil im eingezogenen Zustand auf
und diese zeigt zudem eine ausgezeichnete Tragbarkeit und Breitbandeigenschaften
im eingezogenen Zustand.
-
Im
Falle des in 1 gezeigten tragbaren, drahtlosen
Kommunikationsgerätes
ragt die zweite Antenne einschließlich einer Spule bei eingezogener Antenne
aus dem Gehäuse
heraus, was zu einer Beeinträchtigung
führt,
falls das tragbare, drahtlose Kommunikationsgerät in einer Hosentasche usw.
getragen wird. Wird die Antenne darüber hinaus an ein breites Gehäuse wie
einem Notebook PC oder einem PDA befestigt, ragt die Antenne selbst
im eingezogenen Zustand heraus, was der Tragbarkeit erheblich entgegenwirkt.
Es ist notwendig, die zweite Antenne aufzurichten um dadurch eine
größere Antennenbandbreite
im eingezogenen Zustand zu erreichen und dies führt ebenso zu einer erheblichen
Beeinträchtigung
der Tragbarkeit.
-
Das
in 2 gezeigte tragbare, drahtlose Kommunikationsgerät weist
bei eingezogener Antenne kein herausragendes Teil auf, vergleiche
obige Beschreibung, so dass dieses eine ausgezeichnete Tragbarkeit
aufweist und auf Gehäuse
jeglicher Form übertragen
werden kann. Während
die Antenne je doch eingezogen ist, muss diese benachbart zu oder von
dem Hauptkörper
usw. umgeben sein, welcher von leitfähigen Komponenten innerhalb
des Gehäuses
ausgebildet wird. Aus diesem Grund nimmt das Antennenvolumen ab
und die Frequenzcharakteristik wird enger, selbst falls eine Anpassung
mittels einer Einziehkorrekturschaltung wie in dem herkömmlichen
Beispiel erzielt wird.
-
US 5,905,467 offenbart ein
drahtloses Kommunikationsterminal mit einer ersten Gehäusesektion
einschließlich
einer Antenne zur Bereitstellung von drahtloser Kommunikation mit
dem Terminal sowie einer zweiten Gehäusesektion einschließlich einer
zweiten Kommunikationsantenne, wobei die zweite Gehäusesektion
ausziehbar mit dem ersten Gehäuse
auf eine solche Weise verbunden ist, dass die zweite Antenne in
ausgezogener Position der zweiten Gehäusesektion eine halbe Wellenlänge von der
ersten Antenne entfernt ist. Eine oder beide der Antennen können vom
fixierten Typ sein, z.B. eine Whip- oder Stub-Antenne darstellen
oder diese können
vom einziehbaren Typ sein, z. B. Teleskop-Antennen darstellen. Die
Antennen können
extern oder intern (z. B. Patch-Typ-Antennen) zu den Gehäusesektionen
angeordnet sein.
-
Die
Erfindung wurde im Hinblick auf obige Ausführungen erzielt. Es ist eine
Aufgabe der Erfindung, eine Antenne für ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät anzugeben,
die vollständig einziehbar
ist und für
verschiedenartige Gehäuseformen
eingesetzt werden kann und die eine Breitbandcharakteristik aufweist,
so dass Übertragungen
großer
Kapazität
erzielt werden können.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG:
-
Eine
Antenne für
ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät gemäß der Erfindung enthält: ein
Gehäuse
zum Unterbringen eines drahtlosen Kommunikationsgeräteteils;
ein erstes Antennenelement, das durch eine Schiebebewegung relativ
zum Gehäuse
ausgezogen und eingezogen werden kann und mit dem drahtlosen Kommunikationsgeräteteil sowohl
im ausgezogenen als auch im eingezogenen Zustand verbunden ist;
und ein in dem Gehäuse
fixiert vorgesehenes zweites Antennenelement, das an das erste Antennenelement
in einem nicht-kontaktierenden Zustand bei eingezogenem Zustand des
ersten Antennenelements angrenzt.
-
Somit
können
das eingezogene erste Antennenelement und das zweite Antennenelement
gemeinsam als Antenne wirken, wodurch das Antennenvo lumen sichergestellt
wird und eine gute Antennencharakteristik selbst im eingezogenen
Zustand erzielt wird.
-
Das
zweite Antennenelement kann ein Antennenelement mit zwei geöffneten
Enden und einer im Wesentlichen einer halben Wellenlänge einer
Betriebsfrequenz entsprechenden elektrischen Länge sein.
-
Das
zweite Antennenelement schwingt somit in der Nähe der Betriebsfrequenz und
es tritt eine doppelte Resonanz mit dem ersten Antennenelement auf,
so dass das Frequenzband breit wird.
