DE69433150T2

DE69433150T2 - Antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE69433150T2
Application number: DE69433150T
Authority: DE
Inventors: Nedim Erkocevic
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1993-05-06
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2014-04-23
Also published as: JP3004533B2; GB9309368D0; EP0623967A1; EP0623967B1; JPH07131229A; DE69433150D1; US5550554A; US5420599A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung zur Verwendung in einem Funk-Kommunikationssystem.
Für Kommunikationen über große Entfernungen und dann, wenn die Kommunikationsvorrichtungen außerdem einen hohen Grad an Mobilität aufweisen müssen, ist die drahtlose Kommunikation wohlbekannt. In jüngster Zeit wird die drahtlose Kommunikation für Kommunikationen zwischen Personalcomputern (PCs) verwendet, die Teil eines lokalen Netzes (LAN) sind. Um eine drahtlose Verbindung zum LAN zu schaffen, muß der PC mit einer geeigneten Netzschnittstellenkarte (NIC) und einem Funkmodem, das in die NIC integriert oder mittels eines geeigneten Kabels mit der NIC verbunden sein kann, ausgerüstet sein. Eine Antenne bildet ein integrales Teil des Modems. Aufgrund der Verwendung von PCs kleiner Größe mit Standardeinschüben, wie etwa diejenigen, die von der Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) vorgeschlagen wurden, sind Größenreduzierungen bei der NIC und beim Modem und somit auch bei der Antenne notwendig.
Bekannte Antennenvorrichtungen, wie etwa die Plattenantenne in Form eines umgekehrten F (PIFA), die eine rechteckige Platte mit einem Speisestift und einem Erdungsstift zur Verbindung mit der Antennen-Schaltungsanordnung bzw. mit der Erdungsebene aufweist, sind dahingehend nachteilig, daß sie für die Verwendung in Anwendungen der obenerwähnten Art zu groß sind, wobei eine einfache Größenreduzierung der rechteckigen Platte zu einer bedeutenden Verschlechterung der Leistungsfähigkeit in bezug auf Betriebsbandbreite und/oder Verstärkung führt. Außerdem schränkt die rechteckige Platte den Bereich ein, in dem andere HF-Komponenten angebracht werden können, da nicht genügend Raum vorhanden ist, die Komponenten unter der rechteckigen Platte anzubringen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antennenvorrichtung zu schaffen, bei der die Antennenmittel einen verminderten Raum einnehmen, während eine zufriedenstellende Verstärkung und Bandbreite vorhanden sind.
US-A-4.083.046 offenbart eine Antennenvorrichtung zur Verwendung mit einer Erdungsebene und einer Antennenschaltung. Darin wird ein Lförmiges Übertragungselement offenbart.
WO-A-9102386 offenbart lediglich die Verbindung einer Antennenvorrichtung mit einer Erdungsebene.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenvorrichtung geschaffen, die im Anspruch 1 definiert ist.
Das Antennenelement der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft aus einer Platte gebildet sein, wobei das Antennenelement weniger Raum einnimmt als eine bekannte PIFA mit derselben Verstärkung und Betriebsbandbreite.
Außerdem besitzt das Antennenelement vorzugsweise geeignete Abmessungen, so daß zwei derartige Elemente gemeinsam mit einer Leistungsstufe und einer vorteilhaft kompakten Umschalt-Schaltungsanordnung in dem gleichen Raum vorgesehen werden können, der durch eine einzelne PIFA mit derselben Verstärkung und Bandbreite eingenommen wird. Die Erfindung ermöglicht deshalb die Schaffung von vorteilhaft kompakten Empfangseinrichtungen mit Antennendiversity.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
1A eine Draufsicht eines Rohlings für die Bildung einer Antenne ist, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt ist;
1B eine perspektivische Ansicht des Rohlings von 1A zeigt, wenn er zu einer Antenne geformt ist;
2 eine Draufsicht einer gedruckten Leiterplatte ist, auf der eine Antenneneinrichtung, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt ist, angebracht ist;
3 eine Schnittansicht der gedruckten Leiterplatte von 2 ist;
4A und 4B schematische Darstellungen sind, die die Verbindung zwischen Komponenten der Einrichtungen von 2 und 3 zeigen;
5 eine schematische Darstellung einer Form der Umschalteinrichtung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist; und
6A bis 6C die Schaltbetriebsarten des Schalters von 5 erläutert.
