Hintergrund der Erfindung:
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Antenne zur Verwendung
in einer mobilen Kommunikationsvorrichtung wie einem
Mobiltelefonset und insbesondere auf eine Antenne, in der ein
Antennenbasiselement, welches in einem Antennenoberteil angeordnet
ist, eine flexible Struktur aufweist.
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Als herkömmliche Antenne dieses Typs wird typischerweise eine
Spiralantenne und eine getrennte Antenne, die die
Spiralantenne beinhaltet, verwendet. Zum Beispiel wird die Spiralantenne
in der folgenden Weise hergestellt. Zuerst wird ein
Antennenbasiselement vorbereitet, welches einen Endabschnitt aufweist,
der mit einer Spiralspulenführung ausgestattet ist, die aus
einem nichtleitenden Material gebildet ist, und bei der der
andere Endabschnitt mit einer Hülse verbunden ist, die aus
einem leitfähigen Material gebildet ist. Die Hülse weist einen
Hülsen-Spiral-Kopplungsabschnitt und einen Flanschabschnitt
auf und dient als ein Zuführungsabschnitt. Dann wird ein
Spiralantennenelement, welches eine Antennenfunktion hat, auf die
Spiralspulenführung geschraubt und in Kontakt mit dem
Flanschabschnitt der Hülse gebracht, so daß es elektrisch über die
Hülse versorgt ist. Zuletzt wird zum Schützen des
Spiralantennenelements und zum Verbessern eines kommerziellen Designwerts
ein Antennenoberteil so geformt, daß es den einen Endabschnitt
des Antennenbasiselements und den Flanschabschnitt der Hülse
bedeckt.
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Durch die Verwendung des oben genannten Antennenbasiselements
wird die separate Antenne hergestellt.
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Speziell wird ein Peitschenantennenelement mechanisch an dem
anderen Endabschnitt des Antennenbasiselements befestigt,
bevor das o. g. Antennenoberteil geformt wird. Genauer wird das
Peitschenantennenelement an seinem einen Ende von einem
Isolator gehalten, der einen Körper des Antennenbasiselements
bildet und der sich durch eine innere Bohrung der Hülse
erstreckt. Das Spiralantennenelement wird auf die
Spiralspulenführung geschraubt und in Kontakt mit dem Flanschabschnitt der
Hülse gebracht, so daß es elektrisch über die Hülse versorgt
wird. Danach wird das Antennenoberteil derart geformt, daß es
den einen Endabschnitt des Antennenbasiselements und den
Flanschabschnitt bedeckt. Nachfolgend wird das
Peitschenantennenelement mit einem Verkleidungsrohr zum Schutz und für ein
annehmliches Erscheinungsbild bedeckt. Um das Verkleidungsrohr
wird ein Halter derart angebracht, daß er an der äußeren
Umfangsoberfläche des Verkleidungsrohrs gleiten kann. Ein
Anschlag ist an dem Peitschenantennenelement an dessen anderem
Ende gegenüberliegend zu dem einen Ende, das mit dem Isolator
verbunden ist, befestigt.
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Bei der Herstellung der Spiralantenne oder der separaten
Antenne, die oben beschrieben wurde, ist es erforderlich, das
Spiralantennenelement mit einem vorbestimmten Durchmesser auf
die Spiralspulenführung zu schrauben. Während jedem Vorgang in
dem gesamten Herstellungsprozeß bis zur Bildung des
Antennenoberteils kann das Spiralantennenelement deformiert werden
oder unter Einwirkung von einer äußeren Kraft verschoben
werden. In diesem Fall werden die Antenneneigenschaften negativ
beeinflußt.
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Zum Vermeiden der o. g. Situation wird die Größe jedes
Spiralantennenelements und der Spiralspulenführung genau
ausgewählt derart, daß das Spiralantennenelement exakt zu der
Spiralspulenführung paßt, so daß verhindert wird, daß es sich
leicht aus seiner richtigen Position heraus bewegt.
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Um jedoch das Spiralantennenelement einer solchen Größe, das
wie oben beschrieben genau ausgewählt ist, an die
Spiralspulenführung anzupassen, ist eine feine und fachmännische Arbeit
erforderlich. Ferner ist es schwierig, die Deformation oder
die Verschiebung des Spiralantennenelements vollständig zu
verhindern. Im Ergebnis werden die Produktionskosten
unvermeidlicherweise erhöht zum Bereitstellen von guten Produkten,
die exzellente Antenneneigenschaften haben und hoch
zuverlässig sind.