-
Das
zweite Antennenelement kann ein Antennenelement mit einem Kurzschluss
an einem Ende und mit einer im Wesentlichen einem Viertel der Wellenlänge einer
Betriebsfrequenz übereinstimmenden
elektrischen Länge
sein. Ein offenes Ende des Elements ist benachbart zu einem Ende
des ersten Antennenelements in einem nicht-kontaktierenden Zustand
platziert. Das zweite Antennenelement schwingt somit in der Nähe der Betriebsfrequenz
und es tritt eine doppelte Resonanz zusammen mit dem ersten Antennenelement
auf, so dass das Frequenzband breit wird.
-
Es
werden bereitgestellt: ein Gehäuse
zum Unterbringen eines drahtlosen Kommunikationsgeräteteils;
ein erstes Antennenelement, das durch eine Schiebebewegung relativ
zum Gehäuse
ausgezogen und eingezogen werden kann und mit dem drahtlosen Kommunikationsgeräteteil sowohl
im ausgezogenen als auch im eingezogenen Zustand verbunden werden
kann; eine innerhalb des Gehäuses
fixierte Frequenzumwandlungseinrichtung, die bei eingezogenem ersten
Antennenelement elektrisch mit dem ersten Antennenelement verbunden
ist; und einem in dem Gehäuse
fixiert vorgesehenen zweiten Antennenelement, das benachbart zur
Frequenzumwandlungseinrichtung in einem nicht-kontaktierenden Zustand
angeordnet ist.
-
Dieser
Aufbau kann die Frequenz bei eingezogenem erstem Antennenelement
abstimmen und die Impedanz am Punkt der doppelten Resonanz zusammen
mit dem zweiten Antennenelement verändern.
-
Die
Frequenzumwandlungseinrichtung ist eine Kapazitätsladeeinrichtung, die an einer
Abschirmung des drahtlosen Kommunikationsgeräteteils befestigt ist, und
somit lädt
die Kapazitätsladeeinrichtung
bei eingezogenem ersten Antennenelement die Kapazität an der
Spitze des ersten Antennenelements, so dass die Resonanzfrequenz
des ersten Antennenelements reduziert werden kann.
-
Die
Frequenzumwandlungseinrichtung stellt einen elektrisch neutralen
zusätzlichen
Leiter dar, und somit ist der zusätzliche Leiter bei eingezogenem
ersten Antennenelement mit dem unteren Ende des ersten Antennenelements
zur Vergrößerung der physikalischen
Länge der
Antenne verbun den, wodurch die Resonanzfrequenz des ersten Antennenelements
reduziert werden kann.
-
Das
Gehäuse
weist zwei Komponenten auf, die über
eine Drehachse geöffnet
werden können und
das erste oder zweite Antennenelement ist an der Seitenfläche von
einer der beiden Komponenten vorgesehen. Überlappen die beiden Komponenten, so
wird das erste oder zweite auf der Seitenfläche vorgesehene Antennenelement
derart angeordnet, dass dieses relativ zur anderen der beiden Komponenten
absteht, so dass die ersten und zweiten Antennenelemente relativ
zur anderen Komponente abstehen, wodurch eine Erniedrigung des Antennenvolumens
vermieden wird.
-
Die
Beschreibung enthält
Teile oder alle Inhalte der Beschreibung und/oder Abbildungen der
JP 2001-50118, welche ein Prioritätsdokument dieser Anmeldung
ist.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
-
1 zeigt
ein Beispiel eines tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgerätes mit
einer gewöhnlichen
Antenne für
dasselbige.
-
2 zeigt
ein weiteres Beispiel eines tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgerätes mit
einer gewöhnlichen
Antenne für
dasselbige.
-
3 zeigt ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer
Antenne für
dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
1 der Erfindung.
-
4 zeigt
ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer Antenne für dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
2 der Erfindung.
-
5 zeigt ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer
Antenne für
dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
3 der Erfindung.
-
6 zeigt eine Eingangscharakteristik bei nicht
vorgesehenem Frequenzumwandlungsbereich.
-
7 zeigt eine Eingangscharakteristik bei vorgesehenem
Frequenzumwandlungsbereich.
-
8 zeigt
ein erstes Beispiel des Frequenzumwandlungsbereichs.
-
9 zeigt
ein zweites Beispiel des Frequenzumwandlungsbereichs.
-
10 zeigt
ein drittes Beispiel des Frequenzumwandlungsbereichs.
-
11 zeigt Ansichten eines tragbaren, drahtlosen
Kommunikationsgerätes
mit einer Antenne für
dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
4 der Erfindung.
-
12 zeigt Ansichten des Befestigungsvorgangs
des zweiten Antennenelements der Antenne des tragbaren, drahtlosen
Kommunikationsgeräts gemäß einer
Ausführungsform
5 der Erfindung.
