DE10037472C2

DE10037472C2 - Verfahren zum Einbau einer Antenne

Info

Publication number: DE10037472C2
Application number: DE10037472A
Authority: DE
Inventors: Gerd Kohler; Michael Schreiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: CN1446388A; US20030112189A1; US6762732B2; EP1305848A1; DE10037472A1; WO2002011241A1; JP2004505585A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau einer Anten ne, insbesondere für Mobilfunkgeräte.

Bekannte Mobilfunkantennen sind beispielsweise integrierte Antennen, die der Gehäuse-Innenwand eines Mobilfunkgerätes angepasst sind und somit nach außen optisch nicht in Erschei nung treten. Diese relativ kostenintensiv herzustellenden in tegrierten Antennen weisen den Nachteil auf, dass ihr Sende- Empfangs-Wirkungsgrad zumeist schlechter ist als der einer Helixantenne, insbesondere dann, wenn das Volumen der integ rierten Antenne eingeschränkt ist. Dies bewirkt bei gleicher Akkumulatorkapazität eine Reduzierung der Betriebszeit zwi schen zwei Ladevorgängen bzw. erfordert bei gleicher Be triebszeit entsprechend mehr Akkumulatorkapazität. Ebenso kann eine Verbindung zur Basisstation vorzeitig abreißen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass integrierte Antennen bei extremen Anforderungen an die Bandbreite als integrierte Antennen nicht realisierbar sind.

Bekannt sind Mobilfunkantennen auch in Form sogenannter Heli xantennen. Diese Antennen sind im Wesentlichen aus Draht her gestellt und bestehen aus einem schraubenlinienförmig gewen delten Sende- und Empfangsteil, dem Helixteil, und einem Kon taktierungsteil, das zur Übertragung der Sende- /Empfangsenergie mit einer Flachbaugruppe des Mobilfunkgerä tes gekoppelt ist.

Aus der EP-A2-0 982 794 ist eine Radioantenne mit einem Schutzgehäuse bekannt, die mechanisch stabil ist und an eine Leiterplatte kontaktiert wird.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A2-0 987 788 ist eine Mehrbandantenne bekannt, die einen in Form einer Helix gewickelten ersten Leiter und einen zweiten Leiter enthält, der die Form eines kurzen Stabes aufweist, welcher wiederum an dem freien Ende der Helix angebracht ist.

Die WO 99/31756 A1 beschreibt eine Antenne zur Übertragung und zum Empfang von Radiofrequenzsignalen in Form einer zy lindrischen Spule mit verschiedenen Bereichen, in denen die Abstände unterschiedlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren zum Einbau einer Antenne bereitzustellen, so dass ein Montageverfahren vereinfacht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmalskombi nation des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen ent nommen werden.

Die Kontaktierung der erfindungsgemäßen Antenne mit einer Leiterplatte bzw. Flachbaugruppe kann als eine Druckkontak tierung entsprechend Fig. 2 ausgeführt werden.

Im Folgenden werden anhand von schematischen Figuren Ausfüh rungsbeispiele beschrieben:

Fig. 1 und 2 zeigen Antennen gleichen inneren Aufbaus mit dem Beispiel einer Druckkontaktierung in Fig. 2,

Fig. 3 und 4 weisen eine Variante der Ausgestaltung des Kontaktierteiles auf, wobei unterschiedliche Feder wirkungen realisiert sind,

Fig. 5 und 6 sind ebenfalls weitestgehend baugleich, wobei eine Druckkontaktierung axial durch Andrücken eines Kontaktierfleckes geschieht und die anfänglich beabstandeten Windungen im Kontaktierteil zusammenge drückt werden,

Fig. 7 stellt eine Explosionszeichnung einer Antenne mit zu gehörigem gedeckelten Gehäuse dar, wobei die zweiten Schnapphaken (2) zur Verriegelung in einem Mobilfunkgehäuse dienen,

Fig. 8A und 8B stellen den Stand der Technik dar.

Der in den Fig. 8A und 8B dargestellte Stand der Technik umfasst eine Technik mit einem Sende-/Empfangsteil (15) und einem Kontaktierteil (6). Das Kontaktierteil (6) unterschei det sich deutlich von einem rotationssymmetrischen Teil, das bei ebener Auflage irgend eine Stellung einnehmen würde. Vielmehr ist die Lage eines Bauteiles nach dem Stand der Technik durch die asymmetrische Ausformung des Kontaktiertei les (6) festgelegt und erbringt die beschriebenen Schwierig keiten bei der Zuführung zu einem Montageprozess und bei der Aufnahme durch ein Handhabungsgerät.

