CN1092848C - 在表中使用的天线结构 - Google Patents
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Abstract
用于与适合于手腕戴并包括微接收机(117、118)的表(100)一起使用的天线结构，所述的天线结构包括一个天线(81)，它至少包括一个线圈(85、86、87)并能捕捉载有无线电漫射信息的电磁场，由所述的微接收机(117、118) 接收该信息并将其变换成所述表的使用者显而易见的数据；导线(82、83) 用于把所述的天线(81)连接到所述的微接收机(117、118)；和非导电支撑结构(84)包括把所述天线(81)安装在其上的第一部分(90)。支撑结构(84)进一步包括：从所述的第一部分(90)凸起并和其连接的并把所述的导线(82、83)安装在其上的第二部分(91)。
Description
本发明一般涉及天线，它们被制造和安装在表中。特别是，本发明涉及能捕捉承载无线电漫射信息的电磁场的天线，并涉及包括这种天线的表和通过该天线捕捉接收信息的微接收机，以便使这种信息变换成戴表者能显而易见的数据。
为了捕捉无线电漫射信号，许多表中装有天线和微接收机。如果这种表是手表形式的，天线一般置于表带内。然而，将天线置于表带中会产生在微接收机和形成表带部分的天线之间提供连接的问题，其后者是移动式部件，一般通过销钉或凸片铰接到外壳内。天线导体的引入线会产生连接这两个部件的复杂装置的结构问题。在引入线处，例如导体受到机械应力，并且，如果装置不提供避免这种断线，则它们容易出现断线。这些装置不仅是表的装配，而且是表带的更换均难于制造且复杂，此外，因为表带装载有天线而必须特殊制造，并且该表带与易于从市场上得到的表带不能互换。
企图通过把天线和微接收机安装在外壳内去简化这种表的结构已经实现了，由此避免了把天线连接到微接收机的导体的机械应力。瑞士专利号672870，由其申请人在一个实施例中描述了包括电感天线和整个限制在由外壳限制的空间内的微接收机的表。形成天线的线圈绕组的纵轴与表带的纵轴平行排列。在这实施例中，该绕组的每一个包括两个互连部分，其一是由淀积在玻璃上的镀金属层形成的，其另一个是由嵌入外壳的背盖中的金属线形成的。
瑞士专利号NO.679356，也由其申请人描述这种表的另一种结构，其中，线圈绕组绕第二玻璃和提供在外壳中的内盖缠绕。槽被提供在第二玻璃和内盖中，以便于绕组的布局。在微接收机的RF模块和天线之间的连接是通过使线圈绕组直接与RF模块接触并此后将它焊在那里来实现的。
瑞士专利号NO.672870附加表示在表的进一个实施例中，该表包括电容天线和整个限定在由外壳限定的空间内的微接收机。在本实施例中，天线为与表带的纵向垂直的灵敏轴设置。天线包括两个片，其一片由淀积在玻璃上的镀金属层形成的，其另一片是由金属的背盖形成的。在天线的板和微接收机的输入之间的连接是通过装有簧片的弹簧连接的。
虽然上述的方案已实现这种表的简化，尽管如此，还需要保持进一步改进它们的组装和一般的结构。尤其，存在有必须简化和改进天线的结构、与微接收机的连接和在表中的组装。
在以上所述的方案中，在表中天线的布局或者需要包括几个附加构件，用于天线的安装，或者需要在组装之前把天线部件固定在或到表的各种部件。这种方案显然使这种表的制造变复杂，且需要在组装期间精密、小心地控制表，于是不必要地增加了组装表的成本。
此外，在现有表中一旦表已被组装，天线与微接收机的连接由于或者需要使天线本身直接与微接收机直接进行接触、在天线和微接收机之间单独连接导线，或者提供精密的连接装置而变得更复杂。
因此，本发明的一个目的是提供一种与上述修正或克服已知天线结构缺点的规定类型的表一起使用的天线结构。
本发明的又一个目的是提供一种能容易地装配在这种表中的天线结构。
本发明的再一个目的是提供一种与上述便于天线与微接收机连接所规定类型的表一起使用的天线结构。
