WO2001041252A1 - Mobile communications terminal - Google Patents

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WO2001041252A1
WO2001041252A1 PCT/DE2000/004264 DE0004264W WO0141252A1 WO 2001041252 A1 WO2001041252 A1 WO 2001041252A1 DE 0004264 W DE0004264 W DE 0004264W WO 0141252 A1 WO0141252 A1 WO 0141252A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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antenna
communication terminal
movable
terminal according
housing
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/004264
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Huber
Michael Schreiber
Martin Weinberger
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/084Pivotable antennas

Definitions

  • the invention relates to a mobile communication terminal having a housing and having a 7Antennen worn with a re ⁇ tively to the housing movable antenna which, from a first position in which the antenna half is substantially inner ⁇ the overall dimensions of the housing or applied to the housing can be brought into a second position, in which the antenna essentially protrudes from the housing.
  • Such a device is known for example from DE 197 47 581 AI.
  • the mobile radio device shown there has a retractable or retractable antenna, no voice data being transmitted in the folded state and voice data being transmitted in the unfolded state. This means that when the antenna is folded or pushed in, the device is only in stand-by mode and is able to receive a call. The device is only fully ready to send and receive when the antenna is unfolded.
  • Such an insertable or retractable antenna has the advantage that the device, when it is not being used for telephoning, is relatively small when retracted and can also be carried inconspicuously by the user in smaller pockets, for example in a suit pocket.
  • the device should not only be as small and inconspicuous as possible, not only in stand-by mode, but also when fully operational. Folding out, swinging out or pulling out antennas therefore generally does not correspond to the consumer request.
  • the antenna has a support with a flat radiation structure that is movable with respect to the housing and that the antenna device is in a state ready for transmission and reception in each of the positions of the movable antenna.
  • the device according to the invention thus offers the advantage that it has an antenna device with a flat antenna, which in the normal state is folded or inserted into the housing of the device.
  • the housing can therefore be designed to be relatively flat, as desired, despite good antenna performance. Since the antenna is ready to send and receive even in the inserted or retracted position, the advises to be used very inconspicuously when folded.
  • the antenna can be folded down into the second position so that it is further away from the head even with flatter devices.
  • SAR Specific Absorption Rate
  • the movable antenna itself is designed such that it is in a ready-to-transmit and receive state in each of the positions.
  • the antenna device has a second antenna, quasi as an auxiliary antenna, which is ready to transmit and receive at least when the movable antenna is in a position in which it is not ready to transmit and receive.
  • a second antenna quasi as an auxiliary antenna, which is ready to transmit and receive at least when the movable antenna is in a position in which it is not ready to transmit and receive.
  • the basic principles of the antennas used are arbitrary and can be adapted to the requirements, for example the desired radiation characteristic, the bandwidth, the radiation into the head. It is conceivable, for. B. the combination of a conventional, very small stub antenna, e.g. B. a fixed helix antenna to combine with such a movable antenna.
  • the permanently integrated "auxiliary" antenna can be active in the retracted state, while both antennas are active at the same time in the extended state.
  • the antenna properties of the permanently integrated antenna can depend on the current position of the movable antenna.
  • the power of both antennas can be combined, as in the so-called "diversity method", by adding the radiation power at favorable phases so that the performance of the entire antenna device is higher than the performance of the respective individual antennas.
  • the movable antenna can have any radiation structure.
  • it can also consist of several individual radiation structures, which are either independent of one another or in some way, e.g. B. are only partially coupled together.
  • the various antennas can also be coupled with one another as desired.
  • the coupling can take place in each case by appropriate networking via impedances or, in the case of different radiation structures, by a capacitive and / or inductive coupling or radiation coupling. All antennas and structures can be designed as single-band or as multi-band antennas as required.
  • Figure 3 is a schematic representation of the basic principle of an extendable flat antenna
  • Figure 4 is a schematic representation of the basic principle of a telescopic antenna with a thicker support with an additional ground surface
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a narrow, fold-out antenna
  • Figure 6 is a schematic representation of a narrow extendable antenna
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a narrow antenna which can be rotated out
  • FIG. 8 shows a schematic cross section through an extendable antenna according to FIG. 4 with an additional ground plane
  • FIG. 10 shows a schematic illustration of the combination of a permanently integrated antenna with an extendable, narrow antenna
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of a combination of a permanently integrated antenna with a wide, extendable antenna
  • FIG. 12 shows a schematic illustration of an extendable antenna with a plurality of radiation structures on a carrier
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of a combination of several permanently integrated antennas with several extendable antennas.
  • All of the mobile communication terminals 1 according to the invention shown in the figures each have a housing 2, in which there is an antenna device 3.
  • this antenna device 3 consists either of one or two antenna systems 4, 5.
  • One of the antennas 4, 5 or the individual antenna 4 can in each case be brought from a first position A, m the antenna 4 is located essentially within the overall dimensions of the housing 2 or to the housing 2, m a second position B, m which essentially projects the antenna 4 from the housing 2.
  • This mobile, i.e. H. fold-out, extendable or extendable or unscrewable antenna 4 each has a support 8 movable with respect to the housing 2 with a flat radiation structure 9.
  • the antenna device 3 is designed overall so that m each of the positions A, B of the movable antenna 4, the antenna device 3 or the device 1 m is a fully ready-to-send and receive state.
  • FIG. 1 shows the basic principle of a simple, very flat antenna 4 which can be folded out.
  • This antenna 4 essentially consists of an electrically conductive radiation structure 9 on a flat carrier 8.
  • the radiation structure 9 can be of almost any shape and size and is convenient to the Transmission and reception specifications, for example the desired center frequency, bandwidth or directional characteristic are adapted.
  • the radiation structure 9 and the size and shape of the carrier 8 are convenient to the Transmission and reception specifications, for example the desired center frequency, bandwidth or directional characteristic are adapted.