-
BESTE FORM ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
-
Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung detailliert mit Bezug zu den begleitenden Abbildungen
beschrieben.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 1
-
3 zeigt ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer
Antenne für
dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
1 der Erfindung. 3(a) zeigt eine Ansicht
eines Zustands, in dem die Antenne ausgezogen ist und 3(b) zeigt eine Ansicht eines Zustands,
in dem die Antenne eingezogen ist.
-
Das
in 3 gezeigte tragbare, drahtlose Kommunikationsgerät enthält einen
Hauptkörper 12 mit
einem gedruckten Substrat, einer Abschirmung, einer Batterie, einem
Anzeigebereich, einem Tastenbereich, sowie einem Mikrofon und einem
Empfänger,
welche überwiegend
leitfähig
sind. Dieses enthält
ebenso ein Harzgehäuse 11 zum
Unterbringen des Hauptkörpers 12,
ein erstes stabförmiges
Antennenelement 13, das in einem oberen Endbereich des Gehäuses 11 ausziehbar
und einziehbar ist, eine Antennenhalterung 14 zum Befestigen
des ersten Antennenelements 13 an dem Gehäuse, einen
Zufuhranschluss 15 zum Verbinden der Antennenhalterung 14 mit
einer angepassten Schaltung 16 innerhalb des Hauptkörpers, und
ein in dem Gehäuse 11 fixiert
vorgesehenes zweites Antennenelement 17.
-
Das
erste Antennenelement 13 weist eine Harzoberseite 13a auf,
die beim Ausziehen relativ zum oberen Ende als Griff wirkt, einen
oberen Verbindungsbereich 13b, der unterhalb der Harzoberseite 13a vorgesehen
ist sowie einen unteren Verbindungsbereich 13c, der am
unteren Ende des ersten Antennenelements 13 vorgesehen
ist. Das erste Antennenelement wird in die Antennenhalterung 14 eingeführt, so
dass dieses nach oben und unten geschoben werden kann.
-
Darüber hinaus
ist die elektrische Länge
des zweiten Antennenelements 17 im Wesentlichen auf λ/2 einer
Betriebsfrequenz eingestellt. Das zweite Antennenelement 17 ist
derart angeordnet, dass dessen oberes Ende benachbart zum unteren
Verbindungsbereich 13c des ersten Antennenelements 13 liegt,
sofern dieses eingezogen ist, und dieses ist ebenso entlang der
Seiten- und Bodenflächen
des Gehäuses 11 in
L-förmiger
Weise platziert.
-
Wird
das erste Antennenelement 13 bei diesem tragbaren, drahtlosen
Kommunikationsgerät vom
Gehäuse
herausgezogen, so ist der untere Verbindungsbereich 13c in
Kontakt mit der Antennenhalterung 14 und durch diese befestigt.
Deshalb ist das erste Antennenelement 13 an die Antennen halterung 14,
den Zufuhranschluss 15 und die angepasste Schaltung 16 angeschlossen
und wirkt als herkömmliche
stabförmige
Whip-Antenne.
-
Wird
das erste Antennenelement 13 in das Gehäuse 11 eingezogen,
so ist der obere Verbindungsbereich 13b in Kontakt mit
der Antennenhalterung 14 und durch diese befestigt. Zu
diesem Zeitpunkt liegt der untere Verbindungsbereich 13c des ersten
Antennenelements 13 benachbart zum Ende des zweiten Antennenelements 17 und
diese werden hierdurch kapazitiv gekoppelt, so dass diese miteinander
integriert als Antennensystem wirken. Dadurch steigt das vorhandene
Antennenvolumen an und das zweite Antennenelement 17 schwingt
auf der Betriebsfrequenz, wodurch eine doppelte Resonanz realisiert
wird und die Antennencharakteristik verbessert wird.
-
Bevorzugt
wird die elektrische Länge
des zweiten Antennenelements 17 geringfügig von λ/2 verschoben und ebenso wird
die zum Zeitpunkt der eingezogenen ersten Antenne 13 vorliegende
Resonanzfrequenz geändert.
Auf diese Weise kann eine gute Charakteristik in einem gewünschten
Band erzielt werden.
-
3(c) und (d) zeigen die Eingangsreflektionsverlustcharakteristik
zum Zeitpunkt des Ausziehens und Einziehens der Antenne. In 3(c) und (d) zeigen die Abszissen die
Frequenz und die Ordinaten zeigen die Eingangsreflektionsverlustcharakteristik
zur Darstellung des Anpassungszustandes einer Hochfrequenzschaltung.