本发明的附加目的是提供一种便于组装的天线结构和将它安装在其中的表的一般结构。
根据本发明，这些目的都在与适合于在手腕上戴并包括微接收机的表一起使用的天线结构中实现。该天线结构包括至少一个线圈，并能够捕捉载有无线电漫射信息的电磁场，用于通过微接收机接收并变换成对表的使用者显而易见的数据。除了用于把天线连接到微接收机的导线以外，天线结构也包括非导电支撑结构，该非导电支撑结构包括把天线安装到其上的第一部分，和从第一部分凸起并与第一部分为一体的第二部分，且导线安装在该第二部分上。
有这些特征的天线结构具有制造简单和廉价的优点，和当这后者以简便方法组装期间能被放在表中的优点。然后，能够做到与微接收机的简单连接，以便保证天线的工作。因此，组装工艺的复杂性和表的总体结构、以及有关制造的成本大大地减小。
优先地，支撑结构的构成完全与表的其它部件不同。于是，该天线的制造可与这些其它表的部件，例如，表盘和玻璃无关，并且在最后组装期间播入表中。由于表的精致和与表的其它审美特性相关的考虑在天线结构的制作期间可以忽略，因而表的制造被简化。
下面更详细地描述归于本发明的各种特征。为了便于理解本发明，参照示于几个实施例中的天线结构和包括天线结构的表的附图进行描述。然而，可理解为，本发明并不受如附图中所示的实施例所限制。
在附图中：
图1是根据本发明的天线结构的第一实施例的透视图；
图2是形成图1的天线结构的线圈绕组部分的透视图；
图3是图1天线结构的支撑结构和电容元件的透视图；
图4是如图2所见的，从图3支撑结构下面看的平面图；
图5是如图2所见的，图3支撑结构的第二部分从上面看的平面图；
图6是根据本发明的天线结构第二实施例的透视图；
图7是如图6所见的，图6天线结构的支撑结构从下面看的平面图；
图8是如图6所见的，图6天线结构的支撑结构从上面看的平面图；
图9是根据本发明的天线结构的第三实施例的透视图；
图10是如图9所见的，图9的天线结构的支撑结构从上面看的平面图；
图11是包括根据本发明的天线结构的表的平面图；
图12是图11表的构件的截面图；
图13是当完全组装时图11的表的截面图；
图14是表示图11的表中装配本发明的天线结构的一个实施例的第一放大截面图；
图15是示于图14的天线结构装配实施例的第二放大截面图；和
图16是表示在图11的表中装配本发明的天线结构的第二实施例的放大截面图；
现在参照附图的图1，该图示出了包括安装到支撑结构5的天线2和导线3和4的本发明的天线结构1。该导线3和4使天线2与插入表中的微接收机的射频(RF)组块6连接。该天线2是图2所示的最佳的电感天线，它包括分成三段7、8和9的一个线圈绕组。在该实施例中，三段7、8和9是等长度的，但是在其它实施例中可使用不同的段数。此外，天线段的长度不是必须相等。该三段7、8和9优先地可部分地或全部地用铜制成。尽管如此，熟练的技术人员将理解其它材料，例如银、金或具有适当电磁特性的类似导体可用在天线的制作中。段7、8和9其每段都提供有两个定位销，分别为10和11、12和13和14和15，当天线结构1的组装期间，以帮助天线相对于支撑结构定位。可理解为，技术熟练的工作人员已知的各种其它装置也可用于将天线固定到支撑结构。
图3表示支撑结构5，它包括使天线2安装在其上的第一部分16，和从第一部分16凸起并与之连接在一起的并使电容导线3和4安装在其上的第二部分17。支撑结构5优选地用非导电介质材料制成。为了便于在表中组装天线结构，支撑结构也优选是可弯曲的，已经发现适合于这种考虑的材料的例子是Kapton和Espanex。
定位孔18、19、20、21、22和23都提供在支撑结构2中。用于分别与天线线圈段7、8和9的定位销10、11、12、13、14和15配合。支撑结构5进一步包括通过其提供开口26、27、28和29的横向凸起接片24和25。电容元件30和31是这样安装到接片24和25上的：当天线2安装到支撑结构5时，电容元件30和31分别通过开口26、27、28和29连接线圈段7和9和线圈段11和12。另外的电容元件(未示出)提供在RF模块6上并连接线圈段8和9。
