CN1218589A - 便携式电话的同轴电缆组件 - Google Patents

Abstract

揭示了一种同轴电缆组件,它连接便携式电话的至少一个天线元件和RF信号电路。该便携式电话包括一机座部分和一个以可旋转方式固定在机座上的翻转盖;其中,RF信号电路和天线元件都位于机座部分。翻转盖通过支托装置以可旋转方式固定在机座上。同轴电缆组件为每一天线元件提供单独的同轴电缆,其第一端与天线元件耦合,第二端与RF信号电路耦合。每一根同轴电缆的形状要做成能伸过支托装置,以便经受因翻转盖旋转而造成的弯曲应力,同轴电缆的某些位置要被成形以保持这种形状。

Description

便携式电话的同轴电缆组件

发明背景

1．发明的领域

本发明涉及一种手持便携式电话，它有一个可翻转的盖，通过支托装置可旋转地与基座部分连接，更具体地说，本发明涉及一种同轴电缆组件，它用于把位于可翻转的盖中的天线系统和位于基座部分内的射频信号电路相连接。

2．相关技术的描述

在一项题为“便携式电话的可拆卸翻转盖装置”、系列号No.08/586,434的相关专利申请中，公布了一种可在卫星和蜂窝(移动电话)双通信模式中使用的便携式电话。这种便携式电话包括一翻转盖，它通过支托装置与电话基座部分可拆卸地固定。另外，因为卫星通信的天线系统位于其中，翻转盖最好相对于电话基座部分可绕两个不同的轴线转动，以便使这种天线系统具有最佳的相对于可用的卫星的方向性。

上述申请的便携式电话用同轴电缆来连接天线系统与射频信号电路，业已发现该同轴电缆组件的某些方面需要改进。特别是，因为同轴电缆必须通过支托装置延伸，而支托装置从外观考虑必须尽可能小，所以希望这种同轴电缆有最小的弯曲半径(即最小直径)。同时，该同轴电缆的形状要做到不磨擦支托装置的边缘(因为磨擦会使同轴电缆过早发生故障)。再者，要求减少翻转盖在开闭过程中因弯折而造成的电缆疲劳失效。

按照以上所述，本发明的主要目的是提供一种同轴电缆组件，它能在位于翻转盖中的天线系统和位于便携式电话基座部分的射频信号电路之间起接口作用，这就能消除了上述担心。

本发明的另一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的轴电缆组件，其中翻转盖可绕两个不同的轴线相对于基座部分旋转。

本发明的另一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的同轴电缆组件，其中翻转盖可拆卸地连接到基座部分。

本发明的再一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的同轴电缆组件，其中翻转盖固定地连接到基座部分。

本发明的再一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的同轴电缆组件，其中可旋转地固定翻转盖和基座部分的支托装置的尺寸要减至最小。

本发明的另一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的同轴电缆组件，其中每一条同轴电缆具有最小的弯曲半径以通过支托装置的内部。

本发明的再一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的同轴电缆组件，其中每一条同轴电缆的形状做得能承受因翻转盖的旋转而产生的弯曲应力。

本发明的再一个目的是提供用于连接位于翻转盖中的天线元件和位于便携式电话基座部分的射频信号电路的同轴电缆组件，其中每一条同轴电缆在某些非直线部分是热成形的，以便减少射频泄漏并防止弯折。

若配合附图并参考下列说明，对本发明的这些目的和其他特性就会更明白了。

发明概要

根据本发明第一方面，公开了一种用于将便携式电话的至少一个天线元件与射频信号电路连接的同轴电缆组件。该便携式电话包括一基座部分和一以旋转方式固定在基座部分的翻转盖，其中，射频信号电路位于基座部分中，而天线元件则位于翻转盖中。翻转盖通过支托装置可旋转地固定在基座部分。同轴电缆组件为每一个天线元件提供单独的同轴电缆，其第一端与天线元件耦合，第二端与接插件相连，而接插件又与射频信号电路耦合。每根同轴电缆的形状要做成能延伸而通过支托装置，以便经得住因翻转盖旋转而产生的弯曲应力，同轴电缆的某些部位需热成型，以使其维持这种形状。

