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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Antennenvorrichtung
zur Verwendung bei Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtungen, die
zum Beispiel ein Personenhandtelefonsystem (PHS) mit einer Funkfrequenz,
die höher
als ein UHF-Band ist, besitzen, und insbesondere auf eine Antennenvorrichtung, die
zum Tragen um das Handgelenk des Benutzers geeignet und entworfen
ist, um während
einer Gesprächs- und
Wartezeit stabile und zuverlässige
Verbindungen sicherzustellen, und auf eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
unter Verwendung der Antennenvorrichtung.
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In
jüngster
Zeit sind mobile Telekommunikationssysteme, wie etwa Mobiltelefone
und Personenhandtelefonsysteme, schnell entwickelt worden, und tragbare
Funkeinheiten sind miniaturisiert worden. Als derartige tragbare
Funkeinheiten sind Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtungen vorgeschlagen
worden. Als eine typische Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung sind
Armbanduhr-Funkrufempfänger
in praktischem Gebrauch gekommen. Das Japanische Gebrauchsmuster,
Veröffentlichungsnr.
5-21536, handelt zum Beispiel von einer spiralförmigen Antenne, die in ein
Armband eingebaut ist. Die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-276056 handelt
von einer Rahmenantenne, die bei einem Armband montiert ist. Die
Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 6-188809 handelt von einer Rahmenantenne, die bei einem Deckel
eines Armbanduhrgehäuses
eingerichtet ist. Das Japanische Patent, Erste Veröffentlichungsnr.
8-274536 offenbart eine Spaltantenne, die bei einem Armbanduhrgehäuse angeordnet
ist.
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Als
eine Armbanduhrfunkantenne, die bei Personenhandtelefonsystemen,
deren Funkfrequenz zum Beispiel 1,9 Ghz beträgt, verwendet wird, wird daneben
bei dem Japanischen Patent, Erste Veröf fentlichungsnr. 11-55143,
eine Einwellenlängen-Rahmenantenne,
die bei einem Armbanduhrdeckel eingerichtet ist, vorgeschlagen.
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Als
ein Leistungsindex für
Antennen von Mobiltelefonen, wie etwa Personenhandtelefonsysteme,
wird gewöhnlich
eine Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) verwendet, wenn
die Antenne am Körper einer
Person getragen wird. Falls der Körper einer Person, die eine
Mobiltelefonantenne trägt,
in der Mitte eines kugelförmigen
Koordinatensystems, deren Kopf in Richtung des Zenits ausgerichtet
ist, angeordnet ist, kann eine Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG)
durch eine nachfolgende Gleichung gegeben sein:
wobei G
Θ(Φ) und G
Φ(Φ) Leistungsdiagramme
von vertikal und horizontal polarisierten Komponenten in einer horizontalen
Ebene (X-Y-Ebene)
sind, und XPR eine Kreuzpolarisationsentkopplung eines durch die
Antenne empfangenen ankommenden Signals ist, oder ein Leistungsverhältnis der
vertikal polarisierten Komponente zu der horizontal polarisierten
Komponente. Eine typische Kreuzpolarisationsentkopplung (XPR) von
landmobilen Verbindungssystemen bei Mehrweg-Umgebungsbedingungen
beträgt
4 bis 9 dB und bedeutet, daß die Leistung
der vertikalen Polarisation eines ankommenden Signals um 4 bis 9
dB höher
als die Leistung der horizontalen Polarisation ist. Somit gibt die
vorstehende Gleichung einen Durchschnitt der Leistungsdiagramme in
einer horizontalen Ebene, der durch Gewichten der vertikalen Polarisation
mit der Kreuzpolarisationsentkopplung (XPR) abgeleitet wird, an.
Bei der folgenden Erläuterung
wird eine Kreuzpolarisationsentkopplung XPR zu 6 dB angenommen,
was ein typischer Wert im Stadtbereich ist.
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Um
eine hohe Verbindungsqualität
sicherzustellen, brauchen Antennen von Funksystemen, wie etwa Personenhandtelefonsysteme
(PHS), eine Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG), die größer als etwa –6dBd ist
(Halbwellenlängen-Dipolverhältnis).
