CN101013898A - 用于电信设备的天线 - Google Patents

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Abstract

示出并描述了一种用于电信设备的天线，尤其是用于如移动电话、便携式计算机或手持无线电设备的移动电信设备，其由电导体构成的用于发送和接收通信数据的至少一个辐射器元件具有与频带相匹配的谐振频率，其中所述辐射器元件至少部分设置在电信设备的具有至少一个外壳部件的外壳内。本发明的任务是提供一种尽可能小的、可以普遍采用的电信设备天线，其能够容忍变化的情况，尤其是电信设备的不同外壳，而基本上不会影响发送和接收功率。该任务这样来解决：所述天线包括至少一个由另一个电导体构成的校正构件，其设置在外壳部件上，与辐射器元件共同作用，并对由外壳部件对辐射器元件的谐振频率造成的影响进行补偿。

Description

用于电信设备的天线
技术领域
本发明涉及一种用于电信设备的天线，尤其是用于移动电信设备，如移动电话、便携式计算机或手持无线电设备，其由电导体构成的用于发送和接收通信数据的至少一个辐射器元件具有与频带相匹配的谐振频率，其中所述辐射器元件至少部分地设置在通信设备的具有至少一个外壳部分的外壳内。
背景技术
这种类型的天线在现有技术中长期以来就是已知的，例如是以鞭形天线、螺旋形天线、单极或双极天线的形式，以及如PIFA天线(平板倒置F天线)，应用在各种不同的电信设备中。现代的电信设备，其现在是指移动电话、便携式计算机、如笔记本电脑或PDA(个人数字助理)、手持无线电设备或类似设备，被设计得越来越小，以提高这类设备的方便性。同时这类电信设备将越来越多的功能集成在一起。尤其是在移动电话的情况下，许多功能被进一步集成。因此现在可以利用移动电话来拍照、播放音乐、接收电子邮件、调用互联网服务等等。在当前的设备小型化的趋势下，越来越多的功能的集成对单个组件、尤其是组件大小提出了很高的要求。
此外，对这种设备的天线进一步提出了特殊改进的课题，尤其是结构小型化的课题。然而与此相对地，这也对在更多的频带上实现尽可能好的发送和接收功率提出了要求。
用于电信设备的天线所存在的另外一个问题是通过设备外壳会改变天线特性。取决于多种因素，例如材料和颜色，天线的辐射器元件的谐振频率发生改变，从而影响了发送和接收功率。为此，首先为移动电话提供了多个更换外壳部件，例如上部机壳、下部机壳或电池盖，从而使设备的设计更为个性化。除了不同的颜色设计之外，还有由多种不同的材料构成的外壳部分，例如由带有附加的皮革或材料装饰层构成的外壳部分。
一种在现有技术的公开文献中不能证实的方法提供了一种天线，这种天线能够容忍这种变化的情况，其中所述天线具有很高的带宽，因此能够采用较大的天线。但是这与前面提到的对更小的结构单元以及更小的天线的需求是相悖的。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种尽可能小的、可以普遍采用的电信设备天线，其能够容忍变化的情况，尤其是电信设备的不同外壳，而基本上不会影响发送和接收功率。
该任务通过权利要求1所述的天线来解决，这种天线的特征在于，该天线包括至少一个由另外一个电导体构成的校正构件，所述校正构件设置在一个外壳部件中，与所述辐射器元件共同作用，并对由该外壳部件对辐射器元件的谐振频率造成的影响进行补偿。
本发明所述天线的显著优点是：这种天线只需要对相应频带内的接收和发送功率进行优化，而不必考虑由外壳部件对辐射器元件的谐振频率造成的影响。由外壳部件引起的天线辐射元件的谐振频率的改变通过设置在该外壳部件上的校正构件得以补偿。由此可以为不同的电信设备提供通用的、结构小巧的天线，其中通过所述校正构件实现了与相应的电信设备或其外壳的匹配。