附图概述

虽然本说明是以权利要求书来结束的，在权利要求书中具体指出并明确规定了本发明的保护范围，但是，通过配合附图的下列描述可对本发明有更加深透的了解，其中：

图1是按照题为“便携式电话的可拆卸翻转盖装置”、系列号No.08/＿＿的专利申请的便携式电话机的透视图，其中翻转盖已绕第一轴被部分揭开；

图2是图1描述的便携式电话机的透视图，其中翻转盖已绕第二轴作侧向旋转；

图3是图1和图2描述的便携式电话机的分解透视图，其中支托装置和翻转盖已从主机架上拆下；

图4是图1-3描述的翻转盖和支托装置的分解透视图，其中包括本发明的同轴电缆组件。

图5是本发明的同轴电缆组件的透视图；

图6是图4和图5描述的装在支托装置上的同轴电缆组件的透视图；为便于看清，支托装置机壳的上部已拆下；以及

图7是用于图4-6描述的同轴电缆组件中的同轴电缆截面图。

本发明的详细描述

现在来详细参考附图，在所有各图中，其中的等同数字表示同一元件。图1和图2描述了能以蜂窝式与卫星通信双模式工作的便携式电话，其总体用符号10表示。图1-4示出的便携式电话基本上跟题为“便携式电话的可拆卸翻转盖装置”、系列号No.08/＿＿的专利申请中示出并描述的便携式电话机具有同样的结构，该申请也为本专利受让人所拥有，在此可结合用作参考。

图中可以看出，便携式电话机10包括主机壳12和翻转盖14，通过支托装置(其总体用符号16表示)互连。请注意图1和图2，主机壳12的顶表面22提供了接近键盘24、显示器26和扬声器28的通路。还有，尽管图中未示出，但可明白，主机壳12包括射频信号电路，它使便携式电话10能以蜂窝与卫星通信模式进行通信，正如题为“双模式卫星/蜂窝终端”系列号No.08/＿＿的专利申请所示和所描述的，该申请为本专利受让人所拥有，在此可结合用作参考。

便携式电话机10进一步包括第一天线30，用于以蜂窝通信模式接收与发射信号，第一天线30最好是位于翻转盖内表面的印刷电路天线。当然另外也可选用导线单极子或双极子型天线。

关于卫星通信模式，第二天线32最好含有第一补片(patch)天线元件34作为向卫星发射信号之用；含有第二补片天线元件36作为从卫星接收信号之用。然而，单个补片天线元件也可同时用于实现发射和接收两个作用。翻转盖14的结构和第一及第二补片天线元件34及36的装配在题为“便携式电话的翻转盖和天线装置”、系列号08/＿＿的专利申请中有详细描述，该申请亦为本专利受让人所拥有，在此可结合用作参考。为了将干扰减至最小，第一和第二补片天线元件调谐至独立的工作频带宽度，这取决于可用的频带宽度。

因为卫星通信模式涉及定向元件，从而，当第二补片天线元件36的位置对准卫星时，便携式电话和实用天线之间的链接余量(linkmargin)就得到改善，对于便携式电话10的一个重要方面是提供一个合适的结构，这样第二补片天线元件36就可不太费事地被接纳就位。关于翻转盖14与主机壳12之间的耦合，一种可选方案在题为“双模式卫星/蜂窝便携式电话的天线系统”、系列号08/＿＿的专利申请中已有披露，该申请为本专利受让人所拥有，在此可结合用作参考。然而，这种将翻转盖14与主机壳12直接耦合的方式不能方便地拆卸，所以，就将主机壳12定位于对接站(docking station)、汽车托架适配器(car cradle adapter)或其他辅助装置中，这样就可更有效地利用连接在这些辅助装置上的天线。按照图1～6中描述的便携式电话10采用了系列号No.08/＿＿的专利申请所述的那种支托装置16来间接耦合翻转盖14与主机壳12。

更具体地说，支托装置16包括支托38，它又有第一开槽部分40，其尺寸做成能接纳主机壳12的一端42；还包括闩锁机构44(即为插销形式)，它耦合支托38与主机壳12。为了便于支托38与主机壳12的耦合，支托38的第一开槽部分40至少有一支导钉46在此定位(见图3)，导钉被主机壳12中相应的孔48接纳，最好有燕尾形导轨分别位于侧表面50和52。每一燕尾形导轨包括与支托38的第一开槽部位相连的凸状元件51和与主机壳12相连的相互配合的凹状元件53。同轴接插件54、56和58也在第一开槽部分40提供，而且它们是此后将更详细描述的同轴电缆104、106和1 08的连接端。保留在主机壳端内并伸出主机壳端42的接插件60、62和64与这种结构形成相互配合，这些接插件与主机壳12内的射频信号电路相连。