图4表示在如图3所示的支撑结构5下边的平面图。导线3和4由形成在支撑结构5的第二部分17上的镀金属层构成。在支撑结构5上的导线3和4的布局被选择使它们提供在安装到支撑结构5时的天线2和RF模块6之间的电连接。在那种考虑中，两个孔32和33形成在第二部分17的末端。导电材料，例如铜的盘34和35(图5)都焊接到支撑结构的第二部分17的反面，焊锡流过孔32和33以便使盘34和35连接到镀金属层，由此便于使导线3和4电连接到RF模块6。
现在参照图6，表示了包括安装到支撑结构54的天线51和导线52和53的本发明的另一种天线结构50。天线51和导线52和53都是由淀积在支撑结构54的表面上的镀金属层构成的。导线52和53适用于把天线51连接到图1所示的微接收机的射频(RF)模块6。与天线2相似，天线51是一个感性天线，它包括划分成等长度的三段55、56和57。电容元件58和59分别互连天线线圈段55到56和55到57。另外的电容元件(未示出) 提供在图1的RF模块6并互连线圈段56和57。
图7表示如图6所见的天线结构50的下面的平面图，而图8表示同一天线结构50的相反面的平面图。为清楚起见，电容元件58和59已经从这些图中忽略。支撑结构54包括使天线51放在其上的第一部分60和与第一部分60连接的并从第一部分60凸起的且使导线52和53放在其上的第二部分61。如导线52和53和天线51安装到支撑结构54的同一面，那样它们可以方便的连接在相同的镀金属层上。再一次，支撑结构54优选地由非导电介质材料例如Kapton或Espanex制成。
电容元件58和59通过淀积在图8所示的支撑结构54的面上的接触垫块62、63、64和65与天线线圈段55、56和57串联连接。通过支撑结构54的孔能够在接触垫块62、63、64和65和天线51之间，例如通过使用焊锡来实现电连接。在支撑结构51上导线52和53的布局和它们连接到RF模块6的方法与图1到5所示的天线结构2相关的描述是相同的。
现在参照图9，示出了根据本发明的另一个天线结构80。该天线结构80包括安装到支撑结构84的导线82和83和天线81。天线81和导线82和83由淀积在支撑结构84的同一表面上的镀金属层构成。导线82和83与天线81连接，并适用于将后者连接到图1所示的微接收机的RF模块6。在该实施例中，使导线淀积在其上的支撑结构84的面可以方便地与RF模块6的输入连接直接进行接触，以致于不需要将镀金属层或接触盘制在支撑结构84的反面上。
如先前的实施例中，天线81是电感天线，它包括分成三段85、86和87的一个线圈。三段85、86和87都由铜或类似材料制成。电容元件88和89分别互连天线线圈段85到86和85到87。另外的电容元件(未示出)提供在图1的RF模块6上并互连线圈段86到87。有利地，该实施例能使电容元件88和89直接安装到天线线圈段85、86和89。
图10表示如图9所见的天线结构80的前面平面图。为清楚起见，电容元件88和89在该图中已被省略。支撑结构84包括沉积天线81在其上的第一部分90和与从第一部分90凸起连接，并使天线线圈段85、86和87和导线段82和83淀积在其上的第二部分91。如导线82和83和天线81安装到支撑结构84的同一面，那样，它们可以通过同一个镀金属层方便地淀积。如上，支撑结构84优选地由非导电、可弯曲的介质材料，例如Kapton或Espanex制成。
刚才已描述的天线结构的各种实施例是用来装配在适合于戴在手腕或身体的类似部位上的表中，以使天线捕捉载有无线电漫射信息的电磁场的磁分量，并通过微接收机将其接收并变换成表的用户显而易见的数据。根据麦克司韦方程式，电磁场的电和磁分量相互正交。因此，场的电分量可以用电容天线捕捉，而磁分量可以用电感天线捕捉，后者是用具有一个或多个绕组的线圈实现的。