Typische Telefoneinheiten legen großen Wert auf den Entwurf der Gesprächsposition,
wenn nahe am Ohr des Benutzers ein Lautsprecher angeordnet ist.
Die Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtungen
müssen
jedoch zwei Anwendungsbedingungen berücksichtigen: die erste Bedingung
ist, daß die
Einrichtung, die um das Handgelenk getragen wird, bei einem Gespräch vor das
Gesicht des Benutzers gebracht wird. Die zweite Bedingung ist, daß die Einrichtung,
die um das Handgelenk getragen wird, während einer Wartezeit auf der
Seite der Taille gehalten wird. Unter den zwei Bedingungen muß die Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) –6dBd oder
mehr betragen. Die Einwellenlängen-Rahmenantenne,
die bei dem Armbanduhrdeckel eingerichtet ist, wie vorstehend erläutert, ist
entworfen, um die Antenneneigenschaft sowohl in dem Fall, in dem
der Deckel während
der Gesprächszeit
geöffnet
ist, als auch in dem Fall, in dem der Deckel während der Wartezeit geschlossen
ist, zu verbessern.
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Die
vorstehend erläuterten
Antennen für
Armbanduhr-Funkrufempfänger
sind jedoch entworfen, um eine Funkfrequenz von weniger als 300
Mhz zu nutzen, und besitzen gewöhnlich
eine niedrigere Antennenverstärkung
als –15dBd.
Somit ist es schwierig, bei Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtungen, die
Personenhandtelefonsysteme (PHS), deren Funkfrequenz höher als
das UHF-Band ist, verwenden, derartige Antennen zu verwenden.
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Die
Einwellenlängen-Rahmenantenne,
wie bei der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-55143 offenbart,
zur Verwendung bei PHS-Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtungen verbessert
die Antennenleistung während
der Gesprächs-
und Wartezeiten bis zu einem bestimmten Grad, verwendet aber grundlegend
eine symmetrische Zuführungsstruktur,
wie in 2 gezeigt, die unerwünscht komplex ist. Zusätzlich ist diese
Antenne ebenfalls hinsichtlich von Strahlungskenngrößen, die
den gesamten Körper
des Benutzers miteinbeziehen, nicht optimiert, was zu dem Problem
führen
wird, daß eine
Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) von mehr als –6dBd sowohl
während
der Gesprächszeit
als auch während
der Wartezeit nicht sichergestellt werden kann.
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Die
vorstehende Einwellenlängen-Rahmenantenne
wird so verwendet, daß ihre
Zweirichtungswirkung während
der Gesprächszeit
von dem Körper
des Benutzers aus gesehen nach rechts und links ausgerichtet ist,
und besitzt das Problem, daß die
Strahlung in Richtung der Vorderseite des Benutzerkörpers abnimmt.
Die Schaffung einer vertikalen Polarisation erfordert eine Einrichtung
einer Zuführung
auf einer Seite des Deckels, der geöffnet senkrecht zu dem Armbanduhrgehäuse ist,
um somit ein Zuführungskabel
zur Verbindung zu einer in dem Armbanduhrgehäuse untergebrachten Funkschaltung
erforderlich zu machen. Die Impedanz der Rahmenantenne bei geöffnetem
Deckel ist hoch, etwa 100Ω,
was Anpassungsschwierigkeiten mit einer 50Ω-Impedanz der Funkschaltung
ergibt.
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Die
Schrift EP-A-0 334 297 des Standes der Technik offenbart eine um
das Handgelenk getragene drahtlose Einrichtung, wobei außerhalb
des Gehäuses
der Einrichtung eine Rahmenantenne gebildet ist. In Verbindung mit
Kondensatoren, die zwischen den Enden der Rahmenantenne in Reihe
geschaltet sind, ist eine Antennenresonanzschaltung gebildet. Der
Verbindungspunkt zwischen den zwei Kondensatoren ist mit einem Masseanschluß verbunden,
sodaß der
Verbindungspunkt nahe dem Mittelwert der durch die Kondensatoren gebildeten
Impedanz liegt.
