CN101061604A - 折叠式移动无线电设备 - Google Patents

Abstract

在通话时高的天线性能可以得到保证。配合在上部壳体(1)上的导电金属架(1A)和第一铰链部分(31)电连接，第一和第二铰链部分(31，32)连接以绕旋转轴(33)转动，而第一和第二铰链部分(31，32)和旋转轴(33)用导电金属形成并通过各自的接触点电连接。而且，作为馈电部分的第二铰链部分(32)与电路板(21)上的匹配电路(22)连接，具有预定长度的导电金属元件(35)的一端与第二铰链部分(32)连接并与其电连接，而导电金属元件(35)的另一端是开路的。而且，导电金属元件(35)平行于Y方向设置，该Y方向与下部壳体的(2)的纵向(Z方向)垂直相交，且该导电金属元件设置在与操作键所设置的表面相对一侧上的表面附近。

Description

折叠式移动无线电设备

技术领域

本发明涉及一种能够在通话时保持良好的天线性能的折叠式可移动无线电设备。

背景技术

移动电话的使用越来越广泛，特别的，上部壳体和下部壳体由铰链部分连接以打开/闭合的折叠式移动电话越来越流行，这种折叠式移动电话通常有两种打开和闭合两种工作模式。因此，这种折叠式移动电话有两个优势，电话在打开状态(打开模式)下使用时要被观察的显示屏可以变宽的便利以及当移动电话在关闭模式下使用时可以折叠成紧凑形式的容易携带特性。

此外，折叠式移动电话厚度变薄是一个需求。但是，当移动电话厚度减小时，因为天线挨着使用者更近而天线性能会降低。此外，当折叠式移动电话以这种方式变薄时，还有另一个问题，即很难降低局部平均(Iocalmeans)SAR(特定吸收率(specific absorption rate))。

作为在现有技术中的一种抑制局部平均特定吸收率的方法，比如，已知一种连接(接地)导电金属元件的方法，该导电金属元件靠近馈电点向地开路，把这个元件的长度设置为在不平衡馈电天线中的理想频率处谐振。此元件通常安装在壳体的表面上，该壳体的表面是与设置用于听筒部分的开口部分的壳体表面相对的表面，所述听筒部分位于人体附近。根据这种构造，来自馈电点的电流流入导电金属元件，从而，流过位于人体附近的壳体表面的电流可以降低(例如，参见专利文献1。)

作为分流来自另一个馈电点的电流的方法，已知一种在结构上将拉杆天线(天线2)连接到馈电部分的方法，在该方法中，带有听筒部分的上部壳体的的屏蔽壳体设置为天线元件(天线1)，然后电流从下部壳体的接地基板通过柔性电缆流向天线元件。

专利文献1：JP-A-2002-353719

专利文献2：JP-A-2002-335180

发明内容

发明所解决的问题

然而，在这种减少局部平均SAR的方法中，出现了这样一个问题：当导电金属元件靠近使用者的手时，天线性能退化。

此外，在将来自馈电点的电流分流的方法中，因为拉杆天线必须突出到壳体壳体外部，在壳体壳体内设置天线很难。因为对于通话状态，辐射特性不能优化，便存在不能获得高天线增益的问题。

本发明鉴于上述情形而作出，本发明的目的是提供一种折叠式可移动无线电设备，通过在折叠式无线电设备的内置天线中，将导电金属元件连接到馈电点，该无线电设备能够改善天线通话状态下的天线性能。

解决问题的方法

本发明的折叠式可移动无线电设备，包括第一壳体和第二壳体；设置于第一壳体的天线元件；用于可转动连接第一和第二壳体的铰链部分；设置在第二壳体中并在其上具有接地图案的电路板；连接到电路板上的无线电电路的馈电部分；以及导电金属元件，该导电金属元件布置在铰链部分上并具有预先确定的长度，其中，所述铰链部分具有金属形成的第一铰链部分和第二铰链部分，以及用于电连接第一铰链部分和第二铰链部分并可转动地支撑该第一铰链部分和第二铰链部分的连接部分，所述第一铰链部分设置到第一壳体上并电连接到天线元件在铰链部分一侧上的端部上。第二铰链部分设置到第二壳体上，并且布置在距电路板上的接地图案预定间隔处，且电连接到馈电部分上。所述导电金属元件布置成与第二壳体的纵向垂直相交，使得一端电连接到第二铰链部分上，而另一端开路，并且，天线元件、铰链部分和电路板上的接地图案构造成作为偶极天线工作。