由不同的现有技术，即西门子技术报告，第四年度，第13/2001号，第121页，已知可以更换用于特定频带的天线辐射器元件。因此，在以1800MHz发送和接收的移动电话的情况下，这种辐射器元件可以用1900MHz频带的辐射器元件来代替。此外，由该公开出版物已知：由多个辐射器元件构成的整个天线是可以更换的。但是这里没有对谐振频率进行校正，与此相反，由于采用另一种谐振频率而省去了通过一种谐振频率的发送和接收。
由DE10110982A2已知了一种校正元件，它对天线的所谓SAR值进行校正。SAR值是表示一部分天线功率被人体所吸收。这种校正元件是将在印刷电路板上可能流过的电流分布有目的地从其一个或多个位置极大值引出至所述校正元件，从而在使用移动无线电设备时使得在印刷电路板和附加元件上总共得到的电流的位置分布被共同加以考虑，进行比较，并使最初的电流极大值移至对于使用者来说不是很要紧的设备范围内。
但是，通过这种校正元件不会对天线的谐振频率施加影响，尤其是不会对一个或多个辐射器元件的谐振频率施加影响。
本发明的另一种实施方式的特征在于，在一种所谓的多频带天线中，以多个频带发送和接收通信数据的天线为每个频带构造了一个具有相应的匹配谐振频率的辐射器元件，其中至少一个辐射器元件至少部分地设置在外壳部件内，并且至少一个设置在外壳部件上的校正构件对该外壳部件对至少一个辐射器元件的谐振频率的影响进行补偿，从而在多频带天线的情况下也可以得到前面所述的优点。
一种特别优选的实施方式在于，在外壳由多个外壳部件构成的情况下，至少一个辐射器元件至少部分地设置在第一个外壳部件内，并且其谐振频率与这个外壳部件相匹配，而至少一个校正构件设置在另一个外壳部件上，并对所述另一个外壳部件对至少一个辐射器元件的谐振频率的影响进行补偿。
这种天线特别适用于一开始就配备有通过附加的可更换外壳部件、尤其是下部机壳和/或电池盖来实现个性化的移动电话。其中所述天线在其谐振频率方面通常与一个不可更换的外壳部件相匹配。此外，如果由第三方生产商提供的外壳部件也有利地具有一个校正构件，则可以用多种材料来进行更换外壳生产，而不会对移动电话天线的辐射器元件的发送和接收功率造成不利影响。
根据外壳部件的类型，设置在外壳部件上的校正构件被设计为寄生校正构件，并与辐射器元件电容耦合和/或电感耦合。作为替代，校正构件也可以与辐射器元件电流连接。
当辐射器元件和校正构件彼此电流连接时，这种电流连接最好以具有优点的简单方式通过至少一个弹性接触件来实现。
其中所述弹性接触件由设置在外壳部件上的校正构件或者由设置在外壳部件内的辐射器元件来提供。
在具有多个辐射器元件的所谓多频带天线的情况下，其具有每个与一个特定频带相匹配的谐振频率，设置在外壳部件上的一个单个的校正构件可以对该外壳部件对一个或多个辐射器元件的相应谐振频率的影响进行补偿。
起到同样效果的是，也可以使每个辐射器元件恰好对应于一个设置在外壳部件上的校正构件，这个校正构件对该外壳元件对相应谐振频率的影响进行补偿。
最后，在外壳部件上也可以设置多个校正构件，这些校正构件对该外壳部件对多个辐射器元件的相应谐振频率的影响进行补偿。
在另外一个具有优点的实施例中，校正构件是外壳部件的一部分，从而可以最优地利用外壳内的空间。
校正构件最好构造为一个薄板或薄膜的冲压件。
附图说明
此外还由下面的附图说明中得到了本发明的优点。如图所示：
图1以剖面侧视图示出了移动电话的原理图，
图2以背面视图示出了图1所示移动电话的原理图，
图3示出了具有多频带天线、带有附加辐射器元件的图1所示移动电话，
图4以背面视图示出了图3所示移动电话，
图5示出了具有两个校正构件的移动电话的下部机壳，
图6示出了具有根据图5所安装的下部机壳的图4所示移动电话，
图7以剖面侧视图示出了图6所示的移动电话，
图8和图9示出了具有所安装的下部机壳和寄生校正构件的移动电话，以及
图10和图11示出了具有电流接触的校正构件的移动电话。
具体实施方式
在后面对附图的描述中，借助一个移动电话来描述本发明。但是很明显，本发明并不限制为移动点环，而是可以应用于各种具有至少部分设置在外壳内的天线的电信设备。
在附图中用附图标记10整体表示一个移动电话。