Zusätzlich
kennzeichnet „f0" auf
den Abszissen das Zentrum der Betriebsfrequenz und „Bw" kennzeichnet
die Bandbreite der Betriebsfrequenz. 3(c) zeigt
die Charakteristik bei ausgezogener Antenne, während 3(d) die
Charakteristik bei eingezogener Antenne darstellt. In 3(d) kennzeichnet die durchgezogene Linie 19a die
Charakteristik bei vorgesehenem zweiten Antennenelement 17 und
die unterbrochene Linie 19b zeigt die Charakteristik, falls
das zweite Antennenelement 17 nicht vorgesehen ist.
-
Ist
die Antenne ausgezogen, so wirkt diese als gewöhnliche stabförmige Whip-Antenne.
Dadurch wird ein ausreichendes Antennenvolumen sichergestellt und
eine gute Eingangsreflektionsverlustcharakteristik innerhalb der
Betriebsfrequenz eingenommen, siehe die durchgezogene Kurve 18 in 3(c). Ist die Antenne im Gegensatz hierzu
ohne das zweite Antennenelement 17 eingezogen, so liegt das
erste Antennenelement 13 benachbart zum Hauptkörper 12,
welcher eine leitfähige
Komponente darstellt, so dass das von der Antenne eingenommene Volumen
abnimmt. Dadurch nimmt die Eingangsimpedanz bei enger werdender
Frequenzcharakteristik ab, wie in 3(d) anhand
der unterbrochenen Kurve 19b gezeigt ist, so dass sich
die Eingangsreflektionsverlustcharakteristik verschlechtert.
-
Ist
das zweite Antennenelement 17 jedoch vorgesehen, bilden
die ersten und zweiten Antennenelemente gemeinsam ein Antennensystem
aus, wodurch eine doppelte Resonanz verursacht wird. Folglich erscheinen
zwei Vertiefungen in der Eingangsreflektionsverlustcharakteristik,
wie anhand der durchgezogenen Kurve 19a in 3(d) gezeigt
ist, so dass eine äußerst breitbandige
Charakteristik erzielt wird.
-
Wird
das erste Antennenelement 13 in dieser Ausführungsform
vollständig
eingezogen, ist dieses mit dem innerhalb des Gehäuses 11 platzierten
zweiten Antennenelement 17 gekoppelt, weshalb das von der
Antenne eingenommene Volumen aufrechterhalten wird und die Doppelresonanz
verursacht wird. Somit können
gute Charakteristiken über
ein sehr breites Band erzielt werden, die denjenigen zum Zeitpunkt
des Ausziehens der Antenne gleichkommen.
-
In
dieser Ausführungsform
wurde derjenige Fall beschrieben, bei dem das zweite Antennenelement 17 entlang
der Seiten- und Bodenflächen
des Gehäuses 11 in
L-förmiger
Weise angeordnet ist. Solange die elektrische Länge jedoch im Wesentlichen λ/2 entspricht,
kann eine beliebige Form wie eine Zickzack-Form oder Spulen-ähnliche
Form verwendet werden. Ist das Gehäuse darüber hinaus lang genug, um das
zweite Antennenelement 17 mit der elektrischen Länge von λ/2 lediglich
auf der Seitenfläche
des Gehäuses
unterzubringen, so ist es nicht erforderlich, das zweite Antennenelement 17 in
L-förmiger
Weise zu gestalten. Darüber
hinaus kann das erste Antennenelement 13, das als ausziehbar
und einziehbar beschrieben wurde, eine drehbare Antenne darstellen,
die an der Seite des Gehäuses 11 um eine
Achse in der Umgebung der Antennenhalterung 14 drehbar
untergebracht ist.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 2
-
4 zeigt
ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer Antenne für dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
2 der Erfindung.
-
Das
in 4 gezeigte tragbare, drahtlose Kommunikationsgerät stellt
ein Beispiel dar, in dem das in der obigen Ausführungsform 1 gezeigte zweite Antennenelement
miniaturisiert ist. In diesem Beispiel ist eine λ/4 Antenne mit einem Kurzschluss
an einem Ende als zweites Antennenelement innerhalb des Gehäuses platziert.
-
Das
zweite Antennenelement 27 ist im Wesentlichen auf λ/4 einer
Betriebsfrequenz eingestellt. Das obere Ende des Elements ist offen
und das untere Ende des Elements mit dem Massepotential des Hauptkörpers 22 kurzgeschlossen.
Bei eingezogenem Antennenelement liegt der untere Verbindungsbereich 23c des
ersten Antennenelements 23 benachbart zum obe ren Ende des
zweiten Antennenelements 27 und diese sind kapazitiv miteinander
gekoppelt, so dass die ersten und zweiten Antennenelemente 23 und 27 eine
Doppelresonanz verursachen. Folglich kann selbst bei eingezogener
Antenne eine außerordentliche
Breitbandcharakteristik erzielt werden. Die zweite Ausführungsform
enthält
wie schon die erste Ausführungsform
1 ein Gehäuse 21, eine
Antennenhalterung 24, ein Zufuhranschluss 25 und
eine angepasste Schaltung 26.