  • the movable antenna 4 is in each case arranged on an upper side of the housing 2 facing away from the head of the user of the mobile telecommunications device on the head of the user. This means that the radiation structure 9 of the antenna 4 is shielded from the head of the user, the ear of which is usually located on the loudspeaker 18 of the mobile telephone 1, in the inserted state by a ground surface 19 located on a circuit board 20.
  • the antenna 4 can also be arranged at any other desired location on the housing, for example below.
  • a coupling device 12 which ensures that the radiation structure 9 m of the desired position A, B is coupled to a transmission / reception device (not shown) of the mobile telephone 1 and the received signals to the transmission / reception device forwards or emits signals coming from the transmitting / receiving device.
  • FIG. 10 shows a combination of a narrow telescopic antenna with a small integrated antenna 5. Both antennas are connected to the transmitting / receiving device via a common coupling device 12.
  • FIG. 11 shows an alternative exemplary embodiment with a wide extendable antenna.
  • the coupling device 12 can also be used as a switching device, so that according to position A, B of the movable antenna 4, either only the movable antenna 4 or the integrated antenna 5 or both antennas 4, 5 with the broadcast
  • FIG. 12 shows an exemplary embodiment with an extendable antenna 4 with two independent radiation structures 9, 10 which are coupled to one another via coupling devices 12, 13.
  • the radiation structure 9 is connected to the radiation structure 10 via the coupling 13, which in the simplest case consists, for example, of two interconnected contacts, which are in each case attached to the structures 9, 10, and possibly elements for matching the impedances. They therefore form a common structure.
  • This interrelated combination of two structures 9, 10 is connected to the transmitting / receiving unit via the coupling device 12 via the structure 9.
  • the invention is not limited to mobile telephones, but can also be used with all other mobile communication terminals, for example pagers, palmtops or organizers with a corresponding connection to a radio network in which the smallest possible dimensions are desired.

Abstract

The invention relates to a mobile communications terminal (1) comprising a housing (2) and an antenna device (3) with an antenna (4) that can move in relation to said housing (2). Said antenna is placed in a first position (A) located inside the total dimensions of the housing (2) or close to the housing (2) and can be brought into a second position (B) that is, in essence, located at a distance from the housing (2). The antenna (4) comprises a support (8) which can move in relation to the housing (2) and which has a flat radiator structure (9). The antenna device (3) is in a transmission-ready and reception-ready state when located in each of the positions (A, B) of the antenna (4).

Description

Beschreibungdescription
Mobiles KommunikationsendgerätMobile communication terminal
Die Erfindung betrifft ein mobiles Kommunikationsendgerät mit einem Gehäuse und mit einer 7Antenneneinrichtung mit einer re¬ lativ zum Gehäuse beweglichen Antenne, welche von einer ersten Position, in der sich die Antenne im wesentlichen inner¬ halb der Gesamtabmessungen des Gehäuses oder an das Gehäuse angelegt befindet, in eine zweite Position verbringbar ist, in der die Antenne im wesentlichen vom Gehäuse absteht.The invention relates to a mobile communication terminal having a housing and having a 7Antenneneinrichtung with a re ¬ tively to the housing movable antenna which, from a first position in which the antenna half is substantially inner ¬ the overall dimensions of the housing or applied to the housing can be brought into a second position, in which the antenna essentially protrudes from the housing.
Ein derartiges Gerät ist beispielsweise aus der DE 197 47 581 AI bekannt. Das dort gezeigte Mobilfunkgerät weist eine ein- schiebbare oder einklappbare Antenne auf, wobei im eingeklappten Zustand keine Sprachdaten übertragen werden und im ausgeklappten Zustand Sprachdaten übertragen werden. Das heißt, im eingeklappten oder eingeschobenen Zustand der Antenne befindet sich das Gerät lediglich im Stand-by-Modus und ist in der Lage, einen Ruf zu empfangen. Erst im ausgeklappten Zustand der Antenne ist das Gerät voll sende- und empfangsbereit. Eine derartige einschiebbare oder einklappbare Antenne hat den Vorteil, daß das Gerät, wenn es gerade nicht zum Telefonieren verwendet wird, im eingefahrenen Zu- stand relativ klein ist und vom Benutzer auch in kleineren Taschen, beispielsweise in einer Anzugtasche, unauffällig mitgeführt werden kann.Such a device is known for example from DE 197 47 581 AI. The mobile radio device shown there has a retractable or retractable antenna, no voice data being transmitted in the folded state and voice data being transmitted in the unfolded state. This means that when the antenna is folded or pushed in, the device is only in stand-by mode and is able to receive a call. The device is only fully ready to send and receive when the antenna is unfolded. Such an insertable or retractable antenna has the advantage that the device, when it is not being used for telephoning, is relatively small when retracted and can also be carried inconspicuously by the user in smaller pockets, for example in a suit pocket.
Für einen unauffälligen Einsatz des Geräts, sollte das Gerät aber nicht nur im Stand-by-Betrieb, sondern auch im voll einsatzfähigen Zustand möglichst klein und unauffällig sein. Ein Ausklappen, Ausschwenken oder Ausziehen von Antennen entspricht daher in der Regel nicht dem Verbraucherwunsch.For an inconspicuous use of the device, the device should not only be as small and inconspicuous as possible, not only in stand-by mode, but also when fully operational. Folding out, swinging out or pulling out antennas therefore generally does not correspond to the consumer request.