支托38在与第一开槽部分40相对的一端还包括第二开槽部分66(见图4)，它与翻转盖14以旋转方式耦合。这通过铰链机构68来实现，它能使翻转盖绕第一轴线70旋转，该轴线沿长度方向通过轴72。轴72延伸于轭(yoke)78中的一对轴承80和82以及位于第二开槽部分66每侧的支托端部分84和86之间，其端头被一对轴承88和90挡住。

轭78包括一环形轴瓦(step)94，穿过其中间部分96有一个开口。这样，轭78通过环形轴瓦94被闩在轴环(collar)98上。轴环98也被用于挡住穿过孔102的电缆放松装置100。电缆放松装置100依次被用于接纳和适当定位分别来自第一天线30、第一补片天线元件34和第二补片天线元件36的同轴电缆104、106和108。应该理解，翻转盖14有一内部件15，它固定在轭78的环形轴瓦94和轴环98之间，该内部件能绕环形轴瓦94的外表面转动(第二轴112由轭78和轴环98所限定)。当然，翻转盖14在能绕第二轴112转动之前必须先绕第一轴70转动一最小量。

现在来讨论本发明的同轴电缆组件，它在总体上用符号116表示，可以看出，单独的同轴电缆104、106和108每根的第一端118、120和122分别跟第一天线30、第一补片天线元件34和第二补片天线元件36耦合。可以理解，同轴电缆第一端1 20和122耦合在一公共馈电底板上(图中未示出)，或者也可直接与第一和第二补片天线元件34和36相连。预定将每根同轴电缆104、106和108延伸横过支托装置38，以便使各自的第二端分别在同轴接插件54、56和58终接，这样，它们就能够接纳位于主机壳上对应的插头62、64和66。作为选择，也可使用一种接插件/开关装置，如在同时提交、题为“便携式移动电话的天线接插件”系列号No.08/＿＿的专利申请中所示并描述的那样，该申请亦为本专利受让人所拥有，在此可结合用作参考。

为了使同轴电缆104、106和108能够伸过支托装置38，应该理解，每根这种电缆的形状必须做得使其能穿过那里。更具体来说，同轴电缆104、106和108最好沿着翻转盖14的内表面从它们各自的第一端118、120和122延伸而通过轴环98和轭中间部分96的孔，这在图6可看得最清楚。在同轴电缆106和108中提供了大致成90°的弯曲126和128，这样它们可与轴环98和轭中部分96的孔成一直线，从而防止了磨擦其边缘。而且，同轴电缆104也包括同样的约为90°的弯曲124。另外，最好在弯曲124、126和128上游的同轴电缆104、106和108中提供大致45°的微弯或1/4圈(用符号130、132和134表示)，以便在进入轴环98与轭中部96之前提供另外的应力解除。

此后，请注意图5，同轴电缆104、106和108的每一根都分别包括第二个弯曲136、138和140，其大致弯曲90°，它们从弯曲延伸到接近轴72。虽然同轴电缆106和108被图示成弯曲成与同轴电缆104相对的方向，应当理解，它们可以在任何一个方向延伸，只要它们能对准位于主机壳12的互补连结接插件即可。

在将轴延伸一适当距离后，同轴电缆104、106和108分别形成一个绕轴约360°的圈142、144和146，这样，同轴电缆的第二端148、150和152就位于第一开槽部位40，在那里与同轴接插件54、56和58相连。同样，也可使用接插件/开关连接同轴电缆104、106和108，其中，插头部分与第二端148、150和152成整体，插座部分跟接插件60、62和64成一整体。

从图7可看出，每根同轴电缆最好包括一导体部分154；导体部分154周围有一介质层156；为使其柔软起见，在介质层156周围有一编织屏蔽层158；在编织外护罩158周围有一柔性聚合物外套160作环境保护。因为同轴电缆104、106和108要延伸通过支托装置38，从外观考虑必须尽可能小，并需要最小的弯曲半径(3毫米量级)。同样，最好也用最小电缆直径d(目前大致为1.5毫米)。请注意，标准的弯曲半径与电缆直径比约为6∶1。然而，要将同轴电缆104、106和108弯曲或比较小的弯曲半径要受到两方面限制：编织屏蔽层158在弯曲半径外侧有扩展的倾向(破坏屏蔽的整体性并产生泄漏)；剧烈弯曲而产生弯折的倾向(这会因特性阻抗改变而导致损耗)。