-
In
dieser Ausführungsform
kann das zweite Antennenelement 27 verkleinert werden und
damit kann das Antennenelement lediglich entlang der Seitenfläche des
Gehäuses
platziert werden, selbst falls die Länge des Gehäuses kurz ist. Da das untere Ende
des zweiten Antennenelements 27 zudem mit dem Hauptkörper 22 verbunden
ist, kann der Hochfrequenzstrom der Antenne innerhalb des Hauptkörpers 22 fließen, wodurch
eine breitere Bandcharakteristik im Vergleich zur Ausführungsform
1 erzielt wird.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 3
-
5 zeigt ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer
Antenne für
dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
3 der Erfindung. 5(a) zeigt einen
Zustand bei eingezogener Antenne und 5(b) zeigt
eine vergrößerte Ansicht der
Oberseite der Antenne.
-
Die
in 5 gezeigte Antenne für das tragbare,
drahtlose Kommunikationsgerät
stellt ein Beispiel dar, bei dem die Frequenz des ersten Antennenelements 23 der
obigen Ausführungsform
2 im eingezogenen Zustand abgestimmt ist. Wie bei der obigen Ausführungsform
2 enthält
die dritte Ausführungsform
einen Hauptkörper 32,
der hauptsächlich
aus leitfähigen
Komponenten besteht, ein Harzgehäuse 31,
ein stabförmiges,
einziehbares erstes Antennenelement 33 mit einem Harzgriff 33a an
dessen Oberseite, eine Antennenhalterung 34, einen Zufuhranschluss 35,
ein zweites Antennenelement 37 mit einem Kurzschluss an
einem Ende, das in dem Gehäuse 31 fixiert
vorgesehen ist, und einen Frequenzumwandlungsbereich 38,
der in dem Gehäuse 31 zum Umwandeln
der Frequenz bei eingezogenem ersten Antennenelement 33 fixiert
vorgesehen ist.
-
Der
leitfähige
Antennenbereich 33d des ersten Antennenelements 33 ist
lediglich um die Länge L
in den Harzgriff 33a eingeführt, um die Festigkeit zu erhöhen. Ist
die Antenne eingezogen, so ist die Länge der Antenne um die Länge L kürzer im
Vergleich zur ausgezogenen Antenne. Die Resonanzfrequenz des ersten
Antennenelements 33 vergrößert sich somit im eingezogenen
Zustand, obwohl diese im eingezogenen Zustand von der Form des benachbarten Hauptkörpers 32 abhängt. Die
dritte Ausführungsform
enthält wie
die Ausführungsform
1 einen oberen Verbindungsbereich 33b und eine angepasste
Schaltung 36.
-
Der
Frequenzumwandlungsbereich 38 ist bei eingezogenem erstem
Antennenelement 33 elektrisch an den unteren Verbindungsbereich 33c angeschlossen,
um Resonanzfrequenzänderungen
(Erhöhungen)
bei eingezogenem ersten Antennenelement 33 zu korrigieren.
-
6 zeigt eine Eingangscharakteristik bei nicht
vorgesehenem Frequenzumwandlungsbereich. 7 zeigt
eine Eingangscharakteristik bei vorgesehenem Frequenzumwandlungsbereich.
Insbesondere zeigen 6 und 7 die Eingangsimpedanzen und die entsprechenden
Eingangsreflektionsverlustcharakteristiken bei Abwesenheit und Anwesenheit
des Frequenzumwandlungsbereichs 38 mit einer Impedanz der
Speiseleitung von 50 Ω. 6(a) und 7(a) zeigen
Eingangsimpedanzcharakteristiken 41 und 51 im
Smith-Diagramm. 6(b) und 7(b) zeigen Eingangsreflektionsverlustcharakteristiken 42 und 52.
-
In 6 und 7 kennzeichnet
f0 die mittlere Frequenz und Bw kennzeichnet
die Bandbreite einer Betriebsfrequenz. Die kleinen Drehungen in
dem Smith-Diagramm von 6(a) und 7(a) zeigen Punkte 43 und 53 mit
doppelter Resonanz aufgrund des zweiten Antennenelements 37 und
diese liegen in beiden Abbildungen hauptsächlich in Bezug auf die mittlere
Frequenz vor. Ist jedoch kein Frequenzumwandlungsbereich 38 vorgesehen,
weicht die Impedanz des Doppelresonanzpunkts 43 von 50 Ω ab und somit
wird die Eingangsreflektionsverlustcharakteristik 42 verschlechtert.
Ist der Frequenzumwandlungsbereich 38 jedoch vorgesehen,
verschiebt sich der Doppelresonanzpunkt 43 um 50 Ω und dadurch
wird die Eingangsreflektionsverlustcharakteristik 52 im Bereich
der Betriebsbandbreite erheblich verbessert.