Der Wunsch nach auch im Gebrauch immer kleineren und unauffälligeren Geräten, zieht zwangsläufig die Forderung nach immer noch kleineren Antennen mit sich. Eine Möglichkeit, An- tennen mit ausreichender Performance relativ unauffällig im Gehäuse des Geräts unterzubringen, besteht darin, eine Antenne mit einer abstrahlenden strukturierten Fläche zu verwen¬ den, beispielsweise sogenannte „Patch"1 -Antennen oder „PCB*- Antennen (Printed Circuit Board) . Unabhängig von der Qualität der Antenne an sich, besteht bei derartigen integrierten Antennen in Handgeräten immer das Problem, daß mit großer Wahrscheinlichkeit die Hand des Benutzers einen größeren Bereich der strahlenden Antennenfläche überdeckt und dadurch die Per- formance der Antenne vermindert. Darüber hinaus besteht das Problem, daß die Mobilfunkgeräte immer flacher konstruiert werden und somit der Abstand der strahlenden Geräteteile zum Kopf abnimmt. Damit verbunden nimmt selbstverständlich die Einstrahlung in den Kopf des Benutzers zu. Man ist hier be- reits an einer kritischen Grenze angelangt.The desire for devices that are ever smaller and less noticeable inevitably entails the demand for antennas that are still smaller. One way to antennas with sufficient performance relatively inconspicuous accommodate in the housing of the device is to USAGE an antenna having a radiating structured surface ¬, for example so-called "patch" 1 antennas or "PCB. * - antennas (Printed Circuit Board) Regardless of the Quality of the antenna itself, there is always the problem with such integrated antennas in handheld devices that it is very likely that the hand of the user will cover a larger area of the radiating antenna surface and thereby reduce the performance of the antenna Mobile devices are being constructed ever flatter and the distance between the radiating parts of the device and the head is decreasing, which means that the radiation into the user's head increases, of course, and a critical limit has already been reached.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu dem bekannten Stand der Technik zu schaffen, welche zum einen den Wünschen der Verbraucher nach auch im Gebrauch un- auffälligen kleinen Mobilfunkgeräten und andererseits den technischen Erfordernissen einer guten Performance der Antenne und einer somit möglichst großen Reichweite bei ausreichender Übertragungsqualität Rechnung trägt.It is the object of the present invention to provide an alternative to the known state of the art, which on the one hand meets the wishes of consumers for small mobile radio devices that are inconspicuous even in use, and on the other hand the technical requirements for good antenna performance and thus the greatest possible range with sufficient transmission quality.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antenne einen bezüglich des Gehäuses beweglichen Träger mit einer flächigen Strahlungsstruktur aufweist und die Antenneneinrichtung in jeder der Positionen der beweglichen Antenne in einem sende- und empfangsbereiten Zustand ist.This object is achieved according to the invention in that the antenna has a support with a flat radiation structure that is movable with respect to the housing and that the antenna device is in a state ready for transmission and reception in each of the positions of the movable antenna.
Das erfindungsgemäße Gerät bietet somit den Vorteil, daß es eine Antenneneinrichtung mit einer flachen Antenne aufweist, welche im Normalzustand an das Gehäuse des Geräts angeklappt oder eingeschoben ist. Das Gehäuse kann daher wunschgemäß trotz guter Antennenperformance relativ flach ausgestaltet sein. Da auch in der eingeschobenen bzw. eingeklappten Position die Antenne sende- und empfangsbereit ist, kann das Ge- rät im zusammengeklappten Zustand sehr unauffällig verwendet werden.The device according to the invention thus offers the advantage that it has an antenna device with a flat antenna, which in the normal state is folded or inserted into the housing of the device. The housing can therefore be designed to be relatively flat, as desired, despite good antenna performance. Since the antenna is ready to send and receive even in the inserted or retracted position, the advises to be used very inconspicuously when folded.
Insbesondere bei den Orten, an denen es wünschenswert ist, ein relativ unauffälliges Mobilfunkgerät zu verwenden, d. h. an belebteren Orten, im Büro etc., handelt es sich in der Regel um Standorte, an denen aufgrund eines gut ausgebauten Netzes ohnehin bessere Empfangsmöglichkeiten bestehen. Die Überdeckung der Antenne durch die Hand des Benutzers ist da- her in diesen Bereichen nicht so kritisch.Especially in the places where it is desirable to use a relatively inconspicuous mobile device, i. H. in busier places, in the office etc., these are usually locations where there is better reception anyway thanks to a well-developed network. The coverage of the antenna by the user's hand is therefore not so critical in these areas.
Sobald sich der Benutzer in einem Gebiet aufhält, in dem die Empfangsbedingungen nicht so gut sind, kann er die Antenne ausklappen, ausziehen bzw. ausfahren oder ausschwenken und somit die Performance der Antenneneinrichtung verbessern. Im ausgeklappten Zustand wird die Antenne zum einen nicht mehr von der Hand bedeckt, d.h. das Antennenverhalten ist im Freifeld verbessert. Zudem kann die Antenne in die zweite Position so abgeklappt werden, daß sie auch bei flacheren Geräten sich weiter vom Kopf entfernt befindet. Bei gleicher Sendeleistung liegt daher ein verminderter SAR-Wert (Specific Absorption Rate) vor. Das heißt, die Einstrahlung in den Kopf des Benutzers ist vermindert. Im Prinzip könnte dann, um die gleichen Grenzwerte einzuhalten, die Sendeleistung erhöht werden, was wiederum zu einer größeren Reichweite und Verbesserung der Verbindungsqualität beiträgt. Umgekehrt besteht natürlich auch die Möglichkeit, wenn beispielsweise die Empfangsbedingungen gut sind, die Antenne trotzdem in die Position mit dem verbesserten Antennenverhalten zu bringen und die Sendeleistung entsprechend zu verringern. D. h. es könnte dann zum einen Leistung eingespart werden, was zu einer längeren Akkustandzeit führt und zum anderen gleich-zeitig der SAR-Wert noch weiter vermindert werden.As soon as the user is in an area in which the reception conditions are not so good, he can fold out, extend or extend or swing out the antenna and thus improve the performance of the antenna device. On the one hand, when the antenna is unfolded, it is no longer covered by the hand, i.e. the antenna behavior is improved in the free field. In addition, the antenna can be folded down into the second position so that it is further away from the head even with flatter devices. With the same transmission power, there is therefore a reduced SAR (Specific Absorption Rate). This means that the radiation into the user's head is reduced. In principle, the transmission power could then be increased in order to maintain the same limit values, which in turn contributes to a greater range and improved connection quality. Conversely, it is of course also possible, if, for example, the reception conditions are good, to bring the antenna into the position with the improved antenna behavior and to reduce the transmission power accordingly. That is, on the one hand, power could be saved, which leads to a longer battery life and, on the other hand, the SAR value could be further reduced at the same time.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Antenne nicht nur in zwei verschiedene Zustände, sondern in mehrere Zustände verbracht werden kann, in denen die Antenne jeweils ein anderes Verhalten zeigt.Of course, there is also the possibility that the antenna not only in two different states, but in several states can be spent, in which the antenna shows a different behavior.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die bewegliche An- tenne selbst so ausgeführt, daß sie in jeder der Positionen in einem sende- und empfangsbereiten Zustand ist.In a preferred embodiment, the movable antenna itself is designed such that it is in a ready-to-transmit and receive state in each of the positions.
