DE19653180A1 - Drahtlose Kommunikationsvorrichtung mit einer rekonfigurierbaren Anpassschaltung - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Ge­ biet der drahtlosen Kommunikation und insbesondere auf eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung. Obwohl die Erfindung ei­ nen breiten Anwendungsbereich hat, ist sie insbesondere ge­ eignet für die Verwendung in einem in der Hand haltbaren Funktelefon und sie wird insbesondere in dieser Verbindung beschrieben.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Funktelefone haben eine einfahrbare zusammengesetzte Antenne, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die veröffentlich­ te kanadische Patentanmeldung Nr. 2,036,677 beschreibt ein Funktelefon, das eine ausfahrbare Antenne hat, die Signale sowohl in der ausgefahrenen als auch in der eingefahrenen Po­ sition empfangen kann. Diese Anmeldung beschäftigt sich aber nicht mit dem Impedanzungleichgewicht der Antenne in ihren jeweiligen ausgefahrenen als auch eingefahrenen Positionen oder mit einer Lösung für das Bereitstellen eines Anpassungs­ zustandes zwischen dem Funktransceiver und der Antenne.

Diese Patentanmeldung als auch das US-Patent Nr. 5,177,492 beschreiben auch einen Stabantennenbefestigungsmechanismus, der am Gehäuse des Funktelefons angebracht ist, der die Stab­ antenne greift, um sie in einer ausgefahrenen oder eingefah­ renen Position zu halten. Die zusammengesetzten Antennen, die in der Vorrichtung verwendet werden, sind relativ starr, wo­ bei eine Helix den Stab verbindet, da die Verbindungsstelle von Stab und Helix auch der Punkt ist, der elektrisch mit dem Funkversorgungsanschluß verbunden ist, wenn sich die Antenne in ihrer eingefahrenen Position befindet. Somit besteht das Problem, daß sie an der Verbindungsstelle leicht beschädigt werden kann, wenn das Funktelefon fallen gelassen wird.

Da einfahrbare, zusammengesetzte Antennen typischerweise ein langes flexibles lineares Antennenelement haben, muß dieses Element im Funktelefon geführt werden. Es ist bekannt, eine Vertiefung zu verwenden, die aus dem Gehäuse gebildet ist, um das lineare Antennenelement zu führen, wie das im US-Patent Nr. 5,177,492 beschrieben ist. Diese Technik hat den Nach­ teil, daß die Größe und das Gewicht des Funktelefons erhöht werden. Eine andere bekannte Technik besteht darin, ein halm­ förmiges Rohr am Gehäuse zu befestigen. Diese Technik hat den Nachteil, daß sie einen Zusammenbauschritt erfordert, der spezifisch für das Gehäuse ist, der aber ansonsten nicht er­ forderlich ist. Eine andere bekannte Technik besteht darin, ein halmförmiges Rohr an der Leiterplatte zu befestigen, bei der schon viele Zusammenbauschritte durchgeführt werden. Diese Technik hat den Nachteil, daß sie zusätzliche Befesti­ gungskomponenten braucht, die an der Leiterplatte befestigt werden müssen, speziell für das Halten des Stabes, wobei die Leiterplatte schon dicht besetzt ist.

Es gibt auch bekannte Funktelefone, wie das im US-Patent Nr. 5,374,937 beschrieben ist, die eine ausfahrbare Antenne ha­ ben, die eine einzige Anpassungsschaltung und einen ersten Versorgungsanschluß verwenden, um eine innere Schaltung mit der Antenne in der ausgefahrenen Position zu verbinden, und die dann die Anpaßschaltung in der eingefahrenen Position um­ gehen durch Verbindung der inneren Schaltung mit der Antenne in der eingefahrenen Position mittels eines zweiten Versor­ gungsanschlusses, der in einer Entfernung vom ersten Versor­ gungsanschluß angeordnet ist. Diese Technik hat den Nachteil, daß sie zwei Versorgungsanschlüsse benötigt. Sie hat ferner den Nachteil, daß der Antennenteil zwischen den zwei Versor­ gungsanschlüssen innerhalb des Gehäuses abstrahlt, was eine mögliche Überlagerung mit empfindlichen elektrischen Bautei­ len ergibt, die im Gehäuse angeordnet sind.

Funktelefone, die eine einziehbare, zusammengesetzte Antenne und eine Anpaßschaltung variabler Impedanz und einen einzigen Versorgungsanschluß haben, sind aus dem Stand der Technik be­ kannt. Ein Beispiel eines solchen bekannten Funktelefons ist im US-Patent Nr. 5,335,368 beschrieben und ein anderes ist im Modell Nr. TZ-820B von NEC verkörpert. Dieses letztere Funk­ telefon hat eine Anpaßschaltung variabler Impedanz, die mit der Antenne verbunden ist, wobei die Anpaßschaltung aus zwei parallelen Schaltungswegen besteht, wobei jeder Weg eine ei­ gene Reaktanz hat. Diese Schaltungsanordnungen sind in Fig. 1 gezeigt. Die parallelen Schaltungswege einer Anpaßschaltung 10, die reaktive Komponenten L₁, L₂ und C haben, werden in Ab­ hängigkeit von der Position der Antenne 12 ausgewählt, um die Impedanz der Antenne 12 an die Impedanz einer Koaxialverbin­ dung 14 anzupassen. Die Auswahl wird durch einen doppelpoli­ gen Zweiwegeumschalter 16 vorgenommen, der so angeordnet ist, daß der Schalter durch das untere Ende der Antenne 12, die mechanische Kontakte S erzwingt, geschaltet wird von einer normalerweise offenen Position in eine geschlossene Position, wenn die Antenne 12 von der ausgefahrenen Position, die in durchgehenden Linien gezeigt ist, in die eingefahrene Posi­ tion, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, bewegt wird. Die Antenne 12 wird in ihren jeweiligen Positionen durch ein Halteteil 22 gehalten, das am Gehäuse 24 des Funktelefons be­ festigt ist, und geführt durch ein leitendes Rohr 20. Das Halteteil 22 dient ferner dazu, den Schalter mit der Antenne elektrisch zu verbinden. Zusätzlich zu einem Schalter und ei­ ner Mehrwegeanpaßschaltung ist eine Abschlußimpedanz 18 not­ wendig, die zwischen Erde und einem Ende der Antenne 12 ge­ schaltet ist, und ein geerdetes, leitendes Rohr 20, um die Anpassung in der eingefahrenen Position zu ermöglichen.

