CN101095332B - 具有天线结构和传导机壳的组合设计的无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结合独特金属机壳设计使用的多波段元件天线(120)，其提高天线性能并且实现了紧凑且有效的天线系统设计。具有传导机壳的蜂窝翻盖电话(100)包括上翻天线(120)，其在延伸和缩进位置间旋转。天线(120)在位于蜂窝电话机身(102)顶部的一个边缘上的点旋转。翻盖(104)的传导机壳在大致与天线RF馈电器(122)相对的单一点或单一表面接地到翻盖电话机身(102)。蜂窝翻盖电话机身(102)的传导表面在天线RF馈电器点(122)附近的单一点接地。已经发现，这种接地配置控制翻盖(104)和机身(102)的传导部分上的感应电流的流动，由此改进设备天线(120)的性能。

Description

具有天线结构和传导机壳的组合设计的无线通信设备

技术领域

本发明一般涉及无线通信设备领域，更具体涉及结合到无线通信设备中的无线电天线设计。

背景技术

便携通信设备，诸如蜂窝电话，正变得更加紧凑并适应独特的设计特征。一种提供了功能性和审美优点的设计是翻盖电话设计。翻盖电话设计具有从闭合或折叠位置翻转到打开或延伸位置的盖。盖上可以包含扬声器或麦克风，由此当盖处于其延伸位置时，盖能够充当电话结构的一部分并且将听筒或麦克风从电话的机身延伸出来。这允许电话的机身相应地变得更小。

使用翻盖电话设计所公认的问题在于：当安装在金属机壳电话上时，蛤壳蜂窝电话天线的性能会降低。造成性能降低的机制包括天线在金属电话机壳上所引入的电流。这些电流消除了天线电流所产生的一部分辐射场。尽管有这样的问题，金属机壳在翻盖电话设计中的使用具有若干的优点。当使用翻盖电话设计中的金属机壳时，天线的尺寸通常会增加，以便恢复失去的辐射性能。但是，增加天线尺寸负面影响了产品的式样和独特性。

因此，需要克服如上所述的现有技术的问题。

发明内容

根据本发明的优选实施例，无线通信设备的机身具有第一边缘和第二边缘。第二边缘的位置与第一边缘的位置大致相对。无线通信设备还具有天线，其由位于第一边缘区域内的RF馈电器驱动。无线通信设备还具有翻盖，该翻盖具有传导部分。翻盖的传导部分电连接到机身内大致在第二边缘区域中的地。

根据本发明的另一方面，无线通信设备的机身具有传导机身部分和位于机身表面上的天线腔。无线天线设备还具有天线，在天线腔附近的点上物理安装到机身。天线能够缩进天线腔内和延伸出天线腔。无线通信设备还具有介电基底，其靠近天线腔安装，使得当天线缩进天线腔内时以及当天线延伸出天线腔时，大致保持天线的谐振频率。

附图说明

附图中，分别的视图中的类似的参考标号指示相同或功能相似的元件，附图与下面的详细描述一起合并成为本说明书的一部分，用来进一步图示说明各种实施例，并且用来解释全部根据本发明的各种原理和优点。

图1是根据本发明优选实施例，结合了上翻天线（flip-up antenna）的蜂窝翻盖电话打开盖时的等轴视图。

图2是根据本发明优选实施例，图1所示的蜂窝翻盖电话闭合盖时的等轴视图。

图3是根据本发明优选实施例，图1所示蜂窝翻盖电话去除后盖的后视图。

图4是根据本发明优选实施例，图1所示的蜂窝电话中所使用的上翻天线的剖视图。

图5是图示说明根据本发明示例实施例的无线通信设备的框图。

具体实施方式

如所需，这里公开本发明的详细实施例；但是，应该理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其可以以多种方式体现。因此，这里公开的具体结构和功能细节不被解释为限制，而仅仅是权利要求的基础，以及教导本领域技术人员在实际中以任何适当的详细结构不同地使用本发明的表示基础。进一步地，这里所使用的术语和短语不想限制；而是要提供对本发明的可理解的描述。

