DE69924104T2 - Asymmetrische Dipolantennenanordnung - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für eine Einrichtung zur drahtlosen Kommunikation wie etwa ein Mobiltelefon. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine kompakte asymmetrische Dipolantennenanordnung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Antennenanordnung, die über zwei oder mehr Resonanzfrequenzbänder hinweg wirksam ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bekannte Vorrichtungen zur drahtlosen Kommunikation wie etwa Hand-Mobiltelefone und -Datenmodems (LANs) sind typischerweise mit einer externen Drahtantenne (Peitschenantenne) ausgestattet, die stationär oder ausziehbar sein kann. Solche Antennen sind unhandlich und für Beschädigungen oder Zerbrechen anfällig. Die Gesamtgröße der Drahtantenne ist relativ groß, um eine optimale Signalcharakteristik bereitzustellen. Ferner ist es erforderlich, dass in einem relativ frühen Stadium des Konstruktionsprozesses ein besonderes Montagemittel und eine besondere Montagestelle für die Drahtantenne festgelegt werden. Es sind verschiedene Antennenvorrichtungen bekannt und umfassen die folgenden:
  • Gerader Viertelwellendraht
  • Dies ist ein externes Antennenelement von einer Viertelwellenlänge, das als eine Seite eines Halbwellendipols arbeitet. Die andere Seite des Dipols wird durch die Erdungs/Grundbahnen der gedruckten Leiterplatte (PWB) des Transceivers bereitgestellt. Das externe Viertelwellenelement kann dau erhaft an der Oberseite des Transceivergehäuses angebracht sein oder kann an seinen Platz eingeschraubt sein. Das Viertelwellenelement kann auch ausziehbar in dem Transceivergehäuse aufgenommen sein um die Größe zu minimieren. Der gerade Viertelwellendraht verlängert die Gesamtlänge eines in Betrieb befindlichen Transceivers um 7,62 bis 15,24 cm (3–6 Zoll).
  • Wendelförmiger Viertelwellendraht
  • Eine externe Wendel mit kleinem Durchmesser, die eine Viertelwellenresonanz aufweist und die derart gegenüber den Erdungs/Grundbahnen des PWB des Transceivers gespeist wird, dass sie einen asymmetrischen Dipol bildet. Die Wendel kann in einem Formelement aufgenommen sein, das von der Oberseite des Transceivergehäuses vorsteht. Ein ausziehbarer, gerader Viertelwellendraht kann auch durch die Wendel treten, so dass sowohl der Draht als auch die Wendel angeschlossen sind, wenn der Draht ausgezogen ist und lediglich die Wendel angeschlossen ist, wenn der Draht zusammengeschoben ist. Die Gesamtlänge des Transceivers verlängert sich typischerweise um 1,9 bis 2,54 cm (¾ bis 1 Zoll) durch die Wendel.
  • Planare invertierte F-Antenne (PIFA)
  • Diese besteht aus einer externen leitfähigen Platte, die eine Viertelwellenresonanz aufweist und gegenüber den Erdungs/Grundbahnen der PWB eines Transceivers derart gespeist wird, dass sie einen asymmetrischen Dipol bildet. Die Platte ist normalerweise an der Rückfläche oder Seitenfläche eines Transceivers angebracht und vergrößert das Gesamtvolumen der Vorrichtung.
  • Patch
  • Dieses besteht typischerweise aus einem planaren dielektrischen Material, das auf einer Hauptfläche des Dielektrikums eine Resonanzstruktur aufweist und und das eine auf der gegenüberliegenden Hauptfläche angeordnete zweite Erdungsebenenstrukur aufweist. Ein Stab kann die Resonanzstruktur (durch das Dielektrikum) mit einer koaxialen Speiseleitung elektrisch koppeln.
  • Weiterhin gab es in der Vergangenheit zahlreiche Ansätze, eine Antennenvorrichtung innerhalb einer tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung vorzusehen. Solche Ansätze hatten zum Ziel, wenigstens das Erfordernis einer externen Peitschenantenne zu verringern, aufgrund der Unbequemlichkeiten im Umgang mit und beim Tragen einer solchen Einheit, wenn die externe Antenne ausgezogen ist.