Wie zuvor beschrieben wurde, kann die Antenneneinrichtung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft als ein Aktivantennen-Diversity-Modul (AADM) dienen, das zwei kleine Antennen umfaßt, die mit Hilfe eines Schaltmittels zur Antennenauswahl und zum Verbinden mit der Sender-Leistungsstufe miteinander integriert sind. Das AADM kann so beschaffen sein, daß es im 915 MHz-Band arbeitet und kann für die drahtlose Kommunikation von PCs in einem LAN als ein Bestandteil der NIC gebildet oder mittels eines geeigneten Kabels mit der NIC verbunden sein.
1A und 1B erläutern eine Antenne 10, die die vorliegende Erfindung ausführen, wobei 1A einen metallischen Rohling zeigt, aus dem die Antenne von 1B gebildet ist. Die Antenne 10 besitzt erste 12 und zweite 14 Abschnitte, die eine L-Form bilden, die an ihrem rechtwinkligen Abschnitt vorteilhaft eine gute Strahlungsquelle darstellt. Am Ende des Abschnitts 14 ist entfernt vom Abschnitt 12 ein Erdverbindungsstift 16 vorgesehen. Vom Erdverbindungsstift 16 getrennt befindet sich in Richtung des Abschnitts 1 ein Speisestift 18. Die Antenne 10, die in 1B gezeigt ist, kann in einfacher Weise gebildet werden, indem die Stifte 16, 18 am Rohling von 1A an ihren Übergängen zum Abschnitt 14 umgebogen werden. Die Pfeile A, B, C, H und W in 1A repräsentieren verschiedene Abmessungen der Antenne 10 und beispielhafte Werte sind nachfolgend aufgelistet, um die kompakte Größe der Antenne 10 zu veranschaulichen:
A = 47 mm
B = 37 mm
C = 2,5 mm
H = 7mm
W = 7mm
Wie in 1B dargestellt ist, ist die Antenne 10 in der Form einer Lförmigen IFA, die effektiv eine geschlitzte Übertragungsleitung mit Viertelwellenlänge bildet. Die Länge der L-Form, d. h. die Abmessung A + B in 1A ist im allgemeinen gleich einem Viertel der Wellenlänge des Kommunikationssignals, obwohl die Länge A + B variiert werden kann, um die elektrische Länge der Antenne zu variieren, z. B. dann, wenn die Antenne näher an anderen Schaltungsanordnungen positioniert wird. Die Betriebsbandbreite der Antenne 10 kann variiert werden, indem die Breite W der die L-Form bildenden Abschnitte 12, 14 geändert wird, wobei eine Vergrößerung der Breite W zu einem Ansteigen der Bandbreite führt. Eine ähnliche Beziehung existiert zwischen der Höhe der Antenne 10 und der Bandbreite. Eine Feinabstimmung der Antenne wird durch Variieren der Breite C des Erdverbindungsstifts 16 erreicht.
2 und 3 veranschaulichen ein AADM, das zwei L-förmige IFAs 20, 22 verwendet, die auf einer mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte (PCB) 24 angebracht sind, die so beschaffen ist, daß sie ein Funkmodem für drahtlose Kommunikationen zwischen PCs in einem LAN bildet.
Wie in 2 ersichtlich ist, sind die beiden Antennen 20, 22 zueinander rechtwinklig angebracht, so daß die Extremitäten der L-förmigen Abschnitte zueinander benachbart angeordnet sind. In diesem Fall ist die kombinierte Form der beiden Antennen 20, 22 im wesentlichen rechteckig mit einem mittleren offenen Abschnitt 26, in dem die Schaltungsanordnung 28 der Senderleistungsstufe und ein Schalter 30 zum Umschalten zwischen den Sende- und Empfangsmoden und außerdem zum Umschalten zwischen den beiden Antennen 20, 22 in der Empfangsbetriebsart angeordnet sind. 2 zeigt außerdem die Lage der Erdverbindungsstifte 32, 34 und der Speisestifte 36, 38 der Antennen 20, 22. Eine zusätzliche (nicht gezeigte) HF-Schaltungsanordnung ist außerdem auf der PCB 24 in einem abgeschirmten Gehäuse 40 sowie auf der anderen Seite der PCB 24 angebracht. Außerdem ist ein Verbindungsmittel 42 für eine weitere Verbindung des AADM mit der NIC vorgesehen.