因此，为了减小因剧烈弯曲而给同轴电缆104、106和108带来的影响，这种电缆在上述确定的弯曲和绕圈部位最好经过热成型。这样，每一同轴电缆的外套160的材料(例如象fluoronatedperfluoroethylen propolynome-FEP那样的热塑氟聚合物)产生微小的收缩，它又依次使编织的外屏蔽层158收缩。这样可获得理想的效果，即减少泄漏，允许有更小的弯曲半径而不弯折同轴电缆。将同轴电缆104、106和108的弯曲处和绕圈处热成型也能使这种同轴电缆在翻转盖44的连续开闭操作过程中仍保持其形状，从而就减少了为保持同轴电缆104、106和108在适当位置所需的电缆受力的次数。而且，将外套160热成型至中性位置，在所经受的弯曲条件下的疲劳失效就会减少。

尤其是，已发现可以使用温度范围约在260-500°F的热枪。对于直径为1.5毫米的同轴电缆该热量可施加约30秒钟，但加热的时间随同轴电缆的直径、用作外套160的材料等的不同而不同。

已经示出并描述了本发明的实施例，在此披露了便携式电话及连接天线元件与射频信号电路的同轴电缆组件，其进一步的修改方案可以由一般了解本技术的人员在不偏离本发明范围下完成。特别是，虽然同轴电缆组件是对具有可拆卸的翻转盖的便携式电话而描述的，但该同轴电缆也可用于其翻转盖固定地与电话机基座部分相连的另一种便携式电话，就象题为“卫星/蜂窝双模式便携式电话的天线系统”，系列号No.08/＿＿的专利申请中所示并描述那样，该申请为本专利受让人所拥有，在此可结合用作参考。当然，从该申请可以看出，翻转盖与电话机座部分直接耦合，这样就无须中间的同轴接插件。

Claims (33)

1．一种同轴电缆组件，用于将便携式电话天线系统的至少一个天线元件与射频(RF)信号电路相连，所述便携式电话包含一机座部分和一翻转盖，机座部分含有所述射频(RF)信号电路，翻转盖含有所述天线元件；其中所述翻转盖通过支托装置与所述机座部分以旋转方式固定；所述同轴电缆组件含有一单独的同轴电缆，其第一端与所述天线元件相连，其第二端与所述RF信号电路相接；其中所述同轴电缆的形状做成能横过所述支托装置，以便经受住所述翻转盖旋转所引起的弯曲应力。

2．权利要求1所述的同轴电缆组件，其特征在于所述翻转盖绕两根不同的轴线相对于所述机座部分旋转。

3．权利要求2所述的同轴电缆组件，其特征在于所述第一与第二旋转的轴线基本上互相垂直。

4．权利要求1所述的同轴电缆组件，其特征在于所述翻转盖与所述支托装置可拆卸地固定在所述机座部分。

5．权利要求4所述的同轴电缆组件，其特征在于每根同轴电缆的第一端与所述天线元件相连，第二端与接插件可拆卸地耦合，所述接插件与所述RF信号电路相接。

6．权利要求1所述的同轴电缆组件，其特征在于多个天线元件位于所述翻转盖中。

7．权利要求6所述的同轴电缆组件，其特征在于至少有一个所述天线元件发射和接收信号，以便使所述便携式电话能以蜂窝模式通信。

8．权利要求6所述的同轴电缆组件，其特征在于其中至少有一个所述天线元件发射和接收信号，以便使所述便携式电话能以卫星模式通信。

9．权利要求1所述的同轴电缆组件，其特征在于每根所述同轴电缆都有一个最小弯曲半径。

10．权利要求1所述的同轴电缆组件，所述支托装置进一步包括：

(a)一个支托；和

(b)一个用于耦合所述翻转盖与所述支托的铰链机构，所述铰链机构包括：

(1)一个轭，其一端有第一轴承，另一端有第二轴承；一个连接所述第一和第二轴承的中间部分；所述中间部分包括环形轴瓦，中间有透孔；

(2)延伸于所述第一和第二轭轴承之间的轴；以及

(3)与所述轭的中部相连的轴套，所述轴套有一孔穿过它，该孔通过所述轭的中部与所述环形轴瓦孔对准；

其中，所述翻转盖被保持在所述轴套和所述轭之间以便绕所述环形轴瓦旋转。

11．权利要求10所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一所述同轴电缆上形成一个第一弯曲以便延伸通过所述轴套和环形轴瓦孔。

