CN101128958A - 天线装置以及便携式无线电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线装置及便携式无线电设备。在便携式无线电设备中，将2个机壳闭合时机壳尺寸不会变大，导体元件收纳于机壳内部，使天线性能得到提高。配置在便携式无线电设备的第1机壳内部的单极天线具备：供电侧的元件(11)、开放端侧的元件(12)、谐振电路(13)。折叠时，与配置在第2机壳内部的含有金属的电子零件(10)靠近的开放端侧的元件(12)的宽度被设定为小于不与电子零件(10)靠近的开放端侧的元件(12)的宽度。

Description

天线装置以及便携式无线电设备

技术领域

本发明涉及具有2个机壳的双机壳型便携式无线电设备，特别涉及当其2个机壳闭合时也可得到良好的天线特性的便携式无线电设备以及该便携式无线电设备用的天线装置。

背景技术

现有的双机壳型便携式无线电设备为，由板状导体构成的天线连接在与将第1机壳和第2机壳相对可动地连接的铰链部相反一侧的第1机壳内部的第1电路板的端部上的折叠结构。

图10(a)、(b)是表示此种现有便携式无线电设备结构的图示，此处只显示重要部位。图中的2是配置在第1机壳1内部的第1电路板，该第1电路板2的端部上连接有由上述板状导体构成的单极天线6。

根据此种便携式无线电设备，为了使安装在第1电路板2上的单极天线6工作而存在有内置于第2机壳3中且包含金属的电子零件10时，如图11(a)、(b)所示，需要通过将第1机壳1在与铰链5相反一侧的长度方向上延长而形成靠近单极天线6的周边不存在金属物的空间、实现天线特性。

另外，其他的现有双机壳型便携式无线电设备提出有如下的折叠式便携无线电设备，即，如图12(a)、(b)所示，在与将第1机壳1和第2机壳3可转动地连接的铰链5相反一侧的、第1机壳1内部的第1电路板2的端部构成单极天线，在其元件中间设有截止规定频率的谐振电路13。

此种现有便携式无线电设备的结构如下所述。与第1电路板2的端部连接的单极天线由元件11和元件12构成，并且在其中间具备截止规定频率的谐振电路13，构成在每个频带中具有阻抗的天线。

即使在此种便携式无线电设备中，除了通过图10以及图11的便携式无线电设备得到的共振频带外，还增加了共振频带，因此可以实现利用不同频带的多频带无线通信。但是，若存在有内设于第2机壳中的包含金属的电子零件10时，需要如图13(a)、(b)所示在与铰链5相反一侧的长度方向上延长第1机壳1，形成靠近元件11、元件12的周边不存在金属的空间，实现天线特性。

图10以及图12所示的现有便携式无线电设备中，为了使闭合时第2机壳3内的作为接近物体的包含金属的电子零件10不与图10中的单极天线6、图12中的元件11以及元件13靠近而使天线性能降低，需要如图11以及图13所示地将用于配置元件6、11、12的第1机壳1内部空间扩大，对于要求进一步小型化的便携式无线电设备而言，进而在第1机壳1内部设置另一空间会使得第1机壳1的长度变长，并且第1机壳1的长度比第2机壳3的长度长，由于整体长度增加因而不仅存在便携性缺失的缺点，还存在设计性能变差的缺陷。

发明内容

本发明鉴于上述情况，提供一种便携式无线电设备，当将机壳折叠时，无需设置使靠近天线的金属物不存在的空间或无需改变天线位置而能够防止天线性能下降，同时可以将构成天线的导体元件收纳于机壳内部而不会使机壳尺寸变大。另外，还提供了一种用于实现该便携式无线电设备的天线装置。

本发明的便携式无线电设备具备：第1机壳；第2机壳；连结部，其将所述第1机壳和所述第2机壳相对可动地连结；电路板，其设置在所述第1机壳内部；单极天线，在其长度方向的中间具有与所述电路板连接的截止规定频率的谐振电路，其中，所述谐振电路的开放端侧的第2天线元件的宽度被设定为小于所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第2天线元件的宽度。

根据该结构，在2个机壳闭合时，包含金属的电子零件即使靠近构成单极天线的板状导体，由于通过改变单极天线的板状导体元件的宽度而能够确保距离，因此不会有任何不利，能够收纳于机壳内部而不会使机壳尺寸变大。

另外，在本发明的便携式无线电设备中，当所述第1机壳和所述第2机壳处于闭合的状态时，所述包含金属的电子零件靠近所述单极天线的开放端一侧。

另外，本发明的便携式无线电设备的结构是，在所述单极天线的元件的中间具有截止规定频率的谐振电路，还可构成为如下结构：在被插入的截止规定频率的谐振电路的前后，所述单极天线的元件宽度为，机壳闭合时靠近所述包含金属的电子零件的一侧的元件宽度小于机壳闭合时不靠近所述包含金属的电子零件的一侧的元件宽度。

