WO2002039601A2 - Method for producing a radio unit and radio unit - Google Patents

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WO2002039601A2
WO2002039601A2 PCT/EP2001/012625 EP0112625W WO0239601A2 WO 2002039601 A2 WO2002039601 A2 WO 2002039601A2 EP 0112625 W EP0112625 W EP 0112625W WO 0239601 A2 WO0239601 A2 WO 0239601A2
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radio unit
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Matthias Geissler
Martin Boettcher
Andreas Winkelmann
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Imst Gmbh
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    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827Portable transceivers
    • H04B1/3833Hand-held transceivers
    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
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    • 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
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means

Definitions

  • the subject matter of the invention relates to a method for producing a radio unit and to a radio unit.
  • Radio units such as cell phones, increasingly have antennas that are integrated in a small space in a plastic housing.
  • a typical installation location for such integrated antennas is the back of the device board.
  • planar antennas are advantageous because they require little space.
  • An antenna has at least one supply connection which is electrically connected to the transmitter and / or receiver part.
  • the input impedance can be determined by the position of the feed point on the antenna.
  • the antenna In a so-called ⁇ / 2 radiator, the antenna must be designed in such a way that the resonant length corresponds approximately to half the wavelength at the desired operating frequency.
  • the antenna is additionally connected to the electrical ground of the transmitter and / or receiver part in the so-called ⁇ / 4 radiator.
  • the antenna assumes a defined position relative to the device board after installation.
  • a defined position has so far either been realized using additional plastic support elements or the antenna itself has been removed a metallized plastic or ceramic block, which was applied to the device board.
  • the input sensitivity of the circuit is measured, which is done by feeding a signal at the input of the RF circuit and reducing the level until the bit error rate at the output of the RF circuit reaches a certain limit.
  • Automatic production in which the HF circuit is equipped with an antenna before the test measurement, has not been possible until now. For this reason, the antenna is usually only assembled during production after the RF circuit has been completely measured. A separate manufacturing process is required, in which the antenna (often by hand) is soldered or plugged in.
  • the object of the present invention is to specify a method with which a radio unit with an antenna and a transmitter and / or receiver part can be produced without additional means for interrupting the electrical connection between the antenna and the transmitter and / Receiver part or supporting elements of the antenna are necessary.
  • Another one The aim of the invention is to provide a radio unit which is manufactured using the above-mentioned driving method.
  • an antenna in particular a planar antenna, is first connected electrically and mechanically to a transmitter and / or receiver part, preferably to its printed circuit board, and the impedance of the antenna in one for the Transmitting and / or receiving radio signals relevant frequency range temporarily compensated.
  • the transmitter and / or receiver part is then tested, in particular its limit sensitivity being determined.
  • the advantage of this method is that the antenna is both mechanically fixed and electrically connected to the transmitter and / or receiver part, so that the step of retrofitting the antenna and / or the use of an additional component such as a switch is unnecessary ,
  • the retroactive influence of the antenna on the HF circuit is avoided by compensating for the impedance of the antenna and the test measurement of the HF circuit can be carried out after the antenna and transmitter and / or receiver part have been assembled.
  • the antenna and at least one support element carrying the antenna are made from one part.
  • the antenna and the support element are preferably produced from a sheet metal by a stamping / bending process.
  • the antenna is connected to the electrical ground of the transmitter and / or receiver part at at least one contact point.
  • the advantage of such a ⁇ / 4 radiator over the ⁇ / 2 radiator is that the antenna requires less space.
  • the impedance of the antenna is compensated for by connecting the antenna to the electrical ground of the transmitter and / or receiver part at at least one contact point.
  • This can be done by simple electrical bridging by means of a short-circuit device, for which contact points are suitably provided on the antenna and on the transmitter and / or receiver part.
  • the short circuit essentially has two functions: on the one hand it detunes the resonance frequency of the antenna so that no more interference radiation is received, and on the other hand - from an electrical point of view - it generates an open circuit at the antenna feed contact.
  • this short circuit can be realized by a suitable device, in which resilient pins contact special receiving holes on the antenna and device board. The correct position of the short circuit on the antenna can be determined by test measurement of the input impedance.
  • the impedance of the antenna is compensated by bringing at least one compensation antenna in the vicinity of the antenna, and the compensation antenna is electrically contacted with the transmitter and / or receiver part and / or the antenna such that the electromagnetic field of the Compensation antenna is canceled by the electromagnetic field of the antenna.
  • the transmission or reception of signals from the antenna is avoided by the compensation antenna, since cancel the effect of the antenna and the compensation antenna with opposite polarity.
  • the impedance of the antenna is compensated by making electrical contact with the transmitter and / or receiver part and / or the antenna with a compensator circuit, the frequency-dependent impedance of the compensator circuit being opposite to the frequency-dependent impedance of the antenna.
  • the behavior of the antenna is thus simulated by an electrical circuit. So that interference radiation from outside does not influence the sensitivity measurement, it is proposed that the measurement be carried out in an electromagnetic shielded room (Faraday cage) when using a compensator circuit.
  • a radio unit according to the invention in particular manufactured according to the method according to the invention, comprises a transmitter and / or receiver part and an antenna, in particular a planar antenna, the antenna and at least one support element being made from one piece and the support element providing an electrical connection and / or represents a mechanically stable connection with the transmitting and / or receiving part. It is advantageous here that the support element and the antenna consist of one piece, so that there are no further components which ensure a mechanical or electrical connection of the antenna to the transmitting and / or receiving part.
