CN1079999C - 手持式发送和/或接收装置 - Google Patents

Abstract

手持式发送和/或接收装置，具有一个细长的外壳，外壳内部的一个电气线路，外壳的一端的一侧的一个耳机，一个近似地与接地平面平行的天线谐振元，这个天线谐振元具有一个第一自由端，这个天线谐振元的第二端通过一个接地连接器与接地平面电气连接起来，并且有将接地平面和谐振元与电气线路连接起来的装置。谐振元的自由端指向外壳的一端。通过这样使天线的靠近使用者的手或头的电场的强度是低的。这样就降低了健康方面的风险和使用者的手或身体对天线的电气参数的影响。

Description

手持式发送和/或接收装置

本发明是关于一个手持式的发送和/或接收装置，这一装置包括一个细长的外壳，这个外壳中的一个电路，在外壳的一侧的一端的一个耳机，在外壳的与耳机相对的另一侧的电接地平面，一个与接地平面近似平行的天线谐振元，这一天线谐振元有一个第一自由端和一个由接地连接器电气地连接到接地平面的第二端和将接地平面与谐振元连接到电气线路的装置。

一种这类装置在日本专利申请的63-86559号中公开过。这种天线是一种倒F型天线。这个天线的天线谐振元被一个位于外壳耳机一端的接地连接器连接到接地平面。于是这个天线的自由端从外壳的此端指向使用者的手所握住的此装置的外壳的中部。由于这一情况，使用者的手不仅影响天线的场和幅射方向图，而且影响天线的谐振频率、阻抗与增益。因此天线的馈线上出现不匹配的驻波，从而导致高频功率损耗。

这种已知的天线的另一个缺点是使用者的头接近这一天线的电场强度的最大值。这样，当这一天线被用作发射天线时会产生附加的辐射能量损耗并且也会导致电场对使用者头部的影响而对头部带来健康方面的风险。

这一发明的目的是为了克服现有技术的缺点，换言之就是消除使用者的手和头对手持式发射和/或接收装置的天线的影响，也避免天线对使用者的头部的影响。

本发明提供了一种手持式无线电收发信机，包括：具有顶端和底端及前侧和后侧的外壳，前侧和后侧在顶端和底端之间延伸；在与外壳的顶端相邻的外壳前侧上配置的耳机；一个天线系统，该天线系统沿外壳后侧延伸并具有一般说来与耳机相对配置的接地平面；沿着一般说来与接地平面平行的谐振平面延伸的谐振元；和一个馈电单元；该谐振元具有与外壳顶端相隔开的接地端和从所述接地端离开而向外壳顶端延伸的一个自由沿；和一个接地连接器，该接地连接器在该接地平面与该谐振元接地端之间并将该接地平面与该谐振元接地端电气连接，该馈电单元以不与该谐振元机械接触的方式将该谐振元与电气线路电气连接；所述电气线路在外壳之内并通过一个弹性的导电元件与该天线系统电气连接，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述馈电单元之间并在所述电气线路和所述馈电单元之间形成电气连接；所述收发信机的外壳沿所述谐振平面的方向以缺少与所述谐振元自由沿相对的区域作为终止端，信号通过这样的结构从谐振元离开耳机并向上辐射。

本发明提供了一种手持式无线电收发信机，包括：具有顶端和底端及前侧和后侧的外壳，前侧和后侧在顶端和底端之间延伸；在与外壳的顶端相邻的外壳前侧上配置的耳机；一个天线系统，该天线系统沿外壳后侧延伸并具有一般说来与耳机相对配置的接地平面；沿着一般说来与接地平面平行的谐振平面延伸的谐振元；该谐振元具有与外壳顶端相隔开的接地端和从所述接地端离开而向外壳顶端延伸的一个自由沿；和一个接地连接器，该接地连接器在该接地平面与该谐振元接地端之间延伸并将该接地平面与该谐振元接地端电气连接；所述电气线路在外壳之内并与该天线系统电气连接；所述收发信机的外壳是非导电的，并且所述天线系统置于所述外壳内，信号通过这样的结构通过外壳离开耳机并向上辐射。