根据该结构，也可以很容易的应对能够收发多个频率的电波的多频带化。

另外，在本发明的便携式无线电设备中，所述单极天线连接在与所述连结部相反一侧的所述第1电路板的端部上。

另外，基于其他观点，本发明提供一种天线装置，其适用于具备电路板和单极天线的便携式无线电设备，单极天线在其长度方向的中间具备与所述电路板连接的截止规定频率的谐振电路。此处，所述单极天线作为对应于第1频带的单极天线进行工作，构成所述单极天线的所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第1天线元件作为对应于第2频带的单极天线进行工作，所述谐振电路的开放端一侧的第2天线元件的宽度被设定为小于所述第1天线元件的宽度。

根据本发明的天线装置以及使用该装置的便携式无线电设备，当机壳闭合时，即使机壳内部的电子零件靠近构成天线的导体元件，也能够防止天线性能降低，另外，构成天线的导体元件可以收纳在机壳内部而不会使机壳尺寸变大，并可以防止产生由于与包含金属的电子零件靠近而引起的天线性能降低的情况。

附图说明

图1是表示本发明实施方式中的便携式无线电设备的结构的图，(a)是侧视图，(b)是立体图。

图2是只将图12中的天线部分放大了的天线元件的结构、以及第1机壳和第2机壳折叠时、从与铰链相反侧的前端方向观察机壳时的图。

图3是图2中的天线元件变细成3mm时的图。

图4是图2中的天线元件变细成1.5mm时的图。

图5是表示图2～图4天线元件变细以后的天线特性的图表。

图6是只将图1中的天线部分放大了的天线元件的结构、以及第1机壳和第2机壳折叠时、从与铰链相反侧的前端方向观察机壳时的图。

图7是图6中的开放端侧的元件变细成3mm时的图。

图8是图6中的开放端侧的元件变细成1.5mm时的图。

图9是表示图6～图8的元件变细以后的天线特性的图表。

图10是表示现有的便携式无线电设备结构的图，(a)是侧视图，(b)是立体图。

图11是表示其他现有便携式无线电设备结构的图，(a)是侧视图，(b)是立体图。

图12是表示其他现有便携式无线电设备结构的图，(a)是侧视图，(b)是立体图。

图13是表示其他现有便携式无线电设备结构的图，(a)是侧视图，(b)是立体图。

附图标记说明

1     第1机壳

2     第1电路板

3     第2机壳

4     第2电路板

5     铰链

6     单极天线

7     电池部

8     电路部

9     显示部

10    电子零件

11    天线元件(第1天线元件)

12    天线元件(第2天线元件)

13    谐振电路

具体实施方式

下面，通过图示对本发明实施方式的天线装置以及便携式无线电设备进行说明。首先，对本发明涉及的便携式无线电设备的基本结构进行说明。图1表示本发明实施方式的便携式无线电设备的结构。

图1中，便携式无线电设备包括：配置在第1机壳1内部的第1电路板2、配置在第2机壳3内部的第2电路板4、铰链(连结部)5、由配置在第1机壳1中的元件11以及元件12构成的单极天线、电池部7、电路部8、配置在第2机壳3内部的由液晶显示器等构成的显示部9、以及包含金属的电子零件10，第1电路板2和第2电路板4由通过铰链5内的挠性基板或同轴电缆连接，另外，包含第1电路板2的第1机壳1和包含第2电路板4的第2机壳3由铰链5可转动地连接，由此构成便携式无线电设备。

在图1的便携式无线电设备中，与图12的便携式无线电设备相同，在第1电路板2的铰链5的相反侧的一端连接有由供电侧的元件(第1天线元件)11、开放端侧的元件(第2天线元件)12构成的弯曲的单极天线。在单极天线6的长度方向的中间插入有截止规定频率的谐振电路13。便携式无线电设备中，由第1电路板2、供电侧元件11、开放端侧元件12以及谐振电路13构成天线装置。

换言之，在图1所示的本发明的便携式无线电设备中，供电侧元件11和开放端侧元件12两元件之间插入截止规定频率的谐振电路13而构成单极天线。另外，单极天线的各元件在被插入的截止规定频率的谐振电路13的前后，将机壳闭合时靠近包含金属的电子零件10一侧的开放端侧的元件12的宽度设定为小于机壳闭合时不靠近包含金属的电子零件10一侧的供电侧的元件11的宽度。

通过该结构，当第1机壳1和第2机壳3折叠时，构成单极天线的天线元件不会靠近配置在第2机壳内的包含金属的电子零件、无需增加第1机壳的长度，即可实现高增益且能对应宽带频率的天线。

(实施方式)