3 ist eine schematische Schnittansicht der PCB von 2, die zur Klarheit lediglich die Befestigungsverbindung nur einer Antenne 2 und der Leistungsstufe 28 zeigt. Außerdem ist in 3 das abgeschirmte Gehäuse 40 gezeigt. Es ist deutlich, daß die PCB 24 vier Schichten 44 bis 50 umfaßt. Die Schicht 44 bildet die oberste Schicht, wie in 3 ersichtlich ist, über der sich die L-förmigen Antennen 20, 22 erstrecken. Die Schicht 44 bildet die Erdungsebene für die Antennen 20, 22, die darauf angebracht sind und durch ihre entsprechenden Erdverbindungsstifte 32, 34 damit elektrisch verbunden sind. Die optimale Befestigungsposition für die Antennen 20, 22 ist am Rand der Erdungsebene 44. Der Speisestift 38 ist von der Erdungsebenenschicht 44 isoliert und geht durch diese hindurch und ist mit der Schicht 46 in der PCB 24 elektrisch verbunden. Die Schicht 46 dient zur Verbindung der Speisestifte 36, 38 der Antennen 20, 22 mit dem in 2 gezeigten Schalter 30 sowie außerdem zur Verbindung mit der Leistungsstufe 28. Die Schicht 46 erstreckt sich außerdem unter das abgeschirmte Gehäuse 40 zur Verbindung mit der darin eingeschlossenen Schaltungsanordnung. Die Schicht 48 bildet eine weitere Erdungsebene, die sich unter der Schicht 46 befindet. Die Schicht 50 dient zur weiteren Verbindung zwischen den Komponenten, die auf der PCB 24 angebracht sind, sowie außerdem zur Oberflächenmontage von Komponenten an der unteren Oberfläche der Schicht 50 der PCB 24, die in einem weiteren abgeschirmten Gehäuse 41 angeordnet sind.
Die L-förmigen IFAs 20, 22 sind vorteilhaft kleiner als bekannte Antennen, wie etwa PIFAs, und weisen außerdem vorteilhaft eine im allgemeinen ungerichtete Strahlungscharakteristik sowie eine geeignete breite Bandbreite für eine Vielzahl von Kommunikationsanwendungen auf. Bei spezieller Bezugnahme auf 2 belegt das AADM, das die zwei L-förmigen IFAs, die Leistungsstufe und den Schalter umfaßt, denselben Raum wie eine einzelne PIFA. Es wird deutlich, daß die L-Form der Antennen 20, 22 einem solchen kompakten Aufbau dient, während das Anbringen jeder Antenne 20, 22 am Rand der Erdungsebene 44 in einfacher Weise berücksichtigt wird.
Die Länge A + B (siehe 1) der Antennen 20, 22 in 2 würde für den Betrieb bei der gleichen Frequenz im allgemeinen die gleiche sein. Bei dem veranschaulichten AADM von 2 ist jedoch die Länge der Antenne 22 kleiner als die Länge der Antenne 20. Diese Längendifferenz ergibt sich infolge der Positionierung der Antenne 22 neben dem abgeschirmten Gehäuse 40. Die enge Nähe des Abschirmgehäuses 40 bewirkt, daß die Antenne 22 elektrisch länger erscheint und deswegen die tatsächliche Länge der Antenne 22 vermindert wird, so daß sie auf derselben Frequenz abgestimmt bleibt wie die Antenne 20. Wenn beide Antennen 20, 22 für den Betrieb bei derselben Frequenz abgestimmt sind, kann eine Polarisationsdiversity zwischen den Antennen 20, 22 insbesondere durch die rechtwinklige Positionierung der beiden Antennen 20, 22 erreicht werden. Diese Antennendiversity hilft, das Mehrwegfading eines empfangenen Signals zu bewältigen, wobei die von jeder Antenne empfangenen Signale verglichen werden können und die Antenne mit dem besseren Empfang ausgewählt werden kann.
