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Dokumentenidentifikation DE112005003426T5 20.12.2007
Titel Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte
Anmelder Yu, Wei, Guangdong, CN
Erfinder Yu, Wei, Guangdong, CN
Vertreter LangRaible Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Aktenzeichen 112005003426
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 05.02.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/CN2005/000163
WO-Veröffentlichungsnummer 2006081704
WO-Veröffentlichungsdatum 10.08.2006
Date of publication of WO application in German translation 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse H01Q 5/01(2006.01)A, F, I, 20050205, B, H, DE

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Antenne für tragbare Telekommunikationsgeräte, insbesondere eine Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne, die in einem mobilen Kommunikationsgerät (z.B. einem Mobiltelefon) angebracht ist.

Stand der Technik

Im Laufe des Fortschritts der mobilen Kommunikationsindustrie sind Antennen für mobile Telekommunikationsgeräte (z.B. Mobiltelefone) mit Eigenschaften wie Multifrequenzbereich (z.B., GSM800/900/1800/1900Hz, WLAN2.4GHz/5.1GHz/5.8GHz, usw.), hoher Verstärkung und Mehrzwecknutzung (zusammenfaltbar im Falle von Faltmobiltelefonen, tragbar, an der Hüfte aufhängbar oder auf dem Tisch flach ablegbar) entwickelt worden. Die bekannten Antennen für Mobiltelefone sind üblicherweise im Inneren des Mobiltelefons eingebaut (i.e. interne Antenne) und sind ästhetisch ausgestaltet, langlebig und tragbar. Eine solche Antenne kann üblicherweise in zwei Frequenzbereichen (i.e. GSM900Hz/GSM1800Hz oder GSM850Hz/1900Hz) oder in drei Frequenzbereichen (i.e. GSM900Hz/1800Hz/1900Hz oder GSM850Hz/1800Hz/1900Hz) operieren. Es ist ein anzustrebendes Ziel für die Hersteller der Mobiltelefone, ein Mobiltelefon mit einer Antenne zu schaffen, die in vier unterschiedlichen Frequenzbereichen operieren kann und insofern von Vorteil ist, als die Herstellungskosten herabgesetzt werden können, und eine solche Antenne auf dem Markt konkurrenzfähiger ist.

Aus der US-amerikanischen Patentanmeldung US2004/0075610 ist eine PIFA-Antennenvorrichtung für mobile Kommunikationsgeräte bekannt. Wie aus 1A ersichtlich, umfasst die Antennenvorrichtung einen HF-Eingang/Ausgang und zwei Antennenflächen, die jeweils einen Anschluß zur Masselage eines mobilen Kommunikationsgeräts aufweisen. Dabei empfängt die erste Antennenfläche Signale aus zwei unabhängigen Frequenzbereichen, während die zweite Antennenfläche 1000 Signale aus dem dritten Frequenzbereich empfängt. Nur die erste Antennenfläche ist an den HF-Eingang/Ausgang der Radiofrequenz angeschlossen; die zweite Antennenfläche steht mit der ersten in keinem Kontaktzustand, wobei die beiden Antennenflächenelektromagnetisch gekoppelt werden.

Desweiteren ist aus der US-amerikanischen Patentanmeldung US2003/0052824 eine interne Antenne mit mehreren Frequenzbereichen bekannt, bei der die Radioleistung erhöht ist. Wie aus 1B ersichtlich, ermöglicht die Antenne ebenfalls durch ein drittes erdendes Kopplungsstück 1000 mehrere Frequenzbereiche.

In einer weiteren Lösung wird die Bandbreite durch Erhöhung der Schleifenanzahl vergrößert. Wie aus 1C ersichtlich, besitzen die jeweiligen Schleifen keinen unabhängigen Erdungspunkt, so dass die Wirkung der Ausführung nicht optimal ist. Die vorgenannten Lösungen weisen zwar eine gewiße Fortschrittlichkeit auf, doch sind sie noch nicht in der Lage, eine Ausführung mit vier Frequenzbereichen zu realisieren; außerdem ist die Leistung nicht hoch genug, um die Ausführung mit mehreren Frequenzbereichen, die optimale Übereinstimmung der Antenne mit den Mehrzweckzuständen sowie die hohe Verstärkung zweckgemäß zu realisieren.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte zu schaffen, die sowohl mehrere Frequenzbereiche abdecken, als auch eine Resonanz mehrerer Frequenzbereiche realisieren kann.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die o.g. Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für ein mobiles Kommunikationsgerät mit einer Hauptplatine. Die Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne weist eine Leitereinheit und einen die Leitereinheit tragenden Träger auf. Die vorgenannte Leitereinheit ist mit der Hauptplatine des mobilen Kommunikationsgeräts elektrisch verbunden und weist eine Vielzahl von Schleifen auf, die an einem gemeinsamen Speisepunkt starten und an ihren jeweiligen Erdungspunkten enden.

