Der Anwendungsbereich der Erfindung erstreckt sich vorder- grundig auf den Sektor der Mobilfunk-und Handheld-Technik -nnerhalb der Spektralbereiche zwischen 890 MHz und 960 MHz oder 1710 MHz und 1890 MHz, indem die erfindungsgemäße Kom- ponente in die entsprechenden Endgeräte-und Handheld- Technik integriert wird.

Bekannte Antennenlösungen für den Bereich der Mobilfunkan- wendungen beruhen auf Linearantennenkonzeptionen in Form von Monopolanordnungen in verkürzter oder unverkürzter Aus- führung. Diese Linearantennen sind sowohl als extern mon- tierbare Bordantennen als auch als unmittelbar mit dem End- gerat gekoppelte Komponenten bekannt, sowie mit unter- schiedlichem Richtfaktor und Wirkungsgrad behaftet, wobei diese Komponenten in der Azimutalebene ausschließlich rund- straniend sind. Bekannte Flachantennenlösungen beruhen auf rlächenhaft angeordneten, dipolähnlichen Konfigurationen, deren Richtdiagramm unregelmäßig und in Verbindung mit dem jeweiligen Antennenträger bzw. Antennenkörper die Merkmale einer signifikanten Strahlungsfelddeformation aufweisen.

Die auf den Anwendungsbereich bezogenen Strahlungseigen- schaften sind denen der klassischen Linearantennen deutlich unterlegen. Gleichfalls sind gezielte Ausblendungseigen- schaften des Strahlungsdiagramms nicht nachweisbar. Weiter- hin sind keine Lösungen bekannt, deren elektromagnetische bzw. Strahlungseigenschaften auf der Basis unsymmetrischer und offener Wellenleitertechnik, insbesondere der Mikro- streifentechnik, unter Verwendung von Folienleitern oder folienahnlichen Leitflächen erzielt werden.

Die in der Patentschrift DE 41 13 277 dargestellte und azi- mutal rundstrahlende Antennenkonfiguration geht ausschließ- lich von einer Folie als mechanischen Strukturträger aus, wobei die benannte Antennenkomponente mit einer außerhalb des Endgerätcontainments angeordneten Kopfkapazität behaf- tet ist. In gleicher Weise geht die in der Patentschrift DE 41 21 333 dargestellte und azimutal rundstrahlende Anten- nenkonfiguration von einer elektrisch nicht leitenden Folie als mechanischem Strukturträger aus, wobei die Hauptstrah- lungsrichtung bezuglich der Elevationswerte eine Neigung von ca. (Minus)-30° (Winkelgrad), das heißt, einen negati- ven Elevationswinkel aufweist.

Nachteilig bei den bekannten Antennenkonfigurationen ist somit, daß sie entweder in azimutaler Ebene ausschließlich rundstrahlend sind oder lediglich innerhalb des negativen Elevationswinkelbereiches strahlen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine systeminte- grierbare Antennenkomponente mit möglichst kleiner flache- hafter Ausdehnung mit möglichst einseitiger azimutaler Richtwirkung, das heißt der bevorzugten Ausleuchtung einer Raumhemisphäre sowie einer begrenzten Winkelversetzung der elevalionsbezogenen Richtwirkung innerhalb des positive Elevationswinkelbereiches bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 sowie der auf den An- spruci : 1 rückbezogenen Unteransprüche gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Antenne, welche auch als Foli- enstrahler bezeichnet werden kann, handelt es sich um einen modifizierten ??/4-Strahler, der auf seiner einen Seite ge- gen Masse kurzgeschlossen ist. Um eine möglichst kompakte Bauform zu erhalten, wird der längliche Leiterabschnitt, welcher als Resonator dient, kürzer als gag/4 ausgeführt.

Dadurch wird der Resonator jedoch induktiv und die Schwin- gungsbedingung wird nicht eingehalten. Damit die Resonanz- bedingung des Strahlerelements erfüllt wird, wird an dem zur kurzgeschlossenen Seite gegenüberliegenden Ende des Re- sonators eine Endkapazität erzeugt. Diese Endkapazität wird durch mindestens einen zusätzlichen weiteren Leiterab- schnitt erzeugt, der mit seinem einen Ende an dem zur kurz- geschlossenen Seite gegenüberliegenden Ende des Resonators anschließt und dessen anderes Ende einen Leerlauf bildet.

