CN1106721C - 便携式电话机翻盖和天线组件 - Google Patents

Abstract

公开一种可旋转地与其机壳结合的便携式电话机的翻盖和天线组件。翻盖和天线组件包括第一翻盖壳、配合第一翻盖壳的第二翻盖壳和设置在第一与第二翻盖壳之间的天线组件。天线组件还包括具有第一表面和第二表面的底板，其至少一个辐射形拼块构件固定在底板第一表面上。在底板第一表面的任何剩余区域上设置绝缘泡沫材料。第一和第二翻盖壳具有从其至少一部分延伸以便包围主机壳的对应边缘上的法兰，使得所形成的底板的延伸部分与法兰吻合。底板也可具有图案，以便控制其辐射图案，并将对便携式电话机及其用户的射频干扰减到最小。翻盖和天线组件也可包括印刷电路天线或单极天线形式的第二天线。

Description

便携式电话机翻盖和天线组件

技术领域

本发明涉及便携式电话机，更准确地说，涉及与这种便携式电话机的主机壳结合的翻盖和天线组件。

背景技术

一般发送和接收频率大约为900兆赫的信号的便携蜂窝式电话众所周知，且已被用了好几年了。然而，最近，在因为缺少必要的蜂窝式塔或站而不能进行蜂窝式通信的地区，使用第二种方式的通信，即卫星通信，变得十分重要。这种卫星通信在L波段范围内的频率上进行，通常在1.0至30.0千兆赫兹的范围内。

蜂窝式和卫星方式通信必频用分开的天线，这点已被认识到，因为蜂窝式天线是线性极化，而卫星天线是圆极化。还有一点不同的是，卫星通信方式包括方向性组件，当卫星天线指向卫星时，链路容限增加，而蜂窝式通信方式则没有。因此，卫星天线在便携式电话机中的定位十分重要，卫星天线的结构也很重要。

便携式电话机的翻盖一般用来保护键盘或显示屏，仅在电话机的底盖的部分上延伸。尽管在某些用途中，翻盖用来容纳天线(例如第5,337,061号美国专利、第5,258,892号美国专利、第5,014,346号美国专利和第5,170,173号美国专利)。在这些专利中公开的各种天线的结构都与本发明的卫星天线不同，这将会在本文看到。此外，在这些专利中翻盖和主机壳的机械耦合涉及绕单轴在打开与关闭位置之间旋转。

已经发现，卫星方式通信所需要的天线的结构是辐射形拼块构件，当放置在便携式电话机的翻盖内时，这产生某种电气和结构问题。特别是，这种类型的天线的增益必须增加，以获得可接受的性能，对其辐射图案的控制也是这样。辐射形拼块构件也必须适当地固定在翻盖外壳内，以保持稳定一致。与此同时，包含这种翻盖和天线组件的便携式电话机的整体美学效果必须令用户满意。

发明内容

根据以上所述，本发明的主要目的是为便携式电话机提供能够在卫星和/或蜂窝式通信方式下操作的翻盖和天线组件。

本发明的另一个目的是为便携式电话机提供在这种翻盖内将天线组件的增益最大化的翻盖和天线组件。

本发明的还有一个目的是为便携式电话机提供保持便携式电话机的整体外观、感觉和印象的翻盖和天线组件。

本发明的还有一个目的是提供适合于绕两个单独的轴旋转的翻盖和天线组件。

本发明的还有一个目的是为便携式电话机提供在操作环境下保持结构整体性的翻盖和天线组件。

当结合附图、参考以下描述时，本发明的这些目的和其它特征将变得更为容易明白。

根据本发明，公开一种可旋转地与其主机壳结合的便携式电话机的翻盖和天线组件。翻盖和天线组件包括第一翻盖壳、配合第一翻盖壳的第二翻盖壳和位于第一与第二翻盖壳之间的天线组件。天线组件还包括具有第一表面和第二表面的底板，其至少一个辐射形拼块构件固定在底板第一表面上。在底板第一表面的任意剩余的区域没置绝缘泡沬。第一和第二翻盖壳具有从其至少一部分延伸到围绕主机壳的对应边缘上的法兰，这使得要提供的底板的延伸部分与法兰吻合。底板也可具有图案，以便控制其辐射形图案，并将与便携式电话机及其用户的射频(RF)互作用减到最小。翻盖和天线组件也可包括印刷电路天线或单极天线形式的第二天线。