这里所使用的术语“一”（英文a或an）定义为一个或多于一个。这里所使用的术语“多个”定义为两个或多于两个。这里所使用的术语“另一”定义为至少第二或更多。这里所使用的术语“包括”和/或“具有”定义为包含（即，开放语言）。

根据优选实施例，本发明克服了现有技术的问题，提供多波段元件天线与独特金属机壳设计的组合，独特金属机壳设计提高了天线性能，并且带来了紧凑和有效的天线系统的设计。本发明的示例实施例的设计是蜂窝翻盖电话，其具有的机壳包括电话的外壳或外罩，还包括在电话翻盖上和机身上的传导部分。上翻天线也结合到蜂窝翻盖电话中。示例实施例的上翻天线在延伸和缩进位置之间旋转。上翻天线绕着同时也是天线的RF馈电器的天线枢轴点旋转。天线枢轴点位于蜂窝电话机身顶部的一个边缘。示例实施例的翻盖的传导表面部分大致在一单独点接地到电话机身，该单独点在机身顶部的一端，大致与进行天线RF馈电器安装的一端相对。蜂窝翻盖电话机身的传导表面，诸如传导电池盖、框架、至少一个护罩、电池以及至少一个电池触点，在大致位于天线RF馈电器点附近的一单独点接地。已经发现，翻盖和机身传导表面的这个接地配置具有如下优点：控制翻盖和机身的传导部分上的感应电流的流动，由此改进设备天线的性能。

参看图1，根据本发明的实施例，显示蜂窝翻盖电话100打开盖104并且结合了上翻天线120的等轴视图。示例翻盖电话100外观上类似常规翻盖电话，包括机身102和翻盖104。翻盖104通过翻盖枢轴连接到机身102，翻盖枢轴由第一枢轴点124和第二枢轴点126组成。机身102具有机身前面130，用于安装诸如常规蜂窝电话小键盘110、麦克风114和主显示器112的部件。示例实施例的机身前面130包括传导金属部分，其支持上述这些部件。示例翻盖电话100的翻盖104包括听筒116和翻盖显示器118。听筒116放置在翻盖104上，使得听筒116和麦克风114具有适当的物理关系，从而允许在电话上通话。翻盖显示器118能够在翻盖104的内部，如图所示，或者翻盖显示器118可以位于翻盖104的相反侧，以允许在翻盖104闭合时查看翻盖显示器118。翻盖104还能够包括翻盖电子电路（未示出），其操作翻盖显示器118并提供常规翻盖电话中执行的其他处理。通过翻盖电力馈电器向示例实施例的翻盖电子电路提供电力，翻盖电力馈电器在与安装上翻天线120的边缘相对的边缘处连接到机身102内的电力。

示例实施例的翻盖104还包括传导背面106。示例实施例的传导背面106包括翻盖的传导部分，当翻盖104闭合时，其覆盖了翻盖104的内部部分。本发明的实施例包括的翻盖可能具有或不具有传导盖104，还具有其他传导部分，诸如框架、电路板、电触点中的一个或多个，且翻盖104整个覆盖以传导表面。

示例翻盖电话100包括上翻天线120，其连接到机身并且通过天线枢轴122进行安装。天线120绕天线枢轴122旋转，以允许天线120在延伸位置（图1所示）和缩进位置之间移动，如下面描述和图示说明的那样。示例实施例的机身102还具有传导电池盖108，其在示例实施例的机身102的背面上形成传导表面。

如下所述，示例实施例的翻盖104的传导部分，诸如传导背面106，可以通过作为第二枢轴126一部分的接地连接点接地到机身102的电源。例如，示例实施例的第一枢轴124可以是不导电的，不提供翻盖104和机身102的任何部分之间的电耦合。

图2图示说明了根据本发明优选实施例的闭合蜂窝翻盖电话200的等轴视图，即示例翻盖电话100闭合盖104且缩进天线120。闭合蜂窝翻盖电话200显示，翻盖104绕由第一枢轴点124和第二枢轴点126组成的翻盖枢轴旋转，以封盖机身102的前面。闭合蜂窝翻盖电话200所具有的天线120缩进到天线腔202内，将在下面详述。