Die Lange der zusätzlichen weiteren Leiterabschnitte be- stimmen die Schwingungsbedingung und somit die resultieren- de Resonanzfrequenz der gesamten Struktur. Hierbei sind zur Realisierung einer definierten Endkapazität für die Einhal- tung der Schwingungsbedingung verschiedene Ausführungsfor- men der Leiterabschnitte am Ende des Resonators denkbar.

Die Endkapazität kann durch eine oder mehrere Leitungen entsprechender Lange, die nicht unbedingt parallel zueinan- der oder zum Resonator verlaufen müssen, realisiert werden.

Alle Leitungen können ebenfalls in beliebiger gekrümmter Form und nicht nur in gerader Form ausgeführt werden.

Durch die Abdeckung der Antenne bzw. des Folienstrahlers durch eine zusätzliche dielektrische Schicht, die in den Designprozeß mit berücksichtigt wird, kann eine weitgehende Unempfindlichkeit gegenuber anderen sich in der Nähe des Strahlers bef. indlichen Dielektrika erreicht werden. Dies ist wichtig, damit durch den Einbau des Folienstrahlers in Funkgeräte (dielektrische Beeinflussung) sowie durch die Beeinflussung, die sich durch das Halten des Funkgerats in der Hand ergibt, die Funktionsweise erhalten bleibt und der Strahler nicht verstimmt wird.

Da bei dieser Art von Strahlern eine Seite kurzgeschlossen ist, existiert nur ein abstrahlendes oder empfangendes En- de. Dies führt zu einer Unsymmetrie der Richtcharakteristik in der Schwingungsebene des elektrischen Feldvektors (E- Ebene) und somit zu einem Winkelversatz der Hauptstrah- lungsrichtung in dieser Ebene um ca. 30° in Blickrichtung kurzgeschlossene Strahlerseite-strahlendes Ende.

Die elektrischen Eigenschaften dieser Antenne, wie z. B. Gü- te, Impedanzbandbreite, Wirkungsgrad und Gewinn hängen von der Größe der erreichten mechanischen Verkürzung (Verklei- nerung), der Breite des Resonators, dem Abstand zwischen dem Resonator und den Endkapazitätleiterabschnitten, der effektiven Permitivitätskonstante, der Substratdicke bzw. des dielektrischen Verlustwinkels ab.

Mittels der vorgestellten Erfindung ist es möglich, auf re- lativ kleinem Raum zwei oder mehrere Antennen für unter- schiedliche Wellenlängen unterzubringen. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, daß die in Mikrostreifentech- nik realisierten Resonatoren zum Empfang der Mikrowellen kürzer als Ag/4 realisiert sind, wodurch sich eine beson- ders kompakte und kleine Bauweise erzielen läßt. Dadurch, daß die Resonatorlänge kürzer als Ag/4 gewähll wird, st, wie bereits erläutert, die Schwingungsbedingung nicht mehr erfüllt. Die erforderlichen Endkapazitäten werden durch weitere Leitungsabschnitte realisiert. Eine Vergrößerung der Frequenzbandbreite kann durch zusätzliche Strahlerele- mente durch elektromagnetische Verkopplung erreicht werden.

Dies geschieht durch weitere zusätzliche Mikrostreifenlei- tungen, die in bestimmten Abstanden zu dem Resonator und seinen Endkapazitäten angeordnet werden. Es ist möglich, mit zwei oder mehreren Resonatoren auf einem Substrat meh- rere Wellenbereiche zu empfangen, wobei die Resonatoren in- einander räumlich verschachtelt angeordnet werden können und auf die geforderten Frequenzbänder abgestimmt sind. Die einzelnen Antennen mussen nicht in einer Ebene, sondern können auch in Schichten übereinander angeordnet sein. Da- bei ist es auch möglich, daß pro Schicht mehrere Antennen- anordnungen vorgesehen sind, so daß mehr als zwei verschie- dene Frequenzbänder bedient werden können. Hierdurch ist es möglich, daß ein Mobilfunktelefon mit verschiedenen Mobil- funknetzen kommunizieren kann.

Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 : Erfindungsgemaße Antenne mit einem mit der Masseebene verbundenen Resonator und zwei die Endkapazitäten darstellenden beidseitig an den Resonator angrenzenden Leiterab- schnitten ; Figur 2 : Querschnittsdarstellung der Antenne gem.

