Title:
Reset-Schaltkreis für Antennen
Kind Code:
A1
Abstract:

Die Erfindung stellt einen Reset-Schaltkreis für Antennen bereit, um die gesamten erzeugten Strahldiagramme der Antennen zu schalten. Der Reset-Schaltkreis für Antennen umfasst ein Einspeiseelement, welches zum Einspeisen eines elektrischen Signals dient, mehrere Zwischenkreise zur Leistungszuweisung, welche jeweils eine Übertragungsroute für die elektrische Signale zwischen den Antennen und dem Einspeiseelement entstehen lassen, und mehrere Schalteinheiten, mit denen die Routen für die elektrischen Signale zwischen den Antennen und dem Einspeiseelement wahlweise getrennt oder verbunden werden können. Hiermit kann das gesamte Diagramm der jeweiligen Antennen durch die Konstruktion der jeweiligen Schalteinheiten leicht verändert werden, um die Empfangsqualität der Signale zu verbessern. Außerdem sind der Reset-Schaltkreis für Antennen und die Leistungsanpassung als gedruckte Schaltung ausgeführt. Dabei werden nicht nur die herkömmlichen Mängel beim Einsatz von konzentrierten Elementen beseitigt, sondern ist auch die Stabilität des Ansprechverhaltens des Reset-Schaltkreises für Antennen gewährleistet, wodurch die Fehlerquote des Reset-Schaltkreises für Antennen sinkt.



Inventors:
Chen, Wen-Shyh (Taoyuan City, TW)
Lin, Yu-Tse (Taoyuan City, TW)
Yang, Chang-Fa (Taipei City, TW)
Chang, Wei-Shiuan (Taichung City, TW)
Application Number:
DE102016202758A
Publication Date:
08/24/2017
Filing Date:
02/23/2016
Assignee:
NATIONAL CHUNG SHAN INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY (Taoyuan City, TW)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE3250133B4N/A2005-01-13
Foreign References:
EP13402882009-10-21
Other References:
B. A. Cetiner: Monolithic integration of RF MEMS switches with a diversity antenna on PCB substrate. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 51, 2003, 1, 332 - 335. IEEE [online].
C. Kittiyanpunya; M. Krairiksh: A Four-Beam Pattern Reconfigurable Yagi-Uda Antenna. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 61, 2013, 12, 6210 - 6214. IEEE [online].
Attorney, Agent or Firm:
isarpatent - Patentanwälte- und Rechtsanwälte Behnisch Barth Charles Hassa Peckmann & Partner mbB, 80801, München, DE
Claims:
1. Reset-Schaltkreis für Antennen, welcher in einem Multiantennensystem mit mehreren Antennen angeordnet ist, um die gesamten erzeugten Strahldiagramme der Antennen zu ändern, bestehend aus:
• einem Einspeiseelement, welches zum Einspeisen eines elektrischen Signals dient,
• mehreren Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung, welche jeweils zwischen den jeweiligen Antennen und dem Einspeiseelement angeordnet bzw. entsprechend mit diesen verbunden sind, um eine Übertragungsroute für die elektrische Signale zwischen den Antennen und dem Einspeiseelement entstehen zu lassen, und
• mehreren Schalteinheiten, welche die jeweiligen Schalteinheiten entsprechend in den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung angeordnet sind, um wahlweise die Routen für die elektrischen Signale zwischen den Antennen und dem Einspeiseelement ab- oder anzuschalten.

2. Reset-Schaltkreis für Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Schalteinheiten so angeordnet sind, dass sie sich entsprechend an den jeweiligen Stellen befinden, die von den Anschlüssen der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung und des Einspeiseelements jeweils um die Hälfte der Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Antennen entspricht entfernt sind.

3. Reset-Schaltkreis für Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Schalteinheiten als Mikro-Elektronische-Mechanische-Systeme-(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)-Schalter oder RF-Dioden ausgeführt sind.

4. Reset-Schaltkreis für Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung vier beträgt, welche auf der gleichen Fläche angeordnet sind und vom Einspeiseelement in radialer Richtung ausgehen, wobei insgesamt die Zwischenkreise zur Leistungszuweisung kreuzförmig angeordnet sind.

