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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kompaktes Mobiltelefon,
und im Besonderen auf eine einschiebbare Antenneneinheit, die sich
in einem solchen Mobiltelefon, das im Niederfrequenzbereich betrieben
wird, befindet.
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Mobiltelefone,
wie auch Funktelefone und persönliche
Kommunikationssysteme sind normalerweise mit einer Stab- oder Wendelantenne
ausgestattet, deren Länge
so bemessen ist, dass sie λ/4 oder
3 λ/4 der
Betriebsfrequenz aufweist. Wenn sich eine Stabantenne von dieser
Länge ständig in
ausgezogener Stellung befindet, wäre es für den Benutzer unbequem, das
Mobiltelefon mit sich herum zu tragen. Die Wendelantenne hingegen
hat eine kurze physikalisch wirksame Länge und ist daher nicht so unvorteilhaft,
ihre Effizienz ist jedoch auf Grund der kürzeren Abmessung geringer als
die der Stabantenne. Da die Wendelantenne darüber hinaus beim Telefonieren
eine geringere Leistung erbringt als die Stabantenne, ist es wünschenswert, über eine
Antenne zu verfügen,
die eine relativ lange physikalische Länge vergleichbar mit der der
Stabantenne hat.
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Zu
diesem Zweck ist eine einschiebbare Antenne entwickelt worden, die
eine Kombination aus beiden, der Stabantenne und der Wendelantenne, darstellt
und somit die Vorteile beider Antennentypen nutzt. Dies wird im
US Patent Nr. 5,479,178 offen gelegt. Aus diesem Patent geht hervor,
dass die Stabantenne, wenn das Mobiltelefon eingeschaltet ist, um Anrufe
empfangen zu können,
in das Gehäuse
des Mobiltelefons eingeschoben werden kann und somit ausschließlich die
Wendelantenne benutzt wird. Wenn jedoch eine Verbindung hergestellt
ist, dann wird die Stabantenne vollständig aus dem Gehäuse herausgezogen,
um die Qualität
der Kommunikation zu verbessern. Daher ist eine solch einschiebbare Antenne
dann angemessen, wenn der Gehäusekörper des
Mobiltelefons in seiner Abmessung lang genug ist, um die Stabantenne
vollständig
aufzunehmen. Da sich jedoch auf Grund der Entwicklung der VLSI Technologie
die Größe der Mobiltelefone
ständig
verringert, wird auch der Platz, in den die Stabantenne in das Gehäuse des
Mobiltelefons eingeschoben werden kann, kleiner. Zusätzlich zu
einem Einschieben der Stabantenne in das Gehäuse ist es erforderlich, diese
Antenne elektrisch von dem Wellenspeisepunkt zu entkoppeln. Wenn
jedoch der Platz zur Unterbringung einer Stabantenne fehlt, ist
es nicht möglich,
ein vollständiges
Entkoppeln zu erzielen. Hierin liegt folglich einer der Faktoren
für eine Beschränkung hinsichtlich
der Ausführung
der Antenne. Es sollte also bei einer Stabantenne möglich sein,
sie in das Gehäuse
einzuschieben, während
die Wendelantenne aus dem Gehäuse
heraus ragt.
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Im
Patent 0 716 469 A1 wird eine einschiebbare Antenneneinheit nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1 offengelegt. Darin wird eine Antennenvorrichtung
für ein
tragbares Radiogerät
beschrieben. In 5 des erwähnten Dokuments
sind dargestellt ein Gehäusekörper, eine
Wendelantenne in einer Antennenverkleidung, eine Antennenbefestigung,
ein Einbauteil für
die Verbindung der Antenne, eine Begrenzvorrichtung für den ausgezogenen
Zustand, eine Antennenbaugruppe, die eine Stabantenne und eine Antennenverkleidung
umfasst. Die Antenne wird durch eine Stromleitung versorgt, die
nicht nur die Antennenbaugruppe mit elektrischer Energie durch eine
Elektrizitätsquelle
versorgt, sondern die auch abgestimmt ist auf einen charakteristischen
Widerstand eines Sender-/Empfängerschaltkreises
mit einem Eingangswechselstromwiderstand der Antennenbaugruppe.
Andere Ausführungsformen
in dem erwähnten
Dokument bestehen aus einer befestigten zylindrischen Antenne.
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In
dem Referenzdokument WO 97/23014 wird eine Antennenbaugruppe offen
gelegt, die eine Stabantenne und eine Wendelantenne umfasst, und als
Zwei-Frequenz-Antenne arbeitet. Wenn die eine der beiden Antennen
auf eine Sendefrequenz eingestellt ist und die andere auf eine Empfangsfrequenz, dann
ist es möglich,
eine Antennenbaugruppe mit einer großen Abstrahlleistung für die Übertragung
und einer hohen Empfangsempfindlichkeit zu schaffen.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte einschiebbare
Antenneneinheit für
ein Mobiltelefon zur Verfügung
zu stellen.