Figur 1 ; Figur 3 : Antenne gem. Figur 1 mit nur einem die End- kapazität bildenden Leiterabschnitt ; Figur 4 : Antenne gem. Figur 1, bei der die Leiterab- schnitte auf einer Seite des Resonators an- geordnet sind ; Figur 5 und 6 : Antenne mit 4 bzw. 3 die Endkapazitäten bildenden Leiterabschnitten ; Figur 7 : Antenne, deren Endkapazitätsleiterabschnit- te nicht gerade, sondern rechteckförmig ge- staltet sind ; Figur 8 bis 10 : Erfindungsgemäße Antenne gemäß Figur 2, bei der mehrere ineinander verschachtelt ange- ordnete Resonatoren zur Vergroßerung der Frequenzbandbreite vorgesehen sind ; Figur 11 : Zwei erfindungsgemäße ineinander verschach- telte Antennen, für den Empfang von zwei Frequenzbändern ; Figur 12 : Zwei auf einem Substrat angeordnete erfin- dungsgemäße Antennen zum Empfang von zwei Frequenzbänder mit jeweils zusätzlicher Verkopplung zur Vergrößerung der jeweiligen Frequenzbandbreite ; Figur 13 : Draufsicht auf eine Schicht-Antenne zum Empfang von zwei Frequenzbändern ; Figur 14 : Querschnittsdarstellung einer Antenne gem.

Figur 13.

Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Antenne mit einem folienhaften niederdielektrischen Träger 10, welcher ein- seitig mit einer leitfähigen Struktur S, bestehend aus par- allel zueinander und geradlinig verlaufenden Leiterab- schnitten 2,3 und 4 unterschiedlicher Lange beschichtet ist, wobei der Leiterabschnitt 3 leitfähig und einseitig mit einer Massefläche 8 in Verbindung ist, welche wiederum, wie Figur 2 dargestellt ist, über eine leitfähige Be- schichtung der Querschnittsfläche des Trägersubstrats 10 mit der Masseebene 1 in Verbindung ist. Anstatt der leitfä- higen Beschichtung 12 kann in einem nicht dargestellten Ausfuhrungsbeispiel die Massefläche 8 mittels eines oder mehrerer Kontaktstifte, welche die dielektrische Substrat- schicr, t 10 durchgreifen, mit der Masseebene 1 in Verbindung sein. Die in Figur 2'gezeigte Leitfähige Beschichtung der Querschnittsfläche des Trägesubstrats 10 muß nicht über die gesamte Breite der Antenne verlaufen, sondern es kann eine partielle Beschichtung der Folienquerschnittsfläche vorge- nommen werden. Die Leiterabschnitte 2, 3 und 4 sind jeweils durch einen Spalt 5,6 definierter Spaltbreite voneinander getrennt angeordnet, wobei die Leiterabschnitte 2,3 und 4 jeweils durch einen in Querrichtung verlaufenden streifen- förmigen Leiterabschnitt 7 definierter Abschnittslänge und -breite leitfähig miteinander verbunden sind, wobei der in Querrichtung verlaufende Leiterabschnitt an dem der Masse- kontaktierung 8 gegenüberliegenden Leiterabschnittsende der Antenne angeordnet ist. Der Leiterabschnitt 3, der an einem Leiterabschnittsende mit der Massefläche 8 verbunden und am gegenuberliegenden Leiterabschnittsende mit dem quer ver- laufenden streifenförmigen Leiterabschnitt 7 verbunden ist, wird am Ort 9 mit einem Signalwellenleiter gekoppelt, indem der Innenleiter 13 eines koaxialen Wellenleiters durch eine Blende 15, die in der rückwärtigen Masseebene 1 angeordnet ist, zentrisch geführt und mit dem Leiterabschnitt 3 am Ort 9 auf der Längssymmetrielinie des Leiterabschnitts gekop- pelt wird, und der Außenleiter des koaxialen Wellenleiters mit der rückwärtigen Masseebene 1 leitfähig an der Blenden- berandung 15 verbunden ist.

Die Schwingungsbedingung der offenen und unsymmetrischen Wellenleiterstruktur in Form der Mikrostreifentechnik wird über die geometrische Lange und Breite der Leiterabschnitte 2,3 und 4 festgelegt. Die Eingangsimpedanz der Mikrostrei- fenanordnung wird über den Ort der Einkopplung 9 entlang der Symmetrielinie des Leiterabschnitts 3 bestimmt, der wiederum von der resultierenden Lange der Leiterabschnitte 2 und 4 abhängt, wobei die Signalein-bzw.-auskopplung am Ort 9 über eine kreisförmige koaxiale Blende oder eine schlitz-bzw. rechteckförmige Blende erfolgt.