天线2是用来捕捉在径向方向，即垂直于戴表者的表面的方向的磁场，该表中安装有这种天线。因此，天线2是电感性的，并且形成天线2的绕圈绕组的纵轴垂直于表带的纵向安置。熟练技术人员可理解为，虽然天线2只具有一个绕组，构成本发明天线的绕组的实际数目将取决于捕捉的交变电磁场的振荡频率。概括地说，场的振荡频率增加时，需要较少的线圈绕组。
此外，天线结构的其它实施例可具有较多或较少的电容元件或一个也没有，这取决于该天线的工作频率和尺寸。当天线的工作频率增加时，以致线圈绕组为感性阻抗。因此，包含在微接收机的RF模块中的调谐电容不够小以能够满足天线的谐振条件，因为它的剩余杂散电容的原因。为了避免这种难题，例如图1、3和6所示的那些电容元件可以与企图用于较高工作频率的本发明实施例中线圈绕组的电感串联配置。也在其它实施例中，感性元件可被用来代替上述的容性元件，这取决于所要求的天线特性。
图11是包括根据本发明的天线结构的表100的略图。它包括具有小时指针101和分指针102的时间的模拟显示装置，这些指针在表盘103上方旋转。在图11中，可见表的外壳带104以及附加到那里的表带的钢带105和106。在通过盘103切开的开口107中，那里出现显示单元108，用于假设数字形式和例如可包括回呼的电话号码的无线电广播信息的显示。该表是通过用于调节时间显示的时间的凸起部分109、通过使表的无线电部分开始和停止的第一按钮110、和通过防止装在表内的声报警器的工作的第二按钮111来实现的。
图12至17是图11的表100的截面图，以更详细地解释其结构。现参照图12，机件112包括底板113，它用于支撑现在所述的各种构件。底板113附加在初始时间显示装置上，该装置在这个实施例中包括驱动小时指针101和分指针102的机构114。这种机构可以用已知的方法通过步进电机(未示出)自身驱动。时间显装置是由在底板113上装在盒内的电池组成的第一能源115控制。图12表示底板113也支承用于使无线电广播信息出现的显示单元116。时间显示指针101和102在盘103上方转动，它本身装备有使用户读出电单元116显示的指示的开口107。盘103安装在底板113上。
也附加到底板113上的机件112还包括电子电路，以便控以上所述的显示。在图12的情况中，这种电子电路包括两个不同模块、第一RF模块117和第二数字模块118，虽然在其它实施例中，构成后者的元件可以安装在共同的底板上，以便形成单个模块。该RF模块接收由安装在表100内的天线捕捉的信号，如后面将要描述的，放大这种信号，然后将它解调。例如通过斑纹连接器160该数字模块118接收RF模块117来的信号，以便控制显示单元116。我们可以发现，这种数字模块118上，根据其功能，它希望表装备有、解码器、微处理器和RAM存储器。在所示的例子中，数字模块118还载有需要的电子元件，以便激励驱动机构114的步进电机、尤其是激励石英、分频器和驱动器。这各种元件是由具有参数119和120的矩形表示的。
图12还示出了附在底板113下面的盖124。这个盖形成了装第二能源或电池125的盒27的一部分，如图13可见，后面的图表示当完成组装时的表100的截面图。单元115用于激励时间显示机构，该单元115通过128和129的连接与数字模块118电耦合。电池125用于激励RF和数字模块，该电池125通过130和131的连接与RF模块耦合。
如图12所示的机件112通过两个紧固螺钉(未示出)装到外壳带104。当这个操作期间，法兰盘132是插在盘103和嵌玻璃的沟缘155之间，以便使盘103保持在那里。在该实施例中，嵌玻璃的沟缘155，即支撑玻璃141的表的部件，是与外壳带104连接的。然而，在其它实施例中，嵌玻璃的沟缘可以是与外壳带隔开的片或甚至与表的另一片连接。