本发明提供了一种手持式无线电收发信机，包括：一个外壳，外壳中的电气线路，沿外壳延伸的天线系统，该天线系统还包括：一个接地平面，一般说来与接地平面平行地延伸的谐振元；该谐振元具有一个自由沿；和一个接地连接器，该接地连接器在离开所述自由沿一段距离一个位置将该接地平面与该谐振元电气连接；一个馈电单元，该馈电单元以不与该谐振元机械接触的方式将该谐振元与电气线路电气连接；其中所述馈电单元与所述谐振元的所述自由沿相邻并沿所述谐振元的所述自由沿延伸。

本发明提供了一种手持式无线电收发信机，包括：一个外壳，外壳中的电气线路，沿外壳延伸的天线系统，该天线系统还包括：一个接地平面，一般说来与接地平面平行地延伸的谐振元；该谐振元具有一个自由沿和一个弧形表面轮廓；所述弧形表面轮廓从所述接地平面弯曲离开；和一个接地连接器，该接地连接器在离开所述自由沿一段距离一个位置将该接地平面与该谐振元电气连接。

本发明的基本思想是将已知的天线转动180°以使这一天线指向耳机所在的外壳的一端。这样天线电场强度的最大值就会尽可能地远离使用者，尤其是远离他的手和头以使相互影响为最小。这意味着对天线的电参数，特别是阻抗、增益和效率的较小的影响。在另一方面，对使用者的健康的风险被减到最小。

根据本发明的一个具体实施例，接地平面延伸到近似于细长的外壳的整个宽度。这样有助于实现一个使最大值或极大值远离使用者的头的辐射方向图。

根据本发明的另一个具体实施例，谐振元具有近似相同的宽度和辐射方向图。

根据对这一发明的基本思想的一个进一步的改进，接地连接器扩展到谐振元的整个宽度。

根据一个进一步的改进，一个细长型馈电单元位于谐振元的一侧用来将该馈电单元与谐振元耦合起来，馈电单元的一端，即馈电端与将谐振元连接到该电路的装置耦合。这一改进避免了电路与谐振元之间的电镀层之间的接触。馈电单元最好延伸到谐振元的整个长度。从而实现一个电磁耦合。另外，馈电元的馈电端可以位于谐振元的自由端。

根据本发明的一个改进，谐振元的自由端的边沿有一个凸出部分，这一凸出部分的宽度小于谐振元。通过调整凸出部分的长度可以调节谐振元的谐振频率。凸出部分的宽度最好比谐振元素的宽度小10倍或小10倍以上。通过定出凸出部分的尺寸就有可能实现谐振元的细的调节。

根据本发明的一个改进，谐振元与接地平面是绝缘基底上的导电层或涂层。这样可避免谐振元与接地平面之间的空气间隙，该空气间隙是可能受可改变天线电气参数的机械力、温度或类似因素的影响的。绝缘基底最好是外壳或外壳的一部分。更为可取的是，绝缘基底是与由非导电材料做成的外壳相连接或位于该外壳之中的一个分离的单元。接地连接器可以包含一个延伸到谐振元的整个宽度的单个接地连接器或者可以包括至少两个分布在谐振元的宽度上的接地连接器。

下面，本发明将通过附图上所示的例子来进行详细的说明。

图1是一个用于无线电话机的手持式收发两用机的例子的正面视图。

图2是图1的收发两用机的背面视图。

图3是图2的III-III部分。

图4是表示第二个例子的与图3相类似的图。

图5是一个与图4的上半部分相类似的第三个例子的剖视图。

图6是图5中的天线单元的透视图。

图1是一个手持式收发两用机的侧视图，它包括一个外壳1，一个耳机2，一个话筒3和一个包括谐振元5的天线4，一个接地平面6和一个将谐振元5的一端与接地平面6连接起来的接地连接器7。