图3图示说明了根据本发明的实施例，除去后盖108的蜂窝翻盖电话100的后视图300。蜂窝翻盖电话100的机身包括射频印刷电路（RFPC）板306，其包括RF和支持电路310，用于产生和处理发射和接收用的RF信号。RF和支持电路包括RF馈电器312，其通过天线枢轴122将天线120电连接到RF和支持电路310。RF馈电器312电传导接收信号以及要在RF和支持电路310与天线120之间发送的信号。RF能量从RF馈电器312通过天线枢轴122传导到天线120，如下面更详细描述。注意，RF馈电器312及其到天线120的连接优选沿着机身102的第一边缘放置，即沿着机身102靠近第一枢轴点124的边缘放置。

示例实施例的RF PC板306进一步具有机身罩接地点314。机身罩接地点314可以是用来形成机身102的传导部分（诸如电池盖108和机身前面130）与蜂窝翻盖电话100的电路之间的电接地连接的点。注意，本示例实施例的机身罩接地点314位于机身102的第一边缘附近，即靠近天线馈电器312和第一枢轴点124的那个边缘。罩接地点的位置和数量可以基于工作频段和设备波形因数进行调整。通常，罩接地点优化地位于电话靠近天线120和RF馈电器312的区域中。

RF PC板306进一步具有翻盖罩接地连接316，其连接到示例实施例的第二枢轴点126。注意，翻盖罩接地连接位于机身102的第二边缘上，即位于沿着机身102顶部且大致与第一边缘相对的边缘，第一边缘也就是第一枢轴点124所在的边缘。示例实施例的翻盖罩接地连接316可以是用于罩和翻盖104内电部件的接地连接。本发明的各种实施例利用不导电或者不与翻盖104的传导部分电接触的枢轴点。某些实施例使用导电线将翻盖104内的传导部分和/或电路连接到翻盖罩接地连接316。使用传导枢轴点（诸如第一枢轴点124和第二枢轴点126）的本发明的实施例结合了设计特征以便将翻盖104与机身102内除第二枢轴点处连接或机身102的第二边缘附近的连接之外的接地连接进行电隔离。例如，这样的实施例具有绝缘体，将第一枢轴点124与翻盖104分开，或者在第一枢轴点124内引入绝缘空间。

示例实施例的天线120绕天线枢轴122旋转并且缩进到天线腔202内。操作中，机身102的传导部分和蜂窝翻盖电话100的其他传导元件使得天线120的谐振频率特性发生变化。为了补偿这个变化，示例实施例的天线腔202具有放置在天线腔202底部的介电负载304。当天线120处于其缩进位置时，介电负载304将天线120的谐振特性变化到与当天线120处于延伸位置时一样。介电负载304的参数的调节，诸如介电常数以及介电负载304和/或天线120自身所使用的介电材料的厚度，允许天线120在天线处于延伸和缩进位置时展现相似的辐射特性。

图4图示说明了根据本发明示例实施例，在示例蜂窝电话100中使用的上翻天线120的剖面图。上翻天线120具有通过示例实施例的天线枢轴122到天线馈电器312的电连接。示例实施例的上翻天线120结合了具有S形曲折线402的介电基底406。上翻天线120将天线402封装在塑料上模（plastic overmold）404中，向上翻天线120提供刚性和增加的强度。

示例实施例的天线120是如这里所述有效的曲折线天线的一个例子。相关领域普通技术人员应该理解，多种天线可以相似地结合进本发明的进一步的实施例中。相关领域技术人员还应该理解，能够使用多种安装和/或枢轴旋转手段来允许天线120在延伸位置和缩进位置之间移动。例如，本发明的实施例使用滑动天线结构和/或伸缩天线结构。