5. Reset-Schaltkreis für Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Schalteinheiten jeweils mit einer Eingabeleitung für ein Bias verbunden sind, durch die wahlweise ein Bias eingegeben wird, um die Schalteinheiten an- oder abzuschalten.

6. Reset-Schaltkreis für Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung jeweils eine Masseleitung angeordnet ist, wobei die elektrische Länge der Masseleitung ein n-Faches von einem Viertel der Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Antennen ist und n eine positive ganze Zahl ist.

7. Reset-Schaltkreis für Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung als Mikrostreifenleitungen ausgeführt sind.

Description:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reset-Schaltkreis, insbesondere einen Reset-Schaltkreis für Antennen, mit dem die Antennendiagramme rekonfiguriert werden können.

Da das Mikrowellenband bereits von vielen Diensten belegt ist und sich in diesem Frequenzbereich ein Mangel an Möglichkeiten der weiteren Nutzung zeigt, veranlasst dies dazu, dass sich die jeweiligen Industriebranchen bemühen, die für das Millimeterwellen-(Millimeter Wave, mm-Wave)-Frequenzband geeigneten Systeme rasant zu entwickeln. Da sich die Millimeterwellen bei der Ausbreitung im Vergleich mit den Mikrowellen auch stärker beugen und dadurch abschwächen, müssen Millimeterwellenantennen hoch verstärkt werden. Darüber hinaus wird herkömmlicherweise ein Antennensystem mit mehreren Antennen zum vollständigen Abdecken der erzeugten Diagramme von diesen Antennen eingesetzt, damit die Diagramme durch wahlweises Anschalten der Antennen in unterschiedlicher Anzahl geändert werden können.

Allerdings verändert sich die Eingangsimpedanz des Antennensystems beim Anschalten der Antennen in unterschiedlicher Anzahl, weshalb zum Erreichen der Leistungsanpassung in allen Fällen des Anschaltens der Antennen herkömmlicherweise mehrere Impedanzanpassungsschaltungen im Antennensystem angeordnet bzw. die geeigneten Impedanzanpassungsschaltungen mittels Stromkreis-Schaltungen angewählt werden. Demzufolge müssen nicht nur mehrere Impedanzanpassungsschaltungen bei einem solchen Antennensystem angeordnet werden, sondern es muss auch ein zusätzlicher Regelkreis konstruiert werden, um die geeigneten Impedanzanpassungsschaltungen anzuwählen. Dadurch ist die Dimensionierung der gesamten Struktur des herkömmlichen Antennensystems übermäßig groß und ist der Schaltkreis kompliziert. Darüber hinaus müssen die herkömmlichen Impedanzanpassungsschaltungen mittels konzentrierter Elemente ausgeführt werden. Allerdings ist der Kostenaufwand der für Millimeterwellen geeigneten konzentrierten Elemente hoch, die Abweichung erheblich und die Leistung unstabil. Bei Massenproduktion ist die Fehlerquote der Impedanzanpassungsschaltungen hoch.

Daher ist es notwendig, einen Reset-Schaltkreis für Antennen bereitzustellen, um die herkömmlichen Mängel zu verbessern.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Reset-Schaltkreis für Antennen bereitzustellen, welcher sich gleichzeitig an eine oder mehrere Antennen anpassen kann.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Reset-Schaltkreis für Antennen bereitzustellen, welcher als Eigenschaften Stabilität und eine niedrige Fehlerquote besitzt.