Die Verstimmung des Strahlers infolge dielektrischer Umge- bungseinflüsse wird über die Lange der Leiterabschnitte 2 und/oder 4 kompensiert, wobei der Verstimmungsgrad des Strahlers infolge dielektrischer Umgebungseinflüsse durch die Auflage einer dielektrischen Schicht 11 definierter Dielektrizitätszahl sowie definierter Geometrie zusatzlich beeinflußt bzw. minimiert wird.

Die dielektrische Trägerschicht 10 ist insbesondere eine Polystyrolfolie der Schichtdicke von 1 mm, welche einseitig und ganzflächig mit einer Kupfer-oder Aluminiumfolie der Schichtdicke zwischen 0,01 mm und 0,5 mm versehen ist, die die Masseebene bildet. Gemäß der Figur 2 wird der selbige Polystyrolträger mit einer folienartigen und aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Struktur S der Schichtdicke zwi- schen 0,01 mm und 0,5 mm, bestehend aus den parallel zuein- ander verlaufenden und jeweils durch einen Längsspalt ge- trennten, geradlinig verlaufenden Leiterabschnitten 2,3, 4 versehen. Die dielektrische Schicht 11 hat ebenfalls eine Schichtdicke von ca. 1 mm.

In einer besonderen Ausführungsform hat die Antenne eine Lange LA von 119 mm und eine Breite BA von 40 mm. Die Lange L8 der Massefläche 8 beträgt 20 mm. Der Abstand Ls von der Massefläche 8 zum Speisepunkt der Antenne 9 beträgt eben- falls 20 mm. Der Durchmesser der Blende 15 beträgt 4,1 mm.

Die Lange der die Endkapazität bildenden Leiterabschnitte K und K^ bemessen sich mit 82,6 mm und 56,7 mm. Die Länge des den Resonator bildenden Leiterabschnitts 3 bzw. R beträgt 85,7 mm. Die Breite des Leiterabschnitts 2 beträgt 11,5 mm, und die Breite des Leiterabschnitts 4 beträgt mm. Die Breite des Resonatorleiterabschnitts betragt 12 mm.

Die Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Strahler, bei dem lediglich ein parallel zum Resonatorleiterabschnitt 3 bzw.

R angeordneter Leiterabschnitt K die Endkapazität bildet.

Die Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Strahler, bei dem die Endkapazitat durch zwei parallel angeordnete Leiterab- schnitte Ki und K2 gebildet wird, welche auf einer Seite des Resonatorleiterabschnitts R angeordnet sind. Ebenso ist wie in Figur 5 und 6 dargestellt eine Antenne konfigurier- bar, bei der die resultierende Endkapazität durch drei oder vier Leiterabschnitte Kl bis K4 realisiert ist.

Die Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Antenne, bei der die die Endkapazität bilden- den Leiterabschnitte 16 und 17 nicht geradlinig sind, son- dern einen rechteckigen Verlauf haben.

Die Figuren 8 bis 10 zeigen Antennen, bei denen die Fre- auenzbandbreite der Antenne durch elektromagnetische Ver- kopplung mit zusätzlichen Leiterelementen, welche auf dem gleichen dielektrischen Trägersubstrat angeordnet sind, eingestellt bzw. vergrößert wird. Die Antenne gemäß Figur 8 entspricht in ihrem Grundaufbau der Antenne gemäß Figur 3, wobei zusätzlich ein U-förmiger Leiterabschnitt 19,20, 21 mit seinem einen Schenkel 21 in den Spalt zwischen dem Re- sonatorleiterabschnitt 3 und dem die Endkapazität bildenden Leiterabschnitt 2 greift. Der andere Schenkel 19 ist mit einer zusätzlichen Massefläche 18 in Verbindung, welche ih- rerseits entsprechend der Massefläche 9 mit der Masseebene i in Verbindung ist. Die Figur 9 entspricht in ihrem Grund- aufbau der Figur 1, wobei nunmehr zwei zusatzliche U- formiate Leiterabschnitte 23 bis 28 vorgesehen sind, welche jeweils mit ihrem einen Schenkel 27,28 in die durch die Leiterabschnitte 2, R, 4 gebildeten Spalte eingreifen.

Die Figuren 9 und 10 zeigen weitere mögliche Ausgestaltun- gen der erfindungsgemäßen Antenne, wobei die Anordnung der zusätzlichen, die Verkopplung zur Vergrößerung der Fre- quenzbandbreiten beeinflussenden Leiterabschnitte 30 bis 38 prinzipiell beliebig ist. Es ist auch vorstellbar, daß die Leiterabschnitte spiralförmig ineinandergreifen, so daß auf relativ geringem Raum eine lange parallele Führung von Lei- terabschnitten erzeugt wird.