Schaltungsmittel 30 werden zum Umschalten zwischen den beiden Antennen 20, 22 vorgesehen, wenn die Einrichtung in einer Empfangsbetriebsart ist, wobei die Erfindung vorteilhaft dieselben Schaltungsmittel für das Umschalten zwischen der Empfangsbetriebsart und der Sendebetriebsart verwendet. 4A und 4B sind schematische Darstellungen der oberen beiden Schichten 44, 46 der Mehrschicht-PCB 24 von 3. Zur Einfachheit sind die beiden Antennen 20, 22 mit einem gemeinsamen Erdungsstift 32, 24 dargestellt, da die Erdungsstifte der einzelnen Antennen 20, 22 mit derselben Erdungsebene verbunden sind. 4A veranschaulicht außerdem die Speisestifte 36, 38 für jede Antenne 20, 22 und außerdem eine Öffnung 52 in der Erdungsebene 44, durch die hindurch die Leistungsstufe 28 und der Schalter 30 mit der Schicht 46 verbunden sind. 4B veranschaulicht die Lage des Schalters 30 auf der Schicht 44 gemeinsam mit einem Verbinder 54, der das von den Antennen 20, 22 empfangene Signal der Empfänger-Schaltungsanordnung zuführt, und Verbindern 56, 58 zu den Speisestiften 36, 38 der Antennen 20, 22. Die Verbinder 54, 56, 58 umfassen Mikrostreifen- oder Streifenleitungen, die auf der Schicht 45 ausgebildet sind. Die Antennendiversity der vorliegenden Erfindung wird erreicht durch die Anordnung der beiden Lförmigen Antennen 20, 22 auf derselben Erdungsebene derart, daß ihre Empfindlichkeiten unkorreliert bleiben. Wenn zwei Antennen, wie etwa die Antennen 20, 22, nahe beieinander angeordnet werden, neigen sie im allgemeinen dazu, stark gekoppelt zu sein, und dies führt zu einer Verminderung des Diversity-Wirkungsgrads. Dieses Problem wird in der vorliegenden Erfindung beseitigt, indem ein Schalter 30 vorgesehen ist, der geeignet ist, wahlweise den Speisestift einer der Antennen 20, 22 mit Erde zu verbinden und dadurch zu bewirken, daß sich diese Antenne wie ein passiver Resonanzkreis verhält, der auf eine Frequenz abstimmt ist, die sich von der Betriebsfrequenz der Antenneneinrichtung unterscheidet. Auf diese Weise besitzt die passive Antenne einen unwesentlichen Einfluß auf den Betrieb der aktiven Antenne. Diese Umschaltoperation wird weiter unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben, in denen die Antenne 20 in einer passiven Betriebsart geschaltet werden soll, um ihren Einfluß auf die aktive Empfangsantenne 22 zu minimieren. Der Schalter 30 verbindet den Speisestift 36 der Antenne 20 mittels des Verbinders 56 mit Erde. Die Antenne 20 kann man sich dann aus zwei Teilen bestehend vorstellen. Erstens der Teil zwischen dem Speisestift 36 und dem Erdungsstift 32, der infolge der Erdverbindung des Speisestifts 36 und des Erdungsstifts 32 eine kurzgeschlossene induktive Last bildet, und zweitens der restliche Teil der Antenne 20, der eine Übertragungsleitung umfaßt, die etwas kürzer als eine Viertelwellenlänge ist und als eine kapazitive Last wirkt. Somit stellt die Antenne 20, wenn ihr Speisestift 36 mit Erde verbunden ist, einen LC-Parallelschwingkreis dar, der auf eine andere Betriebsfrequenz abgestimmt ist als die aktive Antenne. Der Schalter 30 ist für einen Betrieb geeignet, bei dem es möglich ist, in einer Empfangsbetriebsart zwischen zwei Antennen 20, 22 umzuschalten, und bei einen Betrieb in der Sendebetriebsart auf lediglich eine Antenne 20 der Antennen umzuschalten. Immer dann, wenn die Antenne 20 für die Übertragung geschaltet ist, oder eine der Antennen 20, 22 für den Empfang geschaltet ist, wird die andere der beiden Antennen in einen passiven Zustand geschaltet. Wie oben erwähnt wurde, besteht ein vorteilhafter Weg der Ausführung einer solchen Umschaltoperation darin, den Speisestift der Antenne, die passiv werden soll, mit Erde zu verbinden.