Diese Anpassungstechnik ist nicht für alle in der Hand halt­ bare Funktelefone geeignet. Beispielsweise erfordert sie zu­ sätzlich Komponenten in der Anpassungsschaltung, um die zwei Verbindungszustände für die Anpassung zu liefern, und sie er­ fordert einen relativ großen Schalter, um die Verbindungszu­ stände herzustellen. Diese zusätzlichen Komponenten erhöhen die Größe des Funktelefons, was ein Nachteil sein kann, wenn die Funktelefone kleiner werden. Darüberhinaus erhöht der Schalter die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Verbindung im empfindlichen Sende- und Empfangssignalweg. Sie haben fer­ ner den Nachteil, daß eine zusätzliche Abschlußimpedanz und ein leitendes Rohr benötigt werden.

Es existiert daher ein Bedürfnis für ein in der Hand haltba­ res Funktelefon, das einen Anpassungszustand zwischen dem Transceiver und einer einfahrbaren zusammengesetzten Antenne in ihren beiden Positionen liefert, und dies mit einer ele­ ganten Gestaltung, die die Zuverlässigkeit und die Herstel­ lungsfähigkeit durch eine Verminderung der Zahl und der Kom­ plexität der Komponenten und der sich bewegenden mechanischen Teile verbessert. Es existiert auch ein Bedürfnis nach einem in der Hand haltbaren Funktelefon, das nicht so leicht be­ schädigt wird, wenn man es auf den Punkt fallen läßt, bei dem der Stab mit der Helix verbunden ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein allgemeines elektrisches Schema einer konven­ tionellen Anpaßschaltungsanordnung.

Fig. 2 ist ein allgemeines elektrisches Schema einer ersten Ausführungsform eines Funktelefons, das gemäß der Erfindung konfiguriert ist.

Fig. 3 ist ein rechter Seitenaufriß einer zweiten Ausfüh­ rungsform eines Funktelefons, das gemäß der Erfindung konfi­ guriert ist, mit einer geschnittenen Teilansicht, die gewisse interne Komponenten des Funktelefons zeigt.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht von vorn, von unten und von der rechten Seite einer Leiterplatte, von Anschlüssen und einer Antennenvorrichtung des in Fig. 3 gezeigten Funkte­ lefons.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht der Antenne und der in Fig. 4 gezeigten Hülse.

Fig. 6 ist eine teilweise Frontansicht der Leiterplatte, ei­ nes Versorgungsanschlusses und Teilen der in Fig. 4 gezeigten Antennenvorrichtung, wenn sich die Antenne in einer ausgefah­ renen Position befindet.

Fig. 7 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Leiter­ platte, eines Erdanschlusses und Teilen der in Fig. 4 gezeig­ ten Antennenvorrichtung, wenn sich die Antenne in ihrer ein­ gefahrenen Position befindet.

Die Fig. 8 und 9 sind teilweise Querschnittsansichten der Leiterplatte, eines Versorgungsanschlusses und eines der der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Antennenvorrichtungen, wenn sich die Antenne in ihrer ausgefahrenen beziehungsweise ein­ gefahrenen Position befindet.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die hierin beschriebene drahtlose Kommunikationsvorrichtung liefert Vorteile gegenüber bekannten in der Hand haltbaren Funktelefonen, dadurch daß sie einen Anpaßungszustand zwi­ schen der Funkschaltung und der einfahrbaren, zusammengesetz­ ten Antenne sowohl in der ausgefahrenen als auch in der ein­ gefahrenen Position liefert, und dies mit einer Gestaltung tut, die die Komplexität der Anpaßschaltung und des Schalters vermindert.

Diese Vorteile gegenüber konventionellen Funktelefonen werden im wesentlichen durch eine einzige Anpaßschaltung, einen ein­ zigen Versorgungsanschluß und einen Schalter, der die Anpaß­ schaltung umgeht oder kurzschließt, erreicht.

Allgemeine gesagt ist, wenn sich die Antenne in ihrer ausge­ fahrenen Position befindet, der Schalter offen und somit ist die Anpaßschaltung in Serie zwischen der Antennenvorrichtung und der Funkschaltung geschaltet. In dieser Konfiguration funktioniert die Anpaßschaltung, um die hohe Impedanz der An­ tennenvorrichtung (ungefähr 400 bis 600 Ohm) an die Impedanz der Funkschaltung (ungefähr 50 Ohm) anzupassen. Umgekehrt ist, wenn sich die Antenne in ihrer eingefahrenen Position befindet, der Schalter geschlossen und somit wird die Anpaß­ schaltung entweder umgangen und führt keine Anpaßfunktion durch oder sie wird umgangen und wieder parallel mit der An­ tenne verbunden, um das Bereitstellen einer Anpaßfunktion zu unterstützen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt in einer solchen Aus­ führungsform, die gemäß der vorliegenden Erfindung konfigu­ riert ist, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, bei­ spielsweise ein Funktelefon 20, ein Gehäuse 22, eine Leiter­ platte 24, eine Antennenvorrichtung 26, eine Funkschaltung 28, eine Anpaßschaltung 30, einen Schalter 32, eine Erdebene 34, einen Versorgungsanschluß 36 und einen Erdanschluß 38, der mit Erde verbunden ist. Die Leiterplatte 24 ist im Gehäu­ se 22 angeordnet und die Funkschaltung 28, die Anpaßschaltung 30, der Schalter 32, die Erdebene 34, der Versorgungsanschluß 36 und der Erdanschluß 38 können auf der Leiterplatte 24 an­ geordnet werden.