附图说明

虽然本说明书以具体指出和明确提出对本发明的要求的权利书结束，但是，相信从结合附图的以下描述中将会更好地明白本发明，附图中：

图1是根据本发明具有翻盖和天线组件的便携式电话机的透视图；以及

图2是图1所描绘的翻盖和天线组件的分解透视图。

实施例说明

现在详细参考附图，其中所有图中相同的标号代表相同的构件，图1和2描绘能够在蜂窝式和卫星双方式下通信的手持便携式电话机，一般用标号10表示。将会看到，便携式电话机10包括可旋转地固定到主机壳12上的主机壳12。正如2000年2月15日发表的题为“用于卫星/蜂窝式双方式便携式电话机的天线系统”的美国专利6,025,816号的、由本发明的受让人所有的、这里参考引用的同时提交的专利申请中所表示和描述的那样，翻盖14和主机壳12的结合可直接实现。或者，如序号为08/586,197的题为“用于便携式电话机的可拆翻盖组件”的、也由本发明的受让人所有的、这里参考引用的同时提交的专利申请中所表示和描述的那样，翻盖14和主机壳12的结合可通过支撑架组件间接地实现。而且，如1997年9月2日发表的题为“卫星/蜂窝式双方式终端”的美国专利5,663,957号的、由本发明的受让人所有的、这里参考引用的专利申请中所表示和描述的那样，虽然未示出，但会明白，主机壳12包括使得便携式电话机10能够在蜂窝式和卫星通信方式下通信的电路。

便携式电话机10包括耦合到主机壳12内的蜂窝式电路、用来在蜂窝式方式下接收和发送信号的第一天线16，以及耦合到主机壳12内的卫星电路、用来在卫星方式下接收和发送信号的第二天线18。由图2可见，第一天线(线性极化的)最好为位于翻盖14的内表面的印刷电路天线16a。或者，第一天线30可以是容纳于翻盖14内的线单极型天线16b(如图2剖面所示)。

由图2可见，尽管单个拼块天线构件可用于实现两种功能，但是，第二天线18最好包括用来向卫星发送信号的第一拼块天线构件20，以及用来从卫星接收信号的第二拼块天线构件22。为了将干扰减到最小，根据可利用的工作频率带宽，第一和第二拼块天线构件20和22被调谐到各自分开的工作频率带宽。因此，第一拼块天线构件20最好在第一频率带宽内(例如大约1.626至大约1.661千兆赫兹)发送信号，第二拼块天线构件22最好在第二频率带宽内(例如大约1.525至大约1.560千兆赫兹)接收信号。应当指出，第一和第二拼块天线构件20和22的各自的工作频率带宽大约为.035千兆赫兹，大大高于蜂窝式通信方式的大约900兆赫北正常工作频率。

因为卫星通信方式包括方向性组件，所以当第二天线18位置时准的时候，便携式电话机10和应用卫星之间的链路容限提高了，本发明的一个重要方面是提供一种其中第二天线18无需过分费事就能被操纵到位的配置。此外，因为要将对用户的辐射减到最小，因此，增益对温度的比率直接与链路容限相关，第二天线18位于远离便携式电话机10的用户的位置要好些。通过将第一和第二拼块天线构件20和22置于翻盖14内，将发送拼块天线构件20置于翻盖的远端24，这些目的就都达到了。

更具体地说，图2描绘的翻盖14包括第一(或外部)翻盖壳26和第二(或内部)翻盖壳28。应当指出，翻盖壳26和28最好各具有从其各自的、具有一致关系的周边的至少一部分伸出的法兰30和32。这使得当处在闭合的位置时，翻盖14能够包围主机壳12的对应边缘(见图1)。

总的以标号34代表的天线组件包括具有第一表面38和第二表面40的底板36。所述底板具有各种形状和区位的图案，以便控制所述辐射形拼块天线构件的辐射形图案，并将对所述便携式电话机及其任何用户的射频干扰减到最小。虽然它们可以安装到任一表面，但是，图2示出位于第一表面38上的第一和第二拼块天线构件20和22，这里，在翻盖14组装之后，它们接近第一翻盖壳26。为了提高第一和第二拼块天线构件的性能，最好在接地板第一表面38的剩余区域上涂覆绝缘泡沫材料。绝缘泡沫材料44最好是具有良好抗压和抗变形的性能的硅酮泡沫，以便让翻盖14坚硬。这种硅酮泡沫的一种是以“Poron”的名字销售的，由位于纽约East Woodstock的Rogers Corporation公司的材料部生产。在印刷电路设计中，第一天线16也可以设置在底板第一表面38或第一翻盖壳26的内表面。

为了提高第一和第二拼块天线构件20和22的增益，底板36最好包括方向基本上与之垂直的延伸部分46和48。将会明白，底板延伸部分46和48尺寸上分别与第一和第二拼块天线构件20和22的法兰30和32一致。而且，虽然示为基本上是平面的，底板36可具有各种形状和区位的图案，以便控制第一和第二天线16和18的辐射形图案，并将对便携式电话机10的其它组件的干扰减到最小。

因为第一和第二翻盖壳26和28由塑料材料制成，(例如位于麻省Pittsfield的通用电气公司的塑料部制造的、以“Xenoy”名字销售的聚碳酸脂聚酯混合物、位于麻省Pittsfield的通用电气公司的塑料部制造的、以“Noryl”名字销售的聚苯氧化物，以及位于佐治亚Norcross的AmocoPerformance Products公司制造的、以“Xydar”名字销售的液态晶体聚合物)当翻盖14组装时，第二翻盖壳28最好具有涂覆在其表面接近底板36的金属化层50。该金属化层50帮助改善与底板36的电气连接。以这种方法，翻盖壳26和28用作第一和第二天线16和18的天线屏蔽罩。