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Die
Schrift US-A-5 280 296 offenbart ein Antennensystem für einen
um das Handgelenk getragenen selektiven Anrufempfänger einschließlich einer
Rahmenantenne mit einer ersten physikalischen Ausrichtung und einer
zweiten Rahmenantenne mit einer zweiten physikalischen Ausrichtung,
die von der ersten physikalischen Ausrichtung verschieden ist. Die
Rahmenantennen sind mit Kondensatoren verbunden und sind über die
Kondensatoren mit einem Massepotential verbunden. Die erste und
zweite Antenne sind innerhalb eines nicht-leitenden Gehäuses eingeschlossen.
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Die
Schrift US-A-5 128 686 offenbart eine reaktanz-gepufferte Rahmenantenne
und ein Verfahren zum Ausführen
derselben, wobei die Antenne eine Resonanzschaltung mit einer größenanpassungsfähigen Rahmenantenne
mit ersten und zweiten Antennensegmenten als auch einen Kondensator
enthält.
Ein Reaktanzpuffer ist gebildet, um eine weitgehend konstante Resonanzfrequenz
der Rahmenantenne festzuhalten, wenn ihre Größe abgewandelt wird.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile
des Standes der Technik zu vermeiden und eine Antennenvorrichtung
zu schaffen, die eine einfache Zuführungsstruktur besitzt, um
bei einem tragbaren Funktelefon und einer Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
unter Verwendung derselben sowohl während einer Gesprächszeit
als auch während
einer Wartezeit eine hohe Antennenleistung sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Antennenvorrichtung und eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
unter Verwendung der Antennenvorrichtung ausgeführt, wie bei den angehängten Patentansprüchen dargelegt.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist eine Antennenvorrichtung zur
Verwendung bei einer Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung gebildet.
Die Einrichtung umfaßt
einen Ringleiter mit einer gegebenen Länge, wobei der Ringleiter an
einem Ende mit einem Masseelement, das bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
eingerichtet ist, elektrisch verbunden ist, eine Zuführung, die
zwischen dem anderen Ende des Ringleiters und dem Masseelement angeordnet
ist, und einen Masseleiter, der innerhalb eines Armbands angeordnet
und mit dem Masseelement bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung elektrisch verbunden
ist.
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Bei
dem Ringleiter ist außerdem
zumindest eine Seite näher
bei dem Masseelement, das bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
eingerichtet ist, angeordnet.
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Der
Ringleiter ist entlang eines Randes eines öffenbaren Deckels, der auf
der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
eingerichtet ist, angeordnet. Der Ringleiter, das Masseelement und
die Zuführung
sind über
eine Lagerungsvorrichtung, die zum dreh baren Lagern des Deckels
auf einem Gehäuse
der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
vorgesehen ist, elektrisch verbunden.
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Die
Lagerungsvorrichtung ist auf einer Seite des Gehäuses der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
bei der ein Armband befestigt ist, gebildet.
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Der
Ringleiter ist auf einer Platte, die innerhalb des Deckels der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
eingerichtet ist, gedruckt.
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Die
Platte besitzt eine Anpassungsschaltung, die darauf angeordnet ist.
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Innerhalb
des Armbands, das mit dem Masseelement bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
elektrisch verbunden ist, ist weiter ein Masseleiter angeordnet.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
geschaffen, die (a) ein Armbanduhrgehäuse mit einer Funkübertragungsschaltung,
(b) ein Masseelement, das bei dem Armbanduhrgehäuse eingerichtet ist, und (c)
eine Antenne umfaßt.