Im folgenden werden die technischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte erläutert.

Unter einem ersten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es weist eine der genannten Schleifen zumindest einen leitfähigen Abzweig auf, wobei ein Ende des leitfähigen Abzweigs mit einer vorbestimmten Stelle der Schleife verbunden ist, bis auf die vorgenannten Erdungspunkte, während das andere Ende schwebt.

Unter einem zweiten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es ist die Länge der Schleife vom Speisepunkt bis zum Erdungspunkt größer als 20 mm.

Unter einem dritten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es sind eine erste und eine zweite Schleife vorgesehen, die einen gemeinsamen Leiter haben.

Unter einem vierten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es sind eine erste, eine zweite und eine dritte Schleife vorgesehen, die einen gemeinsamen Leiter haben.

Unter einem fünften Aspekt der Erfindung wird deutlich: es umgibt die zweite Schleife die erste Schleife entweder vollkommen oder teilweise; alternativ sind die erste und die zweite Schleife jeweils an einer Seite des gemeinsamen Leiters angeordnet.

Unter einem sechsten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es umfasst die erste Schleife zumindest einen leitfähigen Abzweig, und die zweite Schleife umfasst zumindest einen leitfähigen Abzweig, wobei jeder der leitfähigen Abzweige eine Länge von 0,1 mm bis ca. 80 mm besitzt. Die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs und von der Schleife bis zum Ende des Speisepunkts beträgt ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten Schleife; die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigsund von der Schleife bis zum Ende des Speisepunkts beträgt ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der zweiten Schleife.

Unter einem siebten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es ist ferner eine leitfähige Verbindung zum Zusammenschalten der Teile der ersten und der zweiten Schleife bis auf den gemeinsamen Leiter vorgesehen.

Unter einem achten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es ist ferner eine leitfähige Verbindung zum Zusammenschalten der ersten und der zweiten Schleife vorgesehen.

Unter einem neunten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es umfassen die erste, die zweite und die dritte Schleife jeweils einen leitfähigen Abzweig, wobei jeder dieser leitfähigen Abzweige eine Länge von 0,1 mm bis ca. 80 mm besitzt. Die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs und von der Schleife bis zum Ende des Speisepunkts beträgt ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten Schleife; die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs und von der Schleife bis zum Ende des Speisepunkts beträgt ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der zweiten Schleife; die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs und von der Schleife bis zum Ende des Speisepunkts beträgt ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der dritten Schleife.

Unter einem zehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es umfasst zumindest eine der ersten, der zweiten und der dritten Schleife zwei leitfähige Abzweige; zumindest eine der ersten, der zweiten und der dritten Schleife umfasst einen leitfähigen Abzweig, wobei jeder dieser leitfähigen Abzweige eine Länge von 0,1 mm bis ca. 80 mm besitzt. Die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs und von einer der ersten, der zweiten und der dritten Schleife bis zum Ende des Speisepunkts beträgt ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten, der zweiten und der dritten Schleife.

Unter einem elften Aspekt der Erfindung wird deutlich: es sind ferner eine erste leitfähige Verbindung zum Zusammenschalten der Teile der ersten und der zweiten Schleife bis auf den gemeinsamen Leiter und eine zweite leitfähige Verbindung zum Zusammenschalten der Teile der zweiten und dritten Schleife bis auf den gemeinsamen Leiter vorgesehen.

Unter einem zwölften Aspekt der Erfindung wird deutlich: es sind ferner eine erste leitfähige Verbindung zum Zusammenschalten der ersten und der zweiten Schleife und eine zweite leitfähige Verbindung zum Zusammenschalten der zweiten und dritten Schleife vorgesehen.

Unter einem dreizehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es befindet sich eine Projektion der erfindungsgemäßen Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine steht, vollkommen außerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine des mobilen Kommunikationsgeräts.

Unter einem vierzehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es befindet sich eine Projektion der erfindungsgemäßen Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine steht, entweder vollkommen oder teilweise innerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine des mobilen Kommunikationsgeräts. Darüber hinaus ist an einer Stelle der Masselage der Hauptplatine, die mit der Projektion der Antenne überlappt, eine Einbuchtung angeordnet.