  • Die EP 0 944 128 A beschreibt eine Antenne in der Form eines an einem Basiselement vorgesehenen Leiters. Ein Ende des Leiters ist mit einem linienförmigen strahlenden Leiter verbunden, der durch Drucken eines elektrisch leitfähigen Materials auf eine Fläche gebildet ist. Das andere Ende des Leiters ist über ein linienförmiges leitfähiges Muster mit einer Stromverversorgung verbunden.
  • Die US 4 571 595 beschreibt eine Dualbandantenne in der Form eines induktiv geladenen Leiters mit einem zentral angeordneten Antenneneinspeisungspunkt. Der Antennenleiter ist als ein erstes Substrat ausgebildet und ist an jedem Ende mit einer Erdungsebene auf einem orthogonal zum ersten Substrat angeordneten zweiten Substrat gekoppelt.
  • Die US 5 760 745 offenbart eine Schlitzantenne in der Form eines plattenartigen Leiters, der vertikal an der oberen Fläche eines Vorrichtungsgehäuses aus Metall angeordnet ist. Ein Halbwellenlängenleiter ist lokal in großer Nähe zu dem plattenartigen Leiter angeordnet und wird durch eine eloktrostatische kapazitive Kopplung angeregt.
  • Die EP 0 790 688 offenbart eine Antennenvorrichtung, umfassend eine asysmmetrische Dipolantennenanordnung für eine Kommunikationsvorrichtung, die bei einer vorbestimmten Wellenlänge arbeitet und eine Transceiverschaltung aufweist, die einen Signalausgang und eine Erdungsebene enthält.
  • Die US 5 550 554 offenbart eine Antenne gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ersetzt die externe Drahtantenne einer Kommunikationsvorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem planaren konformen Element, das innerhalb des Gehäuses einer drahtlosen Vorrichtung und in geringem Abstand zur gedruckten Leiterplatte und dem Antenneneinspeisungspunkt der drahtlosen Vorrichtung angeordnet ist. Eine elektrische Verbindung zu der Haupt-PWB der drahtlosen Vorrichtung kann durch automatisierte Herstellungsausrüstung erzielt werden, was zu einem kosteneffektiven Zusammenbau und einer kosteneffektiven Herstellung führt. Die elektrische Leistungsfähigkeit der internen (eingebetteten) Antenne in drahtlosen Systemen ist nominell gleich derjenigen einer herkömmlichen Drahtantenne.
  • Es ist ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antennenanordnung bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile herkömmlicher Antennen überwinden kann. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung umfassen: Die Eliminierung der externen Antenne und ihrer begleitenden Fehler wie etwa die Anfälligkeit gegenüber Bruch und ihr Einfluss auf die Gesamtlänge des Transceivers, die Bereitstellung einer internen Antenne, die leicht in das Gehäuse eines drahtlosen Transceivers wie etwa eines Mobiltelefons passt, wobei der Einfluss auf dessen Länge und Volumen minimal ist, die Bereitstellung einer kosteneffektiven Antenne für einen drahtlosen Transceiver, die eine mit existierenden Antennentypen vergleichbare elektrische Leistungsfähigkeit besitzt, und die Verringerung der SAR (spezifische Absorptionsrate) der Antennenanordnung, da die Antenne für Hand-Transceiver wie etwa Mobiltelefone in der Richtung des Ohrs eines Benutzers im Vergleich mit der Feldstärke, die einem Antennensystem vom Typ mit externem Draht zugeordnet ist, eine verringerte Sendefeldstärke anzeigt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine asymmetrische Dipolantennenanordnung für eine Kommunikationsvorrichtung bereit, die bei einer vorbestimmten Wellenlänge arbeitet und die eine Transceiverschaltung mit einem Signalausgang und einer Erdungs-/Grundebene aufweist, wobei die Antennenanordnung umfasst:
    eine erste Dipolhälfte mit einer ersten Leiterspur, die auf einem ersten planaren dielektrischen Substrat angeordnet ist, wobei die erste Leiterspur ein erstes Ende, ein freies Ende und eine elektrische Länge einer Viertelwellenlänge zwischen dem ersten Ende und dem freien Ende aufweist, und