Die Antenne umfaßt
einen Ringleiter mit einer gegebenen Länge, der an einem Ende mit
dem Masseelement elektrisch verbunden ist, und eine Zuführung, die
zwischen dem anderen Ende des Ringleiters und dem Masseelement angeordnet
ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die mit einer um das Handgelenk des Benutzers getragenen Antennenvorrichtung
ausgestattet ist, zeigt;
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2 eine
Stromverteilung einer herkömmlichen
Einwellenlängen-Rahmenantenne,
die einer symmetrischen Zuführung
unterzogen wird;
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3 die
Strahlungsrichtwirkung von der Rahmenantenne von 2;
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4 eine
Stromverteilung einer Antennenvorrichtung in einem freien Raum,
der nicht durch einen menschlichen Körper beeinflußt ist;
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5 die
Strahlungsrichtwirkung von der Rahmenantenne von 4;
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6 eine
perspektivische Ansicht, die eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die bei einem Gespräch
vor das Gesicht des Benutzers gehalten wird, zeigt;
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7 die
Strahlungsrichtwirkungsdiagramme einer Antennenvorrichtung, die
bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
von 6 eingerichtet ist;
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8 eine
Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die um das Handgelenk des Benutzers getragen wird und sich von der
Seite der Taille gerade erstreckt, wobei ein Deckel geschlossen
ist;
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9 eine
Stromverteilung einer Antennenvorrichtung, die bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
von 8 eingerichtet ist, während einer Wartezeit, die
nicht durch den Körper
des Benutzers beeinflußt
ist;
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10 die
Strahlungsrichtwirkung von einer Rahmenantenne von 9 in
der X-Y-Ebene während einer
Wartezeit;
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11 eine
Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die um das Handgelenk des Benutzers getragen wird und sich während einer
Wartezeit nach unten erstreckt;
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12 das
Strahlungsrichtwirkungsdiagramm einer Antennenvorrichtung, die bei
der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
von 11 eingerichtet ist, in der X-Y-Ebene;
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13 eine
perspektivische Ansicht, die eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt;
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14 das
Strahlungsrichtwirkungsdiagramm einer Antennenvorrichtung, die bei
der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
von 13 eingerichtet ist, in der X-Y-Ebene; und
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15 eine
perspektivische Ansicht, die eine weitere Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung zeigt;
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In
der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Insbesondere in 1 ist eine Antennenvorrichtung 17 gezeigt,
die bei einer Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
eingerichtet ist.
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Die
Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
umfaßt
allgemein ein Armbanduhrgehäuse 6,
einen öffenbaren
Deckel 5, und ein Armband 7, und wird bei Gebrauch
durch das Armband 7 um ein Handgelenk 8 des Benutzers
getragen. Bei der folgenden Erläuterung
wird beispielhaft angenommen, daß bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
bei dem Armbanduhrgehäuse 6 das
Personenhandtelefonsystem (PHS), dessen Funkfrequenz 1,9 Ghz beträgt, eingerichtet
ist. Die Antennenvorrichtung 17 umfaßt eine Rahmenantenne 1,
die aus einem leitfähigen
Streifen gefertigt ist. Die Rahmenantenne 1 ist in dem
Deckel 5, der auf dem Armbanduhrgehäuse 6 drehbar gehalten
wird, eingepaßt
und ist an einem Ende über
einen Masseanschluß 3 mit
einer Grundplatte 2 verbunden und an dem anderen Ende mit
einer Zuführung 4 verbunden.
Die Grundplatte 2 befindet sich weitgehend auf Nullpotential.
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Die
Rahmenantenne 1 ist zum Beispiel aus Kupferdraht gefertigt
und besitzt eine Umfangslänge,
die weitgehend einer Wellenlänge (ungefähr 158 mm)
entspricht, und ist entlang des Randes des Deckels 5 montiert.
Der Deckel 5 ist aus Harzmaterial gefertigt, um die Rahmenantenne 1 elektrisch
nicht zu beeinflussen. Die Grundplatte 2 dient als Masse
und ist mit einer Funkschaltungsplatte, die bei dem Armbanduhrgehäuse 6 eingerichtet
ist, verbunden und ist auf fast allen Oberflächen des Armbanduhrgehäuses 6 montiert.
Die Rahmenantenne 1 ist, wie vorstehend erläutert, an
einem Ende über
den Masseanschluß 3 mit
der Grundplatte 2 verbunden und an dem anderen Ende mit
der Zuführung 4,
die zwischen der Rahmenantenne 1 und der Grundplatte 2 angeordnet
ist, verbunden. Der Masseanschluß 3 und die Zuführung 4 sind
weitgehend bei einem mittleren Abschnitt einer Seite des Armbanduhrgehäuses 6,
bei dem das Armband 7 angebracht ist, angeordnet. Unter
diesen Anordnungen wird die Rahmenantenne 1 einer unsymmetrischen
Zuführung
auf der Grundplatte 2, die als eine begrenzte Grundebene
dient, unterzogen.
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Der
Betrieb einer herkömmlichen
Einwellenlängen-Rahmenantenne
wird nachfolgend mit Bezug auf 2 und 3 unter
Vergleich zu der Rahmenantenne 1 erläutert.