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Dieses
Ziel wird durch eine einschiebbare Antenneneinheit nach Anspruch
1 erreicht.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
dieser Erfindung durch die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der ein aufklappbares mit einer
Antenneneinheit ausgestattetes Mobiltelefon dargestellt ist;
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2 zeigt
einen partiellen Querschnitt eines in 1 gezeigten
Modells eines aufklappbaren Mobiltelefons, bei dem die Stabantenne
in dem Gehäuse
des Mobiltelefons eingeschoben ist;
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Bei 3 und 2 handelt
es sich um vergleichbare Ansichten. Die Stabantenne ist in 3 jedoch
vollständig
herausgezogen;
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht, bei der die einziehbare Antenneneinheit
mit einer Metallröhre
versehen ist.
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In
allen Abbildungen werden dieselben Bezugszeichen verwendet, um dieselben
Funktionsteile darzustellen, und es wurde auf eine detaillierte
Beschreibung der Teile, die nicht direkt mit der Erfindung verbunden
sind, verzichtet, um so zu vermeiden, dass das technische Konzept
der Erfindung missverstanden wird.
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In 1 ist
ein klappbares Mobiltelefon zu sehen, bei dem die Antenneneinheit
der Erfindung verwendet wurde. Die Antenneneinheit der Erfindung kann
ebenso bei jedem anderen Mobiltelefonmodell verwendet werden. Das
Gehäuse
des aufklappbaren Mobiltelefons besteht aus einem Gehäusekörper 300,
einer Klappe 350 sowie einem Drehgelenksmechanismus, mit
dem Klappe und Gehäuse
verbunden sind. Die Klappe 350 kann in Richtung weg vom
Gehäusekörper 300 geöffnet oder
in Richtung zum Gehäusekörper 300 hin
geschlossen werden und zwar durch Drehung um die Zentralachse A1
des Drehgelenksmechanismus. Die Klappe deckt die Tastatur (nicht
abgebildet) ab, die alphanumerische und Funktionstasten umfasst,
und oben auf dem Gehäusekörper 300 ist
eine Antenneneinheit 200 angebracht. Das Mikrofon 312 ist
unter der Tastatur angebracht, und eine Hörvorrichtung (nicht abgebildet)
einschließlich
des Lautsprechers ist im oberen Teil der Klappe 350 eingebaut.
Das LCD Display (nicht gezeigt) ist unter der Hörvorrichtung vorgesehen. Auf dem
LCD Display sind die Funktionsinformationen einschließlich der
mit Hilfe der Tastatur eingegebenen Daten zu sehen.
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Mit
Bezug auf 2 und 3 kann die
Antenneneinheit der Erfindung so beschrieben werden, dass eine Metallröhre 30 dazu
dient, die physikalisch wirksame Länge der Stabantenne, die durch
die kompakte Größe des Mobiltelefons
begrenzt ist, zu ergänzen.
Die Metallröhre 30 dient
dazu, sowohl die physikalisch wirksame Länge des Wendelteils 101 der
Wendelantenne 10, wenn die Stabantenne 20 in das
Gehäuse
(den Gehäusekörper) des
Mobiltelefons eingeschoben ist, als auch die physikalisch wirksame
Länge der
Stabantenne 20, wenn diese vollständig aus dem Gehäuse des
Mobiltelefons herausgezogen ist, zu verlängern. Die Wendelantenne 10 ist nämlich so
konzipiert, dass sie aus einem Wendelteil 101 und einer
Metallröhre 30 besteht,
so dass die Metallröhre 30 dazu
dienen kann, die Länge
der Stabantenne 20, wenn sie ganz aus dem Gehäuse herausgezogen
wird, zu ergänzen.
Somit kann durch die Einstellung der jeweiligen Längen des
Wendelteils 101 und der Metallröhre 30 die physikalisch
wirksame Länge
der Stabantenne 20 auf die gewünschte Länge gebracht werden. Dies ist
vor allem bei einem Mobiltelefon in kompakter Größe, das im Niederfrequenzbereich
betrieben wird, von Vorteil.
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Wenn
die Stabantenne in ihrer vollen Länge im Gehäuse eines zu kleinen Mobiltelefons
eingeschoben werden kann, dann ist es nicht möglich, 0,25λ für eine effektive Antennenlänge insbesondere in
den Niederfrequenzbereichen CDMA und GMS sicherzustellen. Dies kann
dadurch gelöst
werden, dass die Metallröhre 30 einen
Teil der Wendelantenne so ersetzt, dass die Metallröhre 30 als
Ergänzungsteil
für beide,
die Wendelantenne 10 und die Stabantenne 20 dient,
damit ihre Abmessungen 0,25λ entsprechen.
Auf diese Weise bekommt die Antenne eine ausreichende Strahlungsleistung.