  • the antenna is soldered directly to the transmitter and / or receiver part. Soldering avoids contact resistances, such as those that can result from corrosion or contamination of the contact surfaces in a switch.
  • the transmitter and / or receiver part is applied to a printed circuit board.
  • the printed circuit board and antenna thus form a compact, mechanically strong and robust module that has optimal electrical and radiative properties.
  • the transmitter and / or receiver part or the antenna are provided with contact points which are used for external electrical contacting, for example with the short-circuit device, the compensator circuit, the compensation antenna or the test device.
  • the radio unit is characterized in an advantageous manner in that the transmitter and / or receiver part can be equipped with an antenna automatically in a processing operation with other components, so that the subsequent assembly after the test measurement of the transmitter and / or receiver part is omitted and Costs can be saved.
  • the radio unit has the advantage that the antenna and its at least one support element are made in one piece, so that the manufacturing process is simplified here too.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a planar antenna mounted on a printed circuit board together with a short-circuiting device
  • FIG. 2 shows a planar antenna, in the vicinity of which a compensation antenna is brought;
  • 3 shows a planar antenna with a transmitter and / or receiver part or a compensator circuit;
  • Fig. 4 is a planar antenna which is provided with an additional electrical ground connection.
  • Figure 1 shows a planar antenna 2, which is soldered onto a printed circuit board 6 with its support elements 3.
  • the support elements 3 keep the antenna 2 at a defined distance from the printed circuit board 6 or the transmitter and / or receiver part 1.
  • the feed connection 12 coming from the transmitter and / or receiver part 1 is contacted with the antenna 2 via an electrically conductive support element 3.
  • the antenna 2 is electrically connected to the electrical ground 11 on the printed circuit board 6 by means of the short-circuiting device 7.
  • resilient pins and receiving bores are advantageous for assured reproducibility.
  • flat contact points 4 made of corrosion-resistant material are proposed
  • FIG. 2 shows schematically the antenna 2 and a compensation antenna 8, which are connected in opposite directions to the transmitter and / or receiver part 1, so that the radiation emitted by the antenna 2 can be immediately absorbed by the compensation antenna 8 and is electrically short-circuited. It is important here that the antennas 2, 8 are close together, the distance between the two antennas 2, 8 being smaller than the wavelength of the emitted electromagnetic radiation. It would also be conceivable to mount the feed connections 12 of the respective antennas 2, 8 not on the opposite side but on the same side, but then a phase shifter between the transmitter and / or receiver part 1 and the compensation adapter Tenne 8 is necessary so that the phase of the radiated field of the compensation antenna 8 is shifted by 180 ° relative to the antenna 2.
  • Figure 3 shows a transmitter and / or receiver part 1, which is connected to an antenna 2 and a compensator circuit 9, the Ko pensatorscnies 9 electrically simulates the electrical behavior of the antenna 2 and is canceled by opposite polarity.
  • the Ko pensatorscnies 9 electrically simulates the electrical behavior of the antenna 2 and is canceled by opposite polarity.
  • a Faraday cage 13 is advantageous, which shields the entire measuring apparatus from interfering radiation.
  • FIG. 4 shows a planar antenna 2 with four support elements 3, two support elements 3 serving as electrical contacts on the one hand as a feed connection 12 and on the other hand as an electrical ground 11.
  • the support elements 3 are soldered onto the printed circuit board 6.
  • the advantage of connecting the antenna 2 to an electrical ground 11 is that the antenna 2 thus becomes a ⁇ / 4 radiator which is half the size of a ⁇ / 2 radiator without an electrical ground connection.
  • the invention is particularly suitable for the automated and inexpensive manufacture of radio units, in which the step of electrically connecting the antenna 2 to the transmitter and / or receiver part 1 after the test measurement is omitted, and the use of an additional component, such as an electrical switch, is superfluous becomes. This results in a higher rationalization and the manufacturing costs for a radio unit are reduced. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

The invention relates to a method for producing a radio unit (10), particularly a mobile telephone, wherein an (2), particularly a planar antenna is electrically and mechanically firmly connected to a transmitter and/or a receiver part (1), preferably to the conductor plate thereof (6), the impedance of the antenna (2) is temporarily compensated in a frequency range relevant for the transmission and/or the reception of radio signals and finally the transmitter and/or receiving part (1) is tested, particularly for determining the limits of the sensitivity thereof. As said antenna (2) can be soldered together with other components in one working step, a higher level of rationalisation is achieved when producing radio units (10), resulting in lower production costs.

Description

Verfahren zum Herstellen einer Funkeinheit und Funkeinheit Method of manufacturing a radio unit and radio unit
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Funkeinheit sowie auf eine Funkeinheit.The subject matter of the invention relates to a method for producing a radio unit and to a radio unit.
Der Bedarf an Mitteln zur schnellen, individuellen und mobilen Kornmunikation hat in den letzten Jahrzehnten drastisch zugenommen. Dabei sind Fiinkeiriheiten, Bestandteil des alltäglichen Lebens geworden und es fallt dem Verfahren zum Herstellen von Funkeinheiten nicht zuletzt wegen der hohen Stückzahl der jährlich produzierten Funkeinheiten eine große Bedeutung zu. Optimale Übertragungseigenschaften bei möglichst geringen Kosten müssen bei ihrer Herstellung berücksichtigt werden.The need for means for fast, individual and mobile grain communication has increased dramatically in recent decades. Here, fiick units have become part of everyday life and the process for manufacturing radio units is of great importance, not least because of the large number of radio units produced each year. Optimal transmission properties at the lowest possible cost must be taken into account in their manufacture.
