CN1070323C - 便携式射频设备 - Google Patents

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Abstract

便携式射频设备包括天线、发射/接收电路、第一匹配电路、第二匹配电路及第一开关。天线包括构成鞭状天线的线性元件部分及构成通过绝缘部分固定到线性元件部分远端的螺旋天线的螺旋线圈部分。天线支撑成可从外壳伸出。发射/接收电路在天线容纳状态与螺旋线圈部分连接，在天线伸出状态与线性元件部分连接。第一匹配电路在螺旋线圈部分和发射/接收电路间进行阻抗匹配。第二匹配电路在线性元件部分和发射/接收电路间进行阻抗匹配。

Description

便携式射频设备
本发明涉及一种例如带有天线的便携式电话的便携式射频设备，其天线可容纳于外壳内从外壳中伸出。
在这种便携式射频设备中，在呼叫终止等候状态下，天线容纳在便携式射频设备的外壳内，只有天线远端的螺旋线圈部分从外壳露出。在呼叫开始或繁忙状态下，天线从外壳伸出，因而其线性元件部分也从外壳伸出。
图4A和4B简略示出了美国专利U.S.P.No.5,204,687中所述的便携式射频设备的结构。便携式射频设备30的鞭状天线32支撑成可以从外壳31伸出。
鞭状天线32是由电气长度为λ/4(λ：无线电波的波长)的线性元件部分33以及电气长度为λ/4的螺旋线圈部分4所构成，螺旋线圈部分4通过绝缘部分7整体地附装在线性元件部分33的远端，盖有由合成树脂所组成的保护罩5。由导电构件所组成的螺旋线圈馈电部分6置于螺旋线圈部分4和绝缘部分7之间，用以向螺旋线圈部分4输送电能。由导电构件所组成的线性元件馈电部分9附装到线性生元件部分33的下端，向线性元件部分33输送电能。标号10表示与馈电部分6和9相接触的馈电件，标号34表示电气长度为λ/4的阻抗匹配电路，阻抗匹配电路34置于馈电件10和发射/接收电路之间。
用这种结构，在呼叫终止等候状态下，鞭状天线32如图4B中所示的那样容纳在外壳31内，因而只有螺旋线圈部分4从外壳31露出，线性元件部分33则容纳在外壳31内。此时，螺旋线圈馈电部分6与馈电件10相接触，使电能从发射/接收电路35通过馈电点B输送到螺旋线圈部分4。在呼叫开始或繁忙状态下，鞭状天线32从外壳31伸出，因而使线性元件部分33如图4A中所示的那样从外壳31伸出。此时，线性元件馈电部分9与馈电件10相接触，使电能从发射/接收电路35通过馈电点A输出到线性元件部分33。
然而，在上述传统的便携式射频设备中，当线性元件部分33在呼叫开始或繁忙状态下从外壳31伸出时，在电源金属片10和线性元件馈电部分9之间形成的馈电点A电流达到最大，从电流分布来看这是很显然的，因为线性元件部分33具有λ/4的电气长度。由于这个原因，较大的电流会流过外壳31，在呼叫开始或繁忙状态下，电流会通过与外壳31相接触的人体而放电，导致通话特性大为下降。
日本实用新型No.63-92440公开了一种便携式射频设备，其中阻抗匹配电路在鞭状电线的预定长度容纳状态和伸出状态之间切换。然而，由于在呼叫终止等候状态下不能完全容纳鞭状天线，因而这种便携式射频设备就不方便携带。此外，在天线的预定长度容纳状态下，元件和外壳中其它金属部分之间的高频耦合会引起损耗。
本发明的目的是提供一种能获得优良的通话特性的便携式射频设备。
本发明的另一个目的是提供一种无损耗的方便的便携式射频设备。
为了达到上述目的，根据本发明，提供了这样一种便携式射频设备，它包括天线、发射/接收装置、第一匹配装置、第二匹配装置及第一开关装置。天线包括构成鞭状天线的线性元件部分及构成通过绝缘部分固定到线性元件远端的螺旋天线的螺旋线圈部分，天线支撑成可以从外壳伸出；发射/接收装置在天线容纳状态下与螺旋天线部分相连接，在天线伸出状态下则与线性元件部分相连接；第一匹配装置用以在螺旋线圈部分和发射/接收装置之间进行阻抗匹配；第二阻抗匹配装置则用以在线性元件部分和发射/接收装置之间进行阻抗匹配；第一开关装置用以在天线容纳状态下使螺旋线圈部分与第一匹配装置相连接，而在天线伸出状态下则使线性元件部分与第二匹配装置相连接。
图1A和1B是分别表示根据本发明的实施例的便携式射频设备的结构处于繁忙状态及呼叫终止等候状态的简略示意图。
图2是表示图1A和1B中所示的阻抗匹配电路的配置方式的示意图。