Unter einem fünfzehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es kann jede der ersten und der zweiten Schleife in Form einer Faltlinie, einer Kurve, von Sägezähnen, einer aufgeweiteten Linie oder einer Hohllinie ausgebildet werden.

Unter einem sechzehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es kann jede der ersten, der zweiten und der dritten Schleife in Form einer Faltlinie, einer Kurve, von Sägezähnen, einer aufgeweiteten Linie oder einer Hohllinie ausgebildet werden.

Unter einem siebzehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es sind eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schleife vorgesehen, wobei jede dieser vier Schleifen jeweils einen Erdungspunkt und einen leitfähigen Abzweig aufweist.

Unter einem achtzehnten Aspekt der Erfindung wird deutlich: es sind eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schleife vorgesehen, wobei jede der ersten und der zweiten Schleife einen gemeinsamen Erdungspunkt hat, und jede der ersten, der zweiten und der vierten einen leitfähigen Abzweig hat.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

1A zeigt eine schematische Draufsicht einer aus der US-amerikanischen Patentanmeldung US2004/0075610 bekannten PIFA-Antenne.

1B zeigt eine schematische Draufsicht einer aus der US-amerikanischen Patentanmeldung US2003/0052824 bekannten internen Breitband-Antenne.

1C zeigt eine schematische Draufsicht einer herkömmlichen Breitband-Antenne.

2A zeigt eine schematische Draufsicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

2B zeigt eine schematische Darstellung der in 2A gezeigten Antenne, die an einer Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts montiert ist.

2C zeigt eine schematische Draufsicht der in 2A gezeigten Antenne, wobei die Teile der beiden Schleifen (bis auf den gemeinsamen Leiter) durch eine leitfähige Verbindung miteinander verbunden sind.

3 zeigt eine schematische Draufsicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

4 zeigt eine schematische Draufsicht eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

5A zeigt eine weitere schematische Draufsicht der in 4 dargestellten Antenne, wobei die beiden Schleifen bis auf den gemeinsamen Speisepunkt keinen gemeinsamen Teil haben, und jede Schleife einen leitfähigen Abzweig aufweist.

5B zeigt eine ähnliche Ansicht wie 5A, wobei eine leitfähige Verbindung die Schleifen verbindet, die jeweils einen leitfähigen Abzweig aufweisen.

6 zeigt eine schematische Draufsicht eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

7 zeigt eine schematische Draufsicht eines sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

8A zeigt eine schematische Draufsicht eines siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

8B zeigt eine erste Konfiguration der in 8A gezeigten Antenne, wobei die drei Schleifen jeweils einen leitfähigen Abzweig aufweisen.

8C zeigt eine zweite Konfiguration der in 8A Antenne, wobei die erste und die zweite Schleife durch eine leitfähige Verbindung und die zweite und die dritte Schleife durch eine andere leitfähige Verbindung zusammengeschalten sind.

9 zeigt eine schematische Draufsicht eines achten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

10 zeigt eine schematische Draufsicht eines neunten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

11 zeigt eine schematische Draufsicht eines zehnten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

12A zeigt eine erste Konfiguration der in 2A gezeigten Antenne, wobei der die Schleife bildende Leiter kurvenförmig ausgebildet ist, und der leitfähige Abzweig der Schleife in Form von Sägezähnen ausgebildet ist.

12B zeigt eine zweite Konfiguration der in 2A gezeigten Antenne, wobei der die Schleife bildende Leiter und der leitfähige Abzweig der Schleife in Form einer sich ausbreitenden Linie ausgebildet sind.

12C zeigt eine dritte Konfiguration der in 2A gezeigten Antenne, wobei die Schleife durch eine Aussparung am Leiter realisiert wird.

13 zeigt eine erste schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts montiert ist, wo sich die Projektion der Antenne vollkommen außerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine des mobilen Kommunikationsgeräts befindet.

14 zeigt eine zweite schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts montiert ist, wobei sich die Projektion der Antenne vollkommen innerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine des mobilen Kommunikationsgeräts befindet.

15A zeigt eine erste schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts montiert ist, wobei sich die Projektion der Antenne teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine des mobilen Kommunikationsgeräts befindet; an der Masselage der Hauptplatine ist eine Einbuchtung ausgebildet.

15B zeigt eine Variation der in 15A gezeigten Ausgestaltung, wobei streifenförmige Latten an der Masselage angeordnet sind.