-
Obwohl
in dieser Ausführungsform
als zweites Antennenelement eine λ/4
Antenne mit einem Kurzschluss an einem Ende verwendet wird, kann ebenso
eine λ/2
Antenne mit zwei geöffneten
Enden wie in der Ausführungsform
1 verwendet werden.
-
8 zeigt
ein erstes Beispiel des Frequenzumwandlungsbereichs 38 mit
einer vergrößerten Ansicht
vom unteren Verbindungsende bei eingezogenem erstem Antennenelement.
-
Ein
in 8 gezeigter Frequenzumwandlungsbereich 60 weist
einen elektrisch neutralen zusätzlichen
Leiter 63 auf, der an der Innenseite eines Harzgehäuses 61 befestigt
ist und einem Hauptkörper 62 des
drahtlosen Kommunikationsgeräts
gegenüberliegt.
Bei eingezogenem erstem Antennenelement kommt der untere Verbindungsbereich 64 in Kontakt
mit dem zu sätzlichen
Leiter 63, so dass die physikalische Länge des ersten Antennenelements im
eingezogenen Zustand zur Erniedrigung der Resonanzfrequenz ansteigt.
Zur selben Zeit wird das obere Ende des zweiten Antennenelements 65 benachbart
zum unteren Ende des zusätzlichen
Leiters 63 platziert und daran kapazitiv gekoppelt.
-
9 zeigt
eine Ansicht eines zweiten Beispiels des Frequenzumwandlungsbereichs 38 sowie eine
vergrößerte Ansicht
des unteren Verbindungsbereichs bei eingezogenem erstem Antennenelement.
-
Ein
in 9 gezeigter Frequenzumwandlungsbereich 70 weist
einen elektrisch neutralen potentialfreien Leiter 73 auf,
der an der Innenseite des Harzgehäuses 71, welche einem
Hauptkörper 72 des drahtlosen
Kommunikationsgerätes
gegenüberliegt, befestigt
ist. Bei eingezogenem erstem Antennenelement liegt der untere Verbindungsbereich 74 benachbart
zum potentialfreien Leiter 73 in einem nicht-kontaktierenden
Zustand, wodurch die elektrische Länge des eingezogenen ersten
Antennenelements vergrößert und
damit die Resonanzfrequenz verkleinert wird. Zur selben Zeit liegt
das obere Ende des zweiten Antennenelements 75 benachbart
zum unteren Ende des potentialfreien Leiters 73 und ist
hieran kapazitiv gekoppelt. Da der potentialfreie Leiter 73 in dieser
Ausführungsform
keinen physikalischen Kontakt zum unteren Verbindungsbereich 74 aufweist, tritt
keine Kontaktverschlechterung beim Einziehen und Ausfahren des ersten
Antennenelements auf.
-
10 zeigt
ein drittes Beispiel des Frequenzumwandlungsbereichs 38 mit
einer vergrößerten Ansicht
des unteren Verbindungsbereichs bei eingezogenem erstem Antennenelement.
-
Ein
in 10 gezeigter Frequenzumwandlungsbereich 80 ist
an einem Hauptkörper 82 des drahtlosen
Kommunikationsgeräts
angebracht und weist einen an Massepotential angeschlossenen Kapazitätsladeleiter 83 auf.
Bei eingezogenem ersten Antennenelement liegt ein unterer Verbindungsbereich 84 benachbart
zum Kapazitätsladeleiter 83 in einem
nichtkontaktierenden Zustand und dadurch wird die Kapazität an der
Spitze des eingezogenen ersten Antennenelements geladen, was zu
einer geringeren Resonanzfrequenz führt. Zur selben Zeit wird das
obere Ende eines zweiten Antennenelements 85 benachbart
zum unteren Verbindungsbereich 84 des ersten Antennenelements
platziert und kapazitiv gekoppelt.
-
Da
der untere Verbindungsbereich 84 in dieser Ausführungsform
keinen physikalischen Kontakt zum Kapazitätsladeleiter 83 aufweist
wie auch schon in der obigen zweiten Ausführungsform des Frequenzumwandlungsbereichs,
tritt keine Kontaktverschlechterung bei Einfahren und Ausfahren
des ersten Antennenelements auf. Der Frequenzumwandlungsbereich 38 ist nicht
auf obige Ausführungsformen
beschränkt.