Funkeinheiten, wie zum Beispiel Mobiltelefone, haben zunehmend Antennen, die auf engstem Raum in ein Kunststoffgehäuse integriert sind. Ein typischer Einbauort für solche integrierte Antennen ist die Rückseite der Geräteplatine. Vorteilhaft sind meist planare Antennen, da diese einen geringen Platzbedarf erfordern. Eine Antenne hat mindestens einen Speiseanschluß- der mit dem Sender- und/oder Empfängerteil elektrisch verbunden wird. Durch die Position des Speisepunkts auf der Antenne kann die Eingangsimpedanz festgelegt werden. Die Antenne muß bei einem sogenannten λ/2-Strahler derart ausgelegt sein, daß die resonante Länge in etwa der halben Wellenlänge bei der gewünschten Betriebsfrequenz entspricht. Vorteilhaft wegen seines geringeren Platzbedarfs wird bei dem sogenannten λ/4- Strahler die Antenne zusätzlich mit der elektrischen Masse des Sender- und/oder Empfängerteils verbunden. Für die Funktion von planaren Antennen ist es sehr wichtig, daß die Antenne nach dem Einbau eine definierte Lage relativ zur Gera- teplatine einnimmt. Eine definierte Lage wurde bisher entweder durch zusätzliche Stützelemente aus Kunststoff realisiert oder die Antenne als solche wurde aus einem metallisierten Kunststoff- oder Keramikblock hergestellt, welcher auf der Geräteplatine aufgebracht wurde.Radio units, such as cell phones, increasingly have antennas that are integrated in a small space in a plastic housing. A typical installation location for such integrated antennas is the back of the device board. Usually planar antennas are advantageous because they require little space. An antenna has at least one supply connection which is electrically connected to the transmitter and / or receiver part. The input impedance can be determined by the position of the feed point on the antenna. In a so-called λ / 2 radiator, the antenna must be designed in such a way that the resonant length corresponds approximately to half the wavelength at the desired operating frequency. Advantageously because of its smaller space requirement, the antenna is additionally connected to the electrical ground of the transmitter and / or receiver part in the so-called λ / 4 radiator. For the function of planar antennas, it is very important that the antenna assumes a defined position relative to the device board after installation. A defined position has so far either been realized using additional plastic support elements or the antenna itself has been removed a metallized plastic or ceramic block, which was applied to the device board.
Bei der Fertigung von Funkeinheiten ist es meist erforderlich, die Hochfrequenzschaltung des Sender- und/oder Empfängerteils zu testen. So wird beispielsweise die Eingangsempfindlichkeit der Schaltung gemessen, welches dadurch geschieht, daß ein Signal am Eingang der HF-Schaltung eingespeist wird und der Pegel solange reduziert wird, bis die Bitfehlerrate am Ausgang der HF-Schaltung einen gewissen Grenzwert erreicht.When manufacturing radio units, it is usually necessary to test the high-frequency circuit of the transmitter and / or receiver part. For example, the input sensitivity of the circuit is measured, which is done by feeding a signal at the input of the RF circuit and reducing the level until the bit error rate at the output of the RF circuit reaches a certain limit.
Bei der zuverlässigen Durchfuhrung einer Testmessung stellt sich das Problem, daß einerseits die Antenne eine definierte Lage relativ zum Sender- und/oder Empf ngerteil einnehmen muß, andererseits aber die Antenne noch nicht mit diesem elektrisch verbunden sein darf, weil sonst über die frequenzabhängige Impe- danz der Antenne sowie durch Einkopplung von Störstrahlung von außen die Eigenschaften der HF-Schaltung verfälscht werden. Eine automatische Fertigung, bei der die HF-Schaltung vor der Testmessung mit einer Antenne bestückt wird, ist bisher nicht möglich. Aus diesem Grund wird die Antenne bei der Fertigung meist erst nach der vollständigen Messung der HF-Schaltung montiert. Ein sepa- rater Arbeitsgang in der Fertigung ist erforderlich, bei dem die Antenne (oft von Hand) eingelötet oder eingesteckt wird.When carrying out a test measurement reliably, the problem arises that on the one hand the antenna must assume a defined position relative to the transmitter and / or receiver part, but on the other hand the antenna must not yet be electrically connected to it, because otherwise the frequency-dependent signal the properties of the RF circuit can be falsified due to the antenna and interference from outside. Automatic production, in which the HF circuit is equipped with an antenna before the test measurement, has not been possible until now. For this reason, the antenna is usually only assembled during production after the RF circuit has been completely measured. A separate manufacturing process is required, in which the antenna (often by hand) is soldered or plugged in.
Eine mögliche Lösung dieses Problems wird in der U.S. 5,832,372 beschrieben, bei der ein Schalter zwischen Antenne und der HF-Schaltung eingebracht wird. Nachteil dieser Lösung ist, daß Merfür ein zusätzliches Bauteil erforderlich ist.A possible solution to this problem is described in the U.S. 5,832,372, in which a switch is inserted between the antenna and the RF circuit. The disadvantage of this solution is that Mer is required for an additional component.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe - igrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Funkeinheit mit einer Antenne und einem Sender- und/Empfangerteil hergestellt werden kann, ohne daß zusätzliche Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen Antenne und Se der- und/Empfängerteil oder Stützelemente der Antenne notwendig sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Funkeinheit anzugeben, die mit dem oben genannten Nerfahren hergestellt wird.Proceeding from this, the object of the present invention is to specify a method with which a radio unit with an antenna and a transmitter and / or receiver part can be produced without additional means for interrupting the electrical connection between the antenna and the transmitter and / Receiver part or supporting elements of the antenna are necessary. Another one The aim of the invention is to provide a radio unit which is manufactured using the above-mentioned driving method.