Besonders bevorzugt ist die bewegliche Antenne dazu so aufgebaut, daß der bewegliche Träger mit der Strahlungsstruktur eine Massestruktur aufweist, die folglich mitbewegt wird und daher in jeder Position der Antenne bezüglich der Strahlungsstruktur feststeht. Eine solche Antenne mit einer bezüglich der Strahlungsstruktur festen, mit ausklappbaren Masse hat den Vorteil, daß die Antenne in jeder der Positionen eine sehr ähnliche Antennen-Performance aufweist. Der entscheidende Unterschied der Antenne im eingeklappten und ausgeklappten Zustand besteht im wesentlichen dann nur darin, daß die Antenne im eingeklappten Zustand durch die Hand des Benutzers abgeschirmt oder zumindest verstimmt wird.For this purpose, the movable antenna is particularly preferably constructed in such a way that the movable carrier with the radiation structure has a mass structure which is consequently also moved and is therefore fixed in any position of the antenna with respect to the radiation structure. Such an antenna with a fixed, fold-out mass with respect to the radiation structure has the advantage that the antenna has a very similar antenna performance in each of the positions. The decisive difference of the antenna in the folded and unfolded state essentially consists only in the fact that the antenna is shielded or at least detuned by the hand of the user in the folded state.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, daß die Antenneneinrichtung eine zweite Antenne, quasi als Hilfsantenne, aufweist, die zumindest dann sende- und empfangsbereit ist, wenn die bewegliche Antenne sich in einer Position befindet, in der sie nicht sende- und empfangsbereit ist. Diese Ausführungsform mit einer Kombination aus einer fest im Gerät integrierten Antenne und einer verstellbaren Antenne ist dann nötig bzw. sinnvoll, wenn die verwendete Struktur der beweglichen Antenne aufgrund ihrer physikalischen bzw. konstrukti- ven Art nur im ausgefahrenen Zustand funktionieren kann bzw. soll .Alternatively, there is also the possibility that the antenna device has a second antenna, quasi as an auxiliary antenna, which is ready to transmit and receive at least when the movable antenna is in a position in which it is not ready to transmit and receive. This embodiment with a combination of an antenna permanently integrated in the device and an adjustable antenna is necessary or useful if the structure of the movable antenna used can or should only work in the extended state due to its physical or constructive nature.
Die Grundprinzipien der verwendeten Antennen sind jeweils beliebig und können jeweils an die gestellten Anforderungen, beispielsweise die gewünschte Strahlungscharakteristik, die Bandbreite, die Einstrahlung in den Kopf, angepaßt werden. Denkbar ist z. B. die Kombination einer herkömmlichen, sehr kleinen Stummelantenne, z. B. eine fixed helix-Antenne, mit einer solchen beweglichen Antenne zu kombinieren.The basic principles of the antennas used are arbitrary and can be adapted to the requirements, for example the desired radiation characteristic, the bandwidth, the radiation into the head. It is conceivable, for. B. the combination of a conventional, very small stub antenna, e.g. B. a fixed helix antenna to combine with such a movable antenna.
Bei Verwendung von mehreren Antennen kann es z. B. auch mög- lieh sein, daß nicht nur eins der strahlenden Elemente aktiv ist, sondern gleichzeitig mehrere. So kann beispielsweise im eingefahrenen Zustand nur die fest integrierte "Hilfs"- Antenne aktiv sein, während im ausgefahrenen Zustand beide Antennen gleichzeitig aktiv sind. Dabei können die Anten- neneigenschaften der fest integrierten Antenne von der momentanen Position der beweglichen Antenne abhängen. Beispielsweise kann die Leistung beider Antennen wie beim sogenannten "Diversity-Verfahren" durch phasenmäßig günstige Addition der Strahlungsleistung so kombiniert werden, daß die Performance der gesamten Antenneneinrichtung höher liegt, als die Performance der jeweiligen Einzelantennen.When using multiple antennas, it can e.g. B. also possible that not only one of the radiating elements is active, but several at the same time. For example, only the permanently integrated "auxiliary" antenna can be active in the retracted state, while both antennas are active at the same time in the extended state. The antenna properties of the permanently integrated antenna can depend on the current position of the movable antenna. For example, the power of both antennas can be combined, as in the so-called "diversity method", by adding the radiation power at favorable phases so that the performance of the entire antenna device is higher than the performance of the respective individual antennas.