Die Antennenvorrichtung 26 umfaßt eine Hülse 40 und eine An­ tenne, beispielsweise eine zusammengesetzte Antenne 42, die einen ersten Antennenteil, beispielsweise mindestens eine Schraubenspule 44 und einen zweiten Antennenteil, beispiels­ weise mindestens einen Teil des Stabes 46 aufweist. Der erste Antennenteil wird vom zweiten Antennenteil getragen und kann elektrisch gekoppelt werden, beispielsweise durch einen di­ rekten elektrischen Kontakt, mit dem zweiten Antennenteil. Die Hülse 40 kann am Gehäuse 22 befestigt sein, und die zu­ sammengesetzte Antenne 42 ist in der Hülse 40 von einer ein­ gefahrenen Position, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, zu einer ausgefahrenen Position beweglich.

In der ausgefahrenen Position ist der erste Antennenteil au­ ßerhalb des Gehäuses angeordnet und der zweite Antennenteil ist im wesentlichen außerhalb des Gehäuses angeordnet. Wei­ terhin ist ein erster Verbindungsort 45 der Antenne, bei­ spielsweise das untere Ende des zweiten Antennenteils, elek­ trisch mit dem Versorgungsanschluß 36 verbunden, beispiels­ weise indem es in direktem elektrischen Kontakt dazu steht. In der eingefahrenen Position ist der erste Antennenteil im wesentlichen außerhalb des Gehäuses 22 angeordnet und der zweite Antennenteil ist im Gehäuse 22 und in größer Nähe zur Erdebene 34 angeordnet. Darüberhinaus ist der Versorgungsan­ schluß 36 elektrisch, beispielsweise durch direkten elektri­ schen Kontakt, mit einem zweiten Verbindungsort 47 der An­ tenne, beispielsweise dem unteren Ende des ersten Antennen­ teils verbunden, und der Erdanschluß 38 ist elektrisch, bei­ spielsweise durch direkten elektrischen Kontakt, mit dem er­ sten Kopplungsort 45 verbunden.

Die zusammengesetzte Antenne 42 hat viele Parameter, die die Position der zusammengesetzten Antenne 42 darstellen. Bei­ spielsweise die physische Anordnung der zusammengesetzten An­ tenne 42 relativ zum Gehäuse 22 oder dem Versorgungsanschluß 36, die elektrische Impedanz der zusammengesetzten Antenne 42 oder die Stärke des elektrischen Signals, das die zusammenge­ setzte Antenne 42 empfängt.

Die Funkschaltung 28 kann beispielsweise ein Duplexer, ein Sender, ein Empfänger, ein Modulator, ein Demodulator oder Wege, die die Komponenten der Funkschaltung 28 verbinden oder eine Kombination dieser Komponenten und Wege sein.

Die Anpaßschaltung 30 ist zwischen dem Versorgungsanschluß 36 und der Funkschaltung 28 geschaltet. Die Anpaßschaltung 30 kann beispielsweise eine T-Schaltung mit einem Kondensator C in einem Arm, einer Spule L₁ im anderen Arm und einer geerde­ ten Spule L₂ im Bein sein.

Der Schalter 32 ist elektrisch zwischen dem Versorgungsan­ schluß 36 und der Funkschaltung 28 in paralleler Konfigura­ tion zur Anpaßschaltung 30 geschaltet. Der Schalter 32 wird betätigt, um den Zustand in Erwiderung auf eine vorbestimmte Variation der Antennenparameter zu ändern, wobei der Schalter 32 die Anpaßschaltung 30 neu festlegen oder neu anordnen kann, wenn der Schalter 32 seinen Zustand ändert. Wenn sich der Schalter 32 in einem Zustand befindet, so ist die Funk­ schaltung 28 direkt mit dem Versorgungsanschluß 36 verbunden, parallel mit der rekonfigurierten Anpaßschaltung. Wenn sich der Schalter 32 in einem anderen Zustand befindet, ist die Funkschaltung 28 mit dem Versorgungsanschluß 36 durch die An­ paßschaltung 30 verbunden.

Obwohl der Schalter 32 und die Anpaßschaltung 30 in Fig. 2 als getrennte Komponenten gezeigt sind, kann der Schalter 32 eine Unterkomponente einer Anpaßschaltung 30 oder eine Unter­ komponente anderer Komponenten des Funktelefons 20 sein.

Der Schalter 32 kann einen einpoligen Ausschalter umfassen. Der Schalter 32 kann auch einen Sensor 48 umfassen, oder der Sensor kann sich außerhalb des Schalters 32 befinden. Der Sensor 48 erkennt eine vorbestimmte Variation der Antennenpa­ rameter. Der Sensor 48 kann beispielsweise der Arm des einpo­ ligen Ausschalters sein, der sich normalerweise in der offe­ nen Position befindet, wenn die Antenne ausgefahren ist, und der mechanisch in die geschlossenen Position bewegt wird durch physischen Kontakt mit dem unteren Ende des zweiten An­ tennenteils. Somit ist der Parameter die Position der ein­ fahrbaren Antenne relativ zum Gehäuse 22 oder dem Versor­ gungsanschluß 36 und die vorbestimmte Variation ist die Bewe­ gung in eine Position, die den Schalter in die geschlossene Position bewegt. Alternativ kann es sich um einen Näherungs­ sensor handeln, der den Ort der Antenne mißt, einen relativen Signalstärkeanzeiger, der die Stärke des Signals mißt, das von der zusammengesetzten Antenne 42 empfangen wird, oder ei­ ne Impedanzbrücke, die die Impedanz der zusammengesetzten An­ tenne 42 mißt. In jedem Fall sendet der Sensor ein Steuer­ signal an den Schalter 32 und der Schalter 32 kann seinen Zu­ stand in Erwiderung auf das Steuersignal ändern.