    eine zweite Dipolhälfte mit mit einer zweiten Leiterspur, die auf einem zweiten Planaren dielektrischen Substrat angeordnet ist, wobei die zweite Leiterspur mit der Erdungs/Grundebene der Transceiverschaltung gekoppelt ist,
    wobei die erste Leiterspur in einem vorbestimmten Isolationsabstand von der zweiten Leiterspur entfernt angeordnet ist,
    wobei die zweite Leiterspur eine minimale Abmessung einer elektrischen Länge von einer Viertelwellenlänge aufweist,
    wobei die erste Leiterspur in der Nähe des ersten Endes mit der Erdungs/-Grundebene der Transceiverschaltung verbunden ist,
    wobei die erste Leiterspur mit dem Transceiver-Schaltungs-Signalausgang in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Ende entfernt und von dem freien Ende entfernt verbunden ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterspur nicht in einem sich senkrecht oberhalb und und unterhalb der zweiten Leiterspur erstreckenden Volumen liegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste dielektrische Substrat rechteckig mit einer Dicke im Bereich von 0,25 mm bis 3,12 mm (0.010 bis 0,125 Zoll). Alternativ können die Leiterbahnen auf jede beliebige Anzahl von herkömmlichen dielektrischen Materialien, die einen geringen bis moderaten dielektrischen Verlust aufweisen, wie etwa Kunststoff und Glasfaser, aufgedruckt sein. Ferner kann die rechteckige Größe des ersten Antennenelements dem verfügbaren Volumen im Gehäuse eines drahtlosen Transceivers wie etwa eines Mobiltelefons entsprechen. Die Antennenanordnung kann mit 50 Ohm Impedanz angeregt oder gespeist werden, was ein bekannter, bequemer Impedanzpegel am Empfängereingang/Senderausgang eines typischen drahtlosen Transceivers ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Antennenanordnung ein Anpassungsnetzwerk, das zwischen einem kurzgeschlossenen Ende der gedruckten Leiterbahn (zum zweiten länglichen Leiterlement (Erdungs/Grundebene) kurzgeschlossen) und einem Abgriffspunkt weiter entlang der Bahn definiert ist, was zu einer Impedanz von 50 Ohm bezüglich einem nahegelegenen Punkt an dem länglichen Leiterelement führt. Dieses Einspeisungssystem ermöglicht einen sehr engen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten planaren Element der asysmmetrischen Dipolantenne, was das bei Integration der Antenne in einen drahtlosen Transceiver erforderliche Volumen minimiert. Ein Abstand in der Größenordnung des 0,007fachen der Wellenlänge bei der niedrigsten Betriebsfrequenz zwischen den Elementen wird typischerweise auf diese Weise erhalten. Der ohne dieses Anpassungssystem erforderliche Abstand beträgt typischerweise das 0,021fache der Wellenlänge. Die gedruckten Schaltungselemente/das gedruckte Schaltungselement dieser Erfindung funktionieren/funktioniert ohne das Anpassungsnetzwerk, aber können/kann einen erhöhten Abstand von dem Leiterelement erfordern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben ausgeführten und andere Merkmale der Erfindung werden deutlicher gemacht in der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, wenn diese in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden, in denen:
  • 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ist, die eine Antennenanordnung gemäß der Erfindung enthält,
  • 2 eine Seitenaufrissansicht einer Antennenanordung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,
  • 3 eine Seitenaufrissansicht einer anderen Ausführungsform einer Antennenanordung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,
  • 4 eine Seitenaufrissansicht noch einer anderen Ausführungsanordnung einer Antennenanordung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,
  • 5 einen Abschnitt der Antennenanordnung von 1 bis 4 erläutert und das Anpassungsnetzwerk, einen Resonanzabschnitt und elektrische Anschlusseinspeisungspunkte für ein planares Einzelband-Leiterplatten-Antennenelement/Halbdipol zeigt.