Solange Änderungen
(Erhöhungen) der
Resonanzfrequenz des ersten Antennenelements bei eingezogenem erstem
Antennenelement korrigiert werden können, kann jedes beliebige
Verfahren wie ein benachbartes Anordnen eines hoch dielektrischen
Materials eingesetzt werden.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 4
-
11 zeigt ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät mit einer
Antenne für
dasselbige gemäß einer
Ausführungsform
4 der Erfindung. Insbesondere stellt diese Abbildung einen Fall
dar, bei dem die Antenne des tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgeräts der Erfindung
an einem faltbaren Gehäuse
befestigt ist. 11(a) zeigt eine Ansicht
eines geöffneten
Zustands des Gehäuses
und 11(b) zeigt eine Ansicht eines
geschlossenen Zustands. 11(c) zeigt
eine Ansicht des Aufbaus eines Antennenbereichs im eingezogenen
Zustand.
-
Die
in 11 gezeigte Antenne des tragbaren,
drahtlosen Kommunikationsgerätes
weist ein erstes Gehäuse 91 und
ein zweites Gehäuse 93 auf, welches
an dem ersten Gehäuse
befestigt ist und über
eine Drehachse 92 hierzu geöffnet und geschlossen werden
kann. Das erste Gehäuse 91 weist einen
befestigten Tastenbereich 94 an dessen Oberfläche, einen
Datenverarbeitungsbereich (nicht dargestellt), der intern eine CPU
und einen Speicher enthält
sowie eine Batterie (nicht gezeigt) auf. Darüber hinaus weist das zweite
Gehäuse 93 eine
an dessen Oberfläche
befestigte Flüssigkristallanzeige 95,
einen intern vorgesehenen drahtlosen Kommunikationsgerätebereich
(nicht dargestellt) sowie einen an dessen Seitenende vorgesehenen
Antennenbereich 96 auf.
-
Selbst
falls die ersten und zweiten Gehäuse 91 und 93 geschlossen
sind, d. h. während
des Tragens des drahtlosen Kommunikationsgerätes, ist der Antennenbereich 96 derart
platziert, dass dieser nicht mit dem ersten Gehäuse 91 überlappt
(vom ersten Gehäuse 91 absteht)
und dieser weist einen Einschnürbereich 96a an
dessen unterem Ende auf. Der Antennenbereich 96 ist ausziehbar
und einziehbar und dieser weist ein erstes Antennenelement 97 mit Kontaktbestandteilen
an dessen oberem und unterem Ende, einen zusätzlichen Leiter 98,
der an der Seitenfläche
des zweiten Gehäuses 93 platziert
ist und der Anpassung der Frequenz durch Kontaktbildung mit dem
ersten Antennenelement 97 bei eingezogener Antenne dient,
sowie ein zweites Antennenelement 99 mit λ/4 und einem
Kurzschluss an einem Ende auf. Dieses zweite Antennenelement 99 ist
im Einschnürbereich 96a unterhalb
des zusätzlichen Leiters 98 platziert
und das offene Ende desselbigen liegt benachbart zum zusätzlichen
Leiter 98.
-
Ist
die Antenne bei diesem Aufbau ausgezogen, so ist das untere Ende
des ersten Antennenelements 97 mit dem drahtlosen Kommunikationsgeräteteil verbunden
und wirkt als gewöhnliche
Whip-Antenne. Ist die Antenne zwischenzeitlich eingezogen, so weisen
das erste Antennenelement 97, dessen Frequenz durch den
zusätzlichen
Leiter 98 auf dieselbe Weise wie in obigen Ausführungsformen
angepasst ist, und das zweite Antennenelement 99 eine Doppelresonanz
auf, wodurch Breitbandcharakteristiken erzielt werden, die denjenigen
bei ausgezogener Antenne entsprechen.
-
Überlappt
das zweite Gehäuse 93 mit
dem ersten Gehäuse 91 (geschlossener
Zustand), verringert sich das Antennenvolumen nicht, da der Antennenbereich 96 vom
Gehäuse 91 abstehend
angeordnet ist und deshalb weist dieses Breitbandcharakteristiken
auf, die denjenigen bei geöffnetem
Gehäuse (geöffneter
Zustand) entsprechen. Wird hierbei gleichzeitig der Einschnürbereich 96a im
unteren Bereich des zweiten Gehäuses 93 wie
in dieser Ausführungsform
gezeigt vorgesehen, liegt das untere Ende des zweiten Antennenelements 99 benachbart
zu den ersten und zweiten Gehäusen 91 und 93.
Da das untere Ende des zweiten Antennenelements 99 zur Seite
des Kurzschlusses hin vorliegt, wird dieses nicht stark beeinflusst.
-
Da
der Antennenbereich 96 in dieser Ausführungsform an der Seite des
zweiten Gehäuses 93 angeordnet
ist und der Antennenbereich 96 vom ersten Gehäuse 91 selbst
bei geschlossenen Gehäusen
absteht, liegt keine Verschlechterung der Antennencharakteristik
vor. Da der Antennenbereich darüber
hinaus von den ersten und zweiten Gehäusen 91 und 92 absteht,
kann dieser als Handgriff zum Öffnen
oder Schließen
des zweiten Gehäuses 93 dienen.
