DE4427041A1

DE4427041A1 - Antennenanordnung, insbesondere für drahtlose Telekommunikationssysteme

Info

Publication number: DE4427041A1
Application number: DE19944427041
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl Ing Gapski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, insbesondere für drahtlose Telekommunikationssysteme gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Drahtlose Telekommunikationssysteme, die Funksende-/Funkemp fangseinrichtungen, wie beispielsweise Schnurlostelefone nach dem DECT-Standard (Digital European Cordless Telecommunica tion; vgl. European Telecommunication Standard - Final Draft -; prETS 300 175/1, 5/1992, Teil 1 bis 4, ETS-Institute 06921 Sofia Antipoles, France und Philips Telecommunication Review: "DECT, Universal Cordless Access System"; Vol. 49, Nr. 3, 09/1991, Seiten 68 bis 73) bzw. (CT1+)-Standard, bestehend aus einer Schnurlos-Basisstation und mindestens einem Schnurlos-Mobilteil, oder mobile Handapparate von Mo bilfunksystemen nach dem GSM-Standard (Groupe Speciale Mobile oder Global Systems for Mobile Communication; vgl. Informatik Spektrum, Springer Verlag Berlin, Jg. 14, 1991, Nr. 3, Seiten 137 bis 152 "Der GSM-Standard - Grundlage für digitale euro päische Mobilfunknetze") aufweisen, verwenden systemspezifi sche Antennenanordnungen. Die Antennenanordnungen unter scheiden sich dabei z. B. hinsichtlich

(1) Abmaßen,
(2) Strahlungscharakteristik und
(3) Anzahl pro Funksende-/Funkempfangseinrichtung

verwendeter Antennen.

Die Abmaße der Antennenanordnung hängen im wesentlichen davon ab, welche Trägerfrequenz für die Nachrichtenübertragung und welcher Antennentyp in dem drahtlosen Telekommunikationssy stem verwendet wird. So hat eine λ/4-Antenne bei einer Trä gerfrequenz von 800 bis 900 mHz (CT1+- bzw. GSM-Standard) größere Abmaße als die gleiche Antenne bei einer Trägerfre quenz von 1000 bis 1900 MHz (DECT-Standard).

In bezug auf die Strahlungscharakteristik sollen die Anten nenanordnungen eine möglichst ideale Rundstrahlcharakteristik aufweisen, damit die Sendeleistung der Funksende-/Funkemp fangseinrichtung in dem drahtlosen Telekommunikationssystem in alle Richtungen gleichmäßig abgestrahlt wird. Darüber hin aus ist bei einer Antennenanordnung mit einer Rundstrahlcha rakteristik gewährleistet, daß zum einen die entsprechende Funksende-/Funkempfangseinrichtung universell in jeder Umge bung einsetzbar ist und zum anderen in jeder Richtung die gleiche Übertragungsreichweite erzielt werden kann. Die Über tragungsreichweite in dem drahtlosen Telekommunikationssystem hängt dabei im wesentlichen von der Sendeleistung und der Empfängerempfindlichkeit ab.

Bezüglich der Anzahl der Antennen gibt es gemäß der WO 94/10764 Antenna Diversity-Funksendeeinrichtungen/Antenna Di versity-Funkempfangseinrichtungen, die mindestens zwei Anten nen aufweisen.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer DECT-spezifi schen Funksendeeinrichtung/Funkempfangseinrichtung FT, PT (Fixed Termination, Portable Termination), die 1993 unter der Produktbezeichnung "Gigaset 952" (vgl. DE-Z: Funkschau 12/1993, Seiten 24 und 25, "Digitale Freiheit - Gigaset 952: das erste DECT-Telefon", Autor: G. Weckwerth) eingeführt wor den sind. Der Aufbau ist ferner auch aus der DE-Z: Funkschau 10/1993, Seiten 74 bis 77, "Digital kommunizieren mit DECT- DECT-Chipsatz von Philips", Autor: J. Nieder und der WO 94/10812 (Fig. 1 mit der dazugehörigen Beschreibung) be kannt.

Aus der WO 93/12559 und der US-4,800,392 sind jeweils Anten nenanordnungen bekannt, bei der ein Antennenleiter gegenüber einer leitenden Fläche speisbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ei ne Antennenanordnung, insbesondere für drahtlose Telekommuni kationssysteme anzugeben, die eine Rundstrahlcharakteristik bei geringer Bauhöhe aufweist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Antennenanordnung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Um für Antennenanordnungen, die vorzugsweise in Schnurloste lefonen nach dem DECT-Standard und/oder Mobilfunktelefonen nach dem GSM-Standard eingesetzt werden, eine Rundstrahlcha rakteristik bei einer geringen Antennenbauhöhe zu erreichen, ist ein gegenüber einer leitenden Fläche angeordneter Antennenleiter mit einer geschlossenen Leiterschleife und einem an die Leiterschleife zu deren Speisung mit einem Funksignal kapazitiv ankoppelbaren Leiterstück vorgesehen. Die Leiterschleife wird von dem Leiterstück vorzugsweise an einem Ort (asymmetrisch) gespeist. Der Antennenleiter ist außerdem in bezug auf die leitende Fläche vorzugsweise symmetrisch angeordnet, wobei die leitende Fläche in der Symmetrieebene liegt. Weiterhin ist der Antennenleiter derart angeordnet, daß die Leiterschleife zum einen mit der leitenden Fläche elektrisch verbunden ist und zum anderen elektrisch isoliert durch die leitende Fläche greift.

