-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Diese
Erfindung betrifft Personalcomputer-Karten, und genauer gesagt betrifft
die Erfindung Personalcomputer-Karten mit einstellbaren Antennen.
-
Kurze Beschreibung des zugehörigen Standes
der Technik
-
Personalcomputer-Karten,
insbesondere Karten, die gemäß dem Standard
der Internationalen Vereinigung von Herstellern von Speicherkarten
für Personalcomputer
(PCMCIA) sind, sind eine Hauptstütze
einer mobilen Computerarbeit geworden. Eine Vielfalt von Vorrichtungen
ist im PCMCIA-Format verfügbar,
einschließlich
Speicherkarten, Modems und Plattenlaufwerken.
-
PCMCIA-Karten
sind in mehreren Formfaktoren verfügbar, einschließlich in
einer Reihenfolge einer größer werdenden
Dicke, nämlich
Karten vom Typ I, vom Typ II und vom Typ III. Die Entwicklung von mobile
Computing (Datenverarbeitung auf tragbaren Computern) hat in einer
erhöhten
Forderung nach drahtlosen Modems resultiert.
-
Typischerweise
hat eine PCMCIA-Karte für ein
drahtloses Modem eine Empfangs/Sende-Antenne angebracht. Die herkömmliche
Antenne steht im Wesentlichen von der PCMCIA-Karte für ein drahtloses
Modem vor. Dies ist eine verletzbare Position für die Antenne, da an mobilen
Computern montierte Antennen anfällig
für eine
Beschädigung
aufgrund eines versehentlichen Stollens ausgesetzt sind.
-
Demgemäß ist das,
was nötig
ist, eine Antenne zur Verwendung mit einer PCMCIA-Karte, welche Antenne
auf einfache Weise einstellbar und austauschbar ist.
-
US 5 644 320 offenbart ein
Antennensystem für
einen Notebook-Computer, wobei das Antennensystem eine Antennenanordnung
enthält,
die ein blockierendes Ende enthält,
das durch ein Gelenk schwenkbar mit einem Antennenende verbunden
ist. Das Antennenende enthält
eine Antennenhülle,
in welcher eine Wendelantenne fest angeschlossen ist. Die Antennenanordnung
kann vom Basisabschnitt des Notebook-Computers ausgezogen und in
ihn eingezogen werden. In der eingezogenen Position ist die gesamte
Antennenanordnung einschließlich
der Antennenhülle
im Basisabschnitt enthalten. Das blockierende Ende
20 ist
als Hohlzylinder geformt, der in der eingezogenen Position zusammen
mit dem Batteriefach des Notebook-Computers ausgedehnt und radial
nach außen
von diesem koaxial positioniert ist.
-
Eine
integrierte ausziehbare PCMCIA-Antenne ist aus
EP 0 936 694 A2 bekannt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Vorrichtung offenbart, die mit einem Personalcomputer verwendet
wird, um eine drahtlose Kommunikation zur Verfügung zu stellen.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung eine an
einer Personalcomputer-Karte angebrachte Antenne. Die Antenne hat
eine Schwenkverbindung zum Schwenken der Antenne um eine erste Achse
und eine Drehverbindung zum Drehen der Antenne in eine Richtung,
die unterschiedlich von der Richtung eines Schwenkens um die Schwenkverbindung
ist. Weiterhin ist die Antenne einziehbar. Die Drehverbindung lässt zu,
dass sich die Antenne zwischen der eingezogenen Position und der
ausgezogenen Position hin und her bewegt, so dass die Antenne in
der eingezogenen Position im Wesentlichen durch die Personalcomputer-Karte
aufgenommen ist. Wenn sich die Antenne von der eingezogenen Position
zu der ausgezogenen Position bewegt, wird die Antenne elektrisch
mit der Personalcomputer-Karte verbunden und kann Signale empfangen
und senden.
-
Anders
ausgedrückt
ist die Vorrichtung zum Bereitstellen einer drahtlosen Kommunikation,
wobei die Vorrichtung eine Antenne mit einer eingezogenen Position
und einer ausgezogenen Position hat und
eine Personalcomputer-Karte
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne an der Personalcomputer-Karte
angebracht ist und wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten
Abschnitt aufweist,
dass die Antenne eine Schwenkverbindung
zum Schwenken des ersten Abschnitts der Antenne um eine erste Achse
relativ zum zweiten Abschnitt der Antenne und eine Drehverbindung
zum Drehen der Antenne um eine zweite Achse, die unterschiedlich von
der ersten Achse ist, enthält,
und
dass die Drehverbindung zulässt,
dass sich die Antenne darin zwischen der eingezogenen Position und
der ausgezogenen Position hin- und herbewegt, wobei die Antenne
in der eingezogenen Position im Wesentlichen durch die Personalcomputer-Karte
aufgenommen ist.