Nun wird eine besonders vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Realisierung der Umschaltung zwischen den beiden Antennen 20, 22 in der Empfangsbetriebsart und außerdem zwischen der Empfangs- und der Sendebetriebsart beschrieben, bei der das Umschalten mit Hilfe eines einpoligen Doppelanschluß- (SPDT) Schalters 30 erreicht wird.
5 ist eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung von 4B und zeigt die Verbindung des Schalters 30 mit den Antennen 20, 22 mittels der Verbinder 56, 58. Wie oben erwähnt wurde, ist die Antenne 22 lediglich für den Empfang geeignet, wohingegen die Antenne 20 für Senden oder Empfangen geeignet ist. Deswegen ist ein Verbinder 60 vorgesehen für den Anschluß der Antenne 20 an die Sender-Leistungsstufe 28 für den Betrieb in der Sendebetriebsart. Die Verbinder 56, 60 enthalten Impedanzwandler 62, 63, 66. Die Wandler 64, 66 im Verbinder 56 bilden Viertelwellen-Blindleitungen und der Wandler 62 dient dazu, die am Ausgang der Leistungsstufe 28 beobachtete Eingangsimpedanz zu erhöhen.
Wie zuvor erwähnt wurde, wird das Umschalten zwischen den Sende- und Empfangsmoden und das Umschalten zwischen den Antennen 20, 22 vorteilhaft durch einen SPDT-Schalter ausgeführt. Um diese beiden Umschaltfunktionen im selben SPDT-Schalter zu realisieren, nutzt der Schalter 30 seine beiden definierten Schaltungszustände und außerdem einen undefinierten Zustand. Dies wird in den 6A bis 6C veranschaulicht, die lediglich die schematische Form des Schalters 30 zeigen, der z. B. einen (nicht gezeigten) Alpha ASCO2R2 SPDT GaAs-Schalter mit zwei Steuereingängen zum wahlweisen Verbinden eines Anschlusses 68 mit einem der Anschlüsse 70, 72 enthält. Dadurch können die Antennen 20, 22, die mittels der Verbinder 70 bzw. 72 mit den Anschlüssen 70, 72 verbunden sind, über den Anschluß 68 mit dem Verbinder 64 verbunden werden, um das wahlweise Umschalten zwischen den beiden Antennen 20, 22 in der Empfangsbetriebsart auszuführen. Diese beiden definierten Schaltzustände sind in den 6A und 6B dargestellt und ergeben sich aus dem Anlegen von 0 Volt an einen der Steuereingänge und –5 Volt (oder 5 Volt, wenn der Schalter schwimmend betrieben wird) an den anderen der Steuereingänge des Schalters. Wie zuvor erwähnt wurde, wird außerdem ein undefinierter Zustand des Schalters 30 verwendet und dieser Zustand entsteht, wenn beide Steuereingänge an 0 Volt angeschlossen werden, und ist in 6C dargestellt. Wie ersichtlich ist, ist der Anschluß 68 mit keinem der Anschlüsse 70, 72 verbunden und deshalb ist jeder der Verbinder 54, 56, 58 am Schalter 30 mit Erde verbunden. In diesem Zustand kann die Antenneneinrichtung in der Sendebetriebsart arbeiten, in dem lediglich die Antenne 20 in Betrieb ist.
Wie z. B. in 6A ersichtlich ist, erfüllt der Schalter 30 das Kriterium, daß dann, wenn eine Antenne 20 über den Anschluß 70 für den Betrieb als Empfangsantenne mit dem Verbinder 54 verbunden ist, der Speisestift der anderen Antenne 22 mittels des Verbinders 58 und des Anschlusses 72 mit Erde verbunden ist. Wenn jedoch in 6B die Antenne 22 über den Verbinder 58 und den Anschluß 72 für den Betrieb als Empfangsantenne geschaltet ist, ist die Antenne 20 nicht vollständig mit Erde verbunden, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der Anschluß 70 mit Erde verbunden ist und über die Halbwellenlängen-Blindleitung, die durch den in 5 gezeigten Impedanzwandler 64, 66 gebildet ist, mit der Antenne 20 verbunden ist. Die Verbindung der Leistungsstufe 28 mittels des Verbinders 60 und des Impedanzwandlers 62 zur Mitte der Halbwellenlängen-Blindleitung 64, 66 kann infolge ihrer relativ hohen Eingangsimpedanz vernachlässigt werden, die über den Impedanzwandler 62 zu beobachten ist. In der Praxis liegt dieser relativ hohe Wert im Bereich von 700 Ohm und bewirkt einen zusätzlichen Einfügungsverlust von 0,3 dB von der Antenne 20 zum Anschluß 70, wenn die Antenne 20 für den Empfang verwendet wird.