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Existierende Techniken in bezug auf die Spiralantenne und die
getrennte Antenne sind zum Beispiel in den japanischen
ungeprüften Patentveröffentlichungen (JP-A) Nr. 5-243829
(243829/1993) und Nr. 7-99404 (99404/1995) offenbart. Ein
Spiralantennenelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist
aus der US 4,945,363 bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung:
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antenne
bereitzustellen, die leicht und wirtschaftlich hergestellt
werden kann und die höchst zuverlässig ist ohne Deformation
und Verschiebung während der Herstellung.
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Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf
der Beschreibung klar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Antenne nach Anspruch 1.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß das flexible Substrat
Endabschnitte hat, die einander in der Zylinderform
gegenüberliegen, wobei sich jedes der schrägen leitfähigen Muster
zwischen den Endabschnitten erstreckt.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß die schrägen leitfähigen
Muster parallel zueinander sind.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß die schrägen leitfähigen
Muster einen ähnlichen Abstand aufweisen.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß die schrägen leitfähigen
Muster eine ähnliche Breite haben.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß die Antenne ferner ein
Antennenoberteil umfaßt, welches das flexible Substrat mit der
Zylinderform enthält.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß die Antenne ferner eine
leitfähige Hülse aufweist, die als Zuführungsabschnitt zu dem
flexiblen Substrat der Zylinderform angepaßt ist.
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Sie kann so eingerichtet sein, daß das flexible Substrat einen
Zuführungskontakt aufweist, der an einer der zwei
verbleibenden Seiten derart gebildet ist, daß er elektrisch mit der
Hülse verbunden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines charakteristischen
Teils einer herkömmlichen Spiralantenne;
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Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht einer herkömmlichen
separaten Antenne, die das Spiralantennenelement,
das in Fig. 1 veranschaulicht ist, verwendet;
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Fig. 3 ist eine Draufsicht eines flexiblen Substrats zum
Bilden eines Antennenbasiselements einer Antenne
nach einer Ausführungsform dieser Erfindung;
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Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des flexiblen
Substrats, das in Fig. 3 veranschaulicht ist, wenn es
in eine zylindrische Form gebogen ist;
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Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer getrennten
Antenne, die das Antennenbasiselement mit dem
flexiblen Substrat von Fig. 4 aufweist, welches mit einem
Teil einer Hülse verbunden ist; und
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Fig. 6 ist eine Seitenschnittansicht der separaten Antenne,
die in Fig. 5 gezeigt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:
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Zum Vereinfachen eines Verständnisses der vorliegenden
Erfindung werden zuerst herkömmliche Antennen unter Bezugnahme auf
Fig. 1 und 2 beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein Prozeß zum Herstellen
einer herkömmlichen Spiralantenne beschrieben. Zuerst wird ein
Antennenbasiselement vorbereitet. Das Antennenbasiselement hat
einen Endabschnitt, der mit einer Spiralspulenführung 11
ausgestattet ist, die aus einem nichtleitenden Material wie Nylon
gefertigt ist, und bei dem der andere Endabschnitt an eine
Hülse 5 aus einem leitfähigen Material gekoppelt ist. Die
Hülse 5 weist einen Hülsen-Spiral-Kopplungsabschnitt 6 und einen
Flanschabschnitt auf und, dient als ein Zuführungsabschnitt.
Dann wird ein Spiralantennenelement 40 mit einer Spiralform
auf die Spiralspulenführung 11 geschraubt und in Kontakt mil
dem Flanschabschnitt der Hülse 5 gebracht. Das
Spiralantennenelement 40 wird elektrisch versorgt über die Hülse 5, so
daß es eine Antennenfunktion hat. Zuletzt wird zum Schützen
des Spiralantennenelements 40 und zum Verbessern eines
wirtschaftlichen Designwerts ein Antennenoberteil (nicht gezeigt)
derart geformt, daß es den einen Endabschnitt des
Antennenbasiselements und den Flanschabschnitt der Hülse bedeckt. Somit
ist die Spiralantenne vervollständigt.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein Prozeß zum Herstellen
einer herkömmlichen getrennten Antenne beschrieben. Ein
Peitschenantennenelement 9 wird mechanisch an dem anderen
Endabschnitt des Antennenbasiselements befestigt, bevor das o. g.
Antennenoberteil geformt wird. Genauer gesagt, wird das
Peitschenantennenelement 9 an seinem einen Ende durch einen
Isolator 7 gehalten, der einen Körper des Antennenbasiselements
bildet und sich durch die Innenbohrung der Hülse 5 erstreckt.
Das Spiralantennenelement 40 wird auf die Spiralspulenführung.
