Die Erfindung betrifft ein mobiles Telekommunikations-Endgerät, welches an einem oder in der Nähe eines Körperteils getragen oder befestigt wird, und hierfür ein ein- oder mehrteiliges Band aufweist, das mit dem Gerätegehäuse verbunden ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Das ein- oder mehrteilige Band kann auch als ein ein- oder mehrteiliger Gurt oder Riemen ausgebildet sein.
In den letzten Jahren sind Entwicklungen sogenannter Handyphone oder Wristphone-Systeme bekannt geworden, welche davon ausgehen, ein Telekommunikations-Gerät nach Art einer Armbanduhr zu tragen und nutzen zu können. Beispielsweise sei hier auf das PHS Personal Handyphone System der NTT Nippon Telephone and Telegraph verwiesen, das ein mobiles Telefon im Armbanduhr-Format zeigt. Ein Zukunftsentwurf der Firma Philips stellt ebenfalls auf ein Telefon im Armbanduhr-Format ab, mit dem sich Daten aus dem Internet abrufen, Bildtelefon-Gespräche führen und Software- oder Videoclips übertragen lassen. Diese Applikation soll durch eine neue Siliziumchip-Technologie möglich werden. Hier wird auf die sogenannte QUBiC 3-Technologie zur Chipherstellung verwiesen, wobei derartige Chips in der Lage sind, schnell große Datenmengen verarbeiten zu können, wie dies beispielsweise in der Video-Technik benötigt wird.
Eine neuere Entwicklung ist weiterhin die Telefonuhr der koreanischen Firma Samsung. Die mit Anycall bezeichnete Telefonuhr besitzt Abmessungen von im wesentlichen 67'x 58 x 20 mm und vereinigt alle notwendigen elektronischen und Anzeigeelemente. Die Antennenanordnung der Anycall-Telefonuhr erstreckt sich seitlich vom Uhrengehäuse und vom Armband weg oberhalb des Arms, ist aber recht dicht zur Oberfläche dieses Körperteils orientiert.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei derartigen Telekommunikations-Endgeräten im Uhrenformat die bisherigen Ausführungen der notwendigen Antennen Strahlung in den Arm des Trägers einkoppeln mit der Folge einer unerwünschten Absorption, d.h. verschlechtertem Antennengewinn und möglichen körperlichen Schäden. Armbanduhren mit Antennen sind ebentalls aus JP-A-06188809 und EP-A-1113346 (Artikel 54(3) EPÜ) bekannt.
Dieser Nachteil ist insbesondere dann relevant, wenn bei der gewünschten weiteren Verkleinerung von Telekommunikations-Endgeräten im Uhrenformat allein durch die Skalierung die Antenne dichter an das Körperteil, an welchem die Befestigung erfolgt, heranrückt.
Zur Vermeidung einer unerwünschten Strahlungseinkopplung wurde bei klassischen Mobiltelefonen bereits vorgeschlagen, diese mit einem Klapp- oder Schiebemechanismus auszustatten dergestalt, daß im Stand-by-Betrieb Teile der Funktionselemente, z.B. die Eingabetastatur abgedeckt bleiben, wodurch sich sowohl ein Schutz der Bedienelemente ergibt als auch durch die insbesondere klapp- oder schiebbare Gehäusehälfte eine Bauraumreduzierung einstellt. Im Betriebsfall kann ein Gehäuseteil in Richtung Strahler verschoben werden, um eine Schirmfläche zu schaffen, die sich dann zwischen dem Kopf des Benutzers und der Energie abstrahlenden Antenne befindet. Bei einer solchen Konfiguration treten jedoch unerwünschte Veränderungen der Empfangs- und Sendeeigenschaften auf. Dies wird dann verstärkt, wenn in dem verschiebbaren Gehäuseteil nicht optimierte Metallflächen und/oder zusätzliche aktive elektronische Bauelemente angeordnet sind.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Antennenanordnung für mobile Telekommunikations-Endgeräte, insbesondere für Geräte anzugeben, welche an einem oder in der Nähe eines Körperteils getragen oder befestigt werden.