Betrachtet man die elektrischen Eigenschaften der Antenne, so hat die Impedanz der Antenne in der ausgefahrenen Position eine erste Impedanz, wenn man sie vom Versorgungsanschluß 36 betrachtet. In der eingefahrenen Position hat die Antenne ei­ ne zweite Impedanz, wenn man sie vom Versorgungsanschluß 36 betrachtet, wobei es sich hier um die parallele Kombination der Impedanz des ersten Antennenteils und eines zweiten An­ tennenteils handelt. Darüberhinaus wird, da der Schalter in der eingefahrenen Position geschlossen ist, die Anpaßschal­ tung wider verbunden und zwischen dem Versorgungsanschluß 36 und Erde angeschlossen, um sie in paralleler Verbindung mit dem ersten Antennenteil und dem zweiten Antennenteil zu brin­ gen. Somit kann die Anpaßschaltung 30 so gewählt werden, daß sie im wesentlichen nicht nur die ersten Impedanz der Anten­ ne, wenn diese sich in der ausgefahrenen Position befindet, an die Impedanz der Funkschaltung 28 (wenn die Anpaßschaltung 30 sich in Serie mit dem Versorgungsanschluß 36 und der Funk­ schaltung 28 befindet) anpaßt, sondern auch beim Anpassen der zweiten Impedanz der Antenne, wenn diese sich in der einge­ fahrenen Position befindet, an die Impedanz der Funkschaltung 28 hilft. Darüberhinaus wird ein Fachmann erkennen, daß sich der Schalter in einem geschlossenen Zustand befinden kann, wenn sich die Antenne in einer ersten Position, beispielswei­ se der ausgefahrenen Position, befindet, und er sich in einem offenen Zustand befinden kann, wenn sich die Antenne in einer zweiten Position, beispielsweise der eingefahrenen Position, befindet, und somit die Anpaßschaltung parallel liegt, wenn die Antenne ausgefahren und in Serie, wenn die Antenne einge­ fahren ist.

Die Technik für die Auswahl der ersten Impedanz der Antenne, der zweiten Impedanz der Antenne und der Anpaßschaltung, um im wesentlichen zur ersten Impedanz der Antenne zu passen, und auch, wenn sie neu verbunden ist, um die Anpassung an die zweite Impedanz der Antenne zu unterstützen, wird von einem Fachmann leicht verstanden.

Beispielsweise wird die zusammengesetzte Antenne so gewählt, daß sie eine elektrische Länge einer halben Wellenlänge auf­ weist, wobei die erste Impedanz in der ausgefahrenen Position im Bereich von ungefähr 400 Ohm bis ungefähr 600 Ohm bei Be­ triebsfrequenzen liegt. Wenn die Funkschaltung 28 eine Impe­ danz von ungefähr 50 Ohm hat oder einen anderen Wert, der für die Funkschaltung 28 kennzeichnend ist, kann die Anpaßschal­ tung 30 so gewählt werden, daß sie im wesentlichen die erste Impedanz der Antenne an die Impedanz der Funkschaltung 28 an­ paßt.

Darüberhinaus wird, wenn der erste Antennenteil beispielswei­ se die Schraubenfeder 44 und ein kleines Segment des Stabes 46 ist, das so gewählt wird, daß es eine elektrische Länge von einer viertel Wellenlänge aufweist, der erste Antennen­ teil eine erste Impedanz von ungefähr 50 Ohm haben, wenn man ihn vom Versorgungsanschluß 36 in der eingefahrenen Position betrachtet. Wenn ferner der zweite Antennenteil beispielswei­ se das übrigbleibende Segment des Stabes 46 ist, das so ge­ wählt wird, daß es eine elektrische Länge einer viertel Wel­ lenlänge hat und mit dem Erdanschluß 38 mit der Erde abge­ schlossen ist und in großer Nähe zur Erdebene 34 angeordnet ist, so wird der zweite Antennenteil im wesentlichen als of­ fene Schaltung erscheinen, die eine Impedanz aufweist, die um ein Mehrfaches größer ist als die Impedanz des ersten Anten­ nenteils. Somit ist die zweite Impedanz der Antenne in der eingefahrenen Position die Impedanz des ersten Antennenteils allein, das heißt, ungefähr 50 Ohm. Diese 50 Ohm Impedanz der Funkschaltung 28 paßt zur zweiten Impedanz der Antenne von ungefähr 50 Ohm.

Somit wird die wiederverbundene Anpassungsschaltung 30 so ge­ wählt, daß sie nicht wesentlich zur Anpassung beiträgt; bei­ spielsweise kann die Impedanz der wiederverbundenen Anpaß­ schaltung eine Impedanz haben, die um Größenordnungen größer ist als die zweite Impedanz.

Fachleute werden erkennen, daß verschiedene Modifikationen und Variationen zusätzlich zu den schon beschriebenen im Funktelefon der vorliegenden Erfindung und dessen Konstruk­ tion vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und der Idee der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Trennlinie zwischen dem ersten Antennenteil und dem zweiten Antennenteil durch ein Gebiet definiert werden, bei dem der Versorgungsan­ schluß 36 sich mit der Antenne in der eingefahrenen Position verbindet. Somit kann der erste Antennenteil irgend ein Teil des Stabes 46 oder der ganze Stab 46 und ein Teil der Schrau­ benspule 44 sein. Darüberhinaus können der erste Antennenteil und der zweite Antennenteil abstrahlende Elemente unter­ schiedlicher Form sein. Andere Konfigurationen von Schaltern und einer Anpaßschaltung können verwendet werden, die die An­ paßschaltung in eine Serienkonfiguration mit der Funkschal­ tung und einem Versorgungsanschluß in einer Konfiguration plazieren und die die Anpaßschaltung parallel mit der Antenne in einer anderen Konfiguration plazieren. Und statt der zweite Antennenteil eine viertel Wellenlänge aufweist, kann er eine andere Wellenlänge aufweisen, und mit einer Impedanz abgeschlossen sein oder von einer leitfähigen Röhre umgeben, die geerdet ist. Der Versorgungskontakt und die Hülse können auch die gleiche Komponente sein und der Versorgungskontakt, der Erdkontakt oder der Schalter können beispielsweise auf dem Gehäuse oder einer Komponente im Gehäuse plaziert sein.