Die bewegliche Antenne kann im Prinzip eine beliebige Strahlungsstruktur aufweisen. Sie kann beispielsweise auch aus mehreren einzelnen Strahlungsstrukturen bestehen, die entweder unabhängig voneinander sind oder auf irgendeine Weise, z. B. auch nur zum Teil, miteinander verkoppelt sind. Ebenso können auch die verschiedenen Antennen beliebig miteinander verkoppelt sein. Die Verkopplung kann jeweils durch entspre- chende Vernetzung über Impedanzen erfolgen oder auch bei verschiedenen Strahlungsstrukturen durch eine kapazitive und/oder induktive Kopplung bzw. Strahlungskopplung. Alle Antennen und Strukturen können je nach Bedarf als Single-Bandoder auch als Multiband-Antennen ausgeführt sein.In principle, the movable antenna can have any radiation structure. For example, it can also consist of several individual radiation structures, which are either independent of one another or in some way, e.g. B. are only partially coupled together. Likewise, the various antennas can also be coupled with one another as desired. The coupling can take place in each case by appropriate networking via impedances or, in the case of different radiation structures, by a capacitive and / or inductive coupling or radiation coupling. All antennas and structures can be designed as single-band or as multi-band antennas as required.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Sämtliche in den einzelnen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale können nicht nur in den jeweiligen Kombinationen, sondern auch in Allein- Stellung oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es stellen dar: Figur 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer ausklappbaren flachen Antenne;The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. All of the features mentioned in the individual exemplary embodiments can be essential to the invention not only in the respective combinations, but also in isolation or in other combinations. They represent: Figure 1 is a schematic representation of the basic principle of a fold-out flat antenna;
Figur 2 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer ausklappbaren Antenne mit einem dickeren Träger mit einer zusätzlichen Massefläche;Figure 2 is a schematic representation of the basic principle of a fold-out antenna with a thicker support with an additional ground plane;
Figur 3 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer ausschiebbaren flachen Antenne;Figure 3 is a schematic representation of the basic principle of an extendable flat antenna;
Figur 4 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer ausschiebbaren Antenne mit dickerem Träger mit einer zusätzlichen Massefläche;Figure 4 is a schematic representation of the basic principle of a telescopic antenna with a thicker support with an additional ground surface;
Figur 5 eine schematische Darstellung einer schmalen ausklappbaren Antenne;FIG. 5 shows a schematic illustration of a narrow, fold-out antenna;
Figur 6 eine schematische Darstellung einer schmalen ausschiebbaren Antenne;Figure 6 is a schematic representation of a narrow extendable antenna;
Figur 7 eine sche atische Darstellung einer schmalen ausdrehbaren Antenne;FIG. 7 shows a schematic representation of a narrow antenna which can be rotated out;
Figur 8 einen schematischen Querschnitt durch eine ausschieb- bare Antenne gemäß Figur 4 mit zusätzlicher Massefläche;FIG. 8 shows a schematic cross section through an extendable antenna according to FIG. 4 with an additional ground plane;
Figur 9 einen schematischen Schnitt wie in Figur 8, jedoch ohne Massefläche;FIG. 9 shows a schematic section as in FIG. 8, but without a ground plane;
Figur 10 eine schematische Darstellung der Kombination einer fest integrierten Antenne mit einer ausschiebbaren schmalen Antenne;FIG. 10 shows a schematic illustration of the combination of a permanently integrated antenna with an extendable, narrow antenna;
Figur 11 eine schematische Darstellung einer Kombination ei- ner fest integrierten Antenne mit einer breiten ausschiebbaren Antenne; Figur 12 eine schematische Darstellung einer ausschiebbaren Antenne mit mehreren Strahlungsstrukturen auf einem Trager;FIG. 11 shows a schematic illustration of a combination of a permanently integrated antenna with a wide, extendable antenna; FIG. 12 shows a schematic illustration of an extendable antenna with a plurality of radiation structures on a carrier;
Figur 13 eine schematische Darstellung einer Kombination eh- rerer fest integrierter Antennen mit mehreren ausfahrbaren Antennen.FIG. 13 shows a schematic illustration of a combination of several permanently integrated antennas with several extendable antennas.
Alle m den Figuren dargestellten erfmdungsgemaßen mobilen Kommunikationsendgerate 1 weisen jeweils ein Gehäuse 2 auf, m welchem sich eine Antenneneinrichtung 3 befindet. Diese Antenneneinrichtung 3 besteht m den Ausfuhrungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 12 entweder aus einer oder zwei Antennen-Systemen 4, 5.All of the mobile communication terminals 1 according to the invention shown in the figures each have a housing 2, in which there is an antenna device 3. In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 12, this antenna device 3 consists either of one or two antenna systems 4, 5.
Eine der Antennen 4, 5 bzw. die einzelne Antenne 4 ist jeweils von einer ersten Position A, m der sich die Antenne 4 im wesentlichen innerhalb der Gesamtabmessungen des Gehäuses 2 oder an das Gehäuse 2 angelegt befindet, m eine zweite Position B verbringbar, m der die Antenne 4 im wesentlichen vom Gehäuse 2 absteht. Diese bewegliche, d. h. ausklappbare, ausziehbare bzw. ausfahrbare oder ausdrehbare Antenne 4 weist jeweils einen bezüglich des Gehäuses 2 beweglichen Trager 8 mit einer flachigen Strahlungsstruktur 9 auf. Die Antenneneinrichtung 3 ist insgesamt so ausgelegt, daß m jeder der Positionen A, B der beweglichen Antenne 4 die Antenneneinrichtung 3 bzw. das Gerat 1 m einem voll sende- und empfangsbereiten Zustand ist.One of the antennas 4, 5 or the individual antenna 4 can in each case be brought from a first position A, m the antenna 4 is located essentially within the overall dimensions of the housing 2 or to the housing 2, m a second position B, m which essentially projects the antenna 4 from the housing 2. This mobile, i.e. H. fold-out, extendable or extendable or unscrewable antenna 4 each has a support 8 movable with respect to the housing 2 with a flat radiation structure 9. The antenna device 3 is designed overall so that m each of the positions A, B of the movable antenna 4, the antenna device 3 or the device 1 m is a fully ready-to-send and receive state.