根据这种构造，对于通话状态，天线的电流可以在内置于壳体中的天线中分配并且极化可以得到优化。结果，局部平均SAR可以被降低，而高的天线增益可以得到保证。

在根据本发明的折叠式移动无线电设备中，导电金属元件在特定的频率谐振。

根据这个构造，在通话状态下，天线电流可以在所希望的频率分配而且极化可以针对通话状态优化。结果，局部平均SAR可以被降低，而高的天线增益可以得到保证。

此外，在根据本发明的折叠式移动无线电设备中，导电金属元件具有在两个或者更多的特定频率下发生谐振的结构。

根据这个构造，一个导电金属元件可以控制两个或更多特定的频率。因此，元件的数量可以减少。

此外，根据本发明的折叠式移动无线电设备中。导电金属元件是印刷在第二壳体中设置的电路板上。

根据这个构造，用来分配天线电流的导电金属元件可以忽略，元件数目可以减少。此外，不需要用来安装导电金属元件的空间。

此外，根据本发明的折叠式移动无线电设备中，导电金属元件布置在第二壳体中与布置操作键的表面相对的表面一侧上。

根据这个结构，天线电流可以分配到远离人体的位置。结果，高的天线性能可以得到保证。

本发明的优势

根据本发明，内置于壳体中的薄天线中的电流可以分配到远离人体的位置，而且极化也可以针对通话状态优化。因此，可以提供一种能够减小的局部平均SAR并确保高的天线增益的折叠式移动无线电设备。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的结构图；

图2是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的侧视图；

图3是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的透视图；

图4是显示了根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的变型的结构图；

图5是解释根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的工作方式的原理图；

图6是显示了根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的通话状态的解释图；

图7是在根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备中SAR减少率的解释图；

图8是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备中SAR减少率的解释图；

图9是根据第一实施例的折叠式移动无线电设备的另一种变型的结构图；

图10是根据本发明的第二实施例的折叠式移动无线电设备的透视图；

图11是显示了根据本发明的第二实施例的折叠式移动无线电设备的变型的透视图。

参考数字和标志描述

1上部壳体(第一壳体)

1A金属架

12用于听筒的开口部分

11显示部分

2下部壳体(第二壳体)

21电路板

21A馈电端子

22匹配电路

23无线电电路

24导电元件(印刷在电路板上)

25，26导电金属元件

25A，26A第一导电金属元件

25B，26B第二导电金属元件

26C谐振电路

3铰链部分

31第一铰链部分

31A，34A装配螺钉

32第二铰链部分

33旋转轴

34馈电金属

35导电金属元件

36第一连接元件

37第二连接元件

38第一旋转轴

39第二旋转轴

H人的头部

E人的耳朵

α包括馈电部分的区域

β包括导电金属元件的区域

具体实施方式

(第一实施例)

图1是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的前视图。图2是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的侧视图，而图3是根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备的透视图。

如这些图所示，本发明的折叠式移动无线电设备具有由铰链部分3(单轴铰链结构)连接的第一壳体(以下称作上部壳体1)和第二壳体(以下称作下部壳体2)并可以通过绕铰链部分3转动上部壳体1或者下部壳体2而有两种模式，即打开模式和闭合模式的可折叠构造。

上部壳体1有显示部分11和在X轴方向的表面上的用于听筒部分的开口部分12。此外，操作键(未显示)设置在下部壳体的在(+)X轴方向的表面上。在本实施例中，上部壳体1和下部壳体2由树脂材料形成为绝缘体。

此外，在其上安装显示部分11的上部壳体1的表面是由金属架1A构成，该金属架与天线元件相对应。例如导电性好，重量轻，强度高的诸如镁合金等金属通常用作这种金属架1A。长边的长度L1例如设置为大约90mm。