11 geschraubt und in Kontakt gebracht mit dem Flanschabschnitt
der Hülse 5 derart, daß es elektrisch von der Hülse 5 versorgt
wird. Danach wird das Antennenoberteil 10 so geformt, daß es
den einen Endabschnitt des Antennenbasiselements und den
Flanschabschnitt überdeckt. Nachfolgend wird das
Peitschenantennenelement 9 mit einem Verkleidungsrohr 8 zum Schutz und für
ein angenehmes Erscheinungsbild bedeckt. Um das
Verkleidungsrohr 8 ist eine Halterung (nicht gezeigt) derart befestigt,
daß sie auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Verkleidungsrohrs 8 gleiten kann. Ein Anschlag (nicht gezeigt) ist an dem
Peitschenantennenelement 9 an dem anderen Ende desselben
gegenüberliegend zu dem einen Ende, das an dem Isolator 7
befestigt ist, angeordnet. Somit wird die getrennte Antenne
fertiggestellt. Es sei hier angemerkt, daß die Halterung dazu
dient, die Antenne an ein Gehäuse eines Radioapparats zu
befestigen. Wenn die Antenne ausgezogen wird, gerät der Anschlag
in Eingriff mit der Halterung zum Halten eines ausgezogenen
Zustands der Antenne. Das Antennenoberteil kann ersetzt werden
durch eine Antennenkappe, die vorläufig so geformt ist, daß
sie eine ähnliche Funktion erreicht. In diesem Fall wird die
Kappe einfach so angepaßt, daß sie das Antennenbasiselement
bedeckt.
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Beim Herstellen der Spiralantenne oder der getrennten Antenne,
die oben beschrieben wurde, ist es erforderlich, das
Spiralantennenelement 40 mit einem vorbestimmten Durchmesser (z. B. φ =
0.5 mm) auf die Spiralspulenführung 11 zu schrauben. Während
jedem Vorgang in dem gesamten Herstellungsprozeß bis zur
Bildung des Antennenoberteils 10 oder das Anpassen der
Antennenkappe kann das Spiralantennenelement 40 deformiert werden oder
unter Einwirkung einer externen Kraft verschoben werden.
Speziell wird das Spiralantennenelement 40 oft deformiert oder
verschoben unter dem Druck des gegossenen Harzes während der
Bildung des Antennenoberteils 10. In diesem Fall werden die
Antenneneigenschaften negativ beeinflußt.
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Zum Vermeiden der o. g. Situation werden die Größe jedes
Spiralantennenelements 40 und der Spiralspulenführung 11 genau
ausgewählt, so daß das Spiralantennenelement 40 exakt an die
Spiralspulenführung 11 angepaßt ist, damit verhindert wird,
daß es sich leicht aus seiner richtigen Position herausbewegt.
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Um jedoch das Spiralantennenelement 40 mit einer solchen
Größe, das genau ausgewählt worden ist, wie oben beschrieben ist,
an die Spiralspulenführung 11 anzupassen, ist eine feine und
fachmännische Arbeit erforderlich. Ferner ist es schwierig,
die Deformation oder die Verschiebung des
Spiralantennenelements 40 komplett zu verhindern. Im Ergebnis werden die
Produktionskosten unvermeidlicherweise erhöht, um gute Produkte
bereitzustellen, die ausgezeichnete Antenneneigenschaften
haben und hochzuverlässig sind.
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Nun erfolgt eine genaue Beschreibung einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Eine Antenne nach einer Ausführungsform dieser Erfindung weist
ein Antennenbasiselement auf, bei dem ein Endabschnitt in
einem Antennenoberteil angeordnet ist, und der andere
Endabschnitt angepaßt ist und verbunden ist mit dem Teil einer
Hülse als einem Zuführungsabschnitt, wie bei der herkömmlichen
Antenne, die oben beschrieben wurde. Als Kennzeichnung dieser
Erfindung weist das Antennenbasiselement ein flexibles
Substrat 1 auf.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist das flexible Substrat 1 mit
einer Mehrzahl von schrägen leitfähigen Mustern 4 vorgesehen,
die auf dieses gedruckt sind. Die schrägen leitfähigen Muster
4 haben dieselbe Breite und erstrecken sich von einer Seite zu
der anderen Seite des flexiblen Substrats parallel zueinander
im selben Abstand. Das flexible Substrat 1 weist eine Mehrzahl
von Kontaktstiftanschlüssen 3 auf, die an den einen Enden der
schrägen leitfähigen Muster 4 an einer Seite des flexiblen
Substrats 1 gebildet sind, und eine Mehrzahl von
Kontaktaufnahmeanschlüssen 12, die an den anderen Enden der schrägen
leitfähigen Muster 4 an der anderen Seite des flexiblen Substrats
1 gebildet sind. Ferner ist das flexible Substrat 1
ausgestattet mit einem Zuführungskontakt 2, der an einer der
zwei verbleibenden Seiten desselben gebildet ist, so daß er
elektrisch mit der Hülse 5 verbunden ist, wenn das
Antennenbasiselement eingepaßt ist und mit dem oben genannten Teil der
Hülse 5 verbunden ist.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist das in Fig. 3 gezeigte
flexible Substrat 1 gebogen zum Bilden einer zylindrischen Form.