Zum Adressieren der genannten und weiterer Punkte stellt die Erfindung einen Reset-Schaltkreis für Antennen bereit, welcher in einem Multiantennensystem mit mehreren Antennen angeordnet ist, um die gesamte erzeugten Strahldiagramme der Antennen zu ändern. Der Reset-Schaltkreis für Antennen umfasst ein Einspeiseelement, mehrere Zwischenkreise zur Leistungszuweisung und mehrere Schalteinheiten. Das Einspeiseelement dient zum Einspeisen eines elektrischen Signals. Die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung sind jeweils zwischen den jeweiligen Antennen und dem Einspeiseelement angeordnet bzw. entsprechend mit diesen verbunden, um eine Übertragungsroute für die elektrischen Signale zwischen den Antennen und dem Einspeiseelement entstehen zu lassen. Darüber hinaus sind die jeweiligen Schalteinheiten entsprechend in den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung angeordnet, um wahlweise die Routen für die elektrischen Signale zwischen den Antennen und dem Einspeiseelement ab- oder anzuschalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die jeweiligen Schalteinheiten so angeordnet, dass sie sich entsprechend an den jeweiligen Stellen befinden, die von den Anschlüssen der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung und des Einspeiseelements jeweils um die Hälfte der Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Antennen entfernt sind.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die jeweiligen Schalteinheiten als Mikro-Elektronische-Mechanische-Systeme-(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)-Schalter oder RF-Dioden ausgeführt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Anzahl der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung vier. Die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung sind auf der gleichen Fläche angeordnet und gehen vom Einspeiseelement in radialer Richtung aus, wobei insgesamt die Zwischenkreise zur Leistungszuweisung kreuzförmig angeordnet sind.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die jeweiligen Schalteinheiten jeweils mit einer Eingabeleitung für ein Bias verbunden, durch die wahlweise ein Bias eingegeben wird, um die Schalteinheiten an- oder abzuschalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist an den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung jeweils eine Masseleitung angeordnet. Darüber hinaus ist die elektrische Länge der Masseleitung ein n-Faches von einem Viertel der Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Antennen, wobei n eine positive ganze Zahl ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung als Mikrostreifenleitungen ausgeführt.

Hiermit kann sich der erfindungsgemäße Reset-Schaltkreis für Antennen durch die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung und die an den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung angeordneten Schalteinheiten nicht nur an eine Antenne, sondern auch gleichzeitig an mehrere Antennen anpassen. Dadurch kann nicht nur die benötigte Dimensionierung der Struktur des Reset-Schaltkreises für Antennen erheblich verkleinert werden, sondern auch noch leichter das gesamte Diagramm der jeweiligen Antennen verändert werden, um die Empfangsqualität der Signale zu verbessern. Außerdem ist der Reset-Schaltkreis für Antennen statt der konzentrierten Elemente als gedruckte Schaltung ausgeführt. Auch wenn die Leitungsbreite oder -länge der gedruckten Schaltung bei der Massenproduktion eine geringe Abweichung aufweist, wird das Ansprechverhalten des Reset-Schaltkreises für Antennen immer noch beibehalten und ist die Stabilität des Ansprechverhaltens des Reset-Schaltkreis für Antennen gewährleistet, wodurch die Fehlerquote des Reset-Schaltkreises für Antennen sinkt.

Die 1a, 1b, 1c und 1d Schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen gemäß der ersten Ausführungsform aus den jeweiligen Blickwinkeln

Die 2a und 2b Schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen gemäß der zweiten Ausführungsform aus den jeweiligen Blickwinkeln

Die 3a und 3b Schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen gemäß der dritten Ausführungsform aus den jeweiligen Blickwinkeln

Die 4a, 4b und 4c Diagramme der Ansprechverhalten der Frequenz in Bezug auf den Reflexionsfaktor im Einsatz des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen in einem Multi-Antennensystem gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform

Die 5a, 5b und 5c Abbildungen für die Messungen der Strahldiagramme im Einsatz des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen in einem Multi-Antennensystem gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform in Zuständen des Anschaltens der unterschiedlichen Anzahl der Antennen

Zum völligen Verständnis der erfindungsgemäßen Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften wird die Erfindung durch die folgenden speziellen Ausführungsformen in Verbindung mit den beigelegten Zeichnungen detailliert erläutert. Erläuterungen folgen unten.

In den 1a, 1b, 1c und 1d sind die schematischen Darstellungen des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen gemäß der ersten Ausführungsform aus den jeweiligen Blickwinkeln gezeigt. Bei der Ausführungsform ist der Reset-Schaltkreis für Antennen 10 in einem Multi-Antennensystem 1 mit einer dreidimensionalen Struktur auf zwei Ebenen angeordnet. In den 1a und 1b sind die schematischen Darstellungen des Multi-Antennensystems 1 auf der ersten Grundplatte gezeigt, während in 1c die schematische Darstellung des Multi-Antennensystems 1 auf der zweiten Grundplatte und in 1d die schematische Darstellung des Multi-Antennensystems 1 auf der zusammengebauten ersten und zweiten Grundplatte gezeigt ist. Dabei sind die jeweiligen Grundplatten als gedruckte Schaltungen ausgeführt.