移动电话10包括一个背面的外壳部件11，它也被称为下部机壳11，还包括用于发送和接收通信数据的天线的至少一个辐射器元件12，一个具有主要构件和开关元件的面板13，为了简单起见，在这个例子中也被表示为前面的外壳部件13、上部机壳13。上部机壳13和下部机壳11构成了外壳23。最后在附图中还用14来示意性地表示一个电池模块。
在图1至4中，通过剖面侧视图或背面视图示出了现有技术中的一个移动电话，其中在图2中，以及在图4中，省略了下部机壳的图示。正如在大多数移动电话10的情况下经常看到的那样，天线的辐射器元件12是一个所谓PIFA天线(平板倒置F天线)的一部分。在图1和图2中涉及的是这样一种天线：它的辐射器元件12在两个频带内发送和接收通信数据。
与此不同的是，图3和图4中示出了一种现有技术中的移动电话，具有一个多频带天线，该天线具有一个附加的寄生辐射器元件15。这个辐射器元件15由辐射器元件12电磁激励，用于在另一个频带上发送和接收通信信号。
这些辐射器元件在附图中通过接触件16与面板13上的HF源相连接。
现在在图5中示出了一个根据本发明的外壳部件，即更换下部机壳17。除了更换下部机壳17外，它也可以是一个电池盖。更换下部机壳17具有校正构件18。这个校正构件最好由例如一个薄板或薄膜的冲压件构成，并具有弹性接触件19，用于电流连接到移动电话10的辐射器元件12上。其中弹性接触件19作为校正构件18的材料上结合为一体的组成构件来实现，并具有指向辐射器元件12的弹性初应力。
在图6和图7中，根据本发明的外部部件17设置在如图3和4所示的移动电话10上。在图7的剖面侧视图中可以很清楚地看出校正构件18与辐射器元件12的电流接触通过弹性接触件19来实现，其中只示出了垂直设置的校正构件18的弹性接触件19。
图6以一个背面视图示出了具有根据图5安装的更换下部机壳17的移动电话10。其中下部机壳17的位于纸张平面内的背面部分被取下，以便能够更清楚地看到移动电话10的内部。
借助于校正构件18，移动电话10的更换下部机壳17对辐射器元件12和15的谐振频率造成的影响可以得到补偿。在与图4的视图相比较的图示中可以看到，水平设置的校正构件18延长了辐射器元件12的一个臂20。与此相对地，垂直设置的校正构件18将图4中可以清楚看到的辐射器元件12的垂直设置的曲折区域搭接起来，使得辐射器元件12在这个区域内被缩短。
辐射器元件18可以被如此构造，使得它们同样对寄生辐射器元件15的谐振频率造成影响。为此可以考虑采用这里没有示出的至少一个校正构件18与寄生辐射器元件15之间的电流连接，或者可以考虑一个或两个辐射器元件18与寄生辐射器元件15之间的电感和/或电容耦合。则辐射器元件18相对于寄生辐射器元件15表现为寄生的校正构件18。
在图8和图9中也示出了具有本发明所述更换下部机壳17的移动电话10。在所给出的情况下，校正构件21是所谓的寄生校正构件21，它与辐射器元件12之间不是电流耦合，而是电感和/或电容耦合，以便能够补偿更换下部机壳对辐射器元件12的谐振频率的影响。
最后，图10和图11再一次示出了具有图8和9所示的本发明所述更换下部机壳17的移动电话10。与图8和图9的图示相反，在校正构件18和辐射器元件12之间存在电流连接。然而这是通过由辐射器元件12所构成的弹性接触件22来实现的。借助图9和11的比较视图可以看到，具有校正构件18或21的更换下部机壳17可以根据辐射器元件12的构成是带有还是没有弹性接触件22，提供用于电流耦合的校正构件18或者同样构造的寄生校正构件21。
综上所述，本发明涉及一种用于在一个或多个频带内发送和接收通信数据的天线，其并没有对外壳或者外壳部件进行特定的匹配。对外壳或外壳部件的匹配通过设置在相应的外壳或外壳部件上的校正构件来实现，从而对外壳或外壳部件对天线的谐振频率造成的影响进行补偿。这样，描述了一种对其发送和接收功率进行优化的天线，具有较小的空间需求，其与特定外壳的匹配借助于校正构件来实现。

Claims (13)