示例实施例的天线元件402的S形区折线结构提供了紧凑的结构，其支持多RF波段的有效辐射。上翻天线120的频率响应能够进行调节，如在其延伸和缩进位置所展现的一样，通过调整曲折线长度、曲折线之间的间隔以及天线元件402的曲折转动数来进行调节。天线元件402的介电基底也能够进行调节，例如，通过改变介电常数和/或厚度，来修改天线120的辐射特性。

图5图示说明了根据本发明示例实施例的蜂窝电话示意图500。示意图显示天线120电连接到通信收发信机502、无线LAN（WLAN）收发信机504以及GPS接收机506。这些收发信机和接收机每个都工作在不同的RF波段，因此天线120需要在所有这些波段都有效工作。天线120的曲折线设计，如上所述，其优点在于：提供该多波段操作并且允许这个示例实施例的多个收发信机和接收机以单个天线进行工作，如上所述。

通信收发信机502和WLAN收发信机504连接到语音处理器508。语音处理器508执行实现通过通信收发信机502和/或WLAN接口504所提供的无线接口的语音通信所需的处理。语音处理器使用蜂窝电话的模拟声音接口，例如麦克风114和听筒116，来提供与蜂窝电话用户的可听接口。

示例实施例的蜂窝电话使用以数字形式传送语音信息的无线协议。通信收发信机502使用数字蜂窝电话数据格式，WLAN收发信机使用无线数据格式，其与因特网协议（IP）相兼容。语音处理器508根据通信收发信机502所实现的空中蜂窝电话协议或者根据用于WLAN收发信机504的IP语音（VoIP）协议来处理数字化的语音数据。

示例实施例的数据处理器510提供对蜂窝电话内部件的控制以及对通过通信收发信机502或WLAN收发信机504传送的用户数据的处理。用户数据包括要显示在显示器112上的信息以及由用户通过小键盘110输入的数据。

本发明的示例实施例的优点在于：以具有传导金属机壳的翻盖电话的形式提供一种无线通信设备，其传导金属机壳包括用于翻盖电话的盖和机身的传导壳。机壳的接地配置导致将机身中接地电流集中到天线馈电器点附近的一点，将翻盖和机身之间的接地电流的流动集中到机身上与天线馈电器点相对的一点，与以往的设计相比，这允许物理尺寸上更小的天线用于该金属机壳。示例实施例进一步提供了天线腔内的介电负载，其补偿天线在缩入天线腔内时所工作的不同电气环境。这个介电负载导致改进了天线在缩进天线腔内时的多波段性能，由此改进了天线这样缩进时的通信性能。

尽管公开了本发明的特定实施例，但本领域普通技术人员将理解，可对这些特定实施例作出变化，而不会背离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围不是这样限制到特定实施例的，而是希望所附权利要求覆盖本发明范围内的任意和所有这样的应用、修改和实施例。

Claims (6)

1.一种无线通信设备，包括：

机身，具有第一边缘和第二边缘，第二边缘与第一边缘大致相对；

天线，该天线由连接的RF馈电器驱动，该连接的RF馈电器位于第一边缘区域中；

机身罩接地点，通过被定位于靠近天线及连接的RF馈电器的区域中，用于形成机身的传导部分与无线通信设备的电路之间的电接地连接；和

翻盖，该翻盖包括传导部分，其中，翻盖的传导部分连接到位于机身第二边缘的翻盖罩接地连接，翻盖与机身内除机身第二边缘附近的连接之外的接地连接电隔离。

2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，机身的传导部分覆盖至少一部分机身。

3.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述机身进一步包括RF PC板，所述RF PC板具有所述机身罩接地点。

4.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述机身进一步包括框架、至少一个护罩、电池、至少一个电池触点、电池盖及上述组合中的至少一个，其中，所述的框架、至少一个护罩、电池、至少一个电池触点、电池盖及上述组合中的至少一个在第一边缘区域中电连接到地。

5.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述翻盖包括翻盖电子电路。

6.根据权利要求5所述的无线通信设备，进一步包括翻盖电力馈电器，用于向翻盖电子电路供应电力，其中，所述翻盖电力馈电器电连接到机身内在第二边缘附近的电力。

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