16A zeigt das Testergebnis aufgrund eines ersten konkreten Beispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

16B zeigt das Testergebnis aufgrund eines zweiten konkreten Beispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte.

Wege der Ausführung der Erfindung

Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch soll die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden.

Vor der detaillierten Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden zunächst Bezugsbegriffe in der Beschreibung erklärt oder definiert.

Ein sog. „Speisepunkt" bezieht sich auf einen initialen elektrischen Anschlußpunkt einer Antenne und einer Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts, i.e. den Ein-/Ausgang der Radiofrequenz der Hauptplatine. In der Erfindung ist der „Speisepunkt" ein Startpunkt einer Schleife.

Ein sog. „Erdungspunkt" bezieht sich auf einen physischen Anschlußpunkt der Antenne und einer Masselage der Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts (z.B. eines Mobiltelefons), i.e. den Endpunkt der Schleife der Erfindung. Der Erdungspunkt ist an einen Erdungspunkt des Speisepunkts elektrisch angeschlossen, um eine Schleife zu bilden. Die erfindungsgemäße Antenne weist mehrere Erdungspunkte an unterschiedlichen physischen Positionen auf, wobei die Erdungspunkte erfindungsgemäß mit einem Leiter (i.e. Masselage) verbunden und eingeschaltet sind.

Eine sog. „Schleife" bezieht sich auf eine leitfähige Schleife, die am Speisepunkt beginnt, an einem der Erdungspunkte endet.

Die Verhältnisse zwischen den jeweiligen Schleifen (vollkommen, teilweise umgeben) beziehen sich auf die Positionsverhältnisse zwischen den Schleifen, nachdem die genannten Schleifen in eine Fläche entfaltet worden sind.

Wie aus 2A, 2B ersichtlich, umfasst die erfindungsgemäße Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte Leiter (durch die halbfetten Linien dargestellt) und einen die Leiter tragenden Träger, wobei der Träger als flexible Leiterplatte (FPC), Leiterplatte (PCB), einzelne Kunststoffstruktur oder Gehäuse eines Kommunikationsgeräts, usw. ausgeführt werden kann, sich aber nicht darauf beschränken lässt. Der genannte Leiter kann als Kupferfolie oder als galvanisierter oder gedruckter Metallleiter ausgeführt werden, lässt sich aber nicht darauf beschränken. Dies stellt bekannte Technik dar, wird daher nicht weiter erläutert und in der Zeichnung dargestellt.

Wie aus 2B ersichtlich, ist die Leitereinheit mit der Hauptplatine 100 eines mobilen Kommunikationsgeräts elektrisch verbunden, die die Hauptschaltplatte des mobilen Kommunikationsgeräts ist. Je nach Bedarf werden Sende-, Empfang- und Steuerschaltkreis für Signale auf die Hauptplatine 100 gedruckt.

2A zeigt das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Leiter eine erste und eine zweite Schleife 10, 20 umfasst, die an einem gemeinsamen Speisepunkt 1 beginnen und an zwei Erdungspunkten 2, 3 in verschiedenen physischen Positionen enden; die erste Schleife 10 wird durch die zweite Schleife 20 vollkommen umgeben, wobei die beiden Schleifen 10, 20 einen gemeinsamen Leiter 5 aufweisen, der eine Länge von 0,001 mm bis zum 80 mm besitzt.

3 zeigt das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Leiter eine erste und eine zweite Schleife 10, 20 umfasst. Das zweite Ausführungsbeispiel ist mit dem ersten identisch bis auf den einen Punkt, dass die erste Schleife 10 durch die zweite Schleife 20 teilweise umgeben ist.

4 zeigt das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Leiter eine erste und eine zweite Schleife 10, 20 umfasst. Das dritte Ausführungsbeispiel ist mit dem ersten identisch bis auf den einen Punkt, dass die erste und die zweite Schleife 10, 20 jeweils beiderseits des gemeinsamen Leiters 5 angeordnet sind.

5A zeigt das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel ist mit dem ersten identisch bis auf den einen Punkt, dass der gemeinsame Speisepunkt 1 den einzigen gemeinsamen Teil der ersten und der zweiten Schleife 10, 20 darstellt. In jedem der oben genannten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich die Bereiche für die Schleifen 10, 20 aufgrund ihrer unterschiedlichen Positionsverhältnisse voneinander. Daher kann die erfindungsgemäße Antenne in unterschiedlichen Anwendungen ausgeführt werden.