1.一种用于电信设备的天线，尤其是用于如移动电话(10)、便携式计算机或手持无线电设备的移动电信设备，其由电导体构成的用于发送和接收通信数据的至少一个辐射器元件(12，15)具有与频带相匹配的谐振频率，其中所述辐射器元件(12，15)至少部分设置在电信设备的具有至少一个外壳部件(11，13，17)的外壳(23)内，其特征在于，所述天线包括至少一个由另一个电导体构成的校正构件(18，21)，所述校正构件设置在外壳部件(11，13，17)上，与所述辐射器元件(12，15)共同作用，并对由所述外壳部件(11，13，17)对辐射器元件(12，15)的谐振频率造成的影响进行补偿。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，在所谓多频带天线的情况下，用于在多个频带上发送和接收通信数据的天线对于每个频带形成了一个具有相应匹配的谐振频率的辐射器元件(12，15)，其中至少一个辐射器元件(12，15)至少部分设置在所述外壳(23)内，并且设置在至少一个外壳部件(11，13，17)上的至少一个校正构件(18，21)对该外壳部件(11，13，17)对至少一个辐射器元件(12，15)的谐振频率的影响进行补偿。
3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，在外壳(23)由多个外壳部件(11，13，17)构成的情况下，所述至少一个辐射器元件至少部分地设置在所述外壳(23)内，并且其谐振频率与至少一个外壳部件(11，13，17)相匹配，而至少一个校正构件(18，21)设置在另外一个外壳部件(11，1 3，17)上，并对所述另外一个外壳部件(11，13，17)对至少一个辐射器元件(12，15)的谐振频率的影响进行补偿。
4.如权利要求1至3中任一项所述的天线，其特征在于，设置在外壳部件(11，13，17)上的校正构件(18，21)被构造为寄生的校正构件(21)，并与辐射器元件(12，15)电容和/或电感耦合。
5.如权利要求1至3中任一项所述的天线，其特征在于，辐射器元件(12，15)和设置在外壳部件(11，13，17)上的校正构件(18)彼此电流连接。
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述电流连接作为至少一个弹性接触件(19，22)来实现。
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述弹性接触件(19)由设置在外壳部件(11，13，17)上的校正构件(18)来提供。
8.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述弹性接触件(22)由设置在外壳(23)内的辐射器元件(12，15)来提供。
9.如权利要求2所述的天线，其特征在于，设置在外壳部件(11，13，17)上的一个单个的校正构件(18，21)对该外壳部件(11，13，17)对多个辐射器元件(12，15)的相应谐振频率的影响进行补偿。
10.如权利要求2所述的天线，其特征在于，为每个辐射器元件(12，15)恰好配备了一个设置在外壳部件(11，13，17)上的校正构件(18，21)，所述校正构件对该外壳部件(11，13，17)对相应谐振频率的影响进行补偿。
11.如权利要求2所述的天线，其特征在于，多个设置在外壳部件(11，13，17)上的校正构件(18，21)对该外壳部件(11，13，17)对多个辐射器元件(12，15)的相应谐振频率的影响进行补偿。
12.如以上权利要求中任一项所述的天线，其特征在于，所述校正构件(18，21)是外壳部件(11，13，17)的一部分。
13.如权利要求1至11中任一项所述的天线，其特征在于，所述至少一个校正构件(18，21)被构造为一个薄板或薄膜的冲压件。
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