谐振元5，接地连接器7和接地平面6是金属薄片。接地平面6与外壳1的背面相连接。

从图2可以很好地看到，接地平面6与外壳1具有同样的宽度，谐振元5与外壳1几乎具有同样的宽度。给谐振元5馈电并将它和接地平面6与外壳1中的电路，即发射器和接收器相连接的装置没有示出来，这些装置可以是一种已知的形式，例如，同轴电缆可被用来与接地平面连接，电缆的线心在离开接地连接器7一定距离处与谐振元5连接。

从图1可很好地看出，谐振元5的自由端指向携带耳机的外壳的一端。于是谐振元所产生的电场强度的最大值离开了使用者的手握住的外壳1的区域，即耳机2与话筒3之间的部位。靠近接地连接器7的电场的强度是低的。结果是使用者的手对天线的影响是低的。进一步地，当耳机2接触到使用者的耳朵时，天线自由端的电场强度的最大值离使用者的头最大可能地远。

图3表示了横向部分与图2的III-III部分几乎类似的另一个例子。相似的部分具有同样的参考号。与图1和图2所示的例子不一样的是接地平面6现在是在外壳1的里面，谐振元5是在外壳1的外面，接地连接器穿过一个在外壳1的壳壁上的缝。接地平面6与谐振元是外壳1的壳壁上的导电层，外壳1的壳壁是由绝缘材料制成。一方面由于谐振元5与接地平面6之间没有空气间隙，另一方面谐振元5与外壳1的绝缘材料的壳壁之间没有空气间隙，天线的电气参数在很大程度上与作用在天线5和/或接地平面6上的机械力无关。

图4表示了一个在形式上与图3相似的例子。相似的部件具有相同的参考号。在图4中，天线单元5，接地平面6与接地连接器7都是在一个分离的绝缘基底8上的导电层，这些一起组成一个固定在外壳内壁上的独立单元。这样就避免了用于将谐振元5的底坐与接地平面6相连的接地连接器7的外壳1的壳壁上的一个缝。由于在这一例中天线的所有电气元件都在外壳1的内部，把天线的电气元件与外壳1中的电气线路连接起来会更加容易。

图5更加详细地表示了一个在天线的安排上与图4的情况相类似的手持式装置的上半部分的剖示图。在大部分被去掉的一个外壳10的壳壁9的内部安装着一个天线单元11，天线单元11包括了一个绝缘体12，在绝缘体12上以导电层的形式固定着天线谐振元13，接地连接器14和接地平面15。接地平面15有与一个弹性导电层18相接触的凸出部分16和17，弹性导电层18位于没有以已知的方式表示出来的带有电气引线和元件的线路板19之上。

绝缘体12有一个凹处20来提供了一个空腔21，线路板19上的电路元件可以延伸进空腔21，这样由接地平面15的电气层提供了效果好的屏蔽。

图6以透视图表示了包括绝缘体12，谐振元13，接地连接器14和接地平面15的单元。可以看到一个宽度比谐振元13的宽度小得多的凸出部分23从谐振元13的自由端的边沿22延伸出来。凸出部分23可以为了调谐的目的而被缩短。

图6可以进一步地看到，在谐振元13的一侧有一个馈电单元24被固定在绝缘体12的表面上，所说的馈电单元24延伸到谐振元13的大约整个长度上。馈电单元24的自由端与接地连接器14靠近，馈电单元24的另一端25延伸至绝缘体12的接地平面15所在的一侧。所以，与通过薄层17把接地平面15与线路板19连接起来所采用的方式一样，馈电单元24能够通过一个小的弹性导电薄层连接到线路板19的电气接线上。

Claims (44)

1.一种手持式无线电收发信机，包括：

具有顶端和底端及前侧和后侧的外壳，前侧和后侧在顶端和底端之间延伸；

在与外壳的顶端相邻的外壳前侧上配置的耳机；

一个天线系统，该天线系统沿外壳后侧延伸并具有一般说来与耳机相对配置的接地平面；沿着一般说来与接地平面平行的谐振平面延伸的谐振元；和一个馈电单元；该谐振元具有与外壳顶端相隔开的接地端和从所述接地端离开而向外壳顶端延伸的一个自由沿；和一个接地连接器，该接地连接器在该接地平面与该谐振元接地端之间并将该接地平面与该谐振元接地端电气连接，该馈电单元以不与该谐振元机械接触的方式将该谐振元与电气线路电气连接；