Hier soll erfindungsgemäß auf der einen Seite ein optimaler Wirkungsgrad der Antenne gegeben sein und andererseits ein unerwünschtes Eindringen von hochfrequenter Strahlung in das Körperteil vermieden werden. Die Antennenanordnung soll weiterhin erfindungsgemäß für miniaturisierte Telekommunikations-Endgeräte, insbesondere solchen Anwendung finden, die nach Art einer Armbanduhr getragen und benutzt werden.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt demgemäß mit einem mobilen Telekommunikations-Endgerät nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Beim mobilen Telekommunikations-Endgerät nach Anspruch 1 setzt das Befestigungsmittel für das Telekommunikations-Endgerät unterhalb der Antenne, d.h. des flächen- oder stabförmigen Strahlers an und die Antenne selbst ragt über das Befestigungsmittel, z.B. Armband, nach oben hinaus. Daher liegt die Antenne weder seitlich am Arm an, noch ist sie Teil des Armbands. Durch den vorgesehenen Abstand zwischen Antenne bzw. Strahler und Arm und durch eine erfindungsgemäß metallische Fläche wird die unerwünschte Einstrahlung in das Körperteil minimiert und es erhöht sich gleichzeitig der Tragekomfort der Anordnung, da die flächenmäßige Ausdehnung des Gehäuses des Telekommunikations-Endgeräts bezogen auf den Kontaktbereich zum Arm nicht vergrößert werden muß.
In der Ausgestaltung der Erfindung ist am befestigungsseitigen Ende des Armbands die reflektierende metallische Fläche vorhanden. Einer Veränderung der Fußpunktimpedanz durch diese metallische Fläche kann dadurch entgegengewirkt, daß zwischen metallischer Fläche und Strahler ein Antennenanpassungs-Abschnitt vorgesehen ist, der zu einer gemeinsamen Hochfrequenz-Masse führt.
Wie erläutert, ist die Antenne der Anordnung als flächenoder stabförmiger Strahler ausgebildet und an der Oberseite am oder im Gehäuse, vom Körperteil sich weg erstreckend, fixiert. Das Band zum Befestigen des Telekommunikations-Endgeräts an einem Körperteil eines Trägers wird unterhalb des Strahlers am Gehäuse angeschlagen, so daß ein z.B. dort notwendiger metallischer Stift die Antennencharakteristik nicht negativ beeinflußt, weil dieser sich innerhalb des Speisepunkts befindet.
Das Gehäuse kann ausgestaltend ein Oberteil und ein Unterteil aufweisen, wobei die Antenne vom Oberteil ausgehend sich seitlich in Richtung des Bandes erstreckt und das Band am Gehäuseunterteil befestigt wird.
Die elektrische Kontaktierung des Antennen-Gegengewichts respektive der metallischen Fläche zur Vermeidung des Eindringens hochfrequenter Strahlung in das Körperteil ist über ein leitfähiges Stiftgelenk realisiert, wobei dieses Stiftgelenk üblichen Mitteln zum Befestigen eines Bandes am Gehäuse entsprechen kann.
Der mindestens eine Strahler zur Bildung der Antenne kann baulich in ein Uhrengehäuse, insbesondere Uhrengehäuse-Oberteil integriert oder Teil des Gehäuses sein, wobei bei mehreren Strahlern diese im wesentlichen gegenüberliegend am Uhrengehäuse angeordnet und unterhalb der Strahler die Befestigungsmittel für das Armband am Gehäuse vorgesehen sind. Hierdurch ergeben sich Vorteile beim Uhrendesign und im Tragekomfort.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann zur weiteren Vergrößerung des Strahlerabstands zum Arm des Trägers der oder die Strahler gelenkig und verschwenkbar ausgeführt und am Uhrengehäuse befestigt sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Antennenanordnung für ein sogenanntes Wristphone ist am befestigungsmittelseitigen Ende des Armbands die metallische Fläche zur Bildung eines Gegengewichts und zur Reflexion vorgesehen und zwischen Strahler und Schirm der Antennenanpassungs-Abschnitt ausgebildet.
Die elektrische Kontaktierung der metallischen Fläche erfolgt bevorzugt im Bereich des Strahler-Fußpunkts und im wesentlichen zur Strahler-Längsachse orientiert, was mit Hilfe einer üblichen metallischen Achse, die in Ausnehmungen am Uhrengehäuse geführt ist, realisiert werden kann. Auch wird hierbei eine unerwünschte Veränderung der Strahlungscharakteristik der Antenne wirksam vermieden.