Die Figuren 11 bis 14 zeigen Antennen, bei denen zwei An- tennensignale ein-bzw. auskoppelbar sind, wodurch zwei Frequenzbänder gleichzeitig mittels nur einer Folienantenne empfangbar bzw. bedienbar sind. Durch die unterschiedliche Gestaltung der Resonatorleiterabschnitte Ra und Rb werden die Resonanzbedingungen in Verbindung mit den Leiterab- schnitten 41a, b und 42a, b sowie den Orten 43a, 43b der Aus- kopplung der elektromagnetischen Wellen bestimmt. Durch die Ineinanderverschachtelung der beiden Strahleranordnungen können diese auf engstem Raum angeordnet werden.

Die Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer An- tenne mit zwei Anschlüssen 51a, 51b für dielektrische Wel- lenleiter, wobei lediglich die in Figur 8 dargestellte Strahleranordnung in jeweils unterschiedlicher Dimensionie- rung nebeneinander auf einem Substratträger angeordnet sind.

Die Figuren 13 und 14 zeigen eine Mehrschichtantenne, bei der die erfindungsgemäßen Antennen übereinander in mehreren schichten sandwichartig angeordnet sind, wobei jeweils eine Antenne den Schwingungsbedingungen für die Frequenzen eines bestimmten Mobilfunknetzes entspricht. Durch die unter- schiedlichen Resonanzfrequenzen behindern sich die überein- ander angeordneten Strahlungsstrukturen nur unwesentlich.

Gegenüber der Anordnung gemäß der Figur 2 wird bei dem Ubereinanderschichten der Strahlerstrukturen weniger Raum benotigt, wodurch die Antenne gemäß der Figur 13 kompakter und somit das sie umschließende Gehäuse eines Mobilfunkte- lefons relativ klein gestaltet sein kann.

Die Figur 14 zeigt die Antenne gemäß der Figur 13 im Quer- schnitt. Die leitfähige Beschichtung 12a, b der Quer- schniltsfläche der Trägersubstrate 10a und 10b ist mit den strukturierten Schichten SA und Se leitend in Verbindung.

Eine derartige leitfähige Querschnittsbeschichtung ist je nach Ausführung der Antenne auch an der gegenuberliegenden Seite vorsehbar.

Es versteht sich von selbst, daß je nach gewünschter Reso- nanzfrequenz, Verkopplung und Verstimmung die jeweiligen Geometrien der einzelnen Leiterabschnitte entsprechend ge- wählt werden müssen, wobei zur Erzielung vorgegebener Fre- quenzwerte die Geometrien der Leiterstrukturen teilweise empirisch ermittelt werden müssen.

Bezugszeichenliste : 1 Masseebene 2, 2a/b, 4, 4a/b, Leiterabschnitt als Endkapazität 6a/b, K, Ki 3, R, Ri Resonatorleiterabschnitt 5,6 Abstandsspalte zwischen den Endkapazitäts- leiterabschnitten und den Resonatorleiter- abschnitten 7, 7a/bt Resonatorleiterabschnitt mit Endkapazi 41axb 4Sa/b tatsleiterabschnitten verbindender querver- laufender Leiterabschnitt 8 Massefläche ; mit der Masseebene 1 in Ver- bindung 9 Speisepunkt der Antenne 10 Dielektrische Trägerschicht ; 11 Dielektrische Schicht 12 Leitfähige Beschichtung der Querschnitts- fläche des Trägersubstrats 13,13a, 13b Innenleiter eines koaxialen Wellenleiters 14,14a, 14b Lötstelle 15,15a, 15b Blende 16fol7 Leiterabschnitt als Endkapazität in eckiger Wellenform 18,22, 29,40b, 47 zusätzliche Massefläche ; mit der Masseebene 1 in Verbindung 19-21 ; 23-28 ; Zusätzlicher im wesentlichen U-förmiger 30-35 ; 31, 33 Leiterabschnitt 35, 48a/b-50a/b 36,37, 38,36 Leiterabschnitt zur Einstellung der Ver- 37, 38, 40b stimmung der Antenne BA Breite der Antenne L8 Länge der Massefläche 8 LA Lange der Antenne LB Abstand des Einkopplungspunktes von der Massefläche 8 LR Lange des Resonatorleiterabschnitts LKi Lange der Endkapazitätsleiterabschnitte Lsp, Lspi Breite der Abstandsspalte StSatSb Leitfähige in Mikrostreifenleitungen struk- turierte Schicht