Der Reset-Schaltkreis für Antennen 10 umfasst ein Einspeiseelement 110, vier Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 und vier Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134. Der Reset-Schaltkreis für Antennen 10 kann mit vier Richtantennen 21, 22, 23 und 24 ausgestattet werden, was ein Multi-Antennensystem 1 entstehen lässt. Dabei kann der Typ der jeweiligen Richtantennen 21, 22, 23 und 24 je nach Konstruktionsbedarf ausgewählt werden. Bei der Ausführungsform können die jeweiligen Antennen 21, 22 und 24 als Quasi-Yagi-Uda-Antennen bzw. die Antenne 23 als rechteckige Patch-Antenne ausgeführt werden. Darüber hinaus werden die Positionen der jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 so angeordnet, dass das Diagramm der gesamten Antennen möglichst die vom Konstruktionsbedarf geforderten Empfangsrichtungen/Senderichtungen der Signale abdecken kann. Bei der Ausführungsform ist das Ziel eine umfassende Signalabdeckung des Multi-Antennensystems 1, weshalb die jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 jeweils nach oben, unten, links und rechts in vier Richtungen angeordnet sind. Es ist erwähnenswert, dass der Typ, die Anzahl und die Anordnung der erfindungsgemäßen Antennen je nach Konstruktionsbedarf veränderbar bzw. nicht auf die Ausführungsform eingeschränkt sind.

Das Einspeiseelement 110 kann durch das Einspeisen eines elektrischen Signals (nicht in den Abbildungen gezeigt) die jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 betreiben. Bei der Ausführungsform ist das Multi-Antennensystem 1 mit einer dreidimensionalen Struktur auf zwei Ebenen ausgeführt. Ein Ende des Einspeiseelements 110 ist mit den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 verbunden, wobei das andere Ende mit einem Verbindungselement 30 verbunden ist. Wie in 1c gezeigt, kann das Verbindungselement 30 eine Verbindungssäule 301 und eine Anpassungseinheit 302 aufweisen. Der Reset-Schaltkreis für Antennen 1 kann mittels des Verbindungselements 30 mit einem externen Schaltkreis, welcher auf einer anderen Fläche angeordnet und nicht in den Abbildungen gezeigt ist, verbunden sein, um ein elektrisches Signal zu übertragen.

Die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 sind jeweils zwischen den jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 und dem Einspeiseelement 110 angeordnet bzw. entsprechend mit diesen verbunden, um eine Übertragungsroute für die elektrischen Signale zwischen den Antennen 21, 22, 23 und 24 und dem Einspeiseelement 110 entstehen zu lassen. Dabei können die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 als Mikrostreifenleitungen, welche im Wesentlichen identisch miteinander sind, ausgeführt werden. Das bedeutet, dass die Spezifikationen wie elektrische Länge und Leitungsbreite der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 ungefähr identisch und insgesamt die Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 kreuzförmig angeordnet sind. Durch diese Konstruktion kann die Leistung der eingegebenen elektrischen Signale vom Einspeiseelement 110 gleichmäßig auf die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 verteilt werden.

Die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 können entsprechend in den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 angeordnet werden, dabei ist in jedem Zwischenkreis zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 jeweils eine Schalteinheit angeordnet. Die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 dienen zum wahlweisen Ab- oder Anschalten der Routen für die elektrischen Signale zwischen den Antennen 21, 22, 23 und 24 und dem Einspeiseelement 110. Damit die jeweiligen Routen für die elektrischen Signale durch das wahlweise Abschalten mancher Schalteinheiten entsprechend getrennt werden, sodass die Eingangsimpedanzen der Zwischenkreise zur Leistungszuweisung sehr hoch werden, bei denen die Routen für die elektrischen Signale getrennt sind und dadurch als Leerlaufzustand berücksichtigt werden, sind die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 in den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 angeordnet. Darüber hinaus befinden sich die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 von den Anschlüssen der jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 und des Einspeiseelements 110 jeweils in einem Abstand, welcher der Hälfte der Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Antennen 21, 22, 23 und 24 entspricht. Eine derartige Konstruktion führt im idealen Zustand beim Trennen der Routen für die elektrischen Signale nicht zu einem Leistungsverlust in den Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung bzw. wird die Leistung des elektrischen Signals vollständig verteilt und in die Antennen eingespeist, welche mit den angeschalteten, jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Resonanzfrequenz der jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 38 GHz, weshalb die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 so angeordnet sein müssen, dass sie vom Einspeiseelement 110 ungefähr 3,95·10–3 m entfernt sind. Darüber hinaus sind die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 jeweils mit einer Eingabeleitung für ein Bias 141, 142, 142 und 144 verbunden, um von einer externen Steuereinheit (nicht in den Abbildungen gezeigt) wahlweise an- oder abgeschaltet werden zu können. Dabei können die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 als Mikro-Elektronische-Mechanische-Systeme-(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)-Schalter oder RF-Dioden ausgeführt werden.

