CN1197197C - 天线装置和包括这种天线的通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及如何实现例如便携式无线通信设备中的辐射元件(1)和PCB(3)的更可靠的接触(11、12)以及如何进行辐射元件(1)的更可靠简单的匹配的问题。这是通过以下方法实现的：为辐射单元(1)提供整体触片(11、12)并将触片(11、12)牢牢固定在PCB(3)上，并且提供与触片(11、12)和辐射单元(1)构成整体的匹配元件(13)，其中改变它们的尺寸以实现辐射元件(1)的所需要的匹配。

Description

天线装置和包括这种天线的通信设备
技术领域
本发明一般涉及包括辐射元件和印刷线路板(PCB)之间的触片的天线装置，其中，所述触片也用于匹配辐射元件。更准确地说，本发明涉及便携无线通信设备内置天线的整体触片(integral contact)，后者用于把天线连接到PCB并匹配天线。
背景技术
采用内置天线的整体触片是一项已知技术。这用来减少电子传输系统内不可靠触点的数目。然而，薄又没有支撑的触片如果处理不好，其特性会改变。因此，已知的整体触片的问题是：它们仍然是不可靠的并且容易受到不细心处理的损害。
对内置天线进行阻抗匹配是一项已知技术。最好在天线的匹配过程中涉及的元件数目尽可能少、以便于所述匹配过程，并且最好减少那些会随时间而改变从而使匹配变坏的元件数量。已知的匹配的问题是：对不细心处理的敏感性以及难于用简单的方法匹配天线。
从美国专利5,907,817已知在天线和PCB之间设置触片的技术。虽然所述天线是以内置天线的形式公开的，但是，实际上，它是外固定天线。这种触片的问题是：它具有若干不必要的触点，并且它不适合于匹配过程。
从美国专利5,731,791已知在外(固定)天线和PCB之间设置触片的技术。这种触片的问题是：它具有若干不必要的触点，并且它不适合于匹配过程。
从美国专利5,929,812已知为内置天线设置两个整体触片的技术，其中，一个触片连接到单独的接地板，而另一个触片通过电连接件连接到PCB。这种触片的问题是：因缺少适当连接力而使连接不可靠，而且也没有显示出如何利用触片来匹配天线。
从欧洲专利0 867 967 A2已知为内置天线设置两个整体触片的技术，其中，一个触片连接到单独的接地板，而另一个触片是馈电元件。为了在电气上适应所述馈电元件，采用阶形金属条，其中，金属条的阶梯长度和条宽度决定于所需要的电操作。一个单独的电容用于匹配过程。这种触片的问题是：它不是可靠的触片，而且也没有显示出如何只利用触片来匹配天线。
发明内容
本发明的一个目的是便于天线的电匹配。
本发明的另一个目的是进行天线的更可靠和耐久的电匹配。
本发明的再一个目的是便于制造和组装天线的接触元件。
根据本发明，提供一种用于便携式无线通信设备的天线装置包括：
-支撑结构，
-由所述支撑结构支撑的平面形状的辐射元件，以及
-一个可以连接到接地面装置的第一导电脚和一个可以连接到馈电装置的第二导电脚，它们都由支撑结构来支撑，而且第一端与所述辐射元件连接，
其特征在于：
-匹配元件连接在所述第一导电脚和第二导电脚之间，其中，所述匹配元件适合于提供所述辐射元件所需要的阻抗匹配。
所述天线装置的接地部分和馈电部分都直接连接到PCB，这是本发明较之于先有技术的优点。
从以下参考附图对作为实例给出的实施例的描述，这些优点将显而易见。
附图说明
现参照附图举例描述本发明，附图中：
图1显示两个整体触片脚之间的匹配元件如何适合于对内置天线进行匹配；
图2显示根据本发明的天线装置的分解图；
图3显示所述整体触片脚如何被支撑和保持在适当的位置；
图4显示配备本发明天线装置的便携式无线通信设备的分解图；以及
图5显示可供选择的匹配元件图案。
具体实施方式
现参照图1描述被包括在可靠坚固的便携无线通信设备、例如移动式或便携式电话机中的本发明的实施例。关于这种公开，可以理解的是，本发明的辐射元件可用于发送和/或接收RF信号。同样可理解的是，本发明的匹配是阻抗匹配。
辐射元件1例如平面倒F形天线(PIFA)、金属片或软膜与PCB3的连接由它们之间的具有匹配元件13的两个整体触片脚构成。匹配元件13与脚11、12和辐射元件1构成整体。匹配元件13的尺寸包括其长度L和宽度W。
脚11、12宽度一样，由接地元件11和馈电元件12构成。所述脚在一端是辐射元件1的整体的一部分，它们被制成一个整体，然后被弯折以便与天线框2相适应，见图2和3。所述脚的另一端悬空并且弯折以便卡紧在天线框和PCB 3之间。PCB 3包括RF接收器/发射器电子线路和用做天线的地电位面的接地部分。
可改变匹配元件13的长度L和/或宽度W来匹配辐射元件1。这将匹配元件13设置在脚11、12之间，后者还在机械上稳定所述脚。这还便于制造所述天线和将其安装在便携无线通信设备中。
天线框2用于支撑脚11、12，如图2和3中所示。天线框2支撑着辐射元件1和脚11、12，后者通常垂直于辐射元件1。天线框2也支撑着脚11、12的悬空的弯折端。借助这种支撑，所述脚连接到PCB 3上的触点4、5，见图1。在脚11、12与辐射元件1构成一个整体并且被天线框2支撑、卡紧在天线框2和PCB之间的情况下，可以获得意义明确的高精度高接触压力。
图4中以移动电话机形式显示便携式无线通信设备。移动电话机包括本发明的天线设备，该天线设备包括第一固定辐射元件(通常指定为1)，其内置于移动电话机内。内置元件1包括通常平的导电插入部分(patch portion)，它具有这样的形状以便为所讨论的设备提供所需要的辐射特性。如前所述，在最佳实施例中，内置元件1是平面倒F形天线(PIFA)的一部分。辐射元件1被定位在天线框2和PCB 3之间。
为了将脚11、12的悬空端卡紧在天线框和PCB之间，可采用螺钉14，且最好是现有的用做紧固便携无线通信设备的螺钉。脚11、12的悬空端被固定在PCB 3的触点4、5上，见图1。
根据上述实施例，实现了便携无线通信设备例如移动电话机或便携式电话机中内置天线和PCB之间的更可靠的连接，其中，触片是内天线的整体的一部分并且被框架支撑着，所述框架通过例如将触片压在PCB上的螺钉，使所述触片保持在固定的位置上并与连接到PCB上。这样，所述触片包括两个脚以及它们之间的切口。
实现了天线的简单而更为可靠的匹配，其中，改变例如匹配元件的形状、例如长度和/或宽度，而不是象先有技术那样改变馈电元件来形成例如阶形条。这使得天线和PCB之间的连接更加稳定可靠，并且匹配时不存在必须考虑的外部电变量。所有元件都不会随时间而改变特性，因此匹配不受使用时间的影响，也不太依赖环境和便携无线通信设备的物理处理。
一种可供选择的匹配电路是位于脚11、12之间的桥路13’，见图5。该桥路与脚11、12共同构成一个整体，但它并没有与辐射元件1有直接的导电连接。除了起匹配元件的作用外，桥路13’还起在机械上稳定脚的结构的作用。
已经描述了最佳实施例。可以意识到，在后附的权利要求书的范围内可以修改它们。因此，可以使接地脚11宽于馈电元件12或窄于馈电元件12。接地脚11可以具有连接到PCB多个触点。得到多个连接到PCB的触点的另一个可供选择的方法是采用多个接地脚。
脚11、12的位置还可用于把辐射元件1调谐到所需的频率。所述各脚之间的距离可改变辐射元件1的调谐。
螺钉曾被示为固定通信设备的最佳装置。也可采用其他可能的方法，例如焊接或按扣方法。
已经示出具有特定形状的辐射元件1。可以意识到，辐射元件1可以具有适合于所讨论的天线元件的具体要求的任何形状。因此，虽然已经示出具有一般平面形状的辐射元件1，但是，可以意识到，它也可以稍微弯成弓形，以适应安装天线设备的外壳的整体形状。