所述电气线路在外壳之内并通过一个弹性的导电元件与该天线系统电气连接，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述馈电单元之间并在所述电气线路和所述馈电单元之间形成电气连接；

所述收发信机的外壳沿所述谐振平面的方向以缺少与所述谐振元自由沿相对的区域作为终止端，信号通过这样的结构从谐振元离开耳机并向上辐射。

2.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元的所述自由沿与所述外壳顶端相邻。

3.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统还包括一个绝缘体，并且所述天线系统的接地平面、谐振元和所述接地连接器包括在所述绝缘体上的诸导电层。

4.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述外壳后侧具有一个宽度，并且所述接地平面具有一个基本上等于所述外壳后侧的宽度的宽度。

5.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述接地平面具有一个宽度，并且所述谐振元具有一个基本上等于所述接地平面的宽度的宽度。

6.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元具有一个宽度，并且所述接地连接器具有一个基本上等于所述谐振元的宽度的至少一半的宽度。

7.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，还包括第二接地连接器，所述第一与第二接地连接器在所述谐振元的所述接地端的宽度上分布。

8.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，还包括一个弹性的导电元件，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述接地平面之间并在所述电气线路和所述接地平面之间形成电气连接。

9.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统的所述谐振元还包括从所述自由沿突出的调谐短柱，所述调谐短柱具有小于所述自由沿的宽度的宽度，并且还包括将该谐振元电气连接到该电气线路的馈电单元。

10.如权利要求1中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元有一个弧形表面轮廓。

11.一种手持式无线电收发信机，包括：

具有顶端和底端及前侧和后侧的外壳，前侧和后侧在顶端和底端之间延伸；

在与外壳的顶端相邻的外壳前侧上配置的耳机；

一个天线系统，该天线系统沿外壳后侧延伸并具有一般说来与耳机相对配置的接地平面；沿着一般说来与接地平面平行的谐振平面延伸的谐振元；该谐振元具有与外壳顶端相隔开的接地端和从所述接地端离开而向外壳顶端延伸的一个自由沿；和一个接地连接器，该接地连接器在该接地平面与该谐振元接地端之间延伸并将该接地平面与该谐振元接地端电气连接；

所述电气线路在外壳之内并与该天线系统电气连接；

所述收发信机的外壳是非导电的，并且所述天线系统置于所述外壳内，信号通过这样的结构通过外壳离开耳机并向上辐射。

12.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元的所述自由沿与所述外壳顶端相邻。

13.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统还包括一个绝缘体，并且所述天线系统的所述接地平面、谐振元和所述接地连接器包括在所述绝缘体上的诸导电层。

14.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述外壳后侧具有一个宽度，并且所述接地平面具有一个基本上等于所述外壳后侧的宽度的宽度。

15.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述接地平面具有一个宽度，并且所述谐振元具有一个基本上等于所述接地平面的宽度的宽度。

16.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元具有一个宽度，并且所述接地连接器具有一个基本上等于所述谐振元的宽度的至少一半的宽度。

17.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，还包括第二接地连接器，所述第一与第二接地连接器在所述谐振元的所述接地端的宽度上分布。

18.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，还包括一个弹性的导电元件，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述接地平面之间并在所述电气线路和所述接地平面之间形成电气连接。

19.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统还包括一个馈电单元，该馈电单元以不与该谐振元机械接触的方式将该谐振元与电气线路电气连接。

20.如权利要求19中所述的手持式无线电收发信机，还包括一个弹性的导电元件，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述馈电单元之间并在所述电气线路和所述馈电单元之间形成电气连接。

21.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统的所述谐振元还包括从所述自由沿突出的调谐短柱，所述调谐短柱具有小于所述自由沿的宽度的宽度，并且还包括将该谐振元电气连接到该电气线路的馈电单元。

