PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102007007971A1 18.10.2007
Titel Antennenvorrichtung mit Antennenelement mit Resonanzkreisanpassung
Anmelder MITAC Technology Corp., Hsin-Chu, TW
Erfinder Cheng, Yu-Chian, Taipei, TW;
Chang, Ping-Cheng, Pingtung, TW;
Chou, Cheng-Zing, Xinying, Tainan, TW
Vertreter Haft, von Puttkamer, Berngruber, Karakatsanis, 81669 München
DE-Anmeldedatum 17.02.2007
DE-Aktenzeichen 102007007971
Offenlegungstag 18.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse H01Q 9/06(2006.01)A, F, I, 20070217, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01Q 5/01(2006.01)A, L, I, 20070217, B, H, DE   
Zusammenfassung Offenbart wird eine Antennenvorrichtung mit einem Antennenelement (2a) mit einer bestimmten Längenverkürzung und einem an das Antennenelement (2a) gekoppelten Resonanzkreis (4) mit einer bestimmten Resonanzfrequenz zur Anpassung der Längenverkürzung des Antennenelements (2a), um dieses reaktionsfähig auf das Senden/Empfangen eines Funksignals mit einer bestimmten Frequenz zu machen.

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in der Funktechnologie verwendete Antennenvorrichtung, insbesondere eine Antennenvorrichtung mit einem Antennenelement mit Resonanzkreis-Anpassung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist wohlbekannt, dass eine Antenne das Schlüsselelement zum Senden/Empfangen (Transceive) von Mikrowellen in der Funktechnik bildet, wie bei der Funkkommunikation und der drahtlosen Datenübertragung, wo die Antenne von einem Sender generierte elektrische Ströme in Mikrowellen umwandelt und die Mikrowellen in den freien Raum sendet. Die Antenne erfasst auch Mikrowellen und wandelt sie in elektrische Ströme um, die dann von einem Empfänger verarbeitet werden.

Elektromagnetische Impulse, die durch die Anwesenheit elektrischer Ströme in einer Antenne erzeugt werden, strahlen vom Standort einer Antenne mit Lichtgeschwindigkeit in den freien Raum. Die Anwesenheit der Antenne schafft ein Medium für die Änderung des elektromagnetischen Feldes, während die Länge der Antenne die spezifischen elektromagnetischen Impulse festlegt, auf die die Antenne reagiert. Nur eine Antenne mit einer bestimmten Länge ist deshalb fähig, auf ein spezifisches Funksignal mit einer bestimmten Frequenz zu reagieren und damit das Senden/Empfangen (Transceiving) solcher Funksignale zu ermöglichen.

Wir nehmen Bezug auf 1, eine perspektivische Ansicht einer Antenne in herkömmlicher Nutzung, die in einem elektronischen Gerät angeordnet ist. Wie in der Figur dargestellt, ist ein Gehäuse 1 eines elektronischen Geräts 100mit einem Antennenelement 2 und einer Antennensignalspeiseleitung 3 ausgestattet, die mit einem Signalspeiseende 21 des Antennenelements 2 und dem (nicht dargestellten) Antennen-Transceiving-Modul des elektronischen Geräts 100 elektrisch verbunden ist, um das vom Antennenelement 2 gesendete/empfangene Funksignal einzuspeisen.

Wie in 2 dargestellt, bei der es sich um eine Reaktionskurve der Antenne im herkömmlichen Gebrauch handelt, repräsentiert die vertikale Achse die Stärke S des vom Antennenelement 2 gesendeten/empfangenen Funksignals, und die horizontale Achse repräsentiert die Frequenz f des Funksignals, auf das das Antennenelement 2 reagiert. Aus der Reaktionskurve A ist die Reaktion des Antennenelements 2 mit einer bestimmten Länge auf ein Funksignal mit der Frequenz f1 offensichtlich und leicht zu verstehen, und nur Antennen mit der bestimmten Länge reagieren auf ein solches Funksignal mit der Frequenz f1 und sind folglich zum Senden/Empfangen des Funksignals fähig.

Der Widerstand des Antennenelements 2 erreicht sein Minimum, wenn das Antennenelement 2 auf das Funksignal mit der Frequenz f1 reagiert und resoniert; folglich erreicht die Stärke des Funksignals ihr Maximum und optimiert das Senden/Empfangen solcher Funksignale. Während das Antennenelement 2 zweifellos noch immer fähig ist, auf ein Funksignal mit der Frequenz f2 zu reagieren und zu resonieren, wird der Widerstand des Antennenelements 2 jedoch größer. Daraus folgt, dass die Stärke des Funksignals geringer ist als in der Figur dargestellt und damit die Fähigkeit des Antennenelements 2 zum Senden/Empfangen solcher Funksignale geschmälert wird.