此外，这个金属架1A通过导电金属元件的第一铰链部分31经设置到铰链部分3内侧的旋转轴33与导电金属元件的第二铰链部分32电连接并机械上固定。第一铰链部分31通过金属螺钉31A固定到金属架1A上，例如，该金属螺钉31A沿着铰链部分3一侧上的短边设置在两个位置处，以构成铰链部分3。第二铰链部分32相似地构成铰链部分3。因此，上部壳体1可以被转动。在此，旋转轴33是由金属构成的，例如第一铰链部分31和第二铰链部分32之间的接触电阻设置在1Ω或者更小，因此，它们可以很容易的导电。

馈电端子21A设置在下部壳体2内部布置的电路板中。例如，第二连接部分32的一部分和馈电端子21A通过馈电金属34彼此物理接触，由此他们互相导电。此外，例如，第二铰链部分32和馈电金属34之间的接触电阻设置为1Ω或者更小，使得它们可以很容易导电。这个电路板21是一个印刷电路板，在它上面安装有实现移动无线电设备的各种功能的电路元件。其电位作为电路的地电位的接地图案几乎形成在全部表面上。例如，馈电端子21A通过焊接连接到匹配电路22上，然后匹配电路22与无线电电路23相连接。

此外，例如，导电金属元件35通过物理接触与第二铰链部分32连接。这个金属导电元件34例如与馈电金属34整体形成。在本实施例中，导电金属元件35设置在上部壳体1中与布置有用于听筒的开口部分12的表面的相对的表面上，即，例如，与下部壳体2的内部通常布置操作键的表面(X方向)相对的(-)X方向一侧的表面上。此外，这种导电金属元件35设置成与下部壳体2的一个长边(Z方向)垂直相交，也就是，与Y方向平行设置。导电金属元件35的一端与第二铰链部分32电连接，而另一端形成为开路端。

接着，下面参照图4对本发明的第一实施例的变型予以解释。在图4中，与图1相同的组成元件用相同的附图标记标识，此处将避免对它们的赘述。

在图4所示的折叠式移动无线电设备中，铰链部分3的结构不同于图1(双轴铰链结构)，但除了此结构外，采用与图1相似的结构。更具体地说，如图4所示，铰链部分3连接上部壳体1和下部壳体2而以围绕两个轴在不同的方向上转动，并由第一连接元件36，第二连接元件37，第一转动轴38以及第二转动轴39所构成。所有这些都由导电金属形成。

例如，第一连接元件36通过装配螺钉36A和与天线元件相对应的金属架1A电连接，而且也同第一转动轴38电连接。在这样的情况下，第一转动轴38连接上部壳体1和下部壳体2以便使它们能够绕这个第一转动轴转动。

此外，例如，第二连接元件37通过装配螺钉34A与馈电金属34电连接。在这样的情况下，第二转动轴39允许上部壳体1和下部壳体2沿着第二转动轴39打开/闭合，而且也和第一转动轴38电连接。此外，导电金属元件35与第二连接元件37连接。

例如，这个导电金属元件35与馈电金属34整体形成。这个导电金属元件35设置在上部壳体中与布置用于听筒部分的开口部分12的表面相对的表面(内表面)上，即，例如，与操作键通常所安装的表面(X方向)相对的(-)X方向侧的表面。此外，这个导电金属元件35设置成与下部壳体2的长边(Z方向)垂直相交，即，设置成与Y方向平行。导电金属元件35的一端与第二连接元件37电连接，而另一端形成为开路端。

接着，下面，参照图5，将解释折叠式移动无线电设备中天线的操作原理。在此，为简化说明，解释将以简化的模式为基础。

在图5中，金属架1A作为天线元件工作，其长度为L1(例如，大约90mm)。匹配电路22完成使此天线元件的阻抗与无线电电路23的输入阻抗(通常50Ω)相匹配的功能。在电路板21上的接地图案作为下天线元件工作，长度是L2(例如，90mm)。即金属架1A和电路板21作为偶极天线，因此可以得到高的天线性能。此时，天线的电流汇聚到馈电部分中。