Wie in 2A und 3 bis 5 gezeigt, weisen die erste und die zweite Schleife 10, 20 jeweils einen leitfähigen Abzweig 12, 22 des Leiters auf, wobei die Länge der Abzweige 12, 22 0,1 mm bis 80 mm beträgt; die Länge vom Verbindungspunkt 11 des leitfähigen Abzweigs 12 und von der ersten Schleife 10 bis zum Ende des Speisepunkts 1 beträgt 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten Schleife 10; die Länge vom Verbindungspunkt 21 des leitfähigen Abzweigs 22 und von der zweiten Schleife 20 bis zum Ende des Speisepunkts 1 beträgt 10 bis 90% der gesamten Länge der zweiten Schleife 20.

Im fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel in 6 weist die erste Schleife 10 keinen Leitfähigen Abzweig auf, während die zweite Schleife 20 zwei leitfähige Abzweige 22 aufweist; im sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel in 7 weist die erste Schleife 10 zwei leitfähige Abzweig 12 auf, während die zweite Schleife 20 einen leitfähigen Abzweigs 22 aufweist.

Es ist möglich, durch Verkürzen der Schleifen mit einer leitfähigen Verbindung mehr Schleifen zu bilden. Im ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise eine leitfähige Verbindung 9 eingesetzt, um die übrigen Teile der ersten und der zweiten Schleife 10, 20 bis auf den gemeinsamen Leiter 5 zusammenzuschalten. Im vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine leitfähige Verbindung 9 eingesetzt, um die übrigen Teile der ersten und der zweiten Schleife 10, 20 zusammenzuschalten. (siehe 2C, 5B).

8A zeigt das siebte bevorzugte Ausführungsbeispiel, wobei der Leiter eine erste, eine zweite und eine dritte Schleife 10, 20, 30 umfasst, die an einem gemeinsamen Speisepunkt 1 beginnen und an den jeweiligen Erdungspunkten 2, 3, 8 enden; die drei Schleifen 10, 20, 30 haben einen gemeinsamen Leiter 5. Die erste Schleife 10 weist keinen leitfähigen Abzweig auf; die zweite und die dritte Schleife 20, 30 haben jeweils einen leitfähigen Abzweig 22, 32. 8B zeigt eine erste Konfiguration der Antenne in 8A, wobei die drei Schleifen 10, 20, 30 jeweils einen leitfähigen Abzweig 12, 22, 32 aufweisen.

9 zeigt das achte bevorzugte Ausführungsbeispiel, wobei der Leiter eine erste, eine zweite und eine dritte Schleife 10, 20, 30 umfasst, die an einem gemeinsamen Speisepunkt 1 beginnen und an den jeweiligen Erdungspunkten 2, 3, 8 enden. Die drei Schleifen 10, 20, 30 weisen bis auf den gemeinsamen Speisepunkt 1 keine weiteren gemeinsamen Teile auf. Die Schleifen 10, 20, 30 enden jeweils an den Erdungspunkten 2, 3, 8. Die erste und die dritte Schleife 10, 30 weisen jeweils einen leitfähigen Abzweig 12, 32 auf. Alternativ kann/können einer oder zwei von der ersten, der zweiten und der dritten Schleife 10, 20, 30 zwei leitfähige Abzweige aufweisen, während die andere(n) Schleife(n) einen leitfähigen Abzweig aufweist/aufweisen.

Jeder der leitfähigen Abzweige 12, 22, 32 hat eine Länge von ca. 0,1 mm bis zum 80 mm. Die Länge vom Verbindungspunkt 11 des leitfähigen Abzweigs 12 und von der ersten Schleife 10 bis zum Ende des Speisepunkts 1 beträgt 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten Schleife 10; die Länge vom Verbindungspunkt 21 des leitfähigen Abzweigs 22 und von der zweiten Schleife 20 bis zum Ende des Speisepunkts 1 beträgt 10% bis 90% der gesamten Länge der zweiten Schleife 20; die Länge vom Verbindungspunkt 31 des leitfähigen Abzweigs 32 und von der dritten Schleife 30 bis zum Ende des Speisepunkts 1 beträgt 10% bis 90% der gesamten Länge der dritten Schleife 30.

8C zeigt eine zweite Konfiguration der in 8A gezeigten Antenne. Eine leitfähige Verbindung 9 wird eingesetzt, um Teile der ersten und der zweiten Schleife 10, 20 bis auf den den gemeinsamen Leiter 5 zusammenzuschalten. Eine leitfähige Verbindung 9' wird eingesetzt, um Teile der zweiten und dritten Schleife 20, 30 bis auf den den gemeinsamen Leiter 5 zusammenzuschalten.