Wie oben festgestellt wurde, wird von der Vorrichtung für das Senden von Signalen lediglich die Antenne 20 verwendet. In der Sendebetriebsart werden beide Anschlüsse 70, 72 im Schalter 30 mit Erde verbunden, so daß die Antenne 22 abgeschaltet, d. h. passiv ist, wobei der Impedanzwandler 64 an seinem Ende benachbart zum Anschluß 70 kurzgeschlossen ist und die Leistungsstufe 28 mittels des Impedanzwandlers 62, 66 mit der Antenne 20 verbunden ist. Deswegen beträgt die Eingangsimpedanz des Impedanzwandlers 64, gemessen am Übergang 74 zum Impedanzwandfer 62, 66 etwa 1 kOhm, was lediglich einen kleinen zusätzlichen Einfügungsverlust von 0,3 dB von der Leistungsstufe 28 zur Antenne 20 bewirkt.

Wenn die Impedanzwandler 62, 64, 66 eine charakteristische Impedanz von 50 Ohm und eine optimale elektrische Länge besitzen, lauten die Betriebsparameter der Umschalt-Schaltungsanordnung, die die Schalter 30 und die Impedanzwandler 62, 64, 66 umfaßt, wie folgt:

0,6 dB

Einfügungsverfust in der Sendebetriebsart, davon 0,3 dB infolge der verkürzten Blindleitung 64, die am Übergang 74 eine fiktive Belastung bildet, und eine Dämpfung von 0,3 dB längs des Wegs, der durch die Impedanzwandler 62 und 66 gebildet ist.

0,6 dB und 1,2 dB

0,6 dB und 1,2 dB Einfügungsverlust im Empfangsbetriebsart, die die Antenne 22 bzw. 20 verwendet. Wenn die Antenne 20 verwendet wird, wird angenommen, daß der Einfügungsverlust des Schalters 30 in einem EIN-Zustand 0,6 dB beträgt, der Verlust infolge der Leistungsstufe als eine fiktive Belastung am Punkt 74 0,3 dB beträgt und die Dämpfung längs des Wegs, der durch die Impedanzwandler 64, 66 gebildet ist, 0,3 dB beträgt.

Es ist insbesondere vorteilhaft, daß das Umschalten zwischen der Empfangsbetriebsart und der Sendebetriebsart, das durch den Schalter 30 ausgeführt wird, über die Viertelwellenlängen-Blindleitung 64 erfolgt, da der Schalter 30 dann am Punkt der minimalen Spannung der stehenden Welle positioniert ist und deshalb keine Begrenzung des Schalters 30 auftritt. Wenn der Ausgang der Sender-Leistungsstufe 28 27 dBm beträgt, erreichen nicht mehr als 12,5 dBm den Schalter 30 und dies ist vorteilhaft viel weniger als die maximale Leistungsschaltkapazität des Schalters. Deswegen fließt in der Sendebetriebsart der größte Teil der Sendeleistung längs des Wegs der Impedanzwandler 62, 66 und zur Antenne 20, während lediglich ein kleiner Bruchteil der Leistung zum Schalter 30 fließt, da er an dem am Anschluß 70 liegenden Ende der Viertelwellenlänge-Blindleitung, die durch den Impedanzwandler 64 gebildet ist, mit Erde verbunden ist. Der Schalter 30 kann deswegen bei einer Sendeleistung verwendet werden, die seine maximale Kapazität um bis zu 10 dB übersteigt. Es ist deswegen wichtig, daß die elektrische Länge des Impedanzwandlers 64 so nahe wie möglich an der Viertelwellenlänge liegt.