Gemäß 2 dient
die Wendelantenne 10, die aus dem Wendelteil 101 und
der Metallröhre 30 besteht,
als nutzbare Antenne, wenn die Stabantenne 20 vollständig in
das Gehäuse
eingeschoben ist.
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Die
Metallröhre 30 ist
vollständig
mit einem mit Gewinde versehenen Antennenanschlussteil 40 ausgebildet,
das in ein Antennengehäuse 400 eingeführt ist,
welches auf dem Gehäusekörper 300 des Mobiltelefons
mittels Antennenanschlussteil 40 angebracht ist. Die Stabantenne
ist mit einem Knopf 201 auf einem Stab 202 versehen.
Dieser muss über eine
ausreichende Länge
hinweg isoliert sein, damit ein Kopplungseffekt mit dem Antennenanschlussteil 40 und
dem Wendelteil 101 ausgeschlossen ist. In vollständig eingeschobener
Position geht der Stab 202 durch den Wendelteil 101,
die Metallröhre 30 und das
Antennenanschlussteil 40 hindurch. In 2 bedeutet
das Bezugszeichen L1 die physikalisch wirksame Länge des Wendelteils 101 und
L2 die physikalische wirksame Länge
der Metallröhre 30,
das heißt, dass
die gesamte physikalisch wirksame Länge L3 der Wendelantenne 10 dann
gleich L1 + L2 ist, wenn die Stabantenne 20 vollständig in
das Gehäuse
eingeschoben ist.
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In 3 wird
dargestellt, wie die vollständig aus
dem Gehäuse
herausgezogene Stabantenne 20, mit einem Anschlag 205 versehen
ist, der das obere Ende der Metallröhre so berührt, dass ihre effektive Länge durch
die Länge
L2 der Metallröhre 30 ergänzt wird.
L2 stellt die aus dem Gehäuse
herausragende Länge
der Metallröhre
dar, und L4 die physikalisch wirksame Länge der Stabantenne 20,
so dass die gesamte effektive Länge
L5 der Stabantenne 20 gleich L2 + L4 ist. Daher hat dann
die Stabantenne 20, wenn sie vollständig aus dem Gehäuse herausgezogen
ist, die effektive Länge
von L5.
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Infolgedessen
wird die Metallröhre 30 im
Allgemeinen von der Wendelantenne 10 und der Stabantenne 20 benutzt.
Im eingeschobenen Zustand wird die Metallröhre 30 von der Wendelantenne 10 benutzt,
und im ausgezogenen Zustand wird die Metallröhre 30 von der Stabantenne 20 benutzt.
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In 4 ist
die Konstruktion der Antenneneinheit in detailierterer Art und Weise
zu sehen. Die Stabantenne 20 ist so konstruiert, dass sie
in das Gehäuse
hinein geschoben oder daraus herausgezogen werden kann, die Wendelantenne 10 ist
hingegen fest im Antennengehäuse
eingebaut. Die Stabantenne 20 ist am oberen Ende mit einem
Antennenknopf 201 und am unteren Ende mit einem Anschlag 205 versehen.
Der Anschlag 205 ist mit einem ersten Wellenspeiseteil
aus Metall 204 ausgestattet. Die Metallröhre 30 und
das Antennenanschlussteil 40 dienen als ein zweites Wellenspeiseteil
aus Metall, das dem ersten Wellenspeiseteil aus Metall 204 entspricht.
Das obere Ende 301 der Metallröhre 30 ist teil weise
geöffnet,
während
das untere Ende vollständig
geöffnet
ist (nicht abgebildet). Die Stabantenne 20 kann durch den
zylinderförmigen
Raum des zweiten Wellenspeiseteils aus Metall eingeschoben oder
herausgezogen werden. Wenn die Stabantenne vollständig aus
dem Gehäuse
herausgezogen ist, dann ist das erste Wellenspeiseteil aus Metall 204 in Kontakt
mit dem oberen Ende der Metallröhre 30.
Andererseits befindet sich der Stab 202 der Stabantenne 20,
wenn diese vollständig
in das Gehäuse
eingeschoben ist, im Inneren der Wendelantenne 10 und dem
zweiten Wellenspeiseteil aus Metall. Zudem kann das obere Ende 101a des
Wendelteils 101 gebogen werden, um so den Platz zwischen
der Oberfläche
der Stabantenne 20 und dem Wendelteil 101 zu verringern
und folglich die Kopplungswirkung zwischen der Stabantenne und dem
Wendelteil 101, wenn das Wendelteil 101 einen
großen
Durchmesser aufweist, zu verbessern. Infolgedessen ersetzt bei dieser
Erfindung eine Metallröhre
einen Teil der Wendelantenne, um so die physikalisch wirksame Länge der
Stabantenne für
ein kompaktes Mobiltelefon für einen
Niederfrequenzbereich zu ergänzen.