此外，导电金属元件35与作为偶极天线馈电部分的铰链部分3的第二连接元件37相电连接，与电路板21的长边(Z方向)相垂直，即，与Y方向平行。导电金属元件35的元件长度为L4，而与第二连接元件的连接端相对的它的末端部分形成为开路端。此外，本实施例的导电金属元件35距电路板21的高度H设置成大约7mm，而本实施例的导电金属元件35距铰链部分3的距离W设置成2mm，例如。

例如，当导电金属元件35的长度L4是波长的1/4时，图5中沿箭头方向流动的天线电流达到最大。因此，汇聚到作为偶极天线的馈电部分的第二连接元件37的天线电流被分流到导电金属元件35。

通常，电流分配和局部平均SAR有一定关系。已知：当天线电流的最大点汇聚到一个位置并且这个最大点在人体附近出现时，局部平均SAR将升高。因此，如果这种天线电流分到两个位置或者更多并且天线电流的最大点位于远离人体的地方，局部平均SAR就能降低。以下将参照附图详细说明。

图6显示了使用者在根据本发明的折叠式移动无线电设备上通话的状态，相同的组成元件与图1中使用相同的附图标记。在这样的情况下，为简化的目的，再次省略了拿着此设备的使用者的手。

在图6中，在通话状态下，提供在上部壳体1的用于听筒部分的开口部分12放在使用者的身体上头部H的耳朵E上。作为偶极天线的馈电部分的第二铰链部分32与人体很近(天线电流汇聚到α区域)。即，天线电流汇聚的区域α与人体相接近，局部平均SAR因为上述原因而增加。特别的，在1.92GHz下，天线电流倾向于汇聚到作为馈电部分的第二铰链部分32。然而，在本实施例中，导电金属元件35与第二铰链部分32电连接。因此，天线电流流过与第二铰链部分32电连接的导电金属元件35。结果，天线电流分配到远离人体的β区域。

换言之，可以理解的是，因为导电金属元件35是连接的，天线电流的汇聚区域从一个位置分配到两个位置。

图7显示了图5中导电金属元件35的长度L4上局部平均SAR变化率的曲线。在这样的情况下，铰链部分3和导电金属元件35之间的间隔W设定为2mm。在此，假设天线的运行频率设置为1.92GHz(波长大约为156mm)。

从此图7中可知，局部平均SAR可以通过连接导电金属元件35来降低，并且取决于元件长度L4而变化。当导电金属元件35的元件长度L4设定为37mm(约1/4波长)，时，局部平均SAR最大可以减少大约40％。

接下来，图8显示了在图5中导电金属元件35和连接部分3之间的间隔W上的局部平均SAR减少率。在这种情况下，导电金属元件35的元件长度L4设定为37mm。

当间隔W增加6mm(当间隔W从2mm增大到8mm时)，局部平均SAR减少了大约20％。此外，因为在通话状态下，天线电流分流入的导电金属元件35变得远离人体，通话状态下垂直极化波增益将增强，而通话状态下的天线增益改善了1.0dB。在这种情况下，甚至当导电金属元件35距电路板21的高度H减小，相似的局部平均SAR减少效果也可以达到。

以这种方式，根据本发明的第一实施例的折叠式移动无线电设备，长度设定为理想频率下的1/4波长的导电金属元件35，与天线电流汇聚的馈电部分电连接，并设置成与下部壳体2的长边(Z方向)垂直，即与Y轴方向平行。此外，与连接到馈电部分的端部相对的导电金属元件35的端部形成为开路端。因此，天线电流可以被分流到导电金属元件35而且极化可以针对通话状态优化。因此，局部平均SAR可以被降低，而且高的天线增益可以得到确保。

在本实施例中，导电金属元件35与馈电金属34一体构成。但可能会采用这样一个结构，即导电金属元件35与馈电金属34由弹簧力电接触，或者相似的结构。此外，甚至当导电金属元件35与馈电金属34没有接触时，这样的导电金属元件35可以与构成天线电流汇聚的铰链部分3的导电金属电连接。此外，在电容耦合方面，导电金属元件35可以连接到馈电金属34或者构成铰链部分3的导电元件。