应当指出，翻盖14(和对应的第一和第二翻盖壳26和28)可在其耦合端52包括开口部分(未示出)。这是为了让翻盖14可以如上述同时提交的专利申请中讨论的那样绕第二轴旋转。当然，第一拼块天线构件20、第二拼块天线构件22和第一天线16备有连接器，使得这些连接器可以将这些天线与主机壳12内的电路耦合。

已经图示并描绘了本发明的最佳实施例，本专业的技术人员可以对这里公开的翻盖和天线组件进行修改而不偏离本发明的范围。

Claims (22)

1.便携式电话机的翻盖和天线组件，所述翻盖可旋转地与主机壳结合，其特征在于所述翻盖和天线组件包括：

   (a)第一翻盖壳；

   (b)可以与所述第一翻盖壳配合的第二翻盖壳；以及

   (c)设置在所述第一与第二翻盖壳之间的天线组件，所述天线组件还包括：

   (1)具有第一表面和第二表面的底板；

   (2)固定在所述底板第一表面上的至少一个辐射形拼块天线构件。

2.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于还包括包围每个所述辐射形拼块天线构件的绝缘材料。

3.根据权利要求2的翻盖和天线组件，其特征在于所述绝缘材料包括设置在所述底板第一表面的任何剩余的区域上的绝缘泡沫材料。

4.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于：所述第一和第二翻盖壳包括从其至少一部分延伸的、包围主机壳的对应边缘的法兰。

5.根据权利要求4的翻盖和天线组件，其特征在于：所述底板包括在每边上与所述第一和第二翻盖壳的所述法兰一致的延伸部分。

6.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于：所述第一和第二翻盖壳由塑料材料构成。

7.根据权利要求6的翻盖和天线组件，其特征在于：所述第二翻盖壳包括形成于其上、邻接所述底板第二表面的金属化层。

8.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于：所述第一和第二翻盖壳用作所述辐射形拼块天线构件的天线屏蔽罩。

9.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于：所述底板具有各种形状和区位的图案，以便控制所述辐射形拼块天线构件的辐射图案，并将对所述便携式电话机及其任何用户的射频干扰减到最小。

10.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于还包括形成于所述翻盖表面的印刷电路天线。

11.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于还包括位于所述第一和第二翻盖壳之间的单极天线。

12.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于还包括：

  (a)在第一特定频率带宽内发送信号的第一辐射形拼块天线构件；以及

  (b)在第二特定频率带宽内接收信号的第二辐射形拼块天线构件。

13.根据权利要求1的翻盖和天线组件，其特征在于：所述辐射形拼块天线构件可以工作在卫星通信方式的频率带宽内。

14.一种便携式电话机，其特征在于包括：

  (a)主机壳；

  (b)位于所述主机壳内用于在卫星通信方式下操作所述便携式电话机的电路；

  (c)可以绕第一轴旋转地固定到所述主机壳上的翻盖，所述翻盖包括配合在一起的第一翻盖壳和第二翻盖壳；以及

  (d)耦合到所述卫星电路、用来在所述卫星通信方式下接收和发送信号的天线，所述天线位于所述第一与第二翻盖壳之间，并且还包括：

  (1)具有第一表面和第二表面的底板；以及

  (2)固定在所述底板第一表面上的至少一个辐射形拼块天线构件。

15.根据权利要求14的便携式电话机，其特征在于还包括设置在所述底板第一表面的任何剩余的区域上的绝缘泡沫材料。

16.根据权利要求14的便携式电话机，其特征在于：所述第一和第二翻盖壳包括从它们的包围所述主机壳的对应边缘的周边的至少一部分延伸的法兰，所述底板包括在每边上与所述第一和第二翻盖壳的所述法兰一致的延伸部分。

17.根据权利要求14的便携式电话机，其特征在于：所述第二翻盖壳包括形成于其上、邻接所述底板第二表面的金属化层。

18.根据权利要求14的便携式电话机，其特征在于：所述底板具有各种形状和区位的图案，以便控制所述辐射形拼块天线构件的辐射形图案，并将对所述便携式电话机及其任何用户的射频干扰减到最小。

19.根据权利要求14的便携式电话机，其特征在于还包括：

  (a)位于所述主机壳内用于在蜂窝式通信方式下操作所述便携式电话机的电路；

  (b)耦合到所述蜂窝式电路、用来在所述蜂窝式通信方式下接收和发送信号的天线，所述蜂窝式天线与所述翻盖构成一个整体。

20.根据权利要求19的便携式电话机，其特征在于：所述蜂窝式天线包括形成于所述翻盖表面的印刷电路天线。

21.根据权利要求19的便携式电话机，其特征在于：所述蜂窝式天线包括位于所述第一和第二翻盖壳之间的单极天线。

22.根据权利要求14的便携式电话机，其特征在于所述卫星天线还包括：

  (a)在第一特定频率带宽内发送信号的第一辐射形拼块天线构件；以及

  (b)在第二特定频率带宽内接收信号的第二辐射形拼块天线构件。

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