-
Gemäß einem
zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung eine Personalcomputer-Karte,
eine Basis, die loslösbar
an der Personalcomputer-Karte angebracht ist, und eine einziehbare
Antenne, die wiederum an der Basis angebracht ist. Die Personalcomputer-Karte
hat einen obersten Bereich, der an einem Bodenbereich anbringbar
ist. Die Basis ist von der Personalcomputer-Karte loslösbar, so dass die Antenne von
der Personalcomputer-Karte entfernt werden kann, ohne den obersten
und den untersten Bereich der Personalcomputer-Karte zu trennen.
-
Das
Vorangehende und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen klarer werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
detaillierter beschrieben werden, die in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt sind, wobei gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen tragen,
und wobei:
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer an einer Personalcomputer-Karte, die
mit einem Personalcomputer verbunden ist, angebrachten Antenne gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
perspektivische Ansicht der Personalcomputer-Karte mit der Antenne
in einer eingezogenen Position ist;
-
3 eine
perspektivische Ansicht der Personalcomputer-Karte ist, welche Ansicht
darstellt, dass die Antenne um die X-Achse und um eine Schwenkverbindung
drehbar ist;
-
4 eine
perspektivische Ansicht einer Innenseitenfläche eines obersten Bereichs
der Personalcomputer-Karte ist;
-
5 eine
perspektivische Ansicht einer Innenseitenfläche eines untersten Bereichs
der Personalcomputer-Karte ist;
-
6 eine
vergrößerte Teilansicht
von 6-6 der 5 ist; und
-
7 eine
auseinandergezogene Großaufnahme
der Antenne und der Personalcomputer-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung
ist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung 10, die für eine drahtlose Kommunikation sorgt.
Die Vorrichtung 10 enthält
eine Empfangs/Sende-Antenne 12, die mit der Basis einer
Personalcomputer-Karte 14 verbunden ist, die ein Modem
oder Funk enthalten kann. Die Personalcomputer-Karte 14 wird
in einen PCMCIA-Schlitz 16 vom Typ II eines Personalcomputers 18 eingesteckt
und ermöglicht
einem Anwender mit einem drahtlosen System unter Verwendung einer
Luftschnittstelle zu kommunizieren.
-
Die
Antenne 12 hat eine eingezogene Position und eine ausgezogene
Position. Wie es in 2 gezeigt ist, kann sich die
Antenne 12 zwischen der eingezogenen Position und der ausgezogenen
Position, die in Phantomlinien als 12' gezeigt ist, in einer Richtung
eines Pfeils A hin- und herbewegen. In der eingezogenen Position
ist die Antenne 12 im Wesentlichen durch die Personalcomputer-Karte 14 aufgenommen.
In der ausgezogenen Position erstreckt sich die Antenne 12' im Wesentlichen über die
Personalcomputer-Karte 14 hinaus.
-
3 stellt
die Antenne 12 dar, die um eine Schwenkverbindung 20 von
der ausgezogenen Position der 2, die in
Phantomlinien als 12' gezeigt ist,
zu einer erhöhten
Position, wo sich die Antenne in eine Richtung eines Pfeils B bewegt
hat, über
ein Gelenk gedreht ist. Die Schwenkverbindung 20 ermöglicht einem
Anwender, die Position der Antenne 12 in Bezug auf die
Personalcomputer-Karte 14 einzustellen. Die Schwenkverbindung 20 kann
irgendeine geeignete Einrichtung auf weisen, einschließlich, aber nicht
beschränkt
darauf, eines Gelenks, wie beispielsweise eines Gelenks mit einer
Zunge in einer Nut. Diese Schwenkverbindung lässt zu, dass die Antenne 12 um
eine X-Achse schwenkt. Darüber
hinaus ist die Antenne 12 innerhalb einer Einfassung 58 drehbar
und hat daher eine Drehverbindung zum Drehen der Antenne um eine
Z-Achse. Daher kann sich die Antenne 12 von der angehobenen
Position zu einer erniedrigten Position, die in Phantomlinien als 12'' gezeigt ist, bewegen, wenn die
Antenne in der Richtung eines Pfeils C bewegt wird. Demgemäß hat die
Antenne dann, wenn die Antenne 12' in der ausgezogenen Position ist,
mehrere Drehachsen. Insbesondere kann die Antenne 12 um
die Schwenkverbindung 20 schwenken und kann sich um die
X- und die Z-Achse drehen, so dass die Antenne in die am besten
geeignete Position bewegt werden kann, um die Effektivität eines
Einsatzes zu maximieren.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Antenne 12', wie
es in 4 gezeigt ist, enthält drei längliche Hauptelemente: einen
ersten Antennenbereich 22 mit einem im Wesentlichen konstanten
Außendurchmesser,
einen schmaleren zweiten Antennenbereich 24 und einen dritten
Antennenbereich 26, der eine Endkappe 28 hat,
die an einem entfernten Ende 30 angebracht ist. Der erste
Antennenbereich 22 enthält ein
erstes Ende 32, ein zweites Ende 34 und die Schwenkverbindung 20,
die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende positioniert ist. Der
erste Antennenbereich 22 ist aus leitendem Metall ausgebildet
oder hat eine Plattierung aus leitendem Metall.