Außerdem sind die Masseleitungen 151, 152, 153 und 154 jeweils an den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124 angeordnet und dienen als Erdung für die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121, 122, 123 und 124. Dabei sind die Stellen zum Anordnen der jeweiligen Masseleitungen 151, 152, 153 und 154 nicht eingeschränkt, jedoch müssen die Fachleute im betroffenen technischen Gebiet der Erfindung bei der Konstruktion auf die folgenden allgemeinen Prinzipien achten. Damit die Steuereinheit (nicht in den Abbildungen gezeigt), die die Eingabe des Bias steuert, nicht die RF-Signale des Multi-Antennensystems 1 beeinflusst, müssen die Stichleitungen, deren Enden Kurzanschlüsse, beispielweise Masseleitung, sind, so konstruiert werden, dass die elektrische Länge ein Viertel der Wellenlänge beträgt. Dabei wird die Eingangsimpedanz der Stichleitung sehr hoch und somit der Schaltkreis als Leerlaufzustand berücksichtigt, wodurch die RF-Signale des Multi-Antennensystems 1 nicht beeinflusst werden. Das bedeutet, dass die jeweiligen elektrischen Längen der jeweiligen Masseleitungen 151, 152, 153 und 154 als n-Faches von einem Viertel der Wellenlänge der Resonanzfrequenz der Antennen konstruiert werden können, wobei n eine positive ganze Zahl ist. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Resonanzfrequenz der jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 38 GHz, weshalb die jeweiligen elektrischen Längen der jeweiligen Masseleitungen 151, 152, 153 und 154 1,96·10–3 nm betragen können.

In den 2a und 2b sind die schematischen Darstellungen des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen gemäß der zweiten Ausführungsform aus den jeweiligen Blickwinkeln gezeigt. Im Vergleich mit der Ausführung des Multi-Antennensystems 1 auf zwei Ebenen ist das Multi-Antennensystem 1’ bei der zweiten Ausführungsform auf einer Ebene konstruiert.

Zum Ausführen des Antennensystems 1’ auf einer Ebene sind die Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121’, 122’, 123’ und 124’ im Reset-Schaltkreis für Antennen 10' gemäß der Ausführungsform als trichterförmige Mikrostreifenleitungen ausgeführt, also weist der Teil, der sich nahe am Einspeiseelement 110 befindet, eine schmalere Leitungsbreite auf, die nach und nach zunimmt. Mit einer derartigen Konstruktion ist die Eingangsimpedanz zwar durch die Einspeisung nur beim Anschalten einer der jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24, also wenn nur eine der jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 angeschaltet ist, höher, die jeweiligen Ansprechbandbreiten der jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 liegen aber trotzdem im akzeptablen Bereich. Wenn sich die Anzahl der angeschalteten jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 erhöht, sinkt die gesamte Äquivalenz-Eingangsimpedanz des Antennensystems 1’. Dabei können die Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121’, 122’, 123’ und 124’, die mit hoher Impedanz ausgeführt sind, die gesenkte Eingangsimpedanz ausgleichen, damit die Ansprechbandbreite beim Anschalten des Antennen 21, 22, 23 und 24 in unterschiedlicher Anzahl den Konstruktionsbedarf erfüllen kann.

In den 3a und 3b sind die schematischen Darstellungen des erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreises für Antennen gemäß der dritten Ausführungsform aus den jeweiligen Blickwinkeln gezeigt. Ähnlich wie das Multi-Antennensystem 1’ gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Multi-Antennensystem 1’’ bei der dritten Ausführungsform ebenfalls auf einer Ebene konstruiert, wobei der Unterschied in der Anordnung der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121”, 122”, 123” und 124” liegt.