Wir nehmen Bezug auf 3, in der das Verhältnis zwischen der Länge der Antenne und ihrer Resonanzfrequenz dargestellt ist. Wie in der Figur gezeigt, repräsentiert die vertikale Achse die Länge L des Antennenelements 2, und die horizontale Achse repräsentiert die Frequenz f des Funksignals, auf das das Antennenelement 2 reagiert.

Es geht auch aus der Kurve B hervor, dass die Resonanzfrequenz fA eines Antennenelements mit einer Länge LA größer ist als die Resonanzfrequenz fB eines Antennenelements mit einer Länge LB, die größer ist als die Länge LA, und auch größer als die Resonanzfrequenz fC eines Antennenelements mit der Antennenlänge LC, die noch größer ist als die Länge LB.

Kurz, je größer die Länge des Antennenelements, desto kleiner die Resonanzfrequenz, auf die das Antennenelement reagiert. Deshalb muss ein Antennenelement mit einer Länge verwendet werden, die einem Funksignal mit einer bestimmten Frequenz entspricht, wenn ein elektronisches Gerät mit dem Antennenelement das Funksignal mit einer solchen Frequenz senden/empfangen soll.

Allerdings beschränkt die Länge des elektronischen Geräts auch die Länge des Antennenelements. Aufgrund der strengen Vorgaben von Länge und Größe der heute benützten elektronischen Geräte besteht nicht ausreichend Manövrierplatz für Antennenelemente mit größerer Länge.

Da zudem das Antennenelement des elektronischen Geräts im herkömmlichen Gebrauch mit fester Länge gebildet ist, kann das Antennenelement lediglich das Funksignal mit der bestimmten Frequenz senden/empfangen. Wenn das elektronische Gerät eine Mehrzahl von Funksignalen mit unterschiedlichen Frequenzen senden/empfangen soll, ist die Anordnung einer Mehrzahl von Antennenelementen mit Längen in Entsprechung zu den Frequenzen der Funksignale unvermeidlich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Antennenvorrichtung mit einem Antennenelement, das von einem Resonanzkreis angepasst wird, um die Länge des Antennenelements zu verkleinern. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Antennenelements, das von einem Resonanzkreis angepasst wird, um eine Mehrzahl von Funksignalen mit festgelegten Frequenzen zu senden/empfangen.

Zur Realisierung der genannten Ziele installiert die vorliegende Erfindung ein Antennenelement mit einer bestimmten Längenverkürzung, das ein Signalspeiseende, einen Resonanzkreis mit einem mit dem Signalspeiseende des Antennenelements verbundenen Antennenanschlussende und ein Anschlussende für die Antennensignalspeiseleitung besitzt, mit einer bestimmten Resonanzfrequenz zur Anpassung der Längenverkürzung des Antennenelements, um dieses reaktionsfähig auf das Senden/Empfangen eines Funksignals mit einer bestimmten Frequenz zu machen; und eine Antennensignalspeiseleitung, die zum Einspeisen des vom Antennenelement gesendeten/empfangenen Funksignals an das Resonanzkreis-Anschlussende der Antennensignalspeiseleitung gekoppelt ist.

Im Vergleich zu den herkömmlichen Technologien ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Antennenvorrichtung mit einem Antennenelement, das durch einen Resonanzkreis angepasst wird, um die Länge des Antennenelements zu verringern. Auch ist die Anpassung des Antennenelements durch einen Resonanzkreis zum Senden/Empfangen einer Mehrzahl von Funksignalen mit bestimmten Frequenzen möglich.

Diese und andere Ziele, Funktionsmerkmale und Vorteile der Erfindung werden einschlägig bewanderten Fachleuten aus der Lektüre der nachstehenden kurzen Beschreibung der Zeichnungen, der detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels und der angehängten Patentansprüche ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die von der vorliegenden Erfindung benutzte Struktur und die technischen Mittel zum Erreichen der oben genannten und anderer Ziele lassen sich am besten durch Bezugnahme auf die nachstehende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der begleitenden Zeichnungen verstehen:

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Antenne in herkömmlicher Verwendung, die innerhalb eines elektronischen Geräts angeordnet ist;

2 ist eine Reaktionskurve der Antenne in herkömmlicher Verwendung;

3 zeigt das Verhältnis zwischen der Länge der Antenne und ihrer Resonanzfrequenz;

4 ist eine perspektivische Ansicht einer Antennenvorrichtung mit einem Resonanzkreis zur Anpassung der Länge eines Antennenelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

5 zeigt die Antennenvorrichtung mit dem Resonanzkreis zur Anpassung der Länge des Antennenelements gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

6 zeigt einen äquivalenten Resonanzkreis; und

7 ist eine Reaktionskurve der Antennenvorrichtung mit dem Resonanzkreis zur Anpassung der Länge des Antennenelements gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Wir nehmen Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf 4, die eine perspektivische Ansicht einer Antennenvorrichtung mit einem Resonanzkreis zur Anpassung der Länge eines Antennenelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Gehäuse 1a eines elektronischen Geräts 100a ist mit einem eines Kondensators 44. Die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 4 ist der Kehrwert der mit 2&pgr; multiplizierten Wurzel des Produkts der Induktanz der Induktors 43 und der Kapazität des Kondensators 44.