Diese Zielsetzung wird erfindungsgemäß durch ein Nerfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 beziehungsweise durch eine Funkeinheit mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen, die einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.According to the invention, this objective is achieved by driving with the features according to claim 1 or by a radio unit having the features according to claim 8. Advantageous further developments and refinements, which can be used individually or in combination with one another, are the subject of the respective dependent claims.
hn erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Funkeinheit, insbesondere eines Mobiltelefones, wird zunächst eine Antenne, insbesondere eine planare Antenne, mit einem Sender- und/oder Empfängerteil, vorzugsweise mit dessen Leiterplatine, elektrisch und mechanisch fest verbunden und die Impedanz der Antenne in einem für das Senden und/oder Empfangen von Funksignalen relevanten Frequenzbereich vorübergehend kompensiert. Anschließend wird das Senderund/oder Empfängerteil getestet, wobei insbesondere seine Grenzempfindlichkeit bestimmt wird. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Antenne sowohl mechanisch fest als auch elektrisch mit dem Sender- und/oder Empfängerteil verbunden wird, so daß der Arbeitsschritt des nachträglichen Einbaus der Antenne υnd/oder die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils wie etwa eines Schalters überflüssig wird. Der rückwirkende Einfluß der Antenne auf die HF-Schaltung wird durch eine Kompensation der Impedanz der Antenne vermieden und es kann die Testmessung der HF- Schaltung nach Zusammenbau von Antenne und Senderund/oder Empfangerteil erfolgen.In the method according to the invention for producing a radio unit, in particular a mobile telephone, an antenna, in particular a planar antenna, is first connected electrically and mechanically to a transmitter and / or receiver part, preferably to its printed circuit board, and the impedance of the antenna in one for the Transmitting and / or receiving radio signals relevant frequency range temporarily compensated. The transmitter and / or receiver part is then tested, in particular its limit sensitivity being determined. The advantage of this method is that the antenna is both mechanically fixed and electrically connected to the transmitter and / or receiver part, so that the step of retrofitting the antenna and / or the use of an additional component such as a switch is unnecessary , The retroactive influence of the antenna on the HF circuit is avoided by compensating for the impedance of the antenna and the test measurement of the HF circuit can be carried out after the antenna and transmitter and / or receiver part have been assembled.
Vorteilhaft ist, die Antenne mit der Leiterplatine des Sender- und/oder Empfängerteils im gleichen Arbeitsgang mit anderen Bauteilen zu verlöten. Hiermit wird ein höherer Grad an Rationalisierung erreicht und damit Produktionskosten gespart. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Antenne und mindestens ein die Antenne tragendes Stützelement aus einem Teil gefertigt. Vorzugsweise wird dabei die Antenne sowie das Stützelement zusammen aus einem Blech durch einen Stanz-/Biegeprozeß hergestellt.It is advantageous to solder the antenna to the circuit board of the transmitter and / or receiver part in the same operation with other components. This achieves a higher degree of rationalization and thus saves production costs. According to a further embodiment of the invention, the antenna and at least one support element carrying the antenna are made from one part. In this case, the antenna and the support element are preferably produced from a sheet metal by a stamping / bending process.
Nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Antenne an mindestens einem Kontaktpunkt mit der elektrischen Masse des Sender- und/oder Empfängerteils verbunden. Der Vorteil eines solchen λ/4-Strahlers gegenüber dem λ/2-Strahler ist der geringerer Platzbedarf der Antenne.According to yet another embodiment of the invention, the antenna is connected to the electrical ground of the transmitter and / or receiver part at at least one contact point. The advantage of such a λ / 4 radiator over the λ / 2 radiator is that the antenna requires less space.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Impedanz der Antenne kompensiert, indem die Antenne an mindestens einem Kontaktpunkt mit der elektrischen Masse des Sender- und/oder Empfangerteils verbunden wird. Dieses kann durch eine einfache elektrische Überbrückung mittels einer Kurzschlußvor- richtung erfolgen, für die geeigneterweise auf der Antenne und am Senderund/oder Empfängerteil Kontaktpunkte vorgesehen sind. Der Kurzschluß hat im wesentlichen zwei Funktionen: zum einen verstimmt er die Resonanzfrequenz der Antenne, so daß keine Störstrahlung mehr empfangen wird, zum anderen erzeugt er am Antennenspeisekontakt - elektrisch gesehen - einen Leerlauf. In der Praxis läßt sich dieser Kurzschluß durch eine geeignete Vorrichtung realisieren, bei der federnde Stifte spezielle Aufhahmebohrungen auf der Antenne und Geräteplatine kontaktieren. Die richtige Position des Kurzschlusses auf der Antenne kann durch Testmessung der Eingangsimpedanz ermittelt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the impedance of the antenna is compensated for by connecting the antenna to the electrical ground of the transmitter and / or receiver part at at least one contact point. This can be done by simple electrical bridging by means of a short-circuit device, for which contact points are suitably provided on the antenna and on the transmitter and / or receiver part. The short circuit essentially has two functions: on the one hand it detunes the resonance frequency of the antenna so that no more interference radiation is received, and on the other hand - from an electrical point of view - it generates an open circuit at the antenna feed contact. In practice, this short circuit can be realized by a suitable device, in which resilient pins contact special receiving holes on the antenna and device board. The correct position of the short circuit on the antenna can be determined by test measurement of the input impedance.