下面，根据试验结果对图12以及图1中的便携式无线电设备的天线的特性分别进行说明。图2是仅将图12中的天线部分扩大的天线元件的结构，以及第1机壳1和第2机壳3折叠时从与铰链相反一侧的前端方向观察机壳时的剖面图。

该天线元件结构的工作原理如下所述，通过在元件中间插入截止规定频率的谐振电路13，在例如1.7G～2.2GHz(第2频带)的高频中工作时截止低频，从供电部观察到的元件长度被谐振电路13在高频中切割，仅在元件11长度较短的状态下工作，并在1.7G～2.2GHz中产生谐振。而且，当截止规定频率的谐振电路13通过例如800～1GHz(第1频带)的低频率，从供电部观察到的元件长度等同于元件11+元件12的长度，在元件长度较长的状态下工作，在频率为800MHz～1GHz的低频率中谐振。

如上所述，图12中的天线结构为可产生2个以上的谐振并能够对应多频带化。

但是根据上述结构可以得知，若在第1机壳1的内部配置单极天线11、12，则例如在折叠状态下，天线元件12会靠近配置在第2机壳2的内部的包含金属的电子零件10。

图5表示天线元件宽度与自由空间效率的关系，并根据图2～图4所示的天线元件的宽度，表示改变天线元件的宽度时天线的特性。可以得到如下的天线特性，即，不存在包含金属的电子零件10时的天线效率为A点所示的η＝-4.7dB，如图5所示当元件宽度为6mm时天线效率为η＝-5.8dB，由此可以得出随着零件的靠近，天线效率降低大约1.1dB。

为了防止由于天线元件与包含金属的电子零件10的靠近而导致的效率降低，如图3和图4所示，使天线元件的宽度减少，例如，如图4所示将天线元件的宽度减少到1.5mm，形成使接近部分远离包含金属的接近零件10的结构。

按照图2～图4的顺序将元件宽度变窄时，天线效率特性如图5所示，在(1)中所示的880～960MHz频率中天线效率得到提高。但是，在(2)中所示的1710～1990MHz频率中天线效率特性从6mm时的-3.7dB到1.5mm时的-4.5dB下降了约0.8dB。其原因如下，在880～960MHz的频率中，电流不仅供给到供电侧的天线元件11，而且通过开放端侧的元件12，同时也广泛分散到第1电路板2中，因此天线效率没有受到元件变细的影响，频带得到确保，与包含金属的电子零件10离开一定距离，相应地使特性提高，但是，在供电侧的元件11工作的1.7G～2.2GHz频带，电流集中，由于其元件变细频带变窄，天线特性随之降低。

为了防止天线效率的降低，如图13所示，有一种在第1机壳1内部中确保足够空间的方法，即使在关闭机壳的折叠状态下，也不与配置在第2机壳3内部的包含金属的电子零件10靠近。但是，由于需要确保机壳内的空间，会产生上述机壳尺寸变大的问题。

另一方面，如图1所示的本发明的便携式无线电设备的结构如下，在构成在第1机壳1的内部形成的单极天线的元件11和元件12的中间，插入截止规定频率的谐振电路13。此处，将配置在截止规定频率的谐振电路13前后的两个元件设计成具有不同粗细。即，使在机壳折叠闭合时与包含金属的电子零件10靠近的开放端侧的元件12的宽度小于在机壳闭合时不与包含金属的电子零件10靠近的供电侧的元件11的宽度(元件12比元件11细)。仅改变元件12的宽度时的情况如图6～图8以及图9所示。与图5不同，在图9的(4)中，1710～1990MHz时的天线效率的特性没有降低。在图9的(3)中，880～960MHz时的天线效率的特性也得到了改善。

通过上述结构，避免在电流易集中的1.7G～2.2GHz频带工作的供电侧的元件11的宽度被削减而效率降低，可以确保与包含金属的电子零件10的距离。

通过本结构获得的天线自由空间效率，在800～1GHz频带的频率以及在1.7G～2.2GHz频带的频率中，可以避免如图13所示为了使机壳折叠时也不会与第2机壳3内部的包含金属的电子零件10靠近而在第1机壳1的内部确保足够的空间、以至于增加机壳体积的问题，即使存在包含金属的电子零件10，自由空间效率也不会降低，能够确保良好的天线特性。

如上所述，根据本发明实施方式中的便携式无线电设备，当第1机壳1和第2机壳3折叠时，可以有效地避免构成单极天线6的天线元件与配置在第2机壳3内的包含金属的电子零件10靠近，与现有的便携式无线电设备相比，不增加第1机壳1的长度，便能提高天线性能。

另外，在元件的中间具有截止规定频率的谐振电路的便携式无线电设备可构成为如下结构：包含金属的电子零件构成在第1机壳内，靠近所述包含金属的电子零件的部分的所述单极天线的宽度被设置为：在被插入的截断规定频率的所述谐振电路的供电侧和开放端侧，靠近所述包含金属的电子零件的开放端侧的元件宽度比不靠近所述包含金属的电子零件的一侧的宽度细。