Wir nehmen Bezug auf 7, bei der es sich um eine Reaktionskurve der Antennenvorrichtung mit dem Resonanzkreis zur Anpassung der Länge des Antennenelements in Entsprechung zum bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt. Wie in der Figur dargestellt, repräsentiert die vertikale Achse die Stärke S des vom Antennenelement 2a gesendeten/empfangenen Funksignals, und die horizontale Achse repräsentiert die Frequenz f des Funksignals, auf das das Antennenelement 2a reagiert. Die Reaktionskurven C, D und E repräsentieren jeweils die Reaktionskurve des Antennenelements 2a im Ausgangszustand und die Reaktionskurven des Antennenelements 2a nach Anpassung des Resonanzkreises 4.

Wie aus der Reaktionskurve C deutlich hervorgeht, reagiert das Antennenelement 2a auf das Funksignal mit der Frequenz f3; so erreicht die Stärke des vom Antennenelement 2a gesendeten/empfangenen Funksignals das Maximum. Aus der Reaktionskurve D geht ebenso deutlich hervor, dass das Antennenelement 2a auf das Funksignal mit der Frequenz f4 nach Anpassung des Resonanzkreises 4 ohne Änderung der Länge des Antennenelements 2a (also Verlängerung) reagiert und das Senden/Empfangen des Funksignals mit der Frequenz f4 ermöglicht wird.

Der Reaktionskurve E, welche die Reaktionskurve nach Anpassung des Antennenelements 2a durch einen weiteren Resonanzkreis mit einer bestimmten Resonanzfrequenz darstellt, ist zu entnehmen, dass das Antennenelement 2a auf das Funksignal mit der Frequenz f5 ohne Änderung der Länge des Antennenelements 2a reagiert (also in diesem Fall Verkürzung); damit ist das Senden/Empfangen des Funksignals mit der Frequenz f5 möglich.

Zwar wurde die Erfindung im Zusammenhang mit den derzeit als die am praktikabelsten und bevorzugt erachteten Ausführungsbeispielen beschrieben, es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Gegenteil unterschiedliche Modifikationen und gleichwertige Anordnungen erfasst, die den Prinzipien und dem Geltungsbereich der angehängten Patentansprüche gerecht werden.


Anspruch[de]
Antennenvorrichtung, Folgendes umfassend:

ein Antennenelement (2a) mit einer bestimmten Längenverkürzung und einem Signalspeiseende (21a);

einen Resonanzkreis (4) mit einem an das Signalspeiseende (21a) des Antennenelements (2a) angeschlossenen Antennenanschlussende (41) und einem Anschlussende (42) für das Antennensignalspeiseende, der eine bestimmte Resonanzfrequenz zur Anpassung der Längenverkürzung des Antennenelements (2a) besitzt, um dieses reaktionsfähig auf das Senden/Empfangen eines Funksignals mit einer bestimmten Frequenz zu machen; und

eine Antennensignalspeiseleitung (3a), die an das Anschlussende (42) für die Antennensignalspeiseleitung des Resonanzkreises (4) gekoppelt ist, um das vom Antennenelement (2a) gesendete/empfangene Funksignal einzuspeisen.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenelement innerhalb eines elektronischen Geräts (100a) angeordnet ist. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät (100a) ein Personalcomputer ist. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (4) einen Parallelanschluss eines Induktors (43) und eines Kondensators (44) umfasst. Antennenvorrichtung, Folgendes umfassend:

ein Antennenelement (2a) mit einer bestimmten Längenverkürzung; und

einen an das Antennenelement (2a) gekoppelten Resonanzkreis (4), der eine bestimmte Resonanzfrequenz zur Anpassung der Längenverkürzung des Antennenelements (2a) besitzt, um dieses reaktionsfähig auf das Senden/Empfangen eines Funksignals mit einer bestimmten Frequenz zu machen;
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenelement (2a) innerhalb eines elektronischen Geräts (100a) angeordnet ist. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät (100a) ein Personalcomputer ist. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (4) einen Parallelanschluss eines Induktors (43) und eines Kondensators (44) umfasst.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com