Ähnlicherweise ist aus 9 ersichtlich, dass eine leitfähige Verbindung 9 eingesetzt wird, um die erste und die zweite Schleife 10, 20 zusammenzuschalten. Alternativ kann eine Vielzahl von leitfähigen Verbindungen zum Zusammenschalten der beiden Schleifen 10,20 eingesetzt werden.

10 zeigt das neunte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Leiter eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schleife 10, 20, 30, 40 umfasst. Jede der Schleifen 10, 20, 30, 40hat einen Erdungspunkt 2, 3, 8 oder 8' und einen leitfähigen Abzweig 12, 22, 32 oder 42.

11 zeigt das zehnte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Leiter eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schleife 10, 20, 30, 40 umfasst. Jede der Schleifen 10, 20, 30, 40 hat einen Erdungspunkt 2, 3, 8 oder 8' und einen leitfähigen Abzweig 12, 22, 32 oder 42. Das zehnte Ausführungsbeispiel ist mit dem neunten identisch bis auf den einen Punkt, dass es nur drei Erdungspunkte 2, 3, 8 gibt, wobei der dritte Erdungspunkt 8 für die dritte und die vierte Schleife, 30, 40 bestimmt ist. Die dritte Schleife 30 weist keinen leitfähigen Abzweig auf, während die erste, die zweite und die vierte Schleife 10, 20, 40 jeweils einen Abzweig 12, 22, 42 des Leiters aufweisen.

In den vorgenannten bevorzugten Ausführungsbeispielen können die Schleifen und ihre leitfähigen Abzweige in Form einer Faltlinie, einer Kurve, von Sägezähnen, einer auf geweiteten Linie oder einer Hohllinie ausgebildet werden; jedoch lässt sich die Form nicht auf die vorstehenden Formen beschränken. 12A zeigt beispielsweise eine erste Konfuguration der in 2A gezeigten Antenne, wobei die erste Schleife 10 sowie ihr leitfähiger Abzweig 12 in Form einer Faltlinie ausgebildet sind; in 12B sind die zweite Schleife 20 sowie ihr leitfähiger Abzweig 22 in Form einer aufgeweiteten Linie ausgebildet; wie aus 12C ersichtlich, wird die zweite Schleife 20 durch eine Aussparung am Leiter realisiert.

Die erfindungsgemäße Antenne wird an der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts montiert, wobei das Positionsverhältnis der Antenne und der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts sowie die Struktur der Masselage des Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts die Eigenschaften der Frequenzbereiche der Antenne beeinflussen können.

13 zeigt eine erste schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine 100 eines mobilen Kommunikationsgeräts (z.B. eines Mobiltelefons) montiert ist und damit elektrisch verbunden ist. Die Projektion der Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine 100 steht, befindet sich (i.e. die Richtung senkrecht zur Fläche der Hauptplatine 100) vollkommen außerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts. Dabei zeigt Teil A der 13 das Verhältnis zwischen der Antenne und der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts, und Teil B der 13 zeigt eine Seitenansicht der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts.

14 zeigt eine zweite schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine 100 eines mobilen Kommunikationsgeräts (z.B. eines Mobiltelefons) montiert ist und damit elektrisch verbunden ist. Die Projektion der Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine 100 steht, befindet sich vollkommen innerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts. Dabei zeigt Teil A der 14 das Verhältnis zwischen der Antenne und der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts, und Teil B der 14 zeigt eine Seitenansicht der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts.

15A zeigt eine dritte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine 100 eines mobilen Kommunikationsgeräts (z.B. eines Mobiltelefons) montiert ist und damit elektrisch verbunden ist. Die Projektion der Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine 100 steht, befindet sich teilweise außerhalb und teilweise innerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts. An einer Stelle der Masselage der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts, welche Stelle mit der Projektion der Antenne überlappt, ist eine Einbuchtung 101 angeordnet. Dabei zeigt Teil A der 15A das Verhältnis zwischen der Antenne und der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts, und Teil B der 15A zeigt eine Seitenansicht der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts.

15B zeigt eine vierte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antenne, die an einer Hauptplatine 100 eines mobilen Kommunikationsgeräts (z.B. eines Mobiltelefons) montiert ist und damit elektrisch verbunden ist. Ähnlich wie bei 15A befindet sich die Projektion der Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine 100 steht, teilweise außerhalb und teilweise innerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts. An einer Stelle der Masselage der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts, welche Stelle mit der Projektion der Antenne überlappt, ist eine Einbuchtung 101 angeordnet. Dabei zeigt Teil A der 15B das Verhältnis zwischen der Antenne und der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts, und Teil B der 15B zeigt eine Seitenansicht der Hauptplatine 100 des mobilen Kommunikationsgeräts. Der einzige zwischen 15A und 15B liegt darin, dass in 15B eine gitterartige Struktur an der Masselage der Hauptplatine 100 gebildet ist.