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Impedanz der Antenne kompensiert, indem mindestens eine Kompensationsantenne in die Nähe der Antenne gebracht wird, und die Kompensationsantenne mit dem Sender- und/oder Empfängerteil und/oder der Antenne derart elektrisch kontaktiert wird, daß das elektromagnetische Feld der Kompensationsantenne durch das elektromagnetischen Feld der Antenne aufgehoben wird. Das Senden beziehungsweise das Empfangen von Signalen der Antenne wird durch die Kompensationsantenne vermieden, da sich die Antenne und die Kompensationsantenne entgegengesetzt gepolt in ihrer Wirkung aufheben.In a development of the method, the impedance of the antenna is compensated by bringing at least one compensation antenna in the vicinity of the antenna, and the compensation antenna is electrically contacted with the transmitter and / or receiver part and / or the antenna such that the electromagnetic field of the Compensation antenna is canceled by the electromagnetic field of the antenna. The transmission or reception of signals from the antenna is avoided by the compensation antenna, since cancel the effect of the antenna and the compensation antenna with opposite polarity.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Impedanz der Antenne kompensiert, indem das Sender- und/Empfängerteil und/oder die Antenne mit einer Kompensatorschalrung elektrisch kontaktiert werden, wobei die frequenzabhängige Impedanz der Kompensatorschalrung entgegengesetzt gleich der frequenzabhängigen Impedanz der Antenne ist. Bei diesem Verfahren wird das Verhalten der Antenne somit durch eine elektrische Schaltung simuliert. Damit Stör- Strahlung von außen nicht die Empfindlichkeitsmessung beeinflußt, wird vorgeschlagen, daß bei der Verwendung einer Kompensatorschaltung die Messung in einem elektromagnetisch abgeschirmten Raum (Faraday-Käfϊg) durchgeführt wird.In a further embodiment of the invention, the impedance of the antenna is compensated by making electrical contact with the transmitter and / or receiver part and / or the antenna with a compensator circuit, the frequency-dependent impedance of the compensator circuit being opposite to the frequency-dependent impedance of the antenna. With this method, the behavior of the antenna is thus simulated by an electrical circuit. So that interference radiation from outside does not influence the sensitivity measurement, it is proposed that the measurement be carried out in an electromagnetic shielded room (Faraday cage) when using a compensator circuit.
Eine erfindungsgemäße Funkeinheit, insbesondere hergestellt nach dem erfϊn- dungsgemäßen Verfahren, umfaßt ein Sender- und/oder Empfängerteil und eine Antenne, insbesondere eine planare Antenne, wobei die Antenne und mindestens ein Stützelement aus einem Stück gefertigt sind und das Stützelement eine elektrische Verbindung und/oder eine mechanische stabile Verbindung mit dem Sende- und/oder Empfängerteil darstellt. Vorteilhaft ist hierbei, daß das Stützelement und die Antenne aus einem Stück bestehen, so daß weitere Bauteile entfallen, die für eine mechanische oder eine elektrische Verbindung der Antenne mit dem Sende- und/oder Empfangerteil sorgen.A radio unit according to the invention, in particular manufactured according to the method according to the invention, comprises a transmitter and / or receiver part and an antenna, in particular a planar antenna, the antenna and at least one support element being made from one piece and the support element providing an electrical connection and / or represents a mechanically stable connection with the transmitting and / or receiving part. It is advantageous here that the support element and the antenna consist of one piece, so that there are no further components which ensure a mechanical or electrical connection of the antenna to the transmitting and / or receiving part.
Es ist von Vorteil, wenn die Antenne mit dem Sender- und oder Empfängerteil direkt verlötet ist. Durch die Verlötung werden Kontaktwiderstände vermieden, wie sie durch Korrosion oder Verschmutzung der Kontaktflächen in einem Schalter entstehen können.It is advantageous if the antenna is soldered directly to the transmitter and / or receiver part. Soldering avoids contact resistances, such as those that can result from corrosion or contamination of the contact surfaces in a switch.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sender- und/oder Empfängerteil auf eine Leiterplatine aufgebracht. Sender- und/oder Empfangerteil, Leiterplatine und Antenne bilden somit ein kompaktes, mechanisch festes wie robustes Modul, welches optimale, elektrische wie radiative Eigenschaften besitzt.According to a further embodiment of the invention, the transmitter and / or receiver part is applied to a printed circuit board. Transmitter and / or receiver part, The printed circuit board and antenna thus form a compact, mechanically strong and robust module that has optimal electrical and radiative properties.
Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung der Funkeinheit sind das Sender- und/oder Empfangerteil, bzw. die Antenne, mit Kontaktpunkten versehen, die für eine externe elektrische Kontaktierung, zum Beispiel mit der Kurzschlußvorrich- tung, der Kompensatorschaltung, der Kompensationsantenne oder der Testvorrichtung dienen.According to a further development of the radio unit according to the invention, the transmitter and / or receiver part or the antenna are provided with contact points which are used for external electrical contacting, for example with the short-circuit device, the compensator circuit, the compensation antenna or the test device.