  • 6 eine Vorderaufrissansicht einer Dualband-Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 7 eine Vorderaufrissansicht einer Dualband-Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 8 eine Vorderaufrissansicht einer anderen Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Impedanzanpassungsschaltung zeigt,
  • 9 eine Vorderaufrissansicht noch einer anderen Triband-Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 10 eine perspektivische Explosionsansicht einer anderen Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 11 eine Perspektivansicht der Antennenanordnung von 10 zeigt, und
  • 12 noch eine andere Ausführungsform einer Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
  • Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile bezeichnen, sind bevorzugte Ausführungsformen einer Antennenanordnung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung in den 1 bis 12 erläutert. Die Antennenanordnung 20 kann innerhalb von drahtlosen Einzel- oder Mehrfachfrequenz-Kommunikationsvorrichtungen implementiert sein, beispielsweise Vorrichtungen, die über den Frequenzbereich von GPS (1575 MHz), von Mobiltelefonen (824–890 MHz und 860–890 MHz), von PCS-Vorrichtungen (1710–1880 MHz, 1750–1870 MHz und 1850–1990 MHz), von schnurlosen Telefonen (902–928 MHz) oder der BLUETOOTHTM-Spezifikation (2,4–2,5 GHz) hinweg arbeiten. Für den Fachmann versteht es sich, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung gleichermaßen anwendbar sind für Antennenanordnungen, die bei alternativen Frequenzbereichen arbeiten. In den alternativen Ausführungsfornen können die Abmessungen der Antennenanordung 20 proportional skaliert werden, um einen Betrieb bei anderen Frequenzen, einschließlich Frequenzen im Betreich zwischen 800 MHz und 3000 MHz bereitszustellen, Solche Modifikationen werden als innerhalb des Rahmens der Anprüche der Anmelderin liegend angesehen.
  • 1 erläutert eine Antennenanordnung 20, die innerhalb einer Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation, etwa einem Mobiltelefon 10, angeordnet ist. Die Antennenanordung 20, die in der Nähe des oberen Abschnitts der Vorrichtung 10 (bei Betrieb von der Hand des Benutzers entfernt) angeordnet ist, ist innerhalb des Gehäuses 12 der Vorrichtung 10 aufgenommen und enthalten. Obwohl die Antennenanordnung 20 an Stellen innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet sein kann, ist es gegenwärtig bevorzugt, dass sie innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet ist. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 enthält eine elektrische Vorrichtung, wie etwa eine Empfänger und/oder einen Sender, die hierin im Folgenden zur bequemeren Darstellung gemeinsam als eine Transceiver-Komponente 14 bezeichnet werden.
  • Bezugnehmend auf 2 bis 4 enthält die Antennenanordnung 20 ein erstes und ein zweites planares Element 22, 24, die in im Wesentlichen senkrechter Beziehung zueinander angeordnet sind. Eine erste Leiterbahn 26 ist auf dem ersten planaren Element 22 angeordnet und eine zweite Leiterbahn 28 ist auf dem zweiten planaren Element 24 angeordnet. Die erste Leiterbahn 36 ist über die Verbindung 30 bei Betrieb mit den Signaleingangs/ausgangs-Komponenten 14 des Transceivers gekoppelt. Die erste Leiterbahn 26 ist auf einer Hauptfläche des ersten planaren Elements 22 angeordnet und in eine Richtung „Z" weg von der zweiten Leiterbahn 28 gerichtet.
  • Die erste und die zweite Leiterbahn 26, 28 der Antennenanordnung 20 sind auf einem jeweiligen ersten und zweiten planar Element 22, 24 angeordnet, die gedruckte Leiterplatten (PWB) oder ähnliche Materialien, die in der Lage sind, die Leiterbahnen zu tragen, sein können. Die mäanderförmige erste Leiterbahn 26 hat eine Längenabmessung, die wesenlich größer ist als die Abmessungen des ersten planaren Elements 22. Vorzugsweise ist die zweite Leiterbahn 28 die gedruckte Erdungs/Grundebene des Transceivers 14. Sowohl die erste als auch die zweite Leiterbahn kann auf einer jeweiligen PWB unter Verwendung bekannter Schaltungsherstellungstechniken, etwa Oberflächendruck-, Photolithographie- und Ätzverfahren, angeordnet sein. Das erste planare Element 22 und/oder das zweite planare Element 24 können derart konfiguriert sein, dass sie mit einem Abschnitt des Gehäuses 12 übereinstimmen, z.B. um eine konvexe oder komplexere Form anzunehmen. Für den Fachmann versteht es sich, dass das Design und die Auswahl entweder des ersten oder des zweiten planaren Elements 22, 24 bezüglich einer besonderen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zu solch komplexen Formen führen kann.