Anders als bei den zwei genannten Reset-Schaltkreisen wie dem Reset-Schaltkreis für Antennen 10 und dem Reset-Schaltkreis für Antennen 10’ gemäß den Ausführungsformen, wo der Schaltkreis nach dem Einspeisen der elektrischen Signale in vier Teile geteilt ist, bestehen diese Reset-Schaltkreise für Antennen 10” gemäß der Ausführungsform aus drei T-förmigen Demultiplexern. Das bedeutet, dass der Schaltkreis nach dem Einspeisen der elektrischen Signale zuerst mittels des ersten T-förmigen Demultiplexers in zwei Schaltkreise und danach mittels der anderen zwei T-förmigen Demultiplexer in vier Schaltkreise geteilt wird. Diese Konstruktion ist gleich wie diejenige gemäß der zweiten Ausführungsform auf einer Ebene, aber es gibt Unterschiede bei der Anordnung des Schaltkreises. Dabei stehen bei der dritten Ausführungsform mehr zusätzliche Räume zum Anordnen der Anpassungsschaltkreise zur Verfügung. Deshalb ist die verfügbare Bandbreite der Betriebsfrequenz mit dem Reflexionsfaktor des Multi-Antennensystems 1” bei der dritten Ausführungsform größer als diejenige mit dem Reflexionsfaktor des Multi-Antennensystems r bei der zweiten Ausführungsform bzw. ist die Ansprechbandbreite in allen Fällen des Anschaltens der Antennen 21, 22, 23 und 24 gewährleistet, um den Konstruktionsbedarf zu erfüllen.

In den 4a, 4b und 4c sind die Diagramme der Ansprechverhalten der Frequenz in Bezug auf den Reflexionsfaktor des Multi-Antennensystems 1, des Multi-Antennensystems 1’ und des Multi-Antennensystems 1” gezeigt. Bei diesen Diagrammen stellt die Kurve in Mode 1 das ausschließliche Anschalten der Antenne 23, die Kurve in Mode 2 das Anschalten der Antennen 22 und 23, die Kurve in Mode 3 das Anschalten der Antennen 21, 22 und 23 bzw. die Kurve in Mode 4 das vollständige Anschalten der Antennen 21, 22, 23 und 24 dar.

Das Multi-Antennensystem 1 ist mit einer dreidimensionalen Struktur auf zwei Ebenen so angeordnet, dass eine relativ breite Bandbreite für das Ansprechverhalten der Frequenz in Bezug auf den Reflexionsfaktor zur Verfügung steht, wenn die jeweiligen Antennen 21, 22, 23 und 24 angeschaltet werden. Das Multi-Antennensystem 1’ ist auf einer Ebene konstruiert. Durch die Änderung der Breite der jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121’, 122’, 123’ und 124’ wird die Anpassung erreicht, so dass das Multi-Antennensystem 1’ noch leichter produziert werden kann, jedoch die Ansprechbandbreite des Multi-Antennensystems 1’ schmaler als diejenige des Multi-Antennensystems 1 ist. Das Multi-Antennensystem 1” ist ebenfalls auf einer Ebene konstruiert, wobei die Zwischenkreise zur Leistungszuweisung 121”, 122”, 123” und 124” aus drei T-förmigen Demultiplexern bestehen. Die Ansprechbandbreite des Multi-Antennensystems 1” liegt zwischen derjenigen des Multi-Antennensystems 1 und derjenigen des Multi-Antennensystems 1'.