12．权利要求11所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆中形成一个第二弯曲以便沿所述轴的长度方向延伸，该轴延伸于所述第一和第二轭轴承之间。

13．权利要求12所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆中形成一个圈，它绕所述轴而延伸，以便使每一根所述同轴电缆第二端可跟位于所述主机壳的接插件相连。

14．权利要求13所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆中的所述第一弯曲、所述第二弯曲和所述的圈是热成形的。

15．权利要求13所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆中的所述的圈适合于所述翻转盖绕第一轴线旋转。

16．权利要求12所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆中的所述第一和第二弯曲适合于所述翻转盖绕第二轴线旋转。

17．权利要求11所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆的所述同轴电缆第一端和所述第一弯曲之间形成少量弯曲。

18．权利要求1所述的同轴电缆组件，进一步包括相接于所述支托装置的电缆放松装置，以保持每一根所述同轴电缆相对于所述支托装置的位置。

19．权利要求13所述的同轴电缆组件，其特征在于每一根所述同轴电缆的所述第一弯曲、所述第二弯曲和所述的圈在所述翻转盖连续开闭操作过程中仍保持不变。

20．权利要求12所述的同轴电缆组件，其特征在于每一根所述同轴电缆的所述第一弯曲和所述第二弯曲有大约90°的角。

21．权利要求13所述的同轴电缆组件，其特征在于每一根所述同轴电缆的所述的圈有大约360°的角。

22．权利要求17所述的同轴电缆组件，其特征在于在每一根所述同轴电缆的所述少量弯曲具有约为45°的角。

23．一种便携式电话机，包括：

(a)一主机壳；

(b)位于所述主机壳内、使所述便携式电话以卫星通信模式工作的RF信号电路；

(c)可拆卸地耦合于所述主机壳的支托装置；

(d)绕第一和第二轴线以可旋转方式固定于所述支托装置的翻转盖；

(e)耦合于所述RF信号电路、以所述卫星模式发射和接收信号的天线系统，其中所述天线系统与翻转盖成为一个整体；以及

(f)连接所述天线系统与所述RF信号电路的装置，所述连接装置的形状要便于尽量减小由所述翻转盖绕第一和第二轴线的旋转所引起的弯曲应力。

24．权利要求23所述的便携式电话，其特征在于，所述连接装置包括一单独的同轴电缆，其第一端与所述天线系统的各个天线元件耦合，其第二端与所述RF信号电路耦合，每根所述同轴电缆包括多个非直线的部分以便使所述同轴电缆相对于所述第一和第二轴线处于中间位置。

25．权利要求24所述的便携式电话，其特征在于每根所述同轴电缆的直径被减至最小。

26．权利要求24所述的便携式电话，其特征在于每根所述同轴电缆中的非直线部分是热成型的，以便在翻转盖连续开闭操作下保持其形状。

27．权利要求24所述的便携式电话，其特征在于每根所述同轴电缆包括一个成形的圈。

28．权利要求27所述的便携式电话，其特征在于所述翻转盖绕所述第一轴线旋转会使每根所述同轴电缆的所述的圈开与闭。

29．权利要求27所述的便携式电话，其特征在于所述翻转盖绕所述第二轴线旋转致使每根所述同轴电缆的所述的圈产生复合运动。

30．权利要求24所述的便携式电话，其特征在于所述翻转盖绕所述第二轴线旋转会使每根所述同轴电缆的所述非直线部分产生扭转运动。

31．权利要求23所述的便携式电话，其特征在于每根所述同轴电缆在其与所述翻转盖和支托装置装配之前预先成形。

32．权利要求23所述的便携式电话，其特征在于，所述支托装置进一步包括：

(a)一支托，和

(b)一耦合所述翻转盖与所述支托的铰链机构，所述铰链机构包括：

(1)一个轭，其一端有第一轴承，另一端有第二轴承；一连接所述第一和第二轴承的中间部分；所述中间部分包括环形轴瓦，中间有孔穿透；

(2)延伸于所述第一和第二轭轴承之间的轴；以及

(3)与所述轭中部相连的轴套，所述轴套有一孔穿过它，该孔通过所述轭中部与所述环形轴瓦孔对准；

其中，所述翻转盖被保持在所述轴套和所述轭之间以便绕环形轴瓦旋转。

33．权利要求32所述的便携式电话，其特征在于所述天线系统的每个天线元件的所述同轴电缆的形状做成能通过所述轴套孔和所述环形轴瓦孔，此后绕所述轭轴承之间延伸的所述的轴而成一个圈。

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