  • Die 2 und 3 erläutern Ausführungsformen der Antennenanordnung 20, wobei das erste planare Element 22 im wesentlich senkrecht zum zweiten planaren Element 24 ist. Der Isolationsabstand „D" zwischen der Grundebene (23) des Transceivers 14 und dem ersten planaren Element 22 ist ungefähr 3 Millimeter (oder ungefähr 0,007 λ bei 900 MHz). In 2 sind Abschnitte des ersten planaren Elements 22 relativ zu beiden Hauptflächen des zweiten planaren Elements 24 gezeigt (eine „T"-förmige Konfiguration), im Gegensatz zu 3, wo sich das erste planare Element 22 von einer Hauptfläche des zweiten planaren Elementa 24 erstreckt (eine „L"-förmige Konfiguration).
  • 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Antennenanordnung 20, wobei das erste und das zweite planare Element 22, 24 in im wesentlichen paralleler Orientierung angordnet sind. Der Isolationsabstand „D" beträgt ungefähr 1 Millimeter (bei 900 MHz). Die erste Leiterbahn 26 kann im Betrieb mit dem Transceiver 14 durch bekannte Flächenmontageverbindungen 30 gekoppelt sein.
  • 5 erläutert das erste planare Element 22 und die erste Leiterbahn 26 der Ausführungsform von 1 bis 4. Die Leiterbahn 26 ist auf einer einzigen Hauptfläche des ersten planaren Elements 22 angeordnet und in Betrieb mit der Transceiver-Elektronik 14 des zweiten planaren Elements 24 über einen Einspeisungspunkt 32 gekoppelt. Ein Ende 34 der Leiterbahn 26 ist mit der zweiten Leiterbahn 28 gekoppelt (der Erdungs/Grundebene des zweiten planaren Elements 24) über Durchführungen 36 oder eine andere elektrische Verbindung. Eine Länge von Enden 36 sollte vorzugsweise minimiert werden. Ein Abstand „M" entlang der Leiterbahn 24 weiter ist die Einspeisungsverbindung 32 zwischen der Leiterbahn 26 und der Transceiver-Elektronik 14 des zweiten planaren Elements 24 ausgebildet. Die Verbindungen zwischen der Erdungs/Grundebene 24 und der Signalzuführung 32 können über plattierte Durchgangslöcher in dem ersten planaren Element 22 erreicht werden.
  • Der Bereich der ersten Leiterbahn 26 zwischen der Erdungs/Grundver- Bindung 34 und dem Einspeisungspunkt 32 (der Abstand „M") wirkt funktionell als ein Anpassungsnetzwerk, um einen Einspeisungspunkt mit ungefähr 50 Ohm zu bewirken. Ein Einspeisungspunkt mit 50 Ohm ist somit über den Einpeisungspunkt 32 und die Erdungs/Grundbahn 28 hinweg definiert. Die Anpassungsnetzwerklänge „M" ist ungefähr 0,03 λ( λ: eine Wellenlänge innerhalb des Bereichs von Antennenbetriebsfrequenzen).
  • Immer noch Bezug nehmend auf 5 kann das erste Planare Element 22 eine gedruckte Leiterplatte eine ähnliches dielektrisches Material sein, das z.B. einen Dickenbereich zwischen 0,25 mm und 1,575 mm (0,01 und 0,062 Zoll) aufweist. Die erste Leiterbahn 26 ist am Umfang des ersten Planaren Elements 22 entfernt von dem zentralen Bereich 38 angeordnet. Die erste Leiterbahn 26 enthält Bahnen 26a, b, c mit variabler Breite, wobei die Antennenbreitband-Betriebscharakteristik eine Funktion der Leiterbahnbreite ist.