Ein weiterer Vorteil der Positionierung des Schalters 30 am Ende der Viertelwellenlängen-Blindleitung 64 besteht darin, daß er mit Hilfe einer kleinen Gleichspannung gesteuert werden kann. Dies ist insbesondere wichtig bei der Verwendung in tragbaren Vorrichtungen, die lediglich eine 3 bis 5 Volt-Gleichspannungsversorgung verwenden.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der voranstehenden Ausführungsform beschränkt. Es können z. B. zwei Antennen mit näher beieinanderliegenden oder gleichen Abmessungen verwendet werden, wenn in 3 ein Teil der auf der oberen Oberfläche angebrachten Schaltungsanordnung auf der unteren Oberfläche angebracht wird, und es können andere Mittel zum Umschalten der Antenne zwischen aktiven und passiven Moden vorgesehen werden.

Claims

Antennenvorrichtung zur Verwendung mit einer Erdungsebene (44) und einer Antennenschaltung (24), mit: einer im wesentlichen L-förmigen ersten Antenne (20); einer im wesentlichen L-förmigen zweiten Antenne (22); und einem Schalter (30) zum wahlweisen Umschalten zwischen (1) einer ersten Betriebsart, in der die erste Antenne (20) mit der Antennenschaltung (24) elektrisch verbunden ist, um in einer Empfangsbetriebsart zu arbeiten, während die zweite Antenne (22) mit Erde verbunden ist, um zu bewirken, daß sich die zweite Antenne (22) wie ein passiver Resonanzkreis verhält, der auf eine Frequenz abgestimmt ist, die sich von der Betriebsfrequenz der ersten Antenne (20) unterscheidet, und (2) einer zweiten Betriebsart, in der die zweite Antenne (22) mit der Antennenschaltung (24) elektrisch verbunden ist, um in einem Empfangsbetriebsart zu arbeiten, während die erste Antenne (20) mit Erde verbunden ist, um zu bewirken, daß sich die erste Antenne (20) wie ein passiver Resonanzkreis verhält, der auf eine Frequenz abgestimmt ist, sich von der Betriebsfrequenz der zweiten Antenne (22) verschieden ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Antenne (22) und die zweite Antenne (22) relativ zueinander derart angeordnet sind, daß sie ein im wesentlichen rechteckiges Element mit einem mittigen offenen Abschnitt (26) bilden.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Antenne (20) umfaßt: einen ersten Abschnitt (12) und einen zweiten Abschnitt (14), die sich jeweils parallel zur Erdungsebene (44) erstrecken und relativ zueinander in der Weise positioniert sind, daß sie ein im wesentlichen L-förmiges Element bilden.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem ersten Erdanschlußverbinder (32) zum Verbinden der ersten Antenne (20) mit der Erdungsebene (44); einem ersten Speiseanschlußverbinder (36) zum Verbinden der ersten Antenne (20) mit der Antennenschaltung (24); einem zweiten Erdanschlußverbinder (34) zum Verbinden der zweiten Antenne (22) mit der Erdungsebene (44); und einem zweiten Speiseanschlußverbinder (38) zum Verbinden der zweiten Antenne (22) mit der Antennenschaltung (24).
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Antenne (20) und die zweite Antenne (22) jeweils in einer Empfangsbetriebsart arbeiten können, jedoch lediglich die erste Antenne (20) in einer Sendebetriebsart arbeiten kann.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Schalter (30) in der Empfangsbetriebsart eine Wahl der ersten Antenne (20) oder der zweiten Antenne (22), in der Sendebetriebsart jedoch lediglich die Wahl der ersten Antenne (20) ermöglicht.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Schalter (30) mittels zweier in Reihe geschalteter Viertelwellenlängen-Blindleitungen (64, 66) mit der ersten Antenne (20) verbunden und so beschaffen ist, daß er eine Erdverbindung mit einer der beiden in Reihe geschalteten Viertelwellenlängen-Blindleitungen (64, 66) schafft, wenn eine Sende-Leistungsstufe (28) mit der ersten Antenne (20) verbunden ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Impedanzwandler (62), der elektrisch zwischen die Sende-Leistungsstufe (28) und die beiden in Reihe geschalteten Viertelwellenlängen-Blindleitungen (64, 66) geschaltet ist.