图3是表示图1A和1B中所示的螺旋线圈部分的另一种结构的放大视图。
图4A和4B是分别表示传统的便携式射频设备的结构处于繁忙状态和呼叫终止等候状态的简略示意图。
下面参照附图描述本发明的实施例。图1A和1B分别简略地表示处于繁忙状态及呼叫终止等候状态的根据本发明实施例的便携式射频设备的结构。便携式射频设备101具有可从外壳102伸出的天线103。天线103是由电气长度为λ/4的线性元件部分108及电气长度为λ/2的螺旋线圈部分104所构成的，螺旋线圈部分104通过绝缘部分107整体地附装到线性元件部分108的远端，盖有合成树脂所组成的保护罩105。线性元件部分108构成鞭状天线，而螺旋线圈部分104构成螺旋天线。两个天线都能执行发射/接收。
由导电构件组成的螺旋线圈的馈电部分106置于螺旋线圈部分104和绝缘部分107之间，以向螺旋线圈部分104输送电能。由导电构件组成的线性元件馈电部分109则附装到线性元件部分108的下端，以在外壳102内往复移动，及向线性元件部分108输送电能。馈电件110配置在外壳102内，选择性地与螺旋线圈馈电部分106和线性馈电部分109相接触。
发射/接收电路120与连接于馈电件110和发射/接收电路120之间的阻抗匹配电路111配置在外壳102内。如图2中所示，阻抗匹配电路111具有第一匹配电路112、第二匹配电路113和转换开关118，第一匹配电路112在容纳状态下匹配λ/4电气长度，第二匹配电路113在伸出状态下匹配λ/2电气长度，转换开关118用来切换第一匹配电路112和第二匹配电路113。由容纳在外壳102中的线性元件部分108操纵转换开关118的操作机构119。根据操作机构119的操作，一对触头119a和119b分别选择性地与第一匹配电路112和第二匹配电路113的端子部分114和115或端子部分116和117相接触，以便选择第一匹配电路112和第二匹配电路113的其中之一。
下面描述具有上述结构的便携式射频设备的工作情况。在呼叫终止等候状态，线性元件部分容纳在外壳102内，如图1B中所示，只有电气长度为λ/4的螺旋线圈部分104从外壳102伸出。在这种状态下，螺旋线圈馈电部分106与馈电件110相接触，用以从发射/接收电路120通过阻抗匹配电路111、馈电件110、馈电点B及螺旋线圈馈电部分106向螺旋线圈部分104输送电能。此时，线性元件部分108操纵操作元件119，使触头119a和119b分别与端子部分114和115相接触，从而选择在容纳状态下匹配λ/4电气长度的第一匹配电路112。
在呼叫开始或繁忙状态下，电气长度为λ/2的线性元件部分108如图1A中所示的那样从外壳102中伸出。线性元件馈电部分109与馈电件110相接触，用以从发射/接收电路120通过阻抗匹配电路111、馈电件110、馈电点A以及线性元件馈电部分119向线性元件部分108输送电能。这时候，取消线性元件部分108对其操作元件119的操作，将触头119a和119b从端子部分114和115那侧切换到端子部分116和117那侧，从而选择在伸出状态下匹配λ/2电气长度的第二匹配电路113。
亦即是，在本发明中，根据天线103的容纳状态或伸出状态选择螺旋线圈部分104或线性元件部分108，从而切换天线的型式，即螺旋天线和鞭状天线。这时候，根据天线的电气长度自动切换阻抗匹配电路111。
图3表示本发明的螺旋线圈部分的另一种馈电结构的主要部分。在这个实例中，耦合导电棒121直立于螺旋线圈馈电部分106的上部，伸入保护罩105内。螺旋线圈部分104装配在耦合导电棒121上，耦合导电棒121和螺旋线圈部分104彼此容性耦合，而不是机械耦合。有了这种结构，螺旋线圈部分104和耦合导电棒121之间颇为麻烦且需要技能的连接操作就显得不必要了。
在这个实例中，耦合导电棒121直立于螺旋线圈馈电部分106。然而，耦合导电棒121也可以与螺旋圈馈电部分106形成整体。
如上所述，根据本发明，在天线伸出状态即繁忙状态下可获得由电气长度为λ/2的线性元件所组成的鞭状天线的功能。由于在馈电部分的电流被减到最低，相应地就能使增益的下降最少。在天线容纳状态下，即处于呼叫终止等候状态，用电气度为λ/4的螺旋线圈就能获得达到高增益的微型螺旋天线的功能。这些天线之间的切换是以天线容纳和伸出操作互锁的方式自动进行的，以便提高操作功能。