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2 zeigt
eine Stromverteilung der Einwellenlängen-Rahmenantenne, die einer symmetrischen
Zuführung
unterzogen wird. Die Zuführung 10 ist
auf der Mitte einer horizontalen Seite der Einwellenlängen-Rahmenantenne 9 angeordnet.
Die Stromverteilung ist durch eine gebrochene Linie 11 veranschaulicht. 3 zeigt
die Strahlungsrichtwirkung der Rahmenantenne 9 in der X-Y-Ebene.
Die Bezugszeichen 12 und 13 bezeichnen eine horizontal
polarisierte Komponente bzw. eine vertikal polarisierte Komponente
der Strahlung von der Rahmenantenne 9 in der X-Y-Ebene. Wie aus der
Zeichnung hervorgeht, besitzt die horizontal polarisierte Komponente 13 einen
höheren
Pegel als die vertikal polarisierte Komponente 12. Die
horizontale Polarisation ist somit die Hauptpolarisation. Die maximale
Strahlung ist sowohl in X-Richtung als auch in -X-Richtung ausgerichtet.
Insbesondere die Rahmenantenne 9 besitzt eine Zweirichtungswirkung.
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Bei
einem Funksystem, wie etwa dem Personenhandtelefonsystem (PHS),
ist die Hauptpolarisation jedoch die vertikale Polarisation. Für den Aufbau
von 2 ist es somit möglich, die für das Personenhandtelefonsystem
(PHS) geeignetste Antennenleistung zur Verfügung zu stellen. Falls daher
die Rahmenantenne 9 von 2 bei einem
Armbanduhrdeckel eingerichtet ist, wie etwa die eine, die bei dem
einleitenden Teil dieser Anmeldung zur Funkübertragung erläutert wird,
muß die
Zuführung 10 auf
einer vertikalen Seite der Rahmenantenne 9 angeordnet sein,
um den Pegel der vertikal polarisierten Komponente 12 anzuheben.
Dies erfordert eine relativ längere
Verbindung der vertikalen Seite der Rahmenantenne 9, auf
der die Zuführung 10 unter
Verwendung eines Zuführungskabels
bei der Armbanduhr eingerichtet ist. In diesem Fall beträgt die Zuführungspunktimpedanz
mehr als 100Ω.
Die symmetrische Zuführung
erfordert somit eine Verwendung eines Anpassungsschaltungselements,
wie etwa ein Symmetrierglied, das die Impedanz ändern kann.
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Der
Betrieb der Rahmenantenne 1 in einem freien Raum, der nicht
durch den menschlichen Körper beeinflußt ist,
wird nachfolgend mit Bezug auf 4 und 5 erläutert. 4 zeigt
eine Stromverteilung der Antennenvorrichtung 17, wie in 1 gezeigt,
wenn sie im freien Raum angeordnet ist. Wie bereits erläutert, wird
die Rahmenantenne 1 der unsymmetrischen Zuführung auf
der Grundplatte 2 unterzogen und eine der Seiten der Rahmenantenne 1 nahe
der Zuführung 4 ist
in der Nähe
der Grundplatte 2 angeordnet, um dadurch die Stromverteilung 14 zu
erzeugen.
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5 zeigt
die Strahlungsrichtwirkung von der Rahmenantenne 1 in der
X-Y-Ebene. Die Bezugszeichen 15 und 16 bezeichnen
eine vertikal polarisierte Komponente bzw. eine horizontal polarisierte
Komponente der Strahlung von der Rahmenantenne 1. Wie aus
der Zeichnung hervorgeht, besitzt die horizontal polarisierte Komponente 13 einen
höheren
Pegel als die vertikal polarisierte Komponente 12. Wie
aus der Zeichnung hervorgeht, wird der Pegel der vertikal polarisierten
Komponente 15 im Vergleich zu der einen in 3 angehoben,
sodaß die
Rahmenantenne 1 rundstra hlend wird. Die Zuführungspunktimpedanz
beträgt
etwa 70Ω, um
dadurch ein Anpassen an die Impedanz der Funkschaltung, die 50Ω beträgt, zu erleichtern.