-
Der
erste Antennenbereich 22 schließt an eine Anpassungsschaltung
an, die die Impedanzanpassungsfunktion für die ausgezogene Antenne durchführt. Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die Anpassungsschaltung eine Spulen/Kondensator-(LC-)Schaltung
auf. Die Verbindung der Antenne mit der Elektronik der Personalcomputer-Karte
wird nachfolgend weiter beschrieben werden.
-
Die 3–5 stellen
ein Ausführungsbeispiel
der Personalcomputer-Karte 14 dar. Bei dieser Konfiguration
enthält
die Personalcomputer-Karte 14 einen obersten Bereich 36,
einen untersten Bereich 38, der an dem obersten Bereich
anbringbar ist, elektrische Komponenten, die gänzlich durch den obersten und
den untersten Bereich umgeben sind, und Kanalbereiche 40,
die in dem obersten und dem untersten Bereich angeordnet sind. Ebenso
ist ein PCMCIA-Anschlussstück 42 gezeigt. 5 stellt
den untersten Bereich 38 der Personalcomputer-Karte 14 mit
wenigstens einem Ausrichtungsstift 44 dar (5 zeigt
drei Ausrichtungsstifte), der sich von einer Innenseitenfläche 46 des
untersten Bereichs erstreckt. 4 zeigt den
obersten Bereich 36 mit entsprechenden Öffnungen 48, die die
Ausrichtungsstifte 44 aufnehmen, wenn der oberste und der
unterste Bereich 36, 38 angebracht werden, um
ein Gehäuse 50 für die Personalcomputer-Karte 14 auszubilden.
-
Vorzugsweise
sind die obersten und untersten Außenseitenflächen 52, 54 des
obersten und des untersten Bereichs 36, 38 im
Wesentlichen mit leitendem Material beschichtet, um eine Abschirmung
für die
elektrischen Komponenten zur Verfügung zu stellen, die innerhalb
der Personalcomputer-Karte 14 angeordnet sind. Der oberste
und der unterste Bereich 36, 38 sind vorzugsweise
sonst aus Plastik ausgebildet. Wie es am besten in 3 gezeigt
ist, ist ein ausgeschnittener Bereich 56 in der obersten
und untersten Außenseitenfläche 52, 54 benachbart
zu der Einfassung 58 vorgesehen, der die Antenne stützt, wenn
die Antenne ausgezogen ist. Der ausgeschnittene Bereich 56 trennt
das leitende Abschirmmaterial und die Einfassung 58 elektrisch.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
sind die Innenseitenflächen 60, 46 des
obersten und des untersten Bereichs 36, 38 mit
leitendem Material beschichtet, um eine gute Abschirmung für die elektrischen
Komponenten zur Verfügung
zu stellen, die innerhalb der Personalcomputer-Karte 14 angeordnet
sind.