Es wird nun im Detail Bezug genommen auf eine zweite Ausfüh­ rungsform eines Funktelefons, das gemäß der vorliegenden Er­ findung konfiguriert ist. Dabei werden soweit passend die gleichen Bezugszeichen verwendet, um eine unnötige Duplizie­ rung und eine Beschreibung ähnlicher Elemente, auf die oben schon Bezug genommen wurde, und die dort schon beschrieben wurden, zu vermeiden.

Fig. 3 ist eine rechte Seitenansicht eines Funktelefons 20, das gemäß der Erfindung konfiguriert ist, mit einer teilge­ schnittenen Ansicht, die gewisse interne Komponenten des Funktelefons zeigt. Diese Figur zeigt unter anderem die phy­ sische Beziehung der Antennenvorrichtung 26 in der ausgefah­ renen Position relativ zum Gehäuse 22 und zur Leiterplatte 24, die im Gehäuse 22 angeordnet ist. In dieser Ausführungs­ form umfaßt die Antenne der Antennenvorrichtung 26 ein linear abstrahlendes Element 58 und ein schraubenförmiges abstrah­ lendes Element 56, das durch ein Ende des linearen abstrah­ lenden Elements 58 getragen wird. In der ausgefahrenen Posi­ tion ist das schraubenförmige abstrahlende Element 56 voll­ ständig außerhalb des Gehäuses 22 angeordnet und das linear abstrahlende Element 58 ist im wesentlichen außerhalb des Ge­ häuses 22 angeordnet.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Antennenvorrich­ tung 26 in der eingefahrenen Position und zeigt die physikal­ ische Konfiguration der Antennenvorrichtung 26 in Bezug auf die Leiterplatte 24, den Versorgungsanschluß 36, den Erdan­ schluß 38. Als optionale Komponente der Antennenvorrichtung 26 sind auch ein Rohr 52 und eine Rohrstütze 54 gezeigt, die an der Leiterplatte 24 befestigt ist und ein Ende des Rohres 52 in einer festen Position hält. Das andere Ende des Rohres 52 wird in einer festen Position durch den Erdanschluß 38 ge­ halten. Wie man in der Figur sieht, sind der Erdanschluß 38 und der Versorgungsanschluß 36 nahe einer Seite der Leiter­ platte 24 an entgegengesetzten Enden der Seite angeordnet. In der eingefahrenen Position ergibt der Erdanschluß 38 einen direkt physischen und elektrischen Kontakt mit dem ersten Teil des zweiten Teils der Antenne und der Versorgungsan­ schluß 36 ergibt einen direkten physischen und elektrischen Kontakt mit dem zweiten Teil des zweiten Teils der Antenne. Auch die Hülse 40, die in dieser Ausführungsform am Gehäuse 22 befestigt ist, ist gezeigt, wie sie neben dem Versorgungs­ anschluß 36 angeordnet ist.

Das Rohr 52 kann aus einem nichtleitenden Material, bei­ spielsweise Plastik, hergestellt sein und dient dazu, die An­ tenne von der ausgefahrenen Position in die eingefahrenen Po­ sition zu führen, wenn sich die Antenne durch das Innere des Rohres 52 bewegt. Darüberhinaus kann das Rohr 52 mit einem leitenden Material bedeckt sein oder vollständig aus einem leitenden Material zusammengesetzt und mit Erde verbunden sein. In dieser Konfiguration kann das Rohr 52 verwendet wer­ den, um auf den ersten Teil der Antenne zu wirken, wenn man vom Versorgungsanschluß 36 schaut, so daß sie eine relativ hohe Impedanz zur Impedanz des zweiten Antennenteils der An­ tenne aufweist.

Fig. 5 ist ein Querschnitt der Antenne und der Hülse, die in Fig. 4 gezeigt ist, und zeigt die Details der zusammengesetz­ ten Antenne 42 dieser Ausführungsform. Das schraubenförmige Abstrahlelement 56 kann die Schraubenspule 44 umfassen. Das lineare Abstrahlelement 58 kann den Stab 46 umfassen. Alter­ nativ können das schraubenförmige Abstrahlelement 56 und das lineare Abstrahlelement 58 eine Kombination aus Antennenele­ menten einer Spule und eines Stabes sein. Die Schraubenspule 44 ist an einem Ende des Stabes durch eine passende Vorrich­ tung befestigt, beispielsweise ein Eisenband 64, das auf den Stab 46 gefalzt und mit einem Ende der Schraubenspule 44 in dieser Ausführungsform verlötet ist. Andere äquivalente pas­ sende Vorrichtungen können verwendet werden, um die Schrau­ benspule 44 auf dem Stab 46 zu befestigen, beispielsweise ei­ ne Punktschweißung oder ein Verlöten der Spule mit dem Stab. Eine Preßpassung oder ein Einschieben des Endes der Spule in eine Vertiefung, die im Ende des Stabes ausgebildet ist oder in ein Loch, das in der Seite des Stabes ausgebildet ist, oder unter Verwendung des nichtleitenden Materials, das die Schraubenspule 44 zum Stab 46 umgibt, können verwendet wer­ den.

Ein unteres Metallband 70 ist nahe oder am Ende des Stabes 46 befestigt, und eine Einfassung 66 ist nahe dem anderen Ende des Stabes 46 nahe unterhalb der Schraubenspule 44 befestigt.

Das Metallband und die Einfassung können fest am Stab durch ein Umfalzen oder ein anderes geeignetes Mittel befestigt werden. Diese physische Befestigung liefert auch eine direkte elektrische Kopplung des unteren Metallbandes 70 und der Ein­ fassung 66 mit dem Stab 46. Somit dient das untere Metallband 70 als ein erster Verbindungspunkt der Antenne und die Ein­ fassung 66 dient als ein erster Verbindungspunkt auf der An­ tenne. Weiterhin erstreckt sich in dieser speziellen Ausfüh­ rungsform der erste Antennenteil von der Einfassung 66 bis einschließlich der Schraubenspule 44; und der zweiten Anten­ nenteil erstreckt sich von der Einfassung 66 bis zum Ende des Stabes 46.