Claims (5)

1．一种便携式射频设备，其特征在于包括：
一个包含构成鞭状天线的线性元件部分(108)及构成通过绝缘部分(107)固定到所述线性元件部分远端的螺旋天线的螺旋线圈部分(104)的天线(103)，所述天线支撑成可从外壳伸出；
在天线容纳状态下与所述螺旋线圈部分相连接及在天线伸出状态下与所述线性元件部分相连接的发射/接收装置(120)；
用以在所述螺旋线圈部分和所述发射/接收装置之间进行阻抗匹配的第一匹配装置(112)；
用以在所述线性元件部分和所述发射/接收装置之间进行阻抗匹配的第二匹配装置(113)；以及
用以在天线容纳状态下使所述螺旋线圈部分与所述第一匹配装置相连接以及在天线伸出状态下使所述线性元件部分与所述第二匹配装置相连接的转换开关(118)；
配置在所述螺旋线圈部分和所述绝缘部分之间、向所述螺旋线圈部分输送电能的螺旋线圈馈电部分(106)，配置在所述线性元件部分的下端、向所述线性元件部分输送电能的线性元件馈电部分(109)，以及选择性地与根据所述天线的容纳及伸出操作而往复移动的所述螺旋线圈馈电部分和线性元件馈电部分相接触的馈电件(110)。
2．根据权利要求1的设备，其特征在于，所述螺旋线圈部分具有1/4波长λ的电气长度，所述线性元件部分则具有1/2λ的电气长度。
3．根据权利要求1的设备，其特征在于，所述转换开关包括由所述线性元件部分根据所述天线的容纳和伸出操作往复移动而操纵的操作机构(119)，以及用以根据所述操作机构的工作状态而选择所述第一和第二匹配装置的其中之一的触头(119a、119b)。
4．根据权利要求1的设备，其特征在于，还包括与所述螺旋线圈馈电部分电连接、且为所述螺旋线圈部分所盘绕的导电棒(121)，所述螺旋线圈部分与所述导电棒容性地耦合。
5．根据权利要求1的设备，其特征在于，所述转换开关选择性地在所述发射/接收装置和所述螺旋线圈部分之间进行所述第一匹配电路的连接，在所述发射/接收装置和所述线性元件部分之间进行所述第二匹配电路的连接。
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