-
5 zeigt
die Einfassung 58, die loslösbar an dem Gehäuse 50 der
Personalcomputer-Karte 14 angebracht ist. Die Einfassung 58 verbindet
die Antenne mit der Personalcomputer-Karte 14. Die Einfassung 58 enthält ein entferntes
Ende 62 mit einem Flansch 64, ein nahes Ende 66 und
einen Durchgang 68, der sich vom entfernten Ende zum nahen
Ende erstreckt. Wie es nachfolgend weiter beschrieben werden wird,
sind die Einfassung 58 und die Antenne 12 derart
entwickelt, dass sie vom Gehäuse 50 entfernbar
sind, ohne den obersten und den untersten Bereich 36, 38 der
Personalcomputer-Karte 14 zu trennen. Der Flansch 64 ist
außerhalb
des Gehäuses 50 angebracht
und hat wenigstens eine Nut 70, um das Entfernen der Einfassung 58 vom
Gehäuse
zu erleichtern. Die Einfassung 58 ist aus leitendem Metall
ausgebildet. Beispielsweise kann die Einfassung 58 angeschraubt
sein oder auf andere Weise an die Personalcomputer-Karte 14 befestigt
sein, um die Antenne 12 an einer Stelle zu sichern. Die
Einfassung 58 kann dann von der Karte abgeschraubt oder auf
andere Weise gelöst
werden, so dass die Antenne 12 ausgetauscht werden kann.
-
Der
Durchgang 68 in der Einfassung 58 ist konfiguriert,
um die Antenne 12 gleitbar aufzunehmen. Vorzugsweise gibt
es eine Reibpassung zwischen dem Außen durchmesser des ersten Antennenbereichs 22 und
dem Innendurchmesser des Durchgangs 68, um eine elektrische
Verbindung zwischen der Antenne 12 und der Einfassung 58 zur
Verfügung
zu stellen und um eine Drehverbindung zwischen der Antenne und der
Karte zur Verfügung
zu stellen. Wenn die Antenne 12 in der ausgezogenen Position
ist, schnappt der erste Antennenbereich 22 in die Einfassung 58 ein
und ist zu dieser gegenüberliegend.
Zusätzlich
hat der zweite Antennenbereich 24 der Antenne 12 einen
kleineren Außendurchmesser
als es der Innendurchmesser des ersten Antennenbereichs 22 ist.
Demgemäß kann der
zweite Antennenbereich 24 innerhalb des Durchgangs 68 der Einfassung 58 frei
gleiten. Der zweite Antennenbereich 24 ist mit nichtleitendem
Material bedeckt oder beschichtet.
-
Gleichermaßen ist
der dritte Antennenbereich 26 mit nichtleitendem Material
bedeckt oder beschichtet. Die Endkappe 28, die am entfernten
Ende 30 des dritten Antennenbereichs 26 angebracht
ist, hat einen Außendurchmesser,
der größer als
der Innendurchmesser des Durchgangs 68 der Einfassung 58 ist.
Die Endkappe 28 verhindert ein weiteres Einfügen der
Antenne 12 in die Personalcomputer-Karte 14 über einen
vorbestimmten Abstand hinausgehend. Darüber hinaus stellt die Endkappe 28 eine Einrichtung
für den
Anwender zur Verfügung,
die Antenne 12 zu ergreifen und sie zwischen der eingezogenen
Position und der ausgezogenen Position hin und her zu bewegen.
-
Ein
leitendes Element 72 ist in der Personalcomputer-Karte 14 benachbart
zu der Einfassung 58 vorgesehen. Das leitende Element 72 ist
mit elektrischen Komponenten verbunden, die in der Personalcomputer-Karte 14 enthalten
sind. Das leitende Element 72 kann irgendeine geeignete
Einrichtung aufweisen, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, einer
Torsionsfeder, einer Blattfeder oder eines Auslegerelements. Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist das leitende Element 72 eine Torsionsfeder. Wie es am
besten in 6 gezeigt ist, wird die Torsionsfeder 72 gegen
die Einfassung 58 gedrückt,
um dadurch die Einfassung zu kontaktieren und eine gute elektrische
Verbindung zwischen der Antenne und der Elektronik 74 in
der Personalcomputer-Karte sicherzustellen.
-
Die
Antenne 12 ist von der Personalcomputer-Karte 14 entfernbar
und austauschbar, so dass die Antenne ausgetauscht werden kann,
wenn sie beschädigt
oder zerstört
wird. Wie es in 7 gezeigt ist, enthält die Antenne 12 eine
Basis 74 mit Außengewinde 76.