Die spezielle strukturelle Anordnung erleichtert die Anbrin­ gung eines nichtleitenden Materials an den Metall teilen der Antenne, die nicht freigelegt werden sollen, das heißt zumin­ dest ein Teil des unteren Metallbandes 70 und der Einfassung 66. Beispielsweise gestattet die Trennung des zweiten Verbin­ dungsortes, das ist die Einfassung 66 von der Vorrichtung zur Verbindung der Schraubenspule 44 und des Stabes 46, das ist das obere Metallband 64, die leichte Aufbringung einer Be­ schichtung 62 und der Schraubenspule 44, dem Segment des Sta­ bes 46 zwischen der Einfassung 66 und dem oberen Metallband 64 und einem Teil der Einfassung 66, beispielsweise durch ein Spritzgußverfahren. Weiterhin kann auch eine Buchse 68 auf den verbleibenden Teil des Stabes 46 durch ein Spritzgußver­ fahren aufgebracht werden.

Obwohl diese spezielle Ausführungsform eine Einfassung 66 und ein unteres Metallband 70 zeigt, die in direktem physischen und elektrischen Kontakt mit dem Stab 46 stehen, kann ein nichtleitendes Material oder ein dielektrisches Material die Einfassung und/oder das Metallband vom Stab 46 trennen, und somit kapazitiv mit dem Stab 46 verbunden sein und einen Teil des Verbindungsortes bilden. Weiterhin kann die Reaktanz die­ ser kapazitiven Kopplung als Teil der Antennenimpedanz be­ trachtet werden, wie man sie vom Versorgungskontakt sieht.

Darüberhinaus liefert die Trennung des zweiten Verbindungsor­ tes von der Vorrichtung zur Verbindung um eine vorbestimmte Entfernung, beispielsweise der Länge der Buchse 40, auch den Vorteil, die hinzugefügte Starre wegzunehmen, die durch den zweiten Verbindungsort verursacht wird, der sich am selben Punkt wie die Vorrichtung zur Verbindung befindet. Dies lie­ fert einen Vorteil gegenüber bekannten Funktelefonen, die ei­ ne zusammengesetzte Antenne verwenden, derart, daß wenn die Antenne eingefahren ist, sich die Vorrichtung zur Verbindung biegen kann, um somit eine mechanische Beschädigung der Ver­ bindung zu vermeiden, beispielsweise wenn man das Funktelefon auf den Boden fallen läßt, was einen Schlag auf das schrau­ benförmige Abstrahlelement 56 ergibt, was eine Drehkraft auf die Verbindungsvorrichtung ausübt.

Fig. 6 ist eine Teilvorderansicht einer Leiterplatte 24, ei­ nes Versorgungsanschlusses 36 und eines Teils der Antennenvor­ richtung 26, die in Fig. 4 gezeigt ist, wenn sich die Antenne in einer ausgefahrenen Position befindet. Diese Figur zeigt unter anderen Dingen, daß der Versorgungsanschluß 36 nicht nur elektrisch mit der Antenne an einem ersten Verbindungsort verbunden ist, sondern die Antenne auch in einer ausgefahre­ nen Position hält.

Insbesondere hat der erste Verbindungsort, das ist das untere Metallband 70, einen ersten Abschnitt mit einer ersten Dicke und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke, die grö­ ßer als die erste Dicke ist. In dieser speziellen Ausfüh­ rungsform ist die erste Dicke ein erster Durchmesser einer zylindrisch geformten Spitze 79 des unteren Eisenbandes 70 und die zweite Dicke ist ein zweiter Durchmesser eine Rings 72, der auf oder um das Eisenband 70 herum ausgebildet ist (siehe auch Fig. 5). Obwohl der Ring 72 das untere Eisenband 70 umgibt, kann der erste Abschnitt eine Ausbuchtung sein, die sich nur teilweise um das untere Eisenband 70 oder voll­ ständig darum erstreckt, wie das der Ring 72 tut.

Der Versorgungsanschluß 36 umfaßt mindestens ein flexibles Teil, beispielsweise zwei sich einander gegenüberstehende flexible Teile, wie beispielsweise Flügel 74, die als Blatt­ federn dienen. Das mindestens eine flexible Teil kann auch eine federbelastete Vorrichtung sein. Die Antenne ist hinter die flexiblen Teile bewegbar in die und aus der ausgefahrenen Position und der eingefahrenen Position, wobei sich die fle­ xiblen Teile durch Unregelmäßigkeiten in der Form der Antenne in einer Richtung, die im wesentlichen rechtwinklig zur Bewe­ gung der Antenne verläuft, bewegen. Die Flügel 74 üben eine zunehmende Kraft aus, wenn sie nach außen, weg von der An­ tenne geschoben werden und sind nachgiebig und dienen zur Rückkehr in ihre Ruheposition. Eine unteres Ende 76 der Buch­ se 40, das zylinderisch ausgebildet sein kann, hat einen Durchmesser, der kleiner als der zweite Durchmesser ist und somit die Bewegung der Antenne von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position beschränkt.

Darüberhinaus geht bei der Bewegung in die ausgefahrene Posi­ tion der Ring 72 durch die Flügel 74 vor dem ersten Ab­ schnitt, wobei die Zunahme und Abnahme der Federkraft, die durch die Flügel 74 erreicht wird, wenn der Ring 72 an den Flügel 74 vorbeigeht, eine taktile oder Anschlagrückkopplung dem Funktelefon liefert darüber, daß die Antenne vollständig eingefahren ist. Nachdem der Ring 72, die Flügel 74 passiert, bewegen sich die Flügel 74 nach innen, um die Spitze 78 zu kontaktierten. Somit wird der Ring 72 zwischen den Flügeln 74 und dem unteren Ende 76 der Buchse durch die durch die Flügel 74 erzeugte Kraft gehalten.