此外，在本实施例中，导电金属元件35设置成用来分流馈电部分的天线电流。但可以使用印刷在电路板21的导电元件24，如图9所示(相同的附图标记表示与图1相同的组成元件)。在这种情况下，元件的数量可以减少。

此外，在本实施例中，显示了设置在上部壳体1A中的金属架1A作为天线元件，且偶极天线由上部壳体1A和设置在下部壳体中的电路板21构成(减少局部平均SAR的方法)的例子。但倒F型天线，螺旋形的天线，鞭状天线等例如，也可能作为设置在移动无线电设备中的天线。即，重要的是导电金属元件35应该与天线电流汇聚的部分连接。

(第二实施例)

接着，在下面将参照图10详细说明本发明的第二实施例。

图10是根据本发明的的移动无线电设备从背面一侧看的透视图。在这个例子中，与图1相同的附图标记表示相同的组成元件，而在此它们的详细解释将被省略。

在如图10所示的本发明的折叠式移动无线电设备中，电连接到作为馈电部分的铰链部分32的导电金属元件25由各有不同长度的两个导电金属元件构成，即第一导电金属元件25A(长度为L5)和第二导电金属元件25B(长度为L6)。

例如，导电金属元件25与馈电金属34一体构成。在本发明中，导电金属元件25设置在下部壳体2上、靠近在上部壳体上与设置有用于听筒部分的开口部分12的表面相对的表面，即，在与操作键通常所设置的表面(X方向)相对的(-)X方向一侧的表面上或者在该表面附近。此外，组成的上述导电金属元件25的第一导电金属元件25A和第二导电金属元件25B设置成与下部壳体的长边(Z方向)垂直，即，与Y方向平行。它们的一端与第二铰链部分32电连接，而另一端分别形成为开路端。

如上构成的折叠式移动无线电设备的操作方式将在下文中说明。此处，将在天线的运行频率设定为两个频带，例如0.83GHz(波长约361mm)和1.92GHz(波长约156mm)的假设下进行说明。

例如，第一导电金属元件25A的长度L5大约38mm(大约是与1.92GHz频率相对应的波长的1/4)。此外，例如，第二导电金属元件25B的长度L6大约90mm(大约是与频率为0.83GHz相对应的波长的1/4)。

例如，当天线的运行频率为1.92GHz时因为第一导电金属元件25A的长度是波长的大约1/4，流经第一导电金属元件25A的天线电流最大。因此，如第一实施例中也有所描述的，汇聚到作为偶极天线的馈电部分的第二接合部分32的天线电流被分流到第一导电金属元件25A。

相反，当天线的运行频率为0.83GHz时，因为第二导电金属元件25B的长度L6大约为波长的1/4，流经第二导电金属元件25B的天线电流最大。因此，汇聚到作为偶极天线的馈电部分的第二铰链部分32的天线电流分流到第二导电金属元件25B。

此外，如图11所示的折叠式移动无线电设备中，电连接到作为馈电部分的第二铰链部分32的导电金属元件26由两个导电金属元件构成，这两个导电金属元件通过谐振电路26C相连，并分别具有不同的长度，即，第一导电金属元件26A(长度为L7)以及第二导电金属元件26B(长度为L8)。例如导电金属元件26与馈电金属34一体构成。在本实施例中，像图10中所示的折叠式移动无线电设备，导电金属元件26也设置在下部壳体2上、靠近上部壳体上与设置有用于听筒部分的开口部分12的表面(内表面)相对的表面，即，在与操作键通常所设置的表面(X方向)相对的(-)X方向一侧的表面上或者该表面附近。此外，如图10所示的折叠式移动无线电设备中，第一导电金属元件26A和第二导电金属元件26B设置成与下部壳体2的长边(Z方向)垂直，即与Y方向平行。它们的一端与第二铰链部分32电连接，而另一端分别形成为开路端。

此外，在图11中，例如，谐振电路26C由与设置成与两个导电金属元件串联的电感器39nH组成。当天线的运行频率设定为0.83GHz时，根据谐振特性，谐振电路26C在高频率范围采取透过状态(through state)，而当天线运行频率设定为1.92GHz时，在高频率范围内采取开路状态(open state)。