Claims (22)

1.一种用于便携式无线通信设备的天线装置包括：
-支撑结构(2)，
-由所述支撑结构(2)支撑的平面形状的辐射元件(1)，以及
-一个可以连接到接地面装置的第一导电脚(11)和一个可以连接到馈电装置的第二导电脚(12)，它们都由支撑结构(2)来支撑，而且它们的第一端与所述辐射元件(1)连接，
其特征在于：
-匹配元件(13)连接在所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)之间，其中，所述匹配元件(13)适合于提供所述辐射元件(1)所需要的阻抗匹配。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)与所述辐射元件(1)是一个整体。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于：所述匹配元件(13)与所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)是一个整体。
4.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于：所述匹配元件(13)与所述辐射元件(1)以及所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)是一个整体。
5.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述匹配元件(13)的长(L)适合于提供所述辐射元件(1)所需要的匹配。
6.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述匹配元件(13)的宽(W)适合于提供所述辐射元件(1)所需要的匹配。
7.如权利要求5或6所述的天线装置，其特征在于：所述匹配元件(13)的长(L)和宽(W)适合于提供所述辐射元件(1)所需要的匹配。
8.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：在所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)之间连接所述匹配元件(13)，形成字母H的形状。
9.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述匹配元件(13)是用于匹配所述辐射元件(1)的唯一元件。
10.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于具有起所述接地面装置的作用的PCB(3)。
11.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)的第二端被夹紧在所述天线框架(2)和所述接地面装置之间。
12.如权利要求11所述的天线装置，其特征在于：用紧固装置来固定所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)。
13.如权利要求12所述的天线装置，其特征在于：用螺钉(14)来固定所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)，而且是现有的用来紧固便携式无线通信设备的螺钉(14)。
14.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述第一导电脚是接地元件(11)，而所述第二导电脚是馈电元件(12)。
15.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于：所述接地元件(11)比所述馈电元件(12)宽。
16.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于：所述接地元件(11)比所述馈电元件(12)窄。
17.如权利要求14到16中任何一个所述的天线装置，其特征在于：所述接地元件(11)的第二端配备有连接到所述接地面装置的多个接触点。
18.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于：设置多个接地元件，以便实现连接到所述接地面装置的多个接触点。
19.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述便携式无线通信设备是移动或便携式电话机。
20.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述第一导电脚(11)和第二导电脚(12)垂直于所述辐射元件(1)的平面。
21.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：所述平面形状的辐射元件(1)是平面倒F形天线的一部分。
22.一种包括根据权利要求1中的天线装置的便携式无线通信设备。
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