此后，嵌到表100的玻璃141，当以面下位置组装表时用玻璃的外表安装，且例如图9和10所示的天线结构装在其中。图14和15表示如图13可见的组装表100的左和右侧的截面图。
由于天线结构80是定位的、外壳带104与玻璃141接触。如图15可见，天线结构80起始放置在玻璃141的内表面，以致于支撑结构84的第二部分91的位置对应于形成在外壳带104的隙缝133的位置。当外壳带104与玻璃141进行接触时，支撑结构84的第二部分91相对于第一部分90折叠，并通过隙缝133馈送。导线与RF模块117的连接能够通过使支撑结构的第二部分弯向这个模块和把两个线焊到适当设置的输入连接上来简单地实现。将可理解在本发明的其它实施例中，根据表的特特结构可以提供除了外壳带104中隙缝以外的方法，使天线结构与RF模块联通。
用在其组装位置的玻璃141和外壳带104，玻璃141啮合提供在外壳带104上的周缘槽134。玻璃141和外壳带104可以通过应用超声波能量相互固定，这就能保证在这两个元件之间的密封连接。
机件112一旦固定到外壳带104，表的组装就可通过紧固到那里的背盖135来完成。在本实施例中，背盖135是通过6个螺钉136紧固到外壳带104，其中的单个螺钉示于图13。每个螺钉被拧到进入外壳带104的螺纹插座137中。
图13也表示开口138横向提供在背盖135，提供通到第二能源或电池125的这个开口，这个后者被安装在盖124和背盖135之间滑动的抽屉139中，以便允许更换。
从如图14能清楚地看到，外壳带104和底板113可包括开口150和/或缩进151，以便容纳容性元件，例如安装到位于表中的天线结构的基准89。
图16表示在表中安装天线结构的另一个实施例的截面图。在本实施例中，法兰盘160围绕盘103和底板113的周缘安装，起到将嵌玻璃的沟缘155与盘103隔开的作用。法兰盘160在安装天线结构80时提供有斜表面。开口和/或缩进也可提供在法兰盘10上，以便接纳装到天线结构的电容或其它元件。熟练的技术人员可以方便地想到其它将天线安装到这种法兰盘上的方法。
而法兰盘14和16表示在表100中安装的天线结构的两个实施例，天线结构也可以其它方法安装，例如，当组装期间天线结构的第一部分可直接固定到盘103上或玻璃的内表面。
最后，可以理解，对本发明的天线结构和包括这种天线结构的表可进行各种改进和/或增加，而不脱离如附加的权利要求所规定的本发明的范围。
关于这一点，虽然以上所述的每个天线结构的实施例涉及电感天线，本发明还可应用在电容天线的情况中。例如，如瑞士专利号No.672870的图8所示的电容天线的上板能够插入到适当的天线结构，于是，简化了其向表中的安装。
然而，可理解，虽然图11到16示出的表涉及包括寻呼装置的手表，本发明还可应用到其它表，并特别是涉及无线电同步的表，即手表和包括天线和微接收机的钟，用于捕捉无线电漫射信息，这些信息用于按规则间隔调节表的正确时间。
Claims (17)
1.用于与适合于在手腕上戴的表(100)一起使用并包括微接收机(117、118)的天线结构，所述天线结构包括：
天线(811)，它包括至少一个线圈(85、86、87)，并能够捕获载有无线电漫射信息的电磁场，以由所述微接收机(117、118)接收所述信息并将其变换成所述表的使用者显而易见的数据；
用于把所述天线(81)连接到所述微接收机(117、118)的导线(82，83)；和
非导电支撑结构(84)，所述非导电支撑结构(84)包括把所述天线(81)安装在其上的第一部分(90)；
其特征在于：所述支撑结构(84)进一步包括：
第二部分(91)，它从所述第一部分(90)凸起并与之连接，且把所述电容导线(82，83)安装在其上。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述支撑结构(84)的形成与表(100)的其它元件完全独立。