(Der mit der Bezugszahl 86 bezeichnete Gegenstand, der in Fig. 6 auftaucht, wird in der Beschreibung der Fig. 8 erläu­ tert).

Ein Fachmann wird erkennen, daß die Vorrichtung zur Begren­ zung der Bewegung der Antenne in die eingefahrene Position durch andere Vorrichtungen, beispielsweise einem zweiten Ring, der auf der Antenne ausgebildet ist, erfolgen kann, und daß die Hülse nicht notwendig ist für die Flügel 74, um die Antenne zu halten. Beispielsweise kann das untere Metallband 70 mit einem konkaven Ring ausgebildet sein, der es umgibt, und Flügel 74, die im konkaven Ring ruhen, können die Antenne in der ausgefahrenen Position halten.

Fig. 7 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Leiter­ platte 24, des Erdanschlusses 38 und Teilen der Antennenvor­ richtung 26, die in Fig. 4 gezeigt ist, wenn sich die Antenne in der eingefahrenen Position befindet. Die Figur zeigt unter anderen Dingen das Merkmal des Erdanschlusses 38, der nicht nur elektrisch mit der Antenne in der zweiten Verbindungs­ stelle verbunden ist, sondern auch die Antenne in der einge­ fahrenen Position hält, und die Halteröhre 52.

Der Erdanschluß 38 umfaßt ein starres Teil 82 und ein flexi­ bles Teil 80. Diese beiden Teile können integral aus einem einzigen Metallblech ausgebildet sein, oder sie können zwei einzelne Elemente sein, die den Erdanschluß 38 bilden. Das starre Teil 82 kann an der Leiterplatte 24 befestigt sein, wie auch das flexible Teil 82, wobei sich das starre Teil 82 relativ zum flexiblen Teil 80 bewegen kann. Das flexible Teil 80 kann beispielsweise eine Blattfeder oder eine federbela­ stete Vorrichtung sein und kann sich in einer Richtung bewe­ gen, die im wesentlichen rechtwinklig zum starren Teil ver­ läuft. Wenn sich die Antenne von der ausgefahrenen Position in die eingefahrenen Position bewegt, so bewegt sich das un­ tere Metallband 70 in den Erdanschluß 38, und das untere Me­ tallband 70 zwingt das flexible Teil, daß es sich in eine Richtung bewegt, die im wesentlichen rechtwinklig zur Bewe­ gung der Antenne verläuft.

Das untere Metallband 70 hat eine Ausbauchung, beispielsweise einen Ring 72, und wenn die Antenne sich in die eingefahrene Position bewegt, gleitet die Ausbauchung über das flexible Teil 80, das eine zunehmende Federkraft überträgt, die auf die Antenne angewandt wird, so daß das Funktelefon fühlt und realisiert, daß es seine vollständig eingefahrene Position erreicht hat. Nachdem die Ausbauchung das flexible Teil 80 verlassen hat, wird die Kraft auf die Antenne vermindert, um so den Benutzer zu informieren, daß die vollständig eingefah­ rene Position erreicht wurde. Das flexible Teil 80 übt weiter eine Kraft gegen den Verbindungsort in der voll eingefahrenen Position aus und dies hält den ersten Verbindungsort gegen das starre Teil 82.

Darüberhinaus hat das starre Teil 82 ein nach oben gedrehtes Ende 88, das das Ende des Rohres 52 ablenkt, wenn das Rohr 52 in den Erdanschluß 38 während des Zusammenbaus eingeschoben wird. Das noch oben gebogene Ende 88, das gegen das einge­ schobene Ende des Rohres 52 preßt, hält dieses Ende am Platz. Somit ist keine getrennte Befestigungsvorrichtung erforder­ lich, um das Ende des Rohres zu halten, was Leiterplatten­ platz spart und den Zusammenbau erleichtert.

Die Fig. 8 und 9 sind teilweise Querschnittsansichten der Leiterplatte, eines Versorgungsanschlusses und von Teilen der Antennenvorrichtung, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wenn sich die Antenne in der ausgefahrenen beziehungsweise eingefahrenen Position befindet. Diese Figuren zeigen unter anderem das Merkmal eines integralen Versorgungskontaktes und eines Schalters, der als Schalter 32, wie er in Fig. 2 ge­ zeigt ist, verwendet werden kann.

Die Leiterplatte 24 hat eine Anschlußfläche 84, die auf ihr ausgebildet ist. Die Anschlußfläche 84 ist ein Teil des Schalters. Diese Anschlußfläche kann elektrisch mit bei­ spielsweise der Anpaßschaltung 30 oder insbesondere mit L₁ verbunden sein.

Der Versorgungsanschluß 36 ist an der Leiterplatte 24 befe­ stigt und kann ein Teil umfassen, dessen Bewegung im Betrieb auf die physikalischen Positionen der Antenne reagiert, bei­ spielsweise einen flexibler Arm 86, der als eine Blattfeder dient. Der flexible Arm 86 und die Flügel 74 können aus einem einzigen Metallblech mittels wohlbekannter Stanztechniken ausgebildet werden. Der flexible Arm 86 ist relativ zur An­ schlußfläche 84 angeordnet und bildet einen anderen Teil des Schalters. Der flexible Arm 86 oder der Versorgungsanschluß 36 kann elektrisch beispielsweise mit der Anpaßschaltung oder insbesondere mit C verbunden sein.

Der flexible Arm 86 ragt in seiner Ruheposition in den Weg der Antenne auf ihrer Bewegung zu den ausgefahrenen und ein­ gefahrenen Positionen vor. Somit ist in dieser Ausführungs­ form der Schalter normalerweise offen. Weiterhin ist er un­ terhalb der Flügel 74 angeordnet, so daß wenn sich die Anten­ ne in ihrer eingefahrenen Position befindet, der Schalter normalerweise offen ist. Es sind andere Konfigurationen mög­ lich. Beispielsweise würde, wenn der elektrische Kontakt am entgegengesetzten Ende der Leiterplatte angeordnet wäre, wo der Erdanschluß 38 in der dargestellten Ausführungsform ange­ ordnet ist, der Schalter in der eingefahrenen Position ge­ schlossen sein.