Das Gewinde steht in Eingriff mit einem Innengewinde, das in nerhalb
eines Basisgehäuses 78 angeordnet
ist, das in der Personalcomputer-Karte
angeordnet ist. Der innerste Teil des Basisgehäuses 78 enthält eine
Schraubenfeder 80, die als der elektrische Kontakt der
Antenne mit der Elektronik in der Personalcomputer-Karte verwendet
wird. Die Schraubenfeder 80 ist an eine Verbindung mit
der Elektronik der Personalcomputer-Karte gelötet und schnappt in eine entsprechende
Nut innerhalb eines Kanals 40 ein. Da die Antenne 12 von
der Basis 78 abgeschraubt werden kann, lässt dieses
Ausführungsbeispiel
zu, dass die Antenne durch den Anwender ausgetauscht wird, ohne
die Personalcomputer-Karte
zurück
zu dem Hersteller oder zu einem Techniker für eine Reparatur senden zu
müssen.
-
Bei
der Alternative können
die Antennenbasis 74 und das Basisgehäuse 78 durch eine Schnapppassung
aneinander befestigt werden, wobei eines der Stücke einen erhöhten vorstehenden Bereich
haben würde
und das entsprechende Stück einen
Aufnahmebereich haben würde,
um den vorstehenden Bereich aufzunehmen, wobei ein Stück in das
andere schnappt.
-
Beim
Betrieb funktioniert die Vorrichtung zum Empfangen und Senden elektrischer
Signale zu und von der Personalcomputer-Karte 14. Wenn
die Antenne 12 in der eingezogenen Position ist, nehmen die
Kanalbereiche 40 der Personalcomputer-Karte 14 die Antenne im Wesentlichen
auf. Weiterhin ist der dritte Antennenbereich 26, der aus
nichtleitendem Material ausgebildet ist, benachbart zur Einfassung 58.
Die Antenne 12 empfängt
oder sendet keinerlei Signale, wenn sie in der eingezogenen Position
ist. Durch gleitbares Bewegen der Antenne 12 von der eingezogenen
Position zu der ausgezogenen Position kontaktiert der erste Antennenbereich 22,
der aus leitendem Material ausgebildet ist, die Einfassung 58, wobei
ein Signal von elektrischen Komponenten, die in der Personalcomputer-Karte 14 enthalten
sind, durch das leitende Element 72 zur Einfassung 58 und dann
zur Antenne gesendet werden kann. Wie es diskutiert ist, kann die
Antenne um die Schwenkverbindung 20 schwenken und sich
um die X-Achse drehen, so dass die Antenne in die am besten geeignete Position
zum Maximieren der Effektivität
eines Einsatzes bewegt werden kann.
-
Bei
einem alternativen Ausführungsbeispiel ist
die Antenne 12 im Wesentlichen gleich dem in 5 gezeigten
Ausführungsbeispiel,
außer
dass der dritte Antennenbereich 26 aus leitendem Material ausgebildet
ist oder eine Plattierung aus leitendem Material hat, was gleich
dem ersten Antennenbereich 22 ist. Darüber hi naus enthält der dritte
Antennenbereich 26 eine sekundäre Antenne, die im Wesentlichen
in der Endkappe 28 enthalten ist. Vorzugsweise gibt es
einen sehr kleinen Freiraum oder eine enge Passung zwischen dem
Außendurchmesser
des dritten Antennenbereichs 26 und dem Innendurchmesser
des Durchgangs 68 in der Einfassung 58. Die enge
Passung zwischen dem dritten Antennenbereich 26 und der
Einfassung 58 lässt
eine elektrische Verbindung zwischen der Antenne 12 und
der Einfassung zu, wenn der dritte Antenennbereich gegenüberliegend
zu der Einfassung ist. Beispielsweise kann die Endkappe 28 im
Wesentlichen eine zusätzliche
Wendelantenne enthalten. Demgemäß ist dann, wenn
die Antenne 12 in der eingezogenen Position ist, der dritte
Antennenbereich 26 benachbart zur Einfassung 58 und
wird eine elektrische Verbindung zwischen der Einfassung 58 und
der Wendelantenne zur Verfügung
gestellt. Somit kann die Antenne 12 Signale in der eingezogenen
Position ebenso sowie in der ausgezogenen Position senden und empfangen.
-
Die
in den Figuren gezeigte Personalcomputer-Karte 14 ist eine
PCMCIA-Karte vom Typ II, aber es ist innerhalb des Schutzumfangs
der Erfindung, auch eine PCMCIA-Karte vom Typ I oder vom Typ III zu
verwenden. Gleichermaßen
ist es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die Personalcomputer-Karte 14 irgendeine
einer Vielfalt entfernbarer Karten sein kann, die nicht auf die
PCMCIA-Standardspezifikationen
beschränkt
sind.