22.如权利要求11中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元有一个弧形表面轮廓。

23.一种手持式无线电收发信机，包括：

一个外壳，

外壳中的电气线路，

沿外壳延伸的天线系统，该天线系统还包括：

一个接地平面，

一般说来与接地平面平行地延伸的谐振元；该谐振元具有一个自由沿；

和一个接地连接器，该接地连接器在离开所述自由沿一段距离一个位置将该接地平面与该谐振元电气连接；

一个馈电单元，该馈电单元以不与该谐振元机械接触的方式将该谐振元与电气线路电气连接；其中所述馈电单元与所述谐振元的所述自由沿相邻并沿所述谐振元的所述自由沿延伸。

24.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述馈电单元有一个第一端和一个第二端，所述馈电单元的所述第一端以机械方式和电气方式连接到所述电气线路，在所述谐振元的平面内的所述馈电单元的宽度基本上小于所述谐振元的宽度。

25.如权利要求24中所述的手持式无线电收发信机，其中所述馈电单元包括一个伸长的元件，所述伸长的元件与所述谐振元相邻并沿所述谐振元在所述接地连接器的所述位置和所述谐振元的所述自由沿之间延伸。

26.如权利要求25中所述的手持式无线电收发信机，其中所述馈电单元包括一个第二伸长的元件，所述第二伸长的元件与所述谐振元的所述自由沿相邻并沿所述谐振元的所述自由沿延伸。

27.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统还包括一个绝缘体，并且所述天线系统的所述接地平面、谐振元，所述接地连接器和馈电单元包括在所述绝缘体上的诸导电层。

28.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述外壳是非导电的，并且所述天线系统位于所述外壳之内。

29.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述外壳后侧具有一个宽度，并且所述接地平面具有一个基本上等于所述外壳后侧的宽度的宽度。

30.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述接地平面具有一个宽度，并且所述谐振元具有一个基本上等于所述接地平面的宽度的宽度。

31.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元具有一个宽度，并且所述接地连接器具有一个基本上等于所述谐振元的宽度的至少一半的宽度。

32.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，还包括第二接地连接器，所述第一与第二接地连接器在所述谐振元的所述接地端的宽度上分布。

33.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，还包括一个弹性的导电元件，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述接地平面之间并在所述电气线路和所述接地平面之间形成电气连接。

34.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，还包括一个弹性的导电元件，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述馈电单元之间并在所述电气线路和所述馈电单元之间形成电气连接。

35.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统的所述谐振元具有还包括从所述自由沿突出的调谐短柱，所述调谐短柱具有小于所述自由沿的宽度的宽度。

36.如权利要求23中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元有一个弧形表面轮廓。

37.一种手持式无线电收发信机，包括：

一个外壳，

外壳中的电气线路，

沿外壳延伸的天线系统，该天线系统还包括：

一个接地平面，

一般说来与接地平面平行地延伸的谐振元；该谐振元具有一个自由沿和一个弧形表面轮廓；所述弧形表面轮廓从所述接地平面弯曲离开；

和一个接地连接器，该接地连接器在离开所述自由沿一段距离一个位置将该接地平面与该谐振元电气连接；

38.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，其中所述天线系统还包括一个绝缘体，并且所述天线系统的所述接地平面、谐振元，所述接地连接器包括在所述绝缘体上的诸导电层。

39.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，其中所述外壳是非导电的，并且所述天线系统位于所述外壳之内。

40.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，其中所述外壳后侧具有一个宽度，并且所述接地平面具有一个基本上等于所述外壳后侧的宽度的宽度。

41.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，其中所述接地平面具有一个宽度，并且所述谐振元具有一个基本上等于所述接地平面的宽度的宽度。

42.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，其中所述谐振元具有一个宽度，并且所述接地连接器具有一个基本上等于所述谐振元的宽度的至少一半的宽度。

43.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，还包括第二接地连接器，所述第一与第二接地连接器在所述谐振元的宽度上分布。

44.如权利要求37中所述的手持式无线电收发信机，还包括一个弹性的导电元件，所述弹性的导电元件位于所述电气线路和所述接地平面之间并在所述电气线路和所述接地平面之间形成电气连接。

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