Figur 1 zeigt das Grundprinzip einer einfachen ausklappbaren, sehr flachen Antenne 4. Diese Antenne 4 besteht im wesentlichen aus einer elektrisch leitenden Strahlungsstruktur 9 auf einem flachen Trager 8. Die Strahlungsstruktur 9 kann m ihrer Form und Große nahezu beliebig ausgeführt sein und ist smnvollerweise an die Sende- und Empfangsvorgaben, bei- spielsweise die gewünschte Mittenfrequenz, Bandbreite oder Richtcharakteristik angepaßt. Selbstverständlich können die Strahlungsstruktur 9 und die Große und Form des Tragers 8
Figure imgf000010_0001
FIG. 1 shows the basic principle of a simple, very flat antenna 4 which can be folded out. This antenna 4 essentially consists of an electrically conductive radiation structure 9 on a flat carrier 8. The radiation structure 9 can be of almost any shape and size and is convenient to the Transmission and reception specifications, for example the desired center frequency, bandwidth or directional characteristic are adapted. Of course, the radiation structure 9 and the size and shape of the carrier 8
Figure imgf000010_0001
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1 00 CΛ Φ 1 1 1 00 CΛ Φ 1 1
ob sich die Antenne 4 m der Position A oder m der Position B befindet.whether the antenna is 4 m in position A or m in position B.
Bei allen bisher dargestellten Geraten 1 ist die bewegliche Antenne 4 jeweils an einer m der Gebrauchsstellung des mobilen Telekommunikationsgerats am Kopf des Benutzers oberen, vom Kopf abgewandten Seite des Gehäuses 2 angeordnet. Das heißt, die Strahlungsstruktur 9 der Antenne 4 st im eingeschobenen Zustand durch eine sich auf einer Platine 20 be- fmdliche Masseflache 19 vom Kopf des Benutzers, dessen Ohr m der Regel am Lautsprecher 18 des Mobiltelefons 1 liegt, abgeschirmt. Selbstverständlich kann die Antenne 4 aber auch an jeder anderen beliebigen Stelle am Gehäuse, beispielsweise unten, angeordnet sein.In all devices 1 shown so far, the movable antenna 4 is in each case arranged on an upper side of the housing 2 facing away from the head of the user of the mobile telecommunications device on the head of the user. This means that the radiation structure 9 of the antenna 4 is shielded from the head of the user, the ear of which is usually located on the loudspeaker 18 of the mobile telephone 1, in the inserted state by a ground surface 19 located on a circuit board 20. Of course, the antenna 4 can also be arranged at any other desired location on the housing, for example below.
Innerhalb des Gehäuses 2 befindet sich eine Koppeleinrichtung 12, welche dafür sorgt, daß die Strahlungsstruktur 9 m der gewünschten Position A, B mit einer Sende-/Empfangsemrichtung (nicht dargestellt) des Mobiltelefons 1 gekoppelt ist und die empfangenen Signale an die Sende-/Empfangsemrichtung weiterleitet bzw. von der Sende-/Empfangsemrichtung kommende Signale abstrahlt.Within the housing 2 there is a coupling device 12, which ensures that the radiation structure 9 m of the desired position A, B is coupled to a transmission / reception device (not shown) of the mobile telephone 1 and the received signals to the transmission / reception device forwards or emits signals coming from the transmitting / receiving device.
Figur 10 zeigt eine Kombination einer schmalen ausschiebbaren Antenne mit einer kleinen integrierten Antenne 5. Beide Antennen sind über eine gemeinsame Koppelemrichtung 12 mit der Sende-/Empfangsemrichtung verbunden. Figur 11 zeigt ein hierzu alternatives Ausfuhrungsbeispiel mit einer breiten ausschiebbaren Antenne.FIG. 10 shows a combination of a narrow telescopic antenna with a small integrated antenna 5. Both antennas are connected to the transmitting / receiving device via a common coupling device 12. FIG. 11 shows an alternative exemplary embodiment with a wide extendable antenna.
Bei der Verwendung von mehreren Antennen 4, 5 kann die Kopp- lungsemπchtung 12 auch als Umschalteinrichtung verwendet werden, so daß e nach Position A, B der beweglichen Antenne 4 entweder nur die bewegliche Antenne 4 oder die integrierte Antenne 5 oder beide Antennen 4, 5 mit der Sende-When using a plurality of antennas 4, 5, the coupling device 12 can also be used as a switching device, so that according to position A, B of the movable antenna 4, either only the movable antenna 4 or the integrated antenna 5 or both antennas 4, 5 with the broadcast
/Empfangsemheit verbunden sind. Selbstverständlich können anstelle einer kombinierten Koppel- und Umschalteinrichtung auch getrennte Koppelemrichtungen und Umschalteinrichtungen verwendet werden. Die Koppel- bzw. Umschalteinrichtungen kön¬ nen hierbei vorzugsweise m die jeweilige mechanische Halte- rung für die bewegliche Antenne integriert sein, so daß auf einfache Weise ein guter Kontakt der Abstrahlungsflache zur Sende-/Empfangsemheit möglich ist./ Reception unit are connected. Of course, instead of a combined coupling and switching device separate coupling devices and switching devices can also be used. The coupling or switching means Kgs ¬ NEN here preferably m the respective mechanical holding tion for the moveable antenna may be integrated, so that a good contact of the radiating surface to the transmitting / Empfangsemheit is possible in a simple manner.