Es wird ebenso möglich,
die unsymmetrische Zuführung
unter der Bedingung, daß sich
die Grundplatte 2 auf Massepotential befindet, auszuführen, um
dadurch ein Implementieren der Anpassungsschaltung durch kleine
und billige Massenelemente zu ermöglichen (ein Baustein-Kondensator
und eine Baustein-Spule).
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Der
Zustand der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die mit der Antennenvorrichtung 17 ausgestattet ist, während der
Gesprächszeit
(das heißt,
durch den menschlichen Körper
beeinflußt)
und die Strahlungsrichtwirkung in der X-Y-Ebene werden unter Bezug
auf 6 und 7 erläutert.
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6 zeigt
die Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die durch den Benutzer 18 vor das Gesicht gehalten wird,
um zu sprechen. 7 zeigt das Strahlungsrichtwirkungsdiagramm
der Antennenvorrichtung 17 in der X-Y-Ebene. Die Bezugszeichen 19 und 20 bezeichnen
eine vertikal polarisierte Komponente bzw. eine horizontal polarisierte
Komponente der Strahlung von der Rahmenantenne 1. Wie aus
der Zeichnung hervorgeht, ist eine Komponente, die vom Körper des
Benutzers aus gesehen nach hinten abgestrahlt wird, (das heißt, in -X-Richtung),
relativ klein, aber die vertikal und horizontal polarisierten Komponenten 19 und 20 werden
unter hohen Pegeln weitgehend in alle Richtungen abgestrahlt. Unter
dieser Bedingung beträgt
die Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG)
ungefähr –5dBd.
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Der
Zustand der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
während
der Wartezeit wird mit Bezug auf 8 erläutert. 8 zeigt
die Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die um das Handgelenk 8 des Benutzers getragen wird und
sich auf der Seite der Taille gerade erstreckt, wobei der Deckel 5 geschlossen
ist. Die X-Koordinatenachse ist wie bei anderen Figuren von dem
Körper
des Benutzers aus gesehen nach vorne ausgerichtet. Der Masseanschluß 3 und
die Zuführung 4 sind,
wie vorstehend erläutert, auf
der Seite des Armbanduhrgehäuses 6,
bei dem das Armband 7 angebracht ist, gebildet und somit
in dem gezeigten Zustand bei dem mittleren Abschnitt der vertikalen
Seite des Deckels 5 angeordnet.
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9 zeigt
eine Stromverteilung der Antennenvorrichtung 17 während der
Wartezeit, die wie in 8 durch den Körper des
Benutzers nicht beeinflußt
ist. Die gesamte Rahmenantenne 1 ist in einem Abstand von zum
Beispiel 5 mm von der Grundplatte 2 angeordnet, sodaß eine elektromagnetische
Wechselwirkung der Rahmenantenne 1 und der Grundplatte 2 die
Stromverteilung 21 erzeugt. Die Stromverteilung 21 ist
weitgehend gleich zu der Stromverteilung der Rahmenantenne 1 in 4,
wenn sie um 90°C
geneigt wird.
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10 zeigt
die Strahlungsrichtwirkung der Rahmenantenne 1, die in 9 gezeigt
ist, in der X-Y-Ebene während
der Wartezeit. Die Bezugszeichen 22 und 23 bezeichnen
eine vertikal polarisierte Komponente bzw. eine horizontal polarisierte
Komponente der Strahlung von der Rahmenantenne 1. Wie aus
der Zeichnung hervorgeht, ist die vertikale Polarisation die Hauptpolarisation.
Die maximale Strahlung ist in der Y- und -Y-Richtung ausgerichtet.
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Der
Zustand der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
während
der Wartezeit und die Strahlungsrichtwirkung in der X-Y-Ebene werden
mit Bezug auf 11 und 12 erläutert.
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11 zeigt
die Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die um das Handgelenk des Benutzers 25 getragen wird und
sich während
der Wartezeit nach unten erstreckt (das heißt, beeinflußt durch
den menschlichen Körper).
Der Deckel 5 ist geschlossen.