Da der flexible Arm 86 auf dem Bewegungsweg der Antenne ange­ ordnet ist, kontaktiert das lineare Abstrahlelement 58 den flexiblen Arm 86 während seiner Bewegung von der eingefahre­ nen Position, und zwingt den flexiblen Arm 86, die Anschluß­ fläche 84 zu kontaktieren. Fig. 9 zeigt den flexiblen Arm 86, der die Anschlußfläche 84 kontaktiert, um einen direkten elektrischen Kontakt herzustellen. Somit ist, wenn die An­ tenne in einer ihrer beiden physikalischen Positionen ist, der flexible Arm 86 nicht elektrisch mit der Anschlußfläche 84 verbunden, um somit den Schalter in eine offene Position zu plazieren; und wenn die Antenne sich in der anderen Posi­ tion der beiden physikalischen Positionen der Antenne befin­ det, so ist der flexible Arm 86 elektrisch mit der Anschluß­ fläche 84 verbunden, um so den Schalter in eine geschlossene Position zu plazieren.

Darüberhinaus sind der flexible Arm 86 und die Einfassung 66 so angeordnet, daß sie sich in direktem physischen und elek­ trischen Kontakt befinden, wenn sich die Antenne in der ein­ gefahrenen Position befindet. Somit ist der Versorgungsan­ schluß 36 elektrisch mit dem zweiten Anschlußort verbunden.

Insgesamt wurde eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung be­ schrieben, die einen Anpassungszustand zwischen einer Funk­ schaltung und einer Antenne sowohl in ihrer eingefahrenen als auch in ihrer ausgefahrenen Position liefert, wobei sie dies mit einer eleganten Formgebung tut, die die Zuverlässig­ keit und die Herstellbarkeit verbessert durch Verminderung der Zahl und der Komplexität der Komponenten und der bewegten mechanischen Teile. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist auch widerstandsfähig gegen eine Beschädigung, wenn sie fallengelassen wird. Eine Anpaßschaltung, die rekonfiguriert wird gemäß einem Schalter, der auf die Position der Antenne anspricht, liefert die angepaßten Zustände. Darüberhinaus kann der Schalter integral als Teil eines Versorgungsanschlu­ sses ausgebildet sein.

Claims (10)

1. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung mit:
einem Versorgungsanschluß;
einer Antenne, die in eine ausgefahrene und eine einge­ fahrene Position relativ zum Versorgungsanschluß bewegt werden kann, wobei sie elektrisch mit dem Versorgungsanschluß ver­ bunden ist und einen Parameter aufweist, der die Position der Antenne darstellt;
einer Funkschaltung;
einer Anpaßschaltung, die zwischen dem Versorgungsan­ schluß und der Funkschaltung geschaltet ist; und
einem Schalter, der elektrisch zwischen dem Versorgungs­ anschluß und der Funkschaltung in paraller Konfiguration mit der Anpaßschaltung geschaltet ist und betrieben wird, um den Zustand in Erwiderung auf eine vorbestimmte Variation des Pa­ rameters zu ändern, wobei der Schalter die Anpaßschaltung um­ geht, wenn der Schalter seinen Zustand ändert.

2. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter, der die Position der Antenne darstellt, die Position der Antenne relativ zum Versorgungsanschluß ist.

3. Drahtlose Kommunkationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Schalter einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand aufweist, und wobei der Schalter im offenen Zustand ist, wenn sich die Antenne in ihrer ausgefahrenen Position befindet.

4. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schalter ein einpoliger Ausschalter ist.

5. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wo­ bei, wenn der Schalter sich in einem Zustand befindet, die Funkschaltung direkt mit dem Versorgungsanschluß verbunden ist, und wenn der Schalter sich in einem anderen Zustand be­ findet, die Funkschaltung mit dem Versorgungsanschluß durch die Anpaßschaltung verbunden ist.

6. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anpaßschaltung eine T-verbundene Schaltung ist.

7. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antenne einen ersten Verbindungsort aufweist, wobei der Versorgungsanschluß mit dem ersten Verbindungsort in der aus­ gefahrenen Position verbunden ist, wobei die Antenne eine er­ ste Impedanz in der ausgefahrenen Position aufweist, wenn man sie vom Versorgungsanschluß betrachtet, der mit dem ersten Verbindungsort verbunden ist, und die Anpaßschaltung im we­ sentlichen die erste Impedanz auf eine Impedanz der Funk­ schaltung anpaßt, wenn sich die Antenne in ihrer ausgefahre­ nen Position befindet.

8. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Antenne einen zweiten Verbindungsort aufweist, wobei der Versorgungsanschluß mit dem zweiten Verbindungsort in der eingefahrenen Position verbunden ist, wobei die Antenne eine zweite Impedanz in der eingefahrenen Position aufweist, wenn man sie vom Versorgungsanschluß betrachtet, der mit dem zwei­ ten Verbindungsort verbunden ist, und die Anpaßschaltung im wesentlichen die zweite Impedanz auf eine Impedanz der Funk­ schaltung anpaßt, wenn sich die Antenne in ihrer eingefahre­ nen Position befindet.

9. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der zweite Verbindungsort die Antenne in einen zweiten Anten­ nenteil und einen ersten Antennenteil aufteilt, wobei jeder Teil eine Impedanz hat, wenn man ihn vom Versorgungsanschluß betrachtet, der mit dem zweiten Verbindungsort verbunden ist, wobei die Impedanz des zweiten Antennenteils um Größenordnun­ gen größer als die Impedanz der ersten Antennenteils ist.

10. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wo­ bei die Anpaßschaltung eine T-verbundene Schaltung ist, die einen ersten Arm, einen zweiten Arm und ein Bein hat, wobei der erste Arm mit dem Schalter verbunden ist und der zweite Arm mit dem Versorgungsanschluß verbunden ist und das Bein mit Erde verbunden ist.