Der Winkel zwischen Antennenleiter und leitender Fläche be trägt vorzugsweise 90°. Leiterschleife und Leiterstück liegen dabei in der gleichen Ebene. In dieser Ebene ist das Leiter stück in bezug auf die Leiterschleife derart kapazitiv ange koppelt, daß der Betrag des Feldstärkevektors maximal ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 2 erläutert.

Fig. 2 zeigt eine in der Funksendeeinrichtung/Funkempfangs einrichtung des drahtlosen Telekommunikationssystems nach Fig. 1 verwendbare Antennenanordnung 1, die eine Rund strahlcharakteristik aufweist. Die Antennenanordnung 1 be steht aus einem Antennenleiter 10 und einer leitenden Fläche 11. Die leitende Fläche 11 ist im Hinblick auf den Einsatz schwerpunkt der Antennenanordnung 1 in drahtlose Telekommuni kationssysteme (z. B. DECT-Schnurlostelefone und/oder GSM-Mo bilfunktelefone) vorzugsweise als Leiterplatte für die zu be stückenden Schaltungsteile gemäß Fig. 1 ausgebildet. Sie kann alternativ aber auch als Blechplatte etc. ausgebildet sein. Der Antennenleiter 10 besteht bevorzugt aus einer ring förmigen Leiterschleife 100 und einem Leiterstück 101. Das Leiterstück 101 ist dabei z. B. aus dem Innenleiter eines Koaxialkabels 2 gebildet. Die Leiterschleife 100 und das Lei terstück 101 können aber alternativ im Sinne der zu erzielen den Rundstrahlcharakteristik auch anders ausgebildet sein.

Der Umfang der ringförmigen Leiterschleife 100 entspricht vorzugsweise in etwa der einfachen Wellenlänge λ der bei der DECT-Schnurlostelefone verwendeten Funksignalen. Die ring förmige Leiterschleife 100 ist

(1) vorzugsweise senkrecht und
(2) zumindest annähernd symmetrisch zur leitenden Fläche 11 angeordnet sowie
(3) an einer Kontaktierungsstelle KS mit der leitenden Fläche 11 elektrisch verbunden.

Aufgrund der vorstehend genannten drei Bedingungen ergibt sich beispielsweise die in der Fig. 3 dargestellte Antennen anordnung 1, bei der die ringförmige Leiterschleife 100, ge genüberliegend zur Kontaktierungsstelle KS, die leitende Flä che 11 elektrisch isoliert durchgreift (Durchgreifstelle DS). Das Leiterstück 101 des Antennenleiters 10 hat die Funktion, die ringförmige Leiterschleife im Sendebetrieb der Funksende einrichtung/Funkempfangseinrichtung mit dem in dem Funkteil erzeugten Funksignal zu speisen (asymmetrische Speisung). Das Leiterstück 101 ist dazu an einem Ende mit dem Funkteil ver bunden und am anderen Ende kapazitiv an die ringförmige bei terschleife 100 angekoppelt (Koppelkapazität C_K). Um eine möglichst wirksame kapazitive Ankopplung an die ringförmige Leiterschleife 100 zu erzielen, ist das Leiterstück 101 im wesentlichen in der Ebene angeordnet, die von der ringförmi gen Leiterschleife 100 in bezug auf die leitende Fläche 11 gebildet wird. In dieser Ebene ist das Leiterstück 101 dar über hinaus dort kapazitiv an die ringförmige Leiterschleife 100 angekoppelt, wo der Betrag des Feldstärkevektors maximal ist. Aufgrund der in bezug auf (1) definierten Anordnung der Leiterschleife 100 und der von der Leiterschleife 100 und dem Leiterstück 101 gemeinsam gebildeten Ebene ist das Leiter stück 101 ebenfalls senkrecht zur leitenden Fläche 11 ange ordnet. Darüber hinaus erstreckt sich das Leiterstück 101 auf halber Strecke zwischen der Kontaktierungsstelle KS und Durchgreifstelle DS in Richtung Leiterschleife 100. Die sich ausgehend von (1) ergebende Anordnung des Antennenleiters 10 kann abweichend von der senkrechten Anordnung auch geneigt zur leitenden Fläche 11 sein.

Claims

1. Antennenanordnung, insbesondere für drahtlose Telekommuni kationssysteme mit einem gegenüber einer leitenden Fläche (11) angeordneten Antennenleiter (10),
dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter (10) eine geschlossene Leiterschleife (100) mit einem zumindest annähernd der Wellenlänge (X) eines über den Antennenleiter (10) übertragenen Funksignals entsprechenden elektrischen Umfang und ein an die Leiterschleife (100) kapazitiv ankoppelbares Leiterstück (101) aufweist, wobei

a) die geschlossene Leiterschleife (100) in bezug auf die leitende Fläche (11) in der Weise symmetrisch angeordnet ist, daß die Leiterschleife (100) an einem Punkt (KS) mit der leitenden Fläche (11) elektrisch verbunden ist und an einem weiteren, zumindest annähernd diametral gegenüberliegenden Punkt (DS) die leitende Fläche (11) elektrisch isoliert durchgreift,
b) die kapazitive Ankopplung des Leiterstücks (101) an die Leiterschleife (100) nur an einem Ort erfolgt.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die geschlossene Leiterschleife (100) zumindest annähernd ringförmig ausgebildet ist.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Leiterstück (101) als freigelegter Lei ter (Innenieiter) eines Koaxialkabels (2) ausgebildet ist.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ort der Ankopplung des Leiterstückes (101) an die Leiterschleife (100) derart gewählt ist, daß der Betrag des Feldstärkevektors maximal ist.

5. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antennenleiter (10) senkrecht zur lei tenden Fläche (11) angeordnet ist.

6. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die leitende Fläche (11) als Leiter platte einer Funksendeeinrichtung/Funkempfangseinrichtung ausgebildet ist.