另外，也可将单极天线配置在机壳铰链一侧。另外，本发明的天线装置以及便携式无线电设备可应用于手机、PHS等各种便携式信息终端。另外，如果通过将开放端一侧的元件12的至少一部分的宽度设定为小于供电侧的元件11的宽度，使与电子零件10间的影响减少，那么本发明的效果可以得到发挥。对于本发明而言，无须将开放端侧的元件12整体的宽度如图7所示那样设定为比供电侧的元件11的宽度小。

上面对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不被所述实施方式中所示的事项限定，根据说明书的说明以及公知技术，本发明允许本领域技术人员所作的更改以及変更和应用，其包括在本发明请求保护的范围内。

本申请是基于2005年2月23日申请的日本专利申请(特愿2005-047487)而作出的，在此作为参考引入其中内容。

产业上的可利用性

如上所述，本发明涉及的使用天线装置以及该装置的便携式无线电设备中，构成天线的板状元件可以防止与天线元件的电子零件等接近物体的靠近，同时可以收纳于机壳内部，因此使天线性能得到提高。

Claims (9)

1.一种适用于便携式无线电设备的天线装置，其具备：

电路板；

单极天线，在其长度方向的中间具有与所述电路板连接的截止规定频率的谐振电路，其中，

所述单极天线作为与第1频带对应的单极天线进行工作，

构成所述单极天线的所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第1天线元件作为与第2频带对应的单极天线进行工作，

所述谐振电路的开放端侧的第2天线元件的宽度被设定为小于所述第1天线元件的宽度。

2.一种便携式无线电设备，其具备：

第1机壳；

第2机壳；

连结部，其将所述第1机壳和所述第2机壳相对可动地连结；

电路板，其设置在所述第1机壳内部；

单极天线，在其长度方向的中间具有与所述电路板连接的截止规定频率的谐振电路，其中，

所述谐振电路的开放端侧的第2天线元件的宽度被设定为小于所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第1天线元件的宽度。

3.一种便携式无线电设备，其具备：

第1机壳；

第2机壳；

连结部，其将所述第1机壳和所述第2机壳相对可动地连结；

电路板，其设置在所述第1机壳内部；

单极天线，在其长度方向的中间具有与所述电路板连接的截止规定频率的谐振电路，其中，

所述单极天线作为与第1频带对应的单极天线进行工作，

构成所述单极天线的所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第1天线元件作为与第2频带对应的单极天线进行工作，

所述谐振电路的开放端侧的第2天线元件的宽度被设定为小于所述第1天线元件的宽度。

4.一种便携式无线电设备，其具备：

第1机壳；

第2机壳；

连结部，其将所述第1机壳和所述第2机壳相对可动地连结；

电路板，其设置在所述第1机壳内部；

单极天线，在其长度方向的中间具有与所述电路板连接的截止规定频率的谐振电路；

电子零件，其包含金属且配置在所述第2机壳内部，其中，

在所述第1机壳和所述第2机壳处于闭合的状态时，所述包含金属的电子零件与构成所述单极天线的所述谐振电路的开放端侧的第2天线元件靠近，

所述第2天线元件的与所述包含金属的电子零件靠近的部分的宽度被设定为小于所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第1天线元件的宽度。

5.如权利要求2至4中任意一项所述的便携式无线电设备，其中，

所述单极天线是具有规定宽度的板状单极天线。

6.如权利要求4所述的便携式无线电设备，其中，

所述包含金属的电子零件安装在所述第2机壳内部设有的电路板上。

7.如权利要求2至6中任意一项所述的便携式无线电设备，其中，

所述单极天线与将所述第1机壳和所述第2机壳连结的可动连结部相反侧的所述电路板的端部连接。

8.如权利要求4所述的便携式无线电设备，其中，

在所述第1天线元件和所述第2天线元件中，当所述第1机壳和所述第2机壳处于闭合的状态时，与所述包含金属的电子零件更加靠近的一侧的天线元件的宽度被设定为小于其他天线元件的宽度。

9.一种便携式无线电设备，其具备：

第1机壳；

第2机壳；

连结部，其将所述第1机壳和所述第2机壳相对可动地连结；

第1电路板，其设置在所述第1机壳内部；

单极天线，在其长度方向的中间具有与所述第1电路板连接的截止规定频率的谐振电路；

电子零件，其包含金属且配置在所述第1机壳内，其中，

所述包含金属的电子零件将构成所述单极天线的所述谐振电路的与所述电路板连接侧的第1天线元件和开放端侧的第2天线元件中、与所述包含金属的电子零件靠近的天线元件的宽度设定为小于不与所述包含金属的电子零件靠近的一侧的天线元件的宽度。

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