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12 zeigt
das Strahlungsrichtwirkungsdiagramm der Antennenvorrichtung 17 in 11 in
der X-Y-Ebene. Die Bezugszeichen 26 und 27 bezeichnen
eine vertikal polarisierte Komponente bzw. eine horizontal polarisierte
Komponente der Strahlung von der Rahmenantenne 1. In diesem
Fall dient der Körper
des Benutzers 25 und insbesondere der sich vertikal erstreckende
Arm als ein reflektierender Gegenstand, sodaß die Rahmenantenne 1 weitgehend
die gleiche Richtwirkung wie diejenige bei einer Einwellenlängen-Rahmenantenne
mit einer reflektierenden Platte haben wird. Die Strahlung wird
auf der Seite der Y-Richtung auf die halbe X-Y-Ebene konzentriert, aber die Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG),
die über
die X-Y-Ebene gemittelt wird, beträgt –3dBd. Die Funkwellen, die
sich von oder zu mobilen Telekommunikationseinrichtungen ausbreiten,
enthalten gewöhnlich
Signale, die von Gebäuden
usw. reflektiert werden, sodaß die
horizontale Verteilung von ankommenden Signalen als einheitlich
betrachtet werden kann. Selbst wenn daher die Strahlung auf die
halbe X-Y-Ebene konzentriert wird, wie in 12 gezeigt,
wird eine höhere Übertragungsqualität sichergestellt,
solange die Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) hoch ist.
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Wie
aus der vorstehenden Erläuterung
hervorgeht, ist die Antennenvorrichtung 17 vorgesehen,
um die unsymmetrische Zuführung
zu der Rahmenantenne 1 über
die Zuführung 4,
die zwischen der Grundplatte 2 und der Seite des Armbanduhrgehäuses 6 nahe
dem Ende des Armbands 7 angeordnet ist, zu bilden, um dadurch
die vertikal polarisierte Komponente der Antennenstrahlung zu der
polarisierten Hauptkomponente zu machen, um dadurch während der
Gesprächs-
und Wartezeit eine höhere
Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) sicherzustellen.
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Die
Länge der
Rahmenantenne 1 ist nicht auf eine Wellenlänge der
verwendeten Funkfrequenz beschränkt
und kann irgendein anderer Wert sein. Die Form der Rahmenantenne 1 kann
oval sein. Dies ergibt ebenso Betriebswirkungen ähnlich denjenigen in dem Fall,
in dem die Rahmenantenne 1 rechteckig ist.
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13 zeigt
eine Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
gemäß der Erfindung,
die einen bei dem Armband 7 eingebetteten Masseleiter 28 umfaßt. Weitere
Anordnungen sind identisch und auf deren genaue Erläuterung
wird verzichtet.
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Der
Masseleiter 28 wird durch einen Streifen Kupferfolie, der
zum Beispiel eine Länge
von 30 mm und eine Breite von 20 mm besitzt und innerhalb des kunststoffhaltigen
Armbands 7 angeordnet ist, erzeugt. Der Masseleiter 28 erstreckt
sich innerhalb des Armbanduhrgehäuses 6 und
ist mit der Grundplatte 2 elektrisch verbunden, um dadurch
zu bewirken, daß der
Teil eines über
die Grundplatte 2 verteilten Stroms in den Masseleiter 28 fließt, was
eine Änderung
bei einer Richtwirkung der Rahmenantenne 1 ergibt.
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14 zeigt
das Strahlungsrichtwirkungsmuster der Antennenvorrichtung von 13 in
der X-Y-Ebene unter fehlender Beeinflussung durch den menschlichen
Körper.
Die Bezugszeichen 29 und 30 bezeichnen eine vertikal
polarisierte Komponente bzw. eine horizontal polarisierte Komponente
der Strahlung von der Rahmenantenne 1. Ein Vergleich von 14 mit 5 zeigt,
daß die
vertikal polarisierte Komponente 28 im Durchschnitt um
2dB höher
als die vertikal polarisierte Komponente 15 ist. Dies gilt,
weil die Richtung einer maximalen Strahlung in einer vertikalen
Ebene in der horizontalen Richtung (das heißt, die X-Y-Richtung) geändert wird,
um dadurch zu einem Anstieg bei einer Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG)
während
eines Gesprächs
um 2dB zu führen,
wenn die Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung
dieses Ausführungsbeispiels
um das Handgelenk des Benutzers getragen wird. Insbesondere die
Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) beträgt ungefähr –3dBd.