在此，当天线的运行频率设定为1.92GHz时，例如，只有第一导电金属元件26A是根据谐振电路26C的谐振特性运行的。在此时，因为第一导电金属元件26A的长度L7与波长相比大约为波长的1/4，流经第一导电金属元件26A的天线电流最大。因此，如在第一实施例中也有所说明的，与汇聚到作为偶极天线的馈电部分的第二铰链部分32的天线电流被分流到第一导电金属元件26A。

相反，当天线的运行频率被设定为0.83GHz时，第一导电金属元件26A和第二导电金属元件26B根据谐振电路26C的谐振特性运行。此时，导电金属元件26的元件长度由第一导电金属元件26A和第二导电金属元件26B总长度(L7+L8)给定。此外，谐振电路26C运行时作为电感器，这个电路有延长电长度的效果。结果，导电金属元件26的电长度成为波长的大约1/4，因此流经导电金属元件26的天线电流达到最大。因此，如第一实施例这也有所说明的，汇聚在作为偶极天线的馈电部分的第二铰链部分32的天线电流在导电金属元件26中被分流。

在这种方法中，根据第二实施例中的折叠式移动无线电设备，在两个所希望频率下电长度成为1/4的导电金属元件与天线电流汇聚的馈电部分电连接，并与下部壳体的长边(Z方向)垂直布置，即，与Y轴方向平行。此外，与连接到馈电部分的端部相对的导电金属元件的端部形成为开路端。因此，天线电流可以在两个频率下分流到导电金属元件中并且极化可以针对通话状态优化。结果，局部平均SAR可以减少，而高的天线增益可以得到确保。

现在，本发明根本不局限于上述实施例，在不背离本发明的要旨的情况下可以多种模式实施。例如，在图10中，第一导电金属元件25A和第二导电金属元件25B可以沿壳体的厚度方向布置。如果这些元件分别有与两个频率对应的长度，任何设置都可以采用。此外，在图11中，第一导电金属元件26A解释为与两个不同频率中的较高的频率相对应的元件。但第一导电金属元件可被作为与低频率相对应的元件提供。此外，不同的频率数目不局限于两个，可以采用与三个或者更多的频率相对应的导电金属元件26。即，导电金属元件26可以由具有三个或者更多长度的元件构成。

此申请以2004年11月26日提交的日本专利申请(专利申请号2004-342418)为基础，该专利的内容通过引用结合于此。

工业应用性

本发明具有这样一个优势，即因为内置在壳体中的薄天线的天线电流可以被分配到远离人体的位置，而且极化可以针对通话状态优化，从而高的天线性能可以得到保证。这对折叠式移动无线电设备等是有用的。

Claims (5)

1.一种折叠式移动无线电设备，包括：

第一壳体和第二壳体；

提供到第一壳体的天线元件；

用来使第一壳体和第二壳体可转动连接的铰链部分；

设置在第二壳体上并在其上具有接地图案的电路板；

与电路板上的无线电电路连接的馈电部分；以及

设置在铰链部分上并具有预定长度的导电金属元件；

其中，铰链部分包括由导电金属形成的第一和第二铰链部分，以及用来电连接第一铰链部分和第二铰链部分并可转动支持第一铰链部分和第二铰链部分的连接部分，

其中，第一铰链部分设置在第一壳体中，并与天线元件的在铰链部分一侧的端部电连接，而第二铰链部分设置在第二壳体上并与电路板上的接地图案设置为预定的间隔，并与馈电部分电连接，

其中，导电金属元件设置成与第二壳体的纵向垂直相交，使得其一端与第二铰链部分电连接而另一端是开路的，并且

其中，天线元件，铰链部分和电路板上的接地图案构成为作为偶极天线运行。

2.根据权利要求1所述的折叠式移动无线电设备，其中，所述导电金属元件在特定的频率谐振。

3.根据权利要求1所述的折叠式移动无线电设备，其中，所述导电金属元件具有在两个或者更多个特定频率下谐振的结构。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的折叠式移动无线电设备，其中，所述导电金属元件印刷在设置于第二壳体中的电路板上。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的折叠式移动无线电设备，所述导电金属元件设置在第二壳体中与操作键所布置的表面相对的表面一侧上。

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