16A zeigt das Testergebnis aufgrund eines konkreten Beispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für ein mobiles Kommunikationsgerät, wobei die Antenne fünf Frequenzbereiche abdecken kann, nämlich GSM800/GSM 900/GSM 1800/GSM 1900 und UMTS.

16B zeigt das Testergebnis aufgrund eines weiteren konkreten Beispiels der erfindungsgemäßen Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für ein mobiles Kommunikationsgerät, wobei die Antenne vier Frequenzbereiche abdecken kann, nämlich GSM800/GSM900/GSM1800/GSM1900.

Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Patentansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen (z.B. Anordnung von fünf Schleifen), die die in diesem technischen Bereich Sachkundigen gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung vornehmen, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Der Schutzbereich der Erfindung richtet sich auf die nachstehenden Patentansprüche.

1
gemeinsamer Speisepunkt
10
erste Schleife
100
Hauptplatine eines mobilen Kommunikationsgeräts
101
Einbuchtung
102
streifenförmige Latte
11
Anschluß
12
leitfähiger Leiter
2
Erdungspunkt
20
zweite Schleife
21
Anschluß
22
leitfähiger Leiter
3
Erdungspunkt
30
dritte Schleife
32
leitfähiger Leiter
40
vierte Schleife
42
leitfähiger Leiter
5
gemeinsamer Leiter
8, 8'
Erdungspunkt
9, 9'
leitfähige Verbindung
1000
zweite Antennenfläche

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft eine Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte (z.B. ein Mobiltelefon) mit einer Hauptplatine. Die Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne weist eine Leitereinheit und einen die Leitereinheit tragenden Träger auf, wobei die Leitereinheit mit der Hauptplatine elektrisch verbunden ist und mit einer Vielzahl von Schleifen (10, 20, 30, 40) versehen sein kann, die an einem gemeinsamen Speisepunkt (1) starten und an den jeweiligen Erdungspunkten (2, 3, 8 oder 8') enden. Die Schleifen (10,20, 30, 40) befinden sich in verschiedenen physischen Positionen. Die erfindungsgemäße Antenne kann sowohl mehrere Frequenzbereiche abdecken als auch eine Resonanzmehrerer Frequenzbereiche realisieren.


Anspruch[de]
Breitband-Mehrfach-Schleifenantenne für mobile Kommunikationsgeräte mit einer Hauptplatine (100), umfassend

– eine Leitereinheit, die mit der Hauptplatine (100) elektrisch verbunden ist und mit einer Vielzahl von Schleifen (10, 20, 30, 40) versehen sein kann, die an einem gemeinsamen Speisepunkt (1) starten und an den jeweiligen Erdungspunkten (2, 3, 8 oder 8') enden; und