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Der
Masseleiter 28 kann alternativ aus leitfähigem Draht
gefertigt sein. Durch Herstellen des Armbands 7 mittels
einem metallischen Material ohne Verwendung des Masseleiters 28 können die
gleichen Wirkungen ebenfalls erzielt werden.
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15 zeigt
eine weitere Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung.
Die gleichen Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
bezeichnen die gleichen Teile und auf deren genaue Erläuterung
wird verzichtet.
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Die
Antennenvorrichtung 17 besitzt ein Ringmuster 31,
das auf einer innerhalb des Deckels 33 angeordneten Platte 32 gedruckt
ist. Der Deckel 33 besteht aus Harzmaterial, um den Betrieb
der Antennenvorrichtung 17 nicht zu beeinflussen, und ist
an einem Ende des Armbanduhrgehäuses 6 eingehängt. Die
bedruckte Platte 32 besitzt Schaltelemente 35,
die darauf montiert sind. Das Ringmuster 31 ist durch einen
Streifen Kupferfolie, der entlang des Randes der bedruckten Platte 32 gedruckt
ist und eine Breite von 1 mm besitzt und als eine Rahmenantenne
dient, gebildet.
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Die
Antennenvorrichtung 17 enthält ebenso eine Anpassungsschaltung 34.
Die Anpassungsschaltung 34 besteht aus einem Baustein-Kondensator und einer
Baustein-Spule, die auf der bedruckten Platte 32 montiert
sind und bei einer Betriebsfrequenz von 1,9 Ghz arbeiten, um die
Impedanz des Ringmusters 31 auf 50Ω zu ändern. Die Anpassungsschaltung 32 ist über Leiterplattenmuster
mit metallischen Trageachsen 36 und 37 verbunden.
Die Trageachsen 36 und 37 halten den Deckel 33 drehbar
und verbinden ihn über
Scharniere 38 und 39 elektrisch mit Verbindungsanschlüssen 40 und 41.
Der Verbindungsanschluß 40 ist
mit einer Funkzuführungsschaltung 42,
die bei dem Armbanduhrgehäuse 6 eingerichtet
ist, gekoppelt. Der Verbindungsanschluß 41 ist über einen
Masseanschluß 43 mit
der Grundplatte 2 gekoppelt. Weitere Anordnungen sind mit denjenigen
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
identisch und auf deren Erläuterung
wird verzichtet.
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Die
Rahmenantenne wird, wie vorstehend erläutert, unter Verwendung der
bedruckten Platte 32 gebildet, um dadurch eine Einrichtung
der Anpassungsschaltung 34 ebenfalls zu erleichtern. Lediglich
der Deckel 33, bei dem die bedruckte Platte 32,
auf der die Anpassungsschaltung 34 montiert ist, eingerichtet
ist, kann weiterhin als ein Antennenelement behandelt werden, was
somit eine Verbesserung der Produktivität bei einer Leistungsüberprüfung eines
Herstellungsverfahrens ergibt.
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Auf
der bedruckten Platte 32 kann eine Flüssigkristallanzeige montiert
sein. Die Scharniervorrichtung, die den Deckel 33 drehbar
lagert, ist nicht auf die in 15 gezeigte
beschränkt,
und kann durch jeden weiteren Aufbau, der den Deckel 33 öffenbar
halten und eine Übertragung
eines Zuführungssignals
von dem Antennenmuster 31 zu dem Armbanduhrqehäuse 6 ausführen kann,
implementiert werden.
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Eine
Antennenvorrichtung zur Verwendung bei einer Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung,
die zum Beispiel mit einem Personenhandtelefonsystem (PHS) ausgestattet
ist, ist gebildet. Die Antennenvorrichtung enthält einen Ringleiter und eine
Zuführung.
Der Ringleiter besitzt eine gegebene Länge und ist an einem Ende mit
einer Grundplatte, die bei der Armbanduhr-Funkübertragungseinrichtung eingerichtet
ist, elektrisch verbunden. Die Zuführung ist zwischen dem anderen
Ende des Ringleiters und der Grundplatte angeordnet. Dies erzeugt
bei einer Funkverbindung eine höhere
Horizontalmuster-Durchschnittsverstärkung (PAG) sowohl während einer
Gesprächszeit
als auch während
einer Wartezeit.