  • 6 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die über ein Paar von Frequenzbändern für Dualband-Transceivervorrichtungen arbeitet. Die erste Leiterbahn 26 enthält sowohl einen Hochfrequenzbandals auch einen Niederfrequenzband-Resonanzabschnitt 26d, e. Die erste Leiterbahn 26 ist mit der Erdungs/Grundebene des zweiten Planaren Elements 24 an einer Stelle 34 gekoppelt mit der Signalerzeugungsschaltung 14 an einem einzelnen Einspeisungspunkt 32 gekoppelt. Zum Vergleich enthält 7 ein Paar von Einspeisungspunkten 32a, b zwischen der ersten Leiterbahn 26 und der Transceiver-Elektronik 14. Der Einspeisungspunkt 32a ist für das Hochfrequenzband, während der Einspeisungspunkt 32b für ein Niederfrequenzband ist. Eine Erdungs/Grundverbindung ist für den Hochfrequenzabschnitt nicht erforderlich.
  • 8 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein vereinfachtes erstes Leiterbahnelement 26 ist oberhalb des ersten Planaren Elements 22 ohne ein Anpassungsnetzwerk wie in den Ausführungsformen von 1 bis 7 angeordnet. Die Ausführungsformen von 1 bis 7 können ebenfalls dieses Einspeisungsverfahren anwenden, jedoch kann sich der Isolationsabstand „D" erhöhen.
  • 9 erläutert eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antennenanordnung von 9 zeigt eine Triband-Antennenanordnung 20, die über ein Mobilfunkband (880–960 MHz), ein PCS-Band (1710–1880 MHz) und das BLUETOOTHTM-Band (2,4–2,5 GHz) hinweg arbeitet. Der Mobilfunk- und PCS-Band-Betrieb wird durch die erste Leiterbahn 40 bewerkstelligt. Der BLUETOOTHTM-Band-Betrieb wird durch die Leiterbahn 42 bewerkstelligt. Die Leiterbahn 40 ist mit Erde/Grund des zweiten planaren Elements am Punkt 44 und mit der Signalerzeugungsschaltung 14 über den Einspeisungspunkt 46 gekoppelt. Die Leiterbahn 42 ist mit Erde/Grund des zweiten planaren Elements 24 am Punkt 48 und mit der geeigneten Signalerzeugungsschaltung über den Einspeisungspunkt 50 gekoppelt. Die Abmessungen für bevorzugte Ausführungsformen der Antennenanordnungvon 9 sind in Tabelle 1 enthalten. Horizontale und vertikale Abmessungen sind bezüglich des Ursprungspunkts „O" gemessen.
  • Tabelle 1
    Figure 00120001
  • Figure 00130001
  • Die 10 bis 11 zeigen eine andere Ausführungsform einer Antennenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. 10 zeigt eine Explosionsansicht und 11 zeigt eine zusammengebaute Perspektivansicht, wobei das erste Antennenelement 51 oberhalb eines zweiten planaren Elements 24 angeordnet ist. Das erste Antennenelement 51 besteht aus drei im Wesentlichen identischen dielektrischen Abschnitten 52–54, die aufeinanderder in einer laminierten oder einander überlagerten Weise angeordnet sind. Elektrische Verbindungen zwischen auf den dielektrischen Abschnitten 52–54 angeordneten Leiterbahnen 26 sind durch plattierte Löcher und zugeordnete Leiter 56 ausgebildet. Die Anordnung 51 kann über das Montageelement 57 zur Schaltungs-Erdungs/grundbahn 28 und über das Montageelement 58 zum Schaltungs-Signaleingang/ausgang 14 an einer Seite des planaren Elements 24 an der Oberfläche angebracht sein. Der Isolationsabstand „D" zwischen der Anordnung (51) und der Erdungs/Grundebene (28) kann auf weniger als 1 mm verringert sein. Die Gesamtabmessungen (Höhe × Breite × Länge) für den Betrieb über 824–894 MHz sind ungefähr 6 mm × 4,5 mm × 38 mm.