Darüber
hinaus ist der Einschnürbereich 96a im
unteren Bereich des zweiten Gehäuses 93 vorgesehen
und damit können
die ersten und zweiten Gehäuse 91 und 93 übereinstimmende
Größen in der
Nähe der Drehachse 92 einnehmen,
so dass diese schlanke Formen bilden können.
-
Ausführungsform 5
-
12 zeigt einen Befestigungsvorgang des zweiten
Antennenelements der Antenne für
das tragbare, drahtlose Kommunikationsgerät gemäß einer Ausführungsform
5 der Erfindung.
-
12(a) zeigt eine kombinierte Ansicht eines
innerhalb eines Gehäuses
platzierten Antennenbereichs 100, und 12(b) zeigt
eine Ansicht des zweiten Antennenbereichs 100.
-
Der
in 12 gezeigte zweite Antennenbereich 100 wird
durch Einbau einer λ/4
Antenne in ein Gehäuse 108 mit
einem Kurzschluss an einem Ende konfiguriert und ein plattenähnlicher
Gehäusebefestigungsbereich 101 und
ein zweites Antennenelement 102 sind integriert aus z.
B. einer Stahlplatte ausgebildet.
-
Der
Gehäusebefestigungsbereich 101 weist ein
Positionierungsloch 104 und ein Federbereich für einen
Massekontakt auf, der durch Biegen eines Teils der Stahlplatte ausgebildet
ist. Das zweite Antennenelement 102 ist mit dem Gehäusebefestigungsbereich 101 an
einem Punkt A des Gehäusebefestigungsbereichs 101 über einen
Arm 103 verbunden. Das Positionierungsloch 104 des
Gehäusebefestigungsbereichs 101 wird
an einer Befestigungsfläche des
Hauptkörpers 106 des
drahtlosen Kommunikationsgerätes,
der von einer Abschirmung innerhalb des Gehäuses 108 umschlossen
ist, befestigt und derart fixiert, dass dieses mit dem Hauptkörper 106 des
drahtlosen Kommunikationsgerätes überlappt. Hierbei
dient der Federbereich 105 der Stärkung des Kontaktes mit dem
Hauptkörper
und der Masse.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
erfolgt die Positionierung zum Befestigen des zweiten Antennenbereichs 100 starr
zur Befestigungsfläche
des Hauptkörpers 106 des
drahtlosen Kommunikationsgerätes.
Die Kapazität
(der Abstand) zwischen den ersten und zweiten Antennenelementen 107 und 102 und
die Länge
des zweiten Antennenelements 102, welche Design-Parameter der Antenne
des tragbaren, drahtlosen Kommunikationsgerätes der Erfindung sind, werden
durch den Versatzpunkt A festgelegt. Nach dem Gestalten des Gehäuses 108 oder des
Hauptkörpers 106 können die
Parameter lediglich durch Austausch des zweiten Antennenbereichs 100 geändert werden,
wodurch der Freiheitsgrad und die Effizienz beim Design erheblich
verbessert werden.
-
In
dieser Ausführungsform
wird ein Aufbau verwendet, bei dem ein Kontakt zum Hauptkörper des
drahtlosen Kommunikationsgerätes über den
Federbereich hergestellt wird. Liegt der Hauptkörper 106 des drahtlosen
Kommunikationsgerätes
jedoch in einem nicht-kontaktierenden Zustand benachbart zum Gehäusebefestigungsbereich 101 und
wird ein äquivalenter
(RF) Kontakt durch die dazwischenliegende Kapazität hergestellt,
ist ein Kontakt nicht zwingend erforderlich. Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform
der Gehäusebefestigungsbereich 101 an
die Masse des Hauptkörpers 106 des
drahtlosen Kommunikationsgerätes
angeschlossen und über
die Befestigungsfläche
verbunden, jedoch kann dieser an eine Masse angeschlossen sein,
die von einer plattenförmigen
Komponente an der Innenwand des Gehäuses ausgebildet wird und an
einer Fixiereinrichtung wie einer an der Innenwand des Gehäuses ausgebildeten
Befestigungsfläche
fixiert sein.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen 1 bis 4 beschränkt und
kann mit verschiedenartigen Modifikationen realisiert werden.
-
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
-
Wie
oben beschrieben wurde, ermöglicht eine
Antenne für
ein tragbares, drahtloses Kommunikationsgerät gemäß der Erfindung einen integrierten Betrieb
von zwei Antennen selbst bei vollständig eingezogenem ersten Antennenelement,
so dass das Antennenvolumen gesichert werden kann und selbst im
eingezogenen Zustand Charakteristiken erzielt werden können, die
denjenigen bei ausgezogener Antenne entsprechen.