Es wird der Einbau einer Helixantenne betrachtet, die aus schließlich oder überwiegend durch einen Wickel- und/oder Windeprozess hergestellt wird. Eine derartige Antenne ist beispielsweise in der Fig. 1 dargestellt. Derartige Wickel prozesse werden in der Zugfedernherstellung verwendet. Dabei wird anstelle von Ösen an den Enden der Schraubenfeder gemäß Fig. 1, am unteren Ende des Kontaktierteiles, ein ausgeform tes Ende durch Wickeln oder Winden hergestellt.

Der Vorteil der Druckkontaktierung mit dem gewendelten Kon taktierungsteil liegt hier darin, dass die Drehlagenorientie rung bei der Montage nicht erforderlich ist. Weiterhin kann durch entsprechende Auslegung des Drahtdurchmessers, des Win dungsdurchmessers und der Anzahl der dicht aufeinander ange ordneten Windungen leicht jede gewünschte Federsteifigkeit an der Antenne hergestellt werden. Trotz Form- und Lagetoleranz der zu kontaktierenden Partner wird eine Druckkontaktierung leicht und dauerhaft erzielt.

Obwohl die Herstellung bekannter Helixantennen kostenintensiv ist, da das Ausformen eines Kontaktierungsteils nur durch mehrfaches räumliches Biegen des Drahtes realisiert werden kann, finden diese eine breite Anwendung.

Die automatisierte Zufuhr der Helixantennen z. B. zur Montage des Mobilfunktelefons wird dadurch erschwert, dass die Anten nen im Schüttgut zum Verhaken neigen, somit nur schwierig o der gar nicht automatisiert vereinzelt werden können.

Ein weiterer Vorteil einer Helixantenne ist, dass aufgrund des angewickelten Abschlussrings am oberen Ende der Helix, vorteilhafte Sende- und Empfangseigenschaften erzielt werden.

Wesentliches Merkmal des durch Windungstechnik hergestellten Kontaktierungsteils der Antenne ist, dass die Windungen, auch im kontaktierten Zustand, direkten elektrischen Kontakt zu einander haben wie es in den Fig. 1 bis 4 dargestellt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Windungen so her gestellt werden, dass sie mit Vorspannung aneinander anlie gen. Wird dies nicht gewährleistet, so kann die Sende- und Empfangsqualität der Antenne abnehmen.

Ein weiterer Vorteil der eingesetzten Antennenform ist, dass die Antenne vom Wickelautomaten direkt in Kunststoffschläuche gefördert werden kann, die zum einen Beschädigungen z. B. beim Transport als Schüttgut verhindern und zum anderen die Anten nen lagerichtig einem Montageautomaten anbieten können. Da durch können z. B. bei Montageautomaten übliche Vibrationswen delförderer eingespart werden.

Montage der Antenne (Fig. 7)

In das lagerichtig bereitgestellte Gehäuse entsprechend Fig. 7 (Längsachse senkrecht, große Gehäuseöffnung nach oben) wird die Helixantenne mit dem Kontaktierteil voran in die Öffnung des Gehäuses gefügt. Der Kontaktierteil wird im konischen Teil des Gehäuses zentriert und sitzt zunächst auf den Schnapphaken 1 auf.

Durch weiteres Drücken, z. B. mit einem abgesetzten zylindri schen Stift als Werkzeug, werden die Schnapphaken 1 über drückt bis die Endposition der Helixantenne im Gehäuse er reicht wird. Durch den abgesetzten Stift wird erreicht, dass die Eindrückkraft nicht auf das elastische Helixteil ein wirkt, sondern nur auf den drucksteifen Teil des Kontaktier teils.

In einer weiteren Ausführung werden die Schnapphaken 1 vor dem Fügen der Antenne so weit geöffnet, dass die Antenne z. B. durch die Schwerkraft in ihre Endposition gelangt. Dann wer den die Schnapphaken 1 freigegeben und fixieren somit die An tenne im Gehäuse.