Die Funkeinheit zeichnet sich in vorteilhafter Weise dadurch aus, daß die Bestückung des Sender- und/oder Empfangerteils mit einer Antenne automatisch in einem A beitsgang mit anderen Bauteilen erfolgen kann, so daß der nachträgliche Zusammenbau nach der Testmessung des Sender- und oder Empfängerteils entfällt und Kosten gespart werden. Andererseits besitzt die Funkeinheit den Vorteil, daß die Antenne und ihr mindestens ein Stützelement aus einem Stück gefertigt sind, so daß auch hier der Herstellungsprozeß vereinfacht wird.The radio unit is characterized in an advantageous manner in that the transmitter and / or receiver part can be equipped with an antenna automatically in a processing operation with other components, so that the subsequent assembly after the test measurement of the transmitter and / or receiver part is omitted and Costs can be saved. On the other hand, the radio unit has the advantage that the antenna and its at least one support element are made in one piece, so that the manufacturing process is simplified here too.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, da zahkeiche Veränderungen, insbesondere der speziellen Verschaltung, der Geometrie der Antenne bzw. des Sender- und/oder Empfängerteils und der speziellen Ausführung bezüglich der Impedanzkompensationen, möglich sind, ohne den wesentlichen Gehalt der Erfindung zu verändern.Further advantages and details of the invention are explained on the basis of the exemplary embodiments shown in the drawing. However, the invention is not limited to this, since numerous changes, in particular the special circuitry, the geometry of the antenna or the transmitter and / or receiver part and the special design with regard to impedance compensation, are possible without changing the essential content of the invention.
Es zeigen schematisch:They show schematically:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer auf einer Leiterplatine aufgebrachten planaren Antenne zusammen mit einer Kurzschlußvorrichtung;1 shows an embodiment of a planar antenna mounted on a printed circuit board together with a short-circuiting device;
Fig. 2 eine planare Antenne, in deren Nähe eine Kompensationsanfenne gebracht ist; Fig. 3 eine planare Antenne mit einem Sender- und/oder Empfängerteil, bzw. einer Kompensatorschalrung; und2 shows a planar antenna, in the vicinity of which a compensation antenna is brought; 3 shows a planar antenna with a transmitter and / or receiver part or a compensator circuit; and
Fig. 4 eine planare Antenne, die mit einem zusätzlichen elektrischen Masseanschluß versehen ist.Fig. 4 is a planar antenna which is provided with an additional electrical ground connection.
Figur 1 zeigt eine planare Antenne 2, die auf eine Leiterplatine 6 mit ihren Stützelementen 3 aufgelötet ist. Durch die Stützelemente 3 wird die Antenne 2 auf ei- nem definierten Abstand zur Leiterplatine 6, bzw. dem Sender- und/oder Empfangerteil 1 gehalten. Der Speiseanschluß 12 vom Sender- und/oder Empfangerteil 1 kommend wird über ein elektrisch leitfähiges Stützelement 3 mit der Antenne 2 kontaktiert. Während der Testmessung der HF-Schaltung des Sender- und oder Empfängerteils 1 wird die Antenne 2 mit der elektrischen Masse 11 auf der Lei- terplatine 6 mittels der Kurzschlußvorrichtung 7 elektrisch verbunden. , Für den elektrischen Kontakt von der Kurzschlußvorrichtung 7 mit der Antenne, bzw. der Leiterplatine 6 sind federnde Stifte und Aufhahmebohrungen für eine gesicherte Reproduzierbarkeit vorteilhaft. Alternativ werden flächig ausgebildete Kontaktpunkte 4 aus korrosionsfestem Material vorgeschlagenFigure 1 shows a planar antenna 2, which is soldered onto a printed circuit board 6 with its support elements 3. The support elements 3 keep the antenna 2 at a defined distance from the printed circuit board 6 or the transmitter and / or receiver part 1. The feed connection 12 coming from the transmitter and / or receiver part 1 is contacted with the antenna 2 via an electrically conductive support element 3. During the test measurement of the HF circuit of the transmitter and / or receiver part 1, the antenna 2 is electrically connected to the electrical ground 11 on the printed circuit board 6 by means of the short-circuiting device 7. For the electrical contact of the short-circuiting device 7 with the antenna or the printed circuit board 6, resilient pins and receiving bores are advantageous for assured reproducibility. Alternatively, flat contact points 4 made of corrosion-resistant material are proposed
Figur 2 zeigt schematisch die Antenne 2 und eine Kompensationsantenne 8, die entgegengesetzt verschaltet mit dem Sender- und/oder Empfangerteil 1 elektrisch verbunden werden, so daß die von der Antenne 2 abgegebene Strahlung gleich von der Kompensationsantenne 8 aufgenommen werden kann und elektrisch kurzgeschlossen wird. Wichtig hierbei ist, daß die Antennen 2, 8 dicht beieinander liegen, wobei der Abstand der beiden Antennen 2, 8 kleiner als die Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung ist. Denkbar wäre auch, die Speisanschlüsse 12 der jeweiligen Antennen 2, 8 nicht auf der gegenüberliegeϊi- den, sondern auf der gleichen Seite anzubringen, wobei dann aber ein Phasen- Schieber zwischen Sender- und/oder Empfängerteil 1 und der Kompensationsan- tenne 8 notwendig wird, damit die Phasenlage des abgestrahlten Feldes der Kompensationsantenne 8 relativ zu der Antenne 2 um 180° verschoben ist.Figure 2 shows schematically the antenna 2 and a compensation antenna 8, which are connected in opposite directions to the transmitter and / or receiver part 1, so that the radiation emitted by the antenna 2 can be immediately absorbed by the compensation antenna 8 and is electrically short-circuited. It is important here that the antennas 2, 8 are close together, the distance between the two antennas 2, 8 being smaller than the wavelength of the emitted electromagnetic radiation. It would also be conceivable to mount the feed connections 12 of the respective antennas 2, 8 not on the opposite side but on the same side, but then a phase shifter between the transmitter and / or receiver part 1 and the compensation adapter Tenne 8 is necessary so that the phase of the radiated field of the compensation antenna 8 is shifted by 180 ° relative to the antenna 2.