  • 12 zeigt noch eine andere Ausführungsform des ersten planaren Elements der vorliegenden Erfindung, welche dafür ausgebildet ist, relativ zum zweiten planaren Element über Montagestücke 60–62 befestigt zu werden. Dies Stücke 60–62 sind derart bemessen, dass sie in entsprechenden Elementen an dem zweiten planaren Element aufgenommen sind. Eine Abmessung „T" ist derart gewählt, dass sie größer als die oder gleich der Dicke der gedruckten Leiterplatte ist. Verbindungen sind zur Transceiver-Schaltung 14 bei dem Stück 60 und 61 ausgebildet. Das Stück 62 ist teilweise metallisiert und stellt eine mechanische Unterstützung das erste planare Element 22 bereit. Die Stücke 60, 61, 62 stellen somit sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten planarte Element 22 und dem zweiten planaren Element 24 bereit. Die Verbindungen können durch bekannte Herstellungstechniken, einschließlich Zinnaufschmelzprozessen und anderen Herstellungstechniken mit hoher Volumenproduktion hergestellt werden.

Claims (10)

  1. Asymmetrische Dipolantennenanordnung für eine Kommunikationsvorrichtung, die bei einer vorbestimmten Wellenlänge arbeitet und die eine Transceiverschaltung mit einem Signalausgang und einer Grundebene aufweist, wobei die Antennenanordnung (20) umfasst: eine erste Dipolhälfte mit einer ersten Leiterspur (26), die auf einem ersten planaren dielektrischen Substrat (22) angeordnet ist, wobei die erste Leiterspur (26) ein erstes Ende (34), ein freies Ende und eine elektrische Länge einer Viertelwellenlänge zwischen dem ersten Ende (34) und dem freien Ende aufweist, und eine zweite Dipolhälfte mit mit einer zweiten Leiterspur (28), die auf einem zweiten planaren dielektrischen Substrat (24) angeordnet ist, wobei die zweite Leiterspur (26) mit der Grundebene (28) der Transceiverschaltung gekoppelt ist, wobei die erste Leiterspur (26) in einem vorbestimmten Isolationsabstand von der zweiten Leiterspur (28) entfernt angeordnet ist, wobei die zweite Leiterspur (28) eine minimale Abmessung einer elektrischen Länge von einer Viertelwellenlänge aufweist, wobei die erste Leiterspur (26) in der Nähe des ersten Endes (34) mit der Grundebene (28) der Transceiverschaltung verbunden ist, wobei die erste Leiterspur mit dem Transceiver-Schaltungs (14)-Signalausgang in einem vorbestimmten Abstand (M) von dem ersten Ende (34) entfernt und von dem freien Ende entfernt verbunden ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterspur (26) nicht in einem sich senkrecht oberhalb und und unterhalb der zweiten Leiterspur (28) erstreckenden Volumen liegt.
  2. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Abstand (M) ungefähr das 0,03fache der vorbestimmten Wellenlänge beträgt.
  3. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Leiterspur (26) erste Leiterelementabschnitte (26a, 26b, 26c) umfasst, die unterschiedliche Breiten aufweisen.
  4. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Leiterspur (26) auf einer Hauptfläche des ersten dielektrischen Substrats (22), das von der Transceiverschaltung abgewendet ist, angeordnet ist.
  5. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste dielektrische Substrat (22) ungefähr parallel zum zweiten dielektrischen Substrat (24) ist.
  6. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste dielektrische Substrat (22) in der Nähe eines oberen Abschnitts der Kommunikationsvorrichtung und entfernt von der Hand eines Benutzers bei normaler Betätigung der Kommunikationsvorrichtung angeordnet ist.
  7. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Signalausgang zwei unterschiedliche Frequenzbänder von Signalinformation enthält und wobei getrennte Abschnitte (26d, 26e) der ersten Leiterspur (26) bei Betrieb innerhalb der unterschiedlichen beiden Frequenzbänder abstrahlen.
  8. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 7, wobei die beiden unterschiedlichen Frequenzbänder aus der Gruppe ausgewählt sind, die enthält: 860–980 MHz und 1750–1870 MHz; 824–894 MHz und 1850–1990 MHz; sowie 824–894 MHz und 1710–1880 MHz.
  9. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine zweite Leiterspur (42); die auf dem ersten dielektrischen Substrat angeordnet ist, wobei die zweite Leiterspur (42) mit dem Signalausgang gekoppelt ist, um eine Frequenz innerhalb von entweder 2,4–2,5 GHz oder bei ungefähr 1575 MHz abzustrahlen.
  10. Asymmetrische Dipolantennenanordnung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Isolationsabstand ungefähr das 0,007fache der vorbestimmten Wellenlänge beträgt.
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