– einen Träger, der die Leitereinheit trägt,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schleifen (10, 20, 30, 40) zumindest einen leitfähigen Abzweig (2, 3, 8 oder 8') umfasst, wobei ein Ende dieser leitfähigen Abzweige (2, 3, 8 oder 8') mit einer vorbestimmten Stelle der Schleife bis auf den Erdungspunkt der Schleife verbunden ist, und das andere Ende schwebt.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge vom Speisepunkt (1) der Schleife bis zum Erdungspunkt der Schleife größer ist als 20 mm. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Schleife (10, 20) vorgesehen sind, die einen gemeinsamen Leiter (5) aufweisen. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, eine zweite und eine dritte Schleife (10, 20, 30) vorgesehen sind, die einen gemeinsamen Leiter (5) aufweisen. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schleife (10) entweder vollkommen oder teilweise von der zweiten Schleife (20) umgegeben wird, wobei alternativ die beiden Schleifen (10, 20) jeweils beiderseits des gemeinsamen Leiters (5) angeordnet werden. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schleife (10, 20) jeweils zumindest einen leitfähigen Abzweig (12, 22) aufweisen, wobei die Länge jedes leitfähigen Abzweigs (12, 22) ca. 0,1 mm bis 80 mm beträgt, wobei die Länge von einem Verbindungspunkt (11) des leitfähigen Abzweigs (12) und von der ersten Schleife (10) bis zum Ende des Speisepunkts (1) ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten Schleife (10) beträgt, und wobei die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs (22) und von der zweiten Schleife (20) bis zum Ende des Speisepunkts (1) ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der zweiten Schleife (20) beträgt. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine leitfähige Verbindung (9) zum Zusammenschalten der Teile der ersten und der zweiten Schleife (10, 20) bis auf den gemeinsamen Leiter (5) vorgesehen ist. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine leitfähige Verbindung (9) zum Zusammenschalten der ersten und der zweiten Schleife (10, 20) vorgesehen ist. Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, die zweite und die dritte Schleife (10, 20, 30) jeweils zumindest einen leitfähigen Abzweig (12, 22, 32) aufweisen, wobei die Länge jedes leitfähigen Abzweigs (12, 22, 32) ca. 0,1 mm bis 80 mm beträgt, wobei die Länge von einem Verbindungspunkt (11) des leitfähigen Abzweigs (12) und von der ersten Schleife (10) bis zum Ende des Speisepunkts (1) ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der ersten Schleife (10) beträgt, wobei die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs (22) und von der zweiten Schleife (20) bis zum Ende des Speisepunkts (1) ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der zweiten Schleife (20) beträgt, und wobei die Länge von einem Anschluß des leitfähigen Abzweigs (32) und von der dritten Schleife (30) bis zum Ende des Speisepunkts (1) ca. 10% bis 90% der gesamten Länge der dritten Schleife (30) beträgt. Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine von der ersten, der zweiten und der dritten Schleife (10, 20, 30) zwei leitfähige Abzweige aufweist, und dass zumindest eine von der ersten, der zweiten und der dritten Schleife (10, 20, 30) einen leitfähigen Abzweig aufweist, wobei die Länge jedes leitfähigen Abzweigs (12, 22, 32) ca. 0,1 mm bis 80 mm beträgt, und wobei die Länge von einem Verbindungspunkt (11) des leitfähigen Abzweigs (12, 22, 32) und von jeder der ersten, der zweiten und der dritten Schleife (10, 20, 30) bis zum Ende des Speisepunkts (1) ca. 10% bis 90% der gesamten Länge jeder der ersten, der zweiten und der dritten Schleife (10, 20, 30) Schleife (10) beträgt. Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine erste leitfähige Verbindung (9) zum Zusammenschalten der Teile der ersten und der zweiten Schleife (10, 20) bis auf den gemeinsamen Leiter (5) vorgesehen ist, und dass eine zweite leitfähige Verbindung (9') zum Zusammenschalten der Teile der zweiten und der dritten Schleife (20, 30) bis auf den gemeinsamen Leiter (5) vorgesehen ist. Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine erste leitfähige Verbindung (9) zum Zusammenschalten der ersten und der zweiten Schleife (10, 20) vorgesehen ist, und dass eine zweite leitfähige Verbindung (9') zum Zusammenschalten der zweiten und der dritten Schleife (20, 30) vorgesehen ist. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Projektion der Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine (100) steht, vollkommen außerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine (100) des mobilen Kommunikationsgeräts befindet. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Projektion der Antenne, die relativ zu einer Normalen der Hauptplatine (100) steht, teilweise außerhalb und teilweise innerhalb des Projektionsbereichs der Hauptplatine (100) des mobilen Kommunikationsgeräts befindet, wobei ferner an einer Stelle der Masselage der Hauptplatine (100) des mobilen Kommunikationsgeräts, die mit der Projektion der Antenne überlappt, eine Einbuchtung (101) angeordnet ist. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten und der zweiten Schleife (10, 20) in Form einer Faltlinie, einer Kurve, von Sägezähnen, einer aufgeweiteten Linie oder einer Hohllinie ausgebildet ist. Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Schleife (10, 20, 30) in Form einer Faltlinie, einer Kurve, von Sägezähnen, einer aufgeweiteten Linie oder einer Hohllinie ausgebildet ist. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schleife (10, 20, 30, 40) vorgesehen sind, wobei jede der Schleifen (10, 20, 30, 40) einen Erdungspunkt (2, 3, 8 oder 8') und einen leitfähigen Abzweig (12, 22, 32 oder 42) hat. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schleife (10, 20, 30, 40) vorgesehen sind, wobei jede von der ersten und der zweiten Schleife (10, 20) einen gemeinsamen Erdungspunkt (8) hat, und wobei jede der ersten, der zweiten und der vierten Schleife (10, 20, 40) einen leitfähigen Abzweig (12, 22, oder 42) hat.






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