Durch die vorgestellte Möglichkeit der Anordnung von Strahler, Anpassungsabschnitt und metallischer Fläche am Band, wobei die interne Kontaktierung zur zentralen HF-Masse bezogen auf den Antennen-Fußpunkt variabel ist, läßt sich eine kapazitive Komponente bilden, mit deren Hilfe eine Feinabstimmung der Antennenanpassung möglich ist. Auf diese Weise gelingt es zusätzlich, die Fußpunktanpassung eines Hochfrequenz-Strahlers auch dann zu optimieren, wenn im Nahfeldbereich des Strahlers absorbierende metallische Komponenten in Form leitender Flächen vorhanden sind. Weiterhin wird die im Nahfeldbereich, d.h. zum Körperteil des Nutzers hin auftretende Feldstärke reduziert, so daß sich die spezifische Absorptionsrate (SAR) am Körperteil reduziert. Hinsichtlich des Fernfelds ist die Beeinflussung der Abstrahlungscharakteristik im Verhältnis zu einem ungestörten Strahler unwesentlich, da mit der vorgestellten Anordnung ein resonantes System bereitgestellt wird, das optimale Anpaßwerte gewährleistet.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Bei den Figuren ist das Gehäuse des Wristphones mit dem Bezugszeichen 1 versehen, wobei seitlich vom Gehäuse 1 in Richtung des Armbands 4 sich mindestens ein Strahler 2 erstreckt. Am Gehäuseunterteil 6 sind Befestigungspunkte 3 für die Teile des Armbands 4 vorgesehen.
Insbesondere Fig. 2 und Fig. 4 machen deutlich, daß der beim gezeigten Ausführungsbeispiel einseitig vorgesehene Strahler 2 oberhalb des Armbands 4 befindlich ist und einen optimalen Abstand zur Oberfläche des Armes 5 aufweist, so daß ein unerwünschtes Eindringen hochfrequenter Strahlung und Absorbieren dieser minimiert wird.
Der Strahler 2 ist als flächen- oder stabförmiger Strahler ausgebildet und bevorzugt am Gehäuseoberteil 7 fixiert.
Das gehäuseseitige Ende des Armbands 4 besitzt eine metallische Fläche 8 als Antennen-Gegengewicht und zur Verringerung des Eindringens hochfrequenter Strahlung in den Arm 5.
Weiterhin kann zwischen Strahler 2 und metallischer Fläche 8 ein mit dem Gehäuse 1 verbundener oder einen Gehäuseteil umfassender Antennenanpassungs-Abschnitt (nicht gezeigt) vorgesehen sein, wobei die elektrische Kontaktierung der metallischen Fläche 8 über ein leitfähiges Stiftgelenk zum Befestigen des Armbands 4 am Gehäuse 1 erfolgt.
Bei den Fig. 1 bis 4 ist der Strahler 2 einseitig, sich ausgehend vom Armband 4 nach oben erstreckend, ausgebildet, wobei eine weitere Ausführungsform von zwei gegenüberliegenden Strahlern, die am Gehäuseoberteil fixiert sind, ausgegangen wird. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß der oder die Strahler baulich in ein nichtmetallisches Gehäuse, insbesondere in das Oberteil 7 integriert sind.
Zur Veränderung und Einstellung des Strahlerabstands zum Arm des Trägers oder zur Feinanpassung besteht die Möglichkeit, den oder die Strahler gelenkig und verschwenkbar am Uhrengehäuse, insbesondere am Oberteil 7 anzuschlagen.
Beim gezeigten Beispiel beträgt der Abstand zwischen Strahler 2 und der metallischen Fläche 8 des Armbands 4 im wesentlichen λ/20. Dieser Abstand entspricht im UMTS-Frequenzbereich nach IMT-2000 Standard von 1885 bis 2025 MHz etwa 0,5 bis 0,7 cm.
Aus den Darstellungen ist ersichtlich, daß im Gegensatz zu bekannten Antennenkonfigurationen der Strahler sich nicht in Armlängsrichtung und dicht an dessen Oberfläche verlaufend erstreckt, sondern quasi frei nach oben steht und vom Arm weg weist. Hierdurch ist sowohl die Strahlungscharakteristik verbessert, als auch die spezifische Absorptionsrate wesentlich günstiger als bei unmittelbar am Arm aufliegenden Antennen oder Antennen, bei denen der aktive Strahler Teil des Armbands ist.
Durch die Kombination Anordnung des Strahlers, Ausbildung einer metallischen Fläche unterhalb des Strahlers bevorzugt als Teil des Armbands und einer dazwischen befindlichen Anpassung, die beispielsweise in Form einer weiteren metallischen Fläche ausgebildet sein kann, wird eine Möglichkeit zur Bildung eines resonanten Strahlersystems geschaffen. Durch die Wahl der Antennenenanpassungs-Kontaktverbindung, die im Gehäuseinneren ausgeführt ist, besteht weiterhin die Möglichkeit, unter Berücksichtigung der Symmetrieverhältnisse gewünschte Strahlungscharakteristika der Antenne einzustellen.