3.根据权利要求1或2所述的天线结构，其特征在于：所述第二部分(91)是相对于所述第一部分(90)折叠的。
4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述支撑结构(84)是由可弯曲的材料制成的。
5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于：所述支撑结构(84)是由所述可弯曲材料的可弯曲膜片构成的。
6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线(81)直接淀积在所述支撑结构(84)上。
7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述导线(82，83)是直接淀积在所述支撑结构(84)上。
8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述导线(82，83)与所述天线(81)连接。
9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线线圈绕组包括多个段(85、86、87)，并在于所述天线(81)还包括互连相邻的所述段的电容或电感元件(88、89)。
10.根据权利要求9所述的天线结构，其特征在于：所述电容或电感元件(88、89)安装在所述支撑结构(84)上。
11.根据权利要求9所述的天线结构，其特征在于：所述电容或电感元件(88、89)直接安装在所述天线(81)上。
12.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述支撑结构第一部分(90)具有环形的形状。
13.适合于在手腕或身体的类似部位戴用的表，所述表包括：外壳，它具有至少一个玻璃(132)、盘(103)、外壳带(104)、嵌玻璃的沟缘(155)和背盖(135)，除了显示时间所必需的部件外，所述外壳还罩盖住：
一个天线结构(80)；和
微接收机(117、118)；
所述天线结构包括：一个天线(81)，所述天线包括至少一个线圈(85，86，87)，并能够捕获载有无线电漫射信息的电磁场，以由所述微接收机(117、118)接收所述信息并将其变换成所述表的使用者显而易见的数据；
用于把所述天线(81)连接到所述微接收机(117、118)的导线(82，83)，；和
非导电支撑结构(84)，所述非导电支撑结构(84)包括把所述天线(81)安装在其上的第一部分(90)；
其特征在于：所述支撑结构(84)进一步包括：
第二部分(91)，它从所述第一部分(90)凸起并与之连接，且把所述电容导线(82，83)安装在其上；
所述天线结构(80)安装在由所述外壳限定的空间内，所述线圈的轴垂直于所述外壳的背盖(135)。
14.根据权利要求13所述的表，其特征在于：所述天线(81)和所述支撑结构第一部分(90)安装在由玻璃(132)和盘(103)限定的空间中。
15.根据权利要求14所述的表，其特征在于：所述天线(81)和所述支撑结构第一部分(90)安装在玻璃(132)和嵌玻璃的沟缘(155)之间的所述外壳中。
16.根据权利要求15所述的表，其特征在于：它进一步包括：法兰盘(132)，它安装在所述盘(103)和所述嵌玻璃的沟缘(155)之间，所述法兰盘(132)其作用是使所述嵌玻璃的沟缘(155)通过所述天线结构(80)顶在玻璃(132)上。
17.根据权利要求14所述的表，其特征在于：它进一步包括把所述玻璃(141)与所述盘(132)分开的法兰盘(160)，并在于所述天线结构(80)安装在所述法兰盘(160)的所述外壳中。
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