Figur 3 zeigt ein Sender- und/oder Empfängerteil 1, das mit einer Antenne 2 und einer Kompensatorschaltung 9 verbunden ist, wobei die Ko pensatorschaltung 9 das elektrische Verhalten der Antenne 2 elektrisch simuliert und durch entgegengesetztes Polen gerade aufhebt. Bei dieser elektrischen Kompensation der frequenzabhängigen Impedanz der Antenne 2 wird jedoch Störstrahlung von außen, die eine zuverlässige und genaue Messung der HF-Schaltung des Sender- und/oder Empfängerteils 1 verhindert, nicht kompensiert. Hierfür ist ein Faraday- Käfig 13 vorteilhaft, der die gesamte Meßapparatur vor einwirkender Störstrahlung abschirmt.Figure 3 shows a transmitter and / or receiver part 1, which is connected to an antenna 2 and a compensator circuit 9, the Ko pensatorschaltung 9 electrically simulates the electrical behavior of the antenna 2 and is canceled by opposite polarity. With this electrical compensation of the frequency-dependent impedance of the antenna 2, however, interference radiation from the outside, which prevents reliable and accurate measurement of the RF circuit of the transmitter and / or receiver part 1, is not compensated for. For this purpose, a Faraday cage 13 is advantageous, which shields the entire measuring apparatus from interfering radiation.
Figur 4 zeigt eine planare Antenne 2 mit vier Stützelementen 3, wobei zwei Stütz- elemente 3 als elektrische Kontakte zum einen als Speiseanschluß 12 und zum anderen als elektrische Masse 11 dienen. Die Stützelemente 3 werden auf der Leiterplatine 6 fest verlötet. Der Vorteil eines Anschlusses der Antenne 2 an eine elektrische Masse 11 liegt darin, daß dadurch die Antenne 2 zu einem λ/4- Strahler wird, welcher halb so groß ist wie ein λ/2-Strahler ohne elektrischen Mas- seanschluß.FIG. 4 shows a planar antenna 2 with four support elements 3, two support elements 3 serving as electrical contacts on the one hand as a feed connection 12 and on the other hand as an electrical ground 11. The support elements 3 are soldered onto the printed circuit board 6. The advantage of connecting the antenna 2 to an electrical ground 11 is that the antenna 2 thus becomes a λ / 4 radiator which is half the size of a λ / 2 radiator without an electrical ground connection.
Die Erfindung eignet sich besonders zum automatisierten und preiswerten Herstellen von Funkeinheiten, bei dem der Arbeitsschritt des nach der Testmessung elektrischen Verbindens der Antenne 2 mit dem Sender- und/oder Empfängerteil 1 entfällt sowie die Verwendung eines zusätzüchen Bauteils, wie etwa eines elektrischen Schalters, überflüssig wird. Hierdurch wird eine höhere Rationalisierung bewirkt, und die Herstellungskosten für eine Funkeinheit werden reduziert. BezugszeichenlisteThe invention is particularly suitable for the automated and inexpensive manufacture of radio units, in which the step of electrically connecting the antenna 2 to the transmitter and / or receiver part 1 after the test measurement is omitted, and the use of an additional component, such as an electrical switch, is superfluous becomes. This results in a higher rationalization and the manufacturing costs for a radio unit are reduced. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Sender- und / oder Empfangerteil AntenneTransmitter and / or receiver part antenna
Stützelement elektrischer KontaktpunktSupport element electrical contact point
TestfunkeinheitTest radio unit
Leiterplatineprinted circuit board
KurzschlußvorrichtungShort circuit device
Kompensationsantennecompensation antenna
Kompensatorschaltungcompensator
Funkeinheit elektrische MasseRadio unit electrical ground
Speiseanschlußsupply terminal
Faradayscher Käfig Faraday cage

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen einer Funkeinheit (10) bei dem zunächst eine Antenne (2) mit einem Sender und / oder Empfängerteil (1) elektrisch und mechanisch fest verbunden wird; und die Impedanz der Antenne (2) in einem für das Senden und I oder Empfangen von Funksignalen relevanten Frequenzbereich vorübergehend kompensiert wird;1. A method for producing a radio unit (10) in which an antenna (2) is first connected electrically and mechanically to a transmitter and / or receiver part (1); and the impedance of the antenna (2) is temporarily compensated in a frequency range relevant for the transmission and I or reception of radio signals;
und anschließendand subsequently
das Sender- und / oder Empfängerteil (1) getestet, insbesondere seinetested the transmitter and / or receiver part (1), especially its
Grerizempfindlichkeit bestimmt, wird.Sensitivity is determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Funkeinheit (10) für ein Mobiltelefon verwendet wird.2. The method according to claim 1, wherein the radio unit (10) is used for a mobile phone.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als Antenne (2) eine planare Antenne verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, in which a planar antenna is used as the antenna (2).