Die Montage der Antenne wird durch Schließen des Gehäuses mit dem Deckel abgeschlossen. Dabei begrenzt der Zentrierstift in der Mitte des Deckels den Bewegungsbereich der Helix ohne sie selbst zu berühren. Dadurch wird erreicht, dass im Fall von stoßartiger Belastung die Schwingungen der Helix begrenzt sind und rasch abklingen. Der Deckel selbst wird vorzugsweise durch eine Schnappverbindung mit dem Gehäuse verbunden.

Die Druckkontaktierung der Antenne

Die montierte Antenne (Antenne im Gehäuse, Deckel auf dem Ge häuse) wird in das Mobilfunktelefongehäuse gefügt und rastet mit den Schnapphaken 2 ein.

Danach wird die Leiterplatte senkrecht zur Antennenlängsachse in das Mobilfunktelefongehäuse gefügt und z. B. über Schnapp haken verrastet. Dabei trifft der Kontaktierfleck auf das untere Ende des Kontaktierteils, wobei der nötige Kontaktier druck durch das zur Seite biegen des Kontaktierteils erzeugt wird; siehe Fig. 2.

Durch die unterschiedliche Ausgestaltung des Kontaktierteils, wie in Fig. 3 und Fig. 4, kann die Federrate des Kontak tierteils vorteilhaft gestaltet werden.

Ein weiteres Prinzip des Druckkontaktierens ist in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt.

Fig. 5 zeigt die montierte Antenne und den Kontaktierfleck der Leiterplatte. Der nötige Kontaktierdruck wird durch die als Druckfeder ausgebildeten letzten unteren Windungen des Kontaktierteils erzeugt. Im nicht kontaktierten Zustand haben diese den Windungsabstand 1.

Durch Eindrücken und Einrasten der Antenne in das Mobilfunk antennengehäuse gemäß Fig. 6 werden diese Windungen auf ei nen Windungsabstand 2 zusammengedrückt und erzeugen somit den Kontaktierdruck.

Fig. 7 zeigt die einzelnen Bestandteile der Antenne.

Claims

1. Verfahren zum Einbau einer Antenne, insbesondere für mo bile Funkgeräte, bestehend aus einem zylinderförmig gewickel ten Drahtkörper, bei dem auf einer gemeinsamen Achse ein He lixteil und ein Kontaktierteil einstückig hintereinander an geordnet sind, in ein im Inneren etwa rotationssymmetrisch ausgebildetes Gehäuse (3), bei dem die Antenne mit dem Kon taktierteil (6) voran in eine obere Öffnung des Gehäuses (3) gefügt wird und das Kontaktierteil (6) in einem konischen Teil des Gehäuses (3) zentriert wird und der Kontaktierteil (6) entweder
auf ersten Schnapphaken (1) aufsitzt, so dass durch weite res Andrücken der Antenne die ersten Schnapphaken (1) über drückt werden und die Antenne im Gehäuse (3) ihre Endposition bei arretiertem Schnapphaken (1) einnimmt, oder
die ersten Schnapphaken (1) vor dem Fügen der Antenne der art geöffnet werden, dass die Antenne durch die Schwerkraft im senkrecht stehenden Gehäuse in ihre Position gelangt, wor aufhin die vorher geöffneten Schnapphaken (1) freigegeben werden und die Antenne im Gehäuse fixieren,
wobei das Gehäuse (3) anschließend mit einem Deckel (4) ver schlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Überdrücken der ersten Schnapphaken (1) ein zylindrischer Stift als Werkzeug eingesetzt wird, der durch den Helixteil (5) hindurch direkt auf das Kontaktierteil (6) wirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein mittig am Deckel (4) angeordneter Zentrierstift (7) den Bewegungsbe reich des Helixteiles (5) begrenzt ohne in Ruhestellung die ses zu berühren.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in einem Gehäuse (3) vormontierte Antenne in ein Mobil funkgehäuse gefügt wird, das Gehäuse (3) über zweite Schnapphaken (2) im Mobilfunkgehäuse einrastet und gleichzeitig ein Anschlussfleck einer Leiterplatte derart an dem Kontaktier teil (6) anliegt, dass durch die vom Kontaktierteil (6) aufge brachte Federkraft eine Druckkontaktierung zwischen dem Kon taktierfleck (9, 14) vorliegt.