Figur 12 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel mit einer ausschiebbaren Antenne 4 mit zwei unabhängigen Strahlungsstrukturen 9, 10 die untereinander über Koppelemrichtungen 12, 13 verkoppelt sind. Im eingeschobenen Zustand ist über die Koppelem- πchtung 13, welche beispielsweise im einfachsten Fall aus zwei untereinander verbundenen, an den Strukturen 9, 10, jeweils anliegenden Kontakten und gegebenenfalls Elementen zur Anpassung der Impedanzen besteht, die Strahlungsstruktur 9 mit der Strahlungsstruktur 10 verbunden. Sie bilden somit eine gemeinsame Struktur. Diese zusammenhangende Kombination aus zwei Strukturen 9, 10 ist über die Koppeleinrichtung 12 über die Struktur 9 mit der Sende-/Empfangsemheit verbunden.FIG. 12 shows an exemplary embodiment with an extendable antenna 4 with two independent radiation structures 9, 10 which are coupled to one another via coupling devices 12, 13. In the inserted state, the radiation structure 9 is connected to the radiation structure 10 via the coupling 13, which in the simplest case consists, for example, of two interconnected contacts, which are in each case attached to the structures 9, 10, and possibly elements for matching the impedances. They therefore form a common structure. This interrelated combination of two structures 9, 10 is connected to the transmitting / receiving unit via the coupling device 12 via the structure 9.
Im ausgeschobenen Zustand kontaktiert nur die Strahlungs- struktur 10 die Koppeleinrichtung 12. Da die Koppelemπch- tung 13 beim Ausschieben der Antenne 4 ortsfest im Gehäuse 2 verbleibt, findet eine Kopplung zwischen der Strahlungs- Struktur 9 und der Strahlungsstruktur 10 nur auf kapazitivem bzw. induktivem Wege statt. Die Antenneneigenschaften sind also im ausgezogenen und eingeschobenen Zustand unterschiedlich.In the extended state, only the radiation structure 10 contacts the coupling device 12. Since the coupling device 13 remains stationary in the housing 2 when the antenna 4 is pushed out, a coupling between the radiation structure 9 and the radiation structure 10 takes place only on a capacitive or inductive basis Paths instead. The antenna properties are therefore different when extended and inserted.
Selbstverständlich ist es auch möglich, auf die optionaleOf course it is also possible to use the optional
Koppeleinrichtung 13 zu verzichten, so daß im eingeschobenen Zustand nur die Strahlungsstruktur 9 mit der Koppele - πchtung 12 kontaktiert ist, und im ausgeschobenen Zustand nur die Strahlungsstruktur 10. Eine Uberkopplung der jeweils anderen Struktur 9, 10 findet dann m beiden Positionen A, B nur über einen kapazitiven bzw. induktiven Weg statt. Anstelle der m den Figuren dargestellten Strahlungsstrukturen 9, 10 bzw. Massenstrukturen 11, welche sich planar auf der Oberflache des Tragers 8 befinden, ist es selbstverständlich auch möglich, daß die Strahlungsstrukturen 9, 10 oder Massestrukturen 11 beliebig im Volumen des Tragers 8 verlaufen. Im Prinzip ist es sogar denkbar, daß bestimmte Leitungszuge das Volumen des Tragers 8 verlassen oder darüber hinaus abstehen.To omit the coupling device 13, so that only the radiation structure 9 is in contact with the coupling 12 in the inserted state, and only the radiation structure 10 in the extended state. The other structures 9, 10 are then only coupled in both positions A, B via a capacitive or inductive path instead. Instead of the radiation structures 9, 10 or mass structures 11 shown in the figures, which are located planar on the surface of the carrier 8, it is of course also possible for the radiation structures 9, 10 or mass structures 11 to run arbitrarily in the volume of the carrier 8. In principle, it is even conceivable that certain cable runs leave the volume of the support 8 or protrude beyond it.
Figur 13 zeigt eine Kombination von einer fest im Gehäuse integrierten Antenne 5, einer fest angebrachten Stummelantenne 6 sowie zwei beweglichen Antennen 4, 7. Die Kombination von solchen beliebig viel fest ms Gerat integrierten Antennen mit einer beliebigen Anzahl von ausfahrbaren bzw. ausklappba- ren Antennen kann sinnvoll sein, um z . B. verschiedene Frequenzbereiche bedienen zu können oder um das genannte Anten- nen-Diversity zu ermöglichen, bei der durch Zusammenwirkung zweier oder mehrerer gleichzeitig betriebener Antennen die Performance erhöht wird. Die Antennen brauchen hierbei nicht unmittelbar nebeneinander, sondern können auch an entfernteren Stellen am Gerat angeordnet sein.FIG. 13 shows a combination of an antenna 5 permanently integrated in the housing, a fixed stub antenna 6 and two movable antennas 4, 7. The combination of any number of antennas permanently integrated with any number of extendable or foldable antennas can be useful to z. B. to be able to operate different frequency ranges or to enable the antenna diversity mentioned, in which the performance is increased by the interaction of two or more antennas operated simultaneously. The antennas do not need to be directly next to each other, but can also be located at more distant locations on the device.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Mobiltelefone beschrankt, sondern kann auch bei allen anderen mobilen Kom- munikationsendgeraten, beispielsweise Pagern, Palmtops oder Organizern mit entsprechendem Anschluß an ein Funknetz, bei denen möglichst kleine Abmessungen erwünscht sind, genutzt werden. Of course, the invention is not limited to mobile telephones, but can also be used with all other mobile communication terminals, for example pagers, palmtops or organizers with a corresponding connection to a radio network in which the smallest possible dimensions are desired.