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Antenne (2) mit der Lei- terplatine (6) des Empfängerteils (1) elektrisch und mechanisch fest verbunden wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, wherein the antenna (2) with the circuit board (6) of the receiver part (1) is firmly connected electrically and mechanically.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Antenne (2) mit der Leiterplatine (6) des Sender- und / oder Empfängerteils (1) imuglei- chen Arbeitsgang wie andere Bauteile verlötet wird. 5. The method as claimed in one of the preceding claims, in which the antenna (2) is soldered to the printed circuit board (6) of the transmitter and / or receiver part (1) in an identical operation like other components.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Antenne (2) und mindestens ein die Antenne (2) tragendes Stützelement (3) aus einem Teil gefertigt wird, vorzugsweise mit Hilfe eines Stanz-Biegeprozesses.6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the antenna (2) and at least one supporting element (3) carrying the antenna (2) is made from one part, preferably with the aid of a stamping and bending process.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Antenne (2) an mindestens einer Stelle mit der elektrischen Masse verbunden wird.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the antenna (2) is connected to the electrical ground at at least one point.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Impedanz der Antenne (2) kompensiert wird, indem die Antenne (2) mittels einer Kurzschlußvorrichtung (7) an mindestens einem Kontaktpunkt (4) mit der elektrischen Masse des Sender- und / oder Empfängerteils (1) verbunden wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the impedance of the antenna (2) is compensated by the antenna (2) by means of a short-circuiting device (7) at at least one contact point (4) with the electrical ground of the transmitter and / or receiver part (1) is connected.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Impedanz der Antenne (2) kompensiert wird, indem mindestens eine Kompensationsantenne (8) in die Nähe der Antenne (2)gebracht wird; und die Kompensationsantenne (8) mit dem Sender- und / oder Empfänger- teil (1) und / oder mit der Antenne (2) derart elektrisch kontaktiert wird, daß sich das elektromagnetische Feld der Kompensationsantenne (8) mit dem elektromagnetischen Feld der Antenne (2) einander eghebt.9. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the impedance of the antenna (2) is compensated by bringing at least one compensation antenna (8) in the vicinity of the antenna (2); and the compensation antenna (8) is electrically contacted with the transmitter and / or receiver part (1) and / or with the antenna (2) such that the electromagnetic field of the compensation antenna (8) is in contact with the electromagnetic field of the antenna ( 2) each other.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Impedanz der Antenne (2) kompensiert wird, indem das Sender- und / oder Empfängerteil (1) und / oder die Antenne (2) mit einer Kompensatorschaltung (9) elektrisch kontaktiert wird, wobei die frequenzabhängige Impedanz der Kompensatorschaltung (9) entgegengesetzt gleich der frequenzabhängigen Impedanz der Antenne (2) ist.10. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the impedance of the antenna (2) is compensated by the transmitter and / or receiver part (1) and / or the antenna (2) with a compensator circuit (9) electrically contacts being, the frequency-dependent impedance of the compensator circuit (9) is opposite to the frequency-dependent impedance of the antenna (2).
11. Funkeinheit (10) mit einem Sender- und / oder Empfängerteil (1); und mit einer Antenne (2); wobei die Antenne (2) und mindestens ein Stützelement (3) aus einem Stück gefertigt sind und das Stützelement (3) eine elektrische Verbindung und / oder eine mechanisch stabile Verbindung mit dem Sender- und / oder Empfängerteil (1) darstellt.11. radio unit (10) with a transmitter and / or receiver part (1); and with an antenna (2); wherein the antenna (2) and at least one support element (3) are made in one piece and the support element (3) represents an electrical connection and / or a mechanically stable connection to the transmitter and / or receiver part (1).
12. Funkeinheit (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die An- tenne (2) eine planar ist.12. Radio unit (10) according to claim 11, characterized in that the antenna (2) is a planar.
13. Funkeinheit (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stützelemente (3) die Antenne (2) mit dem Sender- und / oder Empfangerteil (1) elektrisch verbinden, wobei die Antenne (2) zum ei- nen mit dem Speiseanschluß (12) zum anderen mit der elektrischen Masse13. Radio unit (10) according to claim 11 or 12, characterized in that at least two support elements (3) electrically connect the antenna (2) to the transmitter and / or receiver part (1), the antenna (2) for NEN with the supply connection (12) to the other with the electrical ground
(11) des Sender- und oder Empfängerteils (1) verbunden ist.(11) of the transmitter and or receiver part (1) is connected.
14. Funkeinheit (10) nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) mit dem Sender- und / oder Empfängerteil (1) verlötet ist. 14. Radio unit (10) according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the antenna (2) is soldered to the transmitter and / or receiver part (1).
15. Funkeinheit (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sender- und / oder Empfangerteil (1) auf einer Leiterplatine (6) aufgebracht ist.15. Radio unit (10) according to one of claims 11 to 14, characterized in that the transmitter and / or receiver part (1) is applied to a printed circuit board (6).
16. Funkeinheit (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Sender- und / oder Empf ngerteil (1) und / oder die Antenne (2) Kontaktpunkte für eine externe elektrische Kontaktierung aufweisen. 16. Radio unit (10) according to one of claims 11 to 15, characterized in that the transmitter and / or receiver part (1) and / or the antenna (2) have contact points for external electrical contacting.
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