CN1215969A - 天线装置及使用该装置的便携式无线电设备 - Google Patents

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Abstract

一种天线装置,具有带馈电点3的天线元件1,安在便携式无线电设备的壳体2中。从连接到天线元件的同一馈电点为导体元件提供功率,该导体在与天线元件同相和正极性时被激励。天线元件和导体元件都作为天线,即使由于天线元件靠近或接触人体而限制了从天线元件的辐射,辐射也可能从导体元件发出,从而防止天线增益降损。

Description

天线装置及使用该装置的 便携式无线电设备
本发明涉及一种天线装置和包括该天线装置的便携式无线电设备，尤其目的在于通过简化天线装置的电路结构减小便携式无线电设备的体积大小。
在典型的传统便携式无线电设备的天线装置中，在呼叫期间的辐射特性受人体(用户)的强烈影响。在这种传统便携式无线电设备中，用于从一个到另一个切换多个天线的分集式天线用于提高天线的辐射增益。
图4示出传统便携式无线电设备的天线装置。该天线装置包括天线元件1，从便携式无线电设备的壳体2向外发射；内部天线元件8，安在壳体2的内部；接合处4，电连接到天线元件1的馈电点3；匹配电路单元5，用于匹配便携式无线电设备的无线电电路单元6和天线元件1的输入阻抗；开关7，用于选择天线元件1或内部天线元件8；和控制单元9，通过比较由天线元件1和内部天线元件8收到的电功率的等级，控制开关7的切换。
在该系统中，若开关7选择天线元件1，由天线元件1接收的功率，经接合处4和匹配电路单元5传送到无线电电路单元6。这样传送到无线电电路单元6的功率的等级存入控制单元9中。然后，控制单元9设置开关7，以便连接内部天线元件8和无线电电路单元6。由内部天线元件8接收的功率传送到无线电电路单元6，其功率等级存入控制单元9中。
控制单元9将分别由天线元件1和内部天线元件8接收的功率等级进行比较，改变开关7到接收到较高功率等级的天线元件。从无线电电路单元6发送的信号，通过由控制单元9选择的天线元件辐射。
根据这样接收到的功率等级，选择天线元件之一。因而，即使由于天线元件之一距人体较近而限制了辐射，辐射也可以通过辐射限制被降低的天线发出，从而可以减少人体对于天线的辐射特性的影响。
然而，在传统的天线装置中，因为需要开关和控制单元以从一个到另一个切换天线，仍存在由电路的复杂引起的问题。因为部件的数目要增加，另一个问题是便携式无线电设备很难在体积上减小。
本发明的一个目的是试图解决前述问题，提供一种天线装置，用简化的电路安排，在呼叫期间，能够防止天线的增益降损。另外，通过这种天线装置的使用，提供了一种小型的便携式无线电设备。
相应地，本发明的天线装置有一个天线元件，其带有在便携式无线电设备的壳体中的馈电点，其中在壳体内有一导体元件，该天线单元被从连接到天线单元的同一馈电点提供功率，与天线元件同相和正极性时被激励。
因此，天线元件和导体元件都有天线的作用。即使由于天线元件靠近或接触人体而限制了从天线元件的辐射时，从导体元件的辐射也有可能，从而防止了天线增益降损。另外，由于可以减少部件数量，可以简单化本天线装置的电路结构。
而且，可以提供装入本天线装置的小体积便携式无线电设备。
另外，根据本发明，导体元件由板形或线形导体形成，调节其长度以设置预定的天线特性。
而且，根据本发明，在壳体中任意位置弯曲导体元件多次，从而由减少导体元件的体积使天线装置紧密。
还有，根据本发明，使导体元件在稍微偏离天线元件的谐振频率的频率处谐振，从而其作用为双谐振天线，以保证获得宽带天线特性。
另外还有，根据本发明，设置天线元件的长度为0.65个波长的电长度，设置导体元件的长度为大约0.4个波长的电长度，从而完成双谐振天线的功能。
而且，根据本发明，通过装入上述元件装置，可以小型化便携式无线电设备。
图1是本发明的第一个实施例的天线装置的方块图；
图2是本发明的第二个实施例的天线装置的方块图；
图3是本发明的第二个实施例的另一天线装置的方块图；和
图4是传统的天线装置的方块图。
下面参考附图顺序给出本发明的实施例的说明。
如图1所示，本发明的第一实施例的天线装置包括天线元件1，从便携式无线电设备的壳体2向外发射；接合处4，电连接到天线元件1的馈电点3；匹配电路单元5，用于匹配便携式无线电设备的无线电电路单元6和天线元件1的输入阻抗；和一导电的盘形或线形导体元件10，包含在壳体2中。
导体元件10经连接到天线元件1的同一馈电点3，电连接到接合处4。接合处4经匹配电路单元5，电连接到无线电电路单元6，从无线电电路单元6提供功率到天线元件1和导体元件10。另外，匹配电路单元5将从馈电点3看的天线元件1和导体元件10的输入阻抗与无线电电路单元6相匹配，来自无线电电路单元6的功率高效地传送到天线单元1和导体单元10，而不引起功率在馈电点3的反射。
尽管上面所示的天线元件1是螺线元件的形式，在本例是象线圈一样的绕法，它也可以是线性单极天线或者Z形天线。
天线单元1的结构和匹配电路单元5的常数被设计成在不存在导体元件10和天线元件1作为单极天线使用的状态下，相对于所需频率可获得天线的最大增益。
导体元件10在连接到天线元件1的同一馈电点3连接到接合处4，经调整以使在稍微偏离天线元件1的谐振频率的频率处可以获得谐振。若天线元件1的电长度是0.65个波长，则导体元件10的长度对应大约0.4个波长。
此时，导体元件10功能作为天线，与天线元件1同相和处于正极性时被激励(excite)。相应地，在这种天线装置中，除了天线元件1的谐振外，可以获得导体元件10的谐振，该天线装置适合用作所谓双谐振天线，即具有两个谐振频率，因而该天线装置可以具有宽带天线特性。
随着导体元件10的加入，从馈电点3视天线侧的输入阻抗稍微与仅有天线元件1时的输入阻抗不同。因而，优化匹配电路单元5的常数，以使其常数和无线电电路单元6相匹配。
若在该天线装置中，天线元件1和导体元件10周围没有障碍存在，则电磁波分别从天线元件1和导体元件10发射。当天线元件1的位置距人体较近或接触时，尽管限制了从天线元件1的发射，由于电磁波从导体元件10发射，与仅有天线元件1的情况相比，可以防止天线增益的降损。
这样，在本发明的本实施例的天线装置中，通过加入导体元件和调整导体元件的长度，使天线元件和导体元件都有天线的功能。该导体元件由在天线装置的壳体内连接到天线元件的同一馈电点供给功率，在与天线元件同相和正极性时被激励。
因而，根据本发明的天线装置主要由比传统天线装置更少量的部件和更简单的电路结构组成。而且，通过在便携式无线电设备中安装入该天线装置，可以使其体积更小。
通过在壳体内部安天线元件1代替如图1所示在壳体外部安天线元件1，可以达到如上所述的同样效果。
在本发明的第二个实施例中，通过弯曲导体元件，也可以使天线装置在体积上较小。
如图2或图3所示，该天线装置配备有导体元件10，它在任意位置弯曲两次或更多。同实现本发明的第一种模式一样，导体元件10在与天线元件1相同的位置被供给功率，在与天线元件1同相和正极性下被激励。结构的其余部分与本发明的第一实施例相比保持不变。
调整该导体元件10使其实质上与线性导体元件具有同样的电长度，从而可以获得与线性导体元件同样的谐振条件。谐振的获得使得天线具有与实现本发明的第一模式中同样的辐射特性，当在天线元件1和导体元件10周围不存在障碍时，电磁波分别从天线元件1和导体元件10辐射。即使当天线元件1的位置距人体较近或接触而限制了从天线元件1的辐射时，由于电磁波从导体元件10辐射而防止了天线增益的降低。
在本天线装置中，由于在任意位置弯曲导体元件10，可以使该导体元件比线性导体元件体积还小。因而，通过在便携式无线电设备中装入该天线装置，可以使便携式无线电设备体积上较小。导体元件的弯曲方向和弯曲次数是可选择的，不限于图2和图3所示的情况。
由以上给出的说明可以明显看出，通过使用更少量的部件和更简单的电路结构，可以防止根据本发明的天线装置的天线，由于天线靠近或接触人体而造成的增益降损。
另外，可以使具有在任意位置弯曲多次的导体元件的天线装置体积更小。
而且，通过装入这些天线装置的任一个，也可以使根据本发明的便携式无线电设备体积更小。