Claims

Patentansprüche claims
1. Mobiles Kommunikationsendgerät (1) mit einem Gehäuse (2) und mit einer Antenneneinrichtung (3) mit einer relativ zum Gehäuse (2) beweglichen Antenne (4), welche von einer ersten Position (A) , in der sich die Antenne (4) im wesentlichen in¬ nerhalb der Gesamtabmessungen des Gehäuses (2) oder an das Gehäuse (2) angelegt befindet, in eine zweite Position (B) verbringbar ist, in der die Antenne (4) im wesentlichen vom Gehäuse (2) absteht, dadurch gekennzeichnet, daß die1. Mobile communication terminal (1) with a housing (2) and with an antenna device (3) with an antenna (4) which is movable relative to the housing (2) and which extends from a first position (A) in which the antenna (4 ) applied substantially in ¬ nerhalb the overall dimensions of the housing (2) or on the housing (2), located is brought into a second position (B), in which the antenna (4) extending substantially from the housing (2), characterized characterized that the
Antenne (4) einen bezüglich des Gehäuses (2) beweglichen Träger (8) mit einer flächigen Strahlungsstruktur (9) aufweist und die Antenneneinrichtung (3) in jeder der Positionen (A, B) der beweglichen Antenne (4) in einem sende- und empfangs- bereiten Zustand ist.Antenna (4) has a support (8) movable with respect to the housing (2) with a flat radiation structure (9) and the antenna device (3) in each of the positions (A, B) of the movable antenna (4) in a transmitting and is ready to receive.
2. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Antenne (4) selber in jeder der Positionen (A, B) in einem sende- und empfangsbe- reiten Zustand ist.2. Communication terminal according to claim 1, characterized in that the movable antenna (4) itself in each of the positions (A, B) is in a state ready for transmission and reception.
3. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung (3) eine zweite Antenne (5) aufweist, die zumindest dann sende- und empfangs- bereit ist, wenn die bewegliche Antenne (4) sich in einer Position befindet, in der sie nicht sende- und empfangsbereit ist.3. Communication terminal according to claim 1, characterized in that the antenna device (3) has a second antenna (5) which is ready to transmit and receive at least when the movable antenna (4) is in a position in which it is not ready to send and receive.
4. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet, daß in der ersten Position (A) der beweglichen Antenne (4) nur die zweite Antenne (5) sende- und emp- fangsbereit ist und in der zweiten Position (B) der beweglichen Antenne beide Antennen sende- und empfangsbereit sind.4. Communication terminal according to claim 3, characterized in that in the first position (A) of the movable antenna (4) only the second antenna (5) is ready to transmit and receive and in the second position (B) the movable Antenna both antennas are ready to send and receive.
5. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungseigenschaften der zweiten Antenne (5) m Abhängigkeit von der Position der beweglichen Antenne (4) verändert werden.5. Communication terminal according to claim 3 or 4, characterized in that the radiation properties of the second antenna (5) can be changed as a function of the position of the movable antenna (4).
6. Kommunikationsendgerät nach einem der vorstehenden Anspru- ehe, dadurch gekennzeic net, daß die bewegliche Antenne (4) m jeder der Positionen (A, B) eine unterschiedliche Richtcharakteristik aufweist.6. Communication terminal according to one of the preceding claims, characterized in that the movable antenna (4) m of each of the positions (A, B) has a different directional characteristic.
7. Kommunikationsendgerät nach einem der vorstehenden Anspru- ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Antenne (4) an einer der Gebrauchsstellung des mobilen Telekom- munikationsgerats (1) am Kopf des Benutzers oberen, vom Kopf abgewandten Seite des Gehäuses (2) angeordnet ist.7. Communication terminal according to one of the preceding claims, characterized in that the movable antenna (4) is arranged on one of the use positions of the mobile telecommunications device (1) on the head of the user, upper side of the housing (2) facing away from the head ,
8. Kommunikationsendgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Trager (8) zusätzlich zur Strahlungsstruktur (9) eine Massestruktur (11) aufweist.8. Communication terminal according to one of the preceding claims, characterized in that the movable carrier (8) in addition to the radiation structure (9) has a mass structure (11).
9. Kommunikationsendgerät nach einem der vorstehenden Anspr che, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Trager (8) mehrere separate Strahlungsstrukturen (9, 10) aufweist.9. Communication terminal according to one of the preceding claims, characterized in that the movable carrier (8) has a plurality of separate radiation structures (9, 10).
10. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 9, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Strahlungsstrukturen (9, 10) zumindest teilweise miteinander gekoppelt sind.10. Communication terminal according to claim 9, characterized in that the radiation structures (9, 10) are at least partially coupled to one another.
11. Kommunikationsendgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Antennen (4, 5, 6, 7) und/oder die verschiedenen Strahlungsstrukturen (9, 10) für unterschiedliche Resonanzfrequenzen ausgelegt sind.11. Communication terminal according to one of the preceding claims, characterized in that the different antennas (4, 5, 6, 7) and / or the different radiation structures (9, 10) are designed for different resonance frequencies.
12. Kommunikationsendgerät nach einem der vorstehenden An- spruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung (3) über eine Koppeleinrichtung (12) mit einem Sen- de-/Empfangsteιl verbunden ist. 12. Communication terminal according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna device (3) is connected via a coupling device (12) to a transmitting / receiving part.
13. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung (12) eine Umschaltung zwischen verschiedenen Antennen der Antennenein- riehtung (3) und/oder Strahlungsstrukturen (9, 10) einer Antenne (4) und/oder Impedanzwandlern ermöglicht.13. Communication terminal according to claim 12, characterized in that the coupling device (12) enables switching between different antennas of the antenna device (3) and / or radiation structures (9, 10) of an antenna (4) and / or impedance converters.
14. Kommunikationsendgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung (12) und/oder eine separate Umschalteinrichtung zumindest teilweise in eine mechanische Halterung (15) für die bewegliche Antenne (4) integriert ist. 14. Communication terminal according to claim 12 or 13, characterized in that the coupling device (12) and / or a separate switching device is at least partially integrated in a mechanical holder (15) for the movable antenna (4).
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