Die eine Seite und die andere Seite des flexiblen Substrats 1
sind fest miteinander verbunden durch Löten oder Schweißen zum
Bilden des Antennenbasiselements. In diesem Zustand sind die
Kontaktstiftanschlüsse 3 und die Kontaktaufnahmeanschlüsse 12
des flexiblen Substrats 1 miteinander in einer eins-zu-eins-
Entsprechung verbunden. Im Ergebnis erstreckt sich eine
Kombination der schrägen leitfähigen Muster 4 entlang einer
Spiralform und bildet ein leitendes Spiralmuster, das eine
Antennenfunktion hat, ähnlich zu dem Spiralantennenelement 40 der in
Fig. 2 gezeigten Antenne.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 5 weist eine getrennte Antenne das
Antennenbasiselement auf, wobei der Zuführungskontakt des
flexiblen Substrats mit einem Teil der Hülse 5 verbunden ist
(speziell ein Hülsen-Spiral-Kopplungsabschnitt 6, der in
Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist). An dem
anderen Ende des Antennenbasiselements ist ein
Peitschenantennenelement 9 mechanisch durch den Isolator 7 befestigt, der
sich durch die Hülse 5 erstreckt, welche daran angepaßt ist.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist ein Antennenoberteil 10 derart
gebildet, daß es den einen Endabschnitt des
Antennenbasiselements und den Flanschabschnitt der Hülse 5 bedeckt. Dann wird
ein Verkleidungsrohr 8 zum Schutz und für ein schönes Äußere
derart angebracht, daß es das Peitschenantennenelement 9
bedeckt, das an das andere Ende des Isolators 7 gekoppelt ist.
Somit ist die separate Antenne vervollständigt.
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In der separaten Antenne des oben beschriebenen Aufbaus hat,
das flexible Substrat 1 als das Antennenbasiselement mit einer
flexiblen Struktur die schrägen leitfähigen Muster 4, die das
leitfähige Spiralmuster bilden, das in der Funktion äquivalent
zu dem Spiralantennenelement der herkömmlichen Antenne ist.
Daher wird die Herstellung oder der Zusammenbau leicht
ausgeführt ohne Deformation oder Verschiebung des leitfähigen
Spiralmusters, das auf das flexible Substrat 1 gedruckt ist. Im
Ergebnis werden stabile elektrische Eigenschaften erhalten.
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In dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel stehen die
Kontaktstiftanschlüsse 3 in einer radialen Richtung nach außen
hervor, wenn das flexible Substrat 1 gebogen wird und verbunden
wird. Alternativ können die Kontaktstiftanschlüsse 3 nach
innen hervorstehen, vorausgesetzt, daß eine Mehrzahl von
Stiftausweichnuten in dem Isolator 7 zum Dienen als Spiralführungen
für die Kontaktstiftanschlüsse 3 gebildet sind. In diesem Fall
verhindert eine Kopplung zwischen den Kontaktstiftanschlüssen
3 und den Stiftausweichnuten die Rotation des flexiblen
Substrats 1, so daß die Antenneneigenschaften weiter stabilisiert
werden.
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In dem Vorhergehenden wurde die Beschreibung auf die separate
Antenne gerichtet. Es sei hier angemerkt, daß diese Erfindung
auch anwendbar ist auf eine Antenne vom Integral-Typ (die
Spiralantenne, die Hülse 5 und das Peitschenantennenelement 9
sind alle elektrisch verbunden) und eine feste Antenne (nur
die Spiralantenne zeigt die Antennenfunktion), um den
ähnlichen Effekt zu erreichen. In jedem Fall wird die Spiralanterme
erzielt durch das leitfähige Spiralmuster, das durch eine
Kombination der schrägen leitfähigen Muster 4 gebildet ist.
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Wie oben beschrieben ist, hat bei der Antenne dieser Erfindung
das Antennenbasiselement eine flexible Struktur, die durch das
flexible Substrat 1 erzielt wird. Das flexible Substrat 1 ist
in eine zylindrische Form gebogen, so daß die schrägen
leitfähigen Muster 4, die darauf gedruckt sind, kombiniert sind und
elektrisch derart verbunden sind, daß sie das leitfähige
Spiralmuster bilden, das äquivalent zu dem Spiralantennenelement
40 in der herkömmlichen Antenne ist. Somit kann die Antenne
leicht und wirtschaftlich zusammengebaut und hergestellt
werden ohne Verschiebung oder Deformation und ist daher stabil in
den elektrischen Eigenschaften und hoch zuverlässig.