In den 5a, 5b und 5c sind die Abbildungen für die Messungen der Strahldiagramme des Multi-Antennensystems 1, des Multi-Antennensystems 1’ und des Multi-Antennensystems 1” beim Wechseln diverser Diagramme gezeigt. Dabei weisen die Bezugszeichen neben den jeweiligen Strahldiagrammen darauf hin, dass durch das Anschalten der gekennzeichneten Antennen die abgebildeten Strahldiagramme entstehen. Beispielsweise weist die Abbildung des Strahldiagramms mit den Bezugszeichen 22 und 23 darauf hin, dass das Strahldiagramm des Multi-Antennensystems beim Anschalten der Antennen 22 und 23 gemessen ist, wobei die Abbildung des Strahldiagramms mit den Bezugszeichen 21, 22 und 23 darauf hinweist, dass das Strahldiagramm des Multi-Antennensystems beim Anschalten der Antennen 21, 22 und 23 gemessen ist, usw. Darüber hinaus weist die Abbildung des Strahldiagramms mit der Schrift „oben“ darauf hin, dass beim vollständigen Anschalten der Antennen 21, 22, 23 und 24 auf der Oberseite des Multi-Antennensystems das Strahldiagramm des Multi-Antennensystems gemessen ist, wobei die Abbildung des Strahldiagramms mit der Schrift „unten“ darauf hinweist, dass beim vollständigen Anschalten der Antennen 21, 22, 23 und 24 auf der Unterseite des Multi-Antennensystems das Strahldiagramm des Multi-Antennensystems gemessen ist. Dabei bezieht sich die Oberseite des Multi-Antennensystems auf die Fläche der Grundplatte, auf der die Antenne 23 ausgeführt ist, wobei sich die Unterseite des Multi-Antennensystems auf die andere Fläche der Grundplatte bezieht, bei der es sich um die Gegenseite von der mit der Antenne 23 ausgeführten Oberseite handelt.

In den jeweiligen Multi-Antennensystemen 1, 1’ und 1” sind jeweils die erfindungsgemäßen Reset-Schaltkreise für Antennen 10, 10’ und 10” angeordnet. Durch die jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 besitzen die jeweiligen Multi-Antennensysteme 1, 1’ und 1” die Eigenschaft, zwischen mehreren Diagrammen umschalten zu können. Durch das Schalten der jeweiligen Schalteinheiten 131, 132, 133 und 134 können die Diagramme der jeweiligen Multi-Antennensysteme 1, 1’ und 1” zwischen direktional, omnidirektional und rückwärtig geschaltet werden, damit ein geeignetes Antennendiagramm und eine Antennenausrichtung je nach der Einsatzumgebung der jeweiligen Multi-Antennensysteme 1, 1’ und 1” angewählt werden können, um die Kommunikationsqualität der mobilen Geräte zu erhöhen.

Hiermit kann sich der erfindungsgemäße Reset-Schaltkreis für Antennen durch die jeweiligen Zwischenkreise zur Leistungszuweisung und die an den jeweiligen Zwischenkreisen zur Leistungszuweisung angeordneten Schalteinheiten nicht nur an eine Antenne, sondern auch gleichzeitig an mehrere Antennen anpassen. Dadurch kann nicht nur die benötigte Dimensionierung der Struktur des Reset-Schaltkreises für Antennen erheblich verkleinert werden, sondern auch noch leichter das gesamte Diagramm der jeweiligen Antennen verändert werden, um die Empfangsqualität der Signale zu verbessern. Außerdem ist der Reset-Schaltkreis für Antennen statt mit konzentrierten Elementen als gedruckte Schaltung ausgeführt. Auch wenn die Leitungsbreite oder -länge der gedruckten Schaltung bei der Massenproduktion eine geringe Abweichung aufweist, wird das Ansprechverhalten des Reset-Schaltkreises für Antennen immer noch beibehalten und ist die Stabilität des Ansprechverhaltens des Reset-Schaltkreis für Antennen gewährleistet, wodurch die Fehlerquote des Reset-Schaltkreises für Antennen sinkt.

Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung durch die bevorzugten Ausführungsformen dargestellt. Fachleute sollten zur Kenntnis nehmen, dass die Erfindung nicht auf die genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel ist. In diesem Zusammenhang werden alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale als erfindungswesentlich angesehen. Es sind ausschließlich die nachfolgenden Ansprüche für den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung gültig.

Bezugszeichenliste

1, 1’ und 1”
Multi-Antennensystem
10, 10’ und 10”
Reset-Schaltkreis für Antennen
110
Einspeiseelement
121, 122, 123 und 124
Zwischenkreis zur Leistungszuweisung
121’, 122’, 123’ und 124’
Zwischenkreis zur Leistungszuweisung
121”, 122”, 123” und 124”
Zwischenkreis zur Leistungszuweisung
131, 132, 133 und 134
Schalteinheit
141, 142, 142 und 144
Eingabeleitung für ein Bias
151, 152, 153 und 154
Masseleitung
21, 22, 23 und 24
Antenne
30
Verbindungselement
301
Verbindungssäule
302
Anpassungseinheit