Claims (10)

1．一种天线装置包括：
天线元件，有一馈电点，安在便携式无线电设备的壳体内；和
导体元件，安在所述壳体内，从所述馈电点为其提供功率，其中所述导体元件在与所述天线元件同相和正极性时被激励。
2．如权利要求1所述的天线装置，其中所述导体元件由盘形或线性导体形成。
3．如权利要求2所述的天线装置，其中在所述壳体内任意位置弯曲所述导体元件多次。
4．如权利要求1所述的天线装置，其中所述导体元件在稍微偏离所述天线元件的谐振频率的频率谐振。
5．如权利要求4所述的天线装置，其中所述天线元件的电长度是0.65个波长，且其中所述导体元件的电长度大约是0.4个波长。
6．一种便携式无线电设备包括：
壳体；
天线元件，有一馈电点，安在所述壳体内；和
导体元件，安在所述壳体内，从所述馈电点为其提供功率，其中所述导体元件在与所述天线元件同相和正极性时被激励。
7．如权利要求6所述的天线装置，其中所述等体元件由盘形或线性导体形成。
8．如权利要求7所述的天线装置，其中在所述壳体内任意位置弯曲所述导体元件多次。
9．如权利要求6所述的天线装置，其中所述导体元件在稍微偏离所述天线元件的谐振频率的频率谐振。
10．如权利要求9所述的天线装置，其中所述天线元件的电长度是0.65个波长，且其中所述导体元件的电长度大约是0.4个波长。
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