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Abstract

一种用于便携式无线通讯设备(1)的天线装置(10)具有适于在至少第一频带中进行无线通讯的第一天线(21)和适于在第二频带中进行短程辅助通讯的第二天线(22)。第一和第二天线(21、22)形成于公共支承元件(26、27)上。

Description

天线装置以及包括这种天线装置的便携式无线通讯设备
技术领域
本发明涉及无线电通讯领域，更具体而言，涉及一种用于便携式无线通讯设备中的天线装置，在这种类型的便携式无线通讯设备中具有一适于在至少第一频带中进行无线通讯的第一天线和一适于在第二频带中进行短程辅助通讯的第二天线。
背景技术
上述便携式通讯设备的实例包括移动电话、无绳电话、便携式数字助理、发报机、传呼装置、电子支付装置或便携式导航装置。其中，移动电话或蜂窝式电话目前被认为在市场占有力和销售量方面独占鳌头。因此，在本文的以下部分中，对于任何市场上现有的移动通讯网络如GSM、UMTS或D-AMPS而言，将参考移动电话或蜂窝式电话。然而，本发明并不仅限于移动电话。
传统上，老式的移动电话只能通过移动通讯网络，在许多情况下通过公用交换电话网络，而在两个用户之间进行正常的语音通讯。从历史上来看，移动电话通常提供有安装在电话的设备外壳的外部的单极天线。棒状天线、鞭状天线和螺旋天线是这种外部单极天线的一些实例。
更近地看，一些移动电话提供有由导电材料制成的呈印刷图案形式的内置式天线。这种天线的实例有微带连接天线、曲形单极天线和平的倒F型天线(PIFA)。
从更近的情况来看，短程辅助通讯服务已经被引入移动电话中。这种短程辅助通讯服务的一个实例一般被称作蓝牙，它在2.4GHz的未得到许可的频带内工作，该频带通常被称作ISM(“仪器、科学及医药”)，在全球内都可得到。蓝牙用于在便携式装置例如移动电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)和这些装置的各种外围设备如打印机、无线头戴式耳机附件等等之间提供灵活的数据和语音通讯服务。
按照惯例，短程辅助通讯的天线(下文中称作“蓝牙天线”)作为一个分离的单元，位于移动电话内部的主印刷电路板的次要侧上，与蜂窝式天线保持良好的分离。然而，随着移动电话的尺寸越来越小，可用的印刷电路板面积也在减小。蜂窝式无线电电路必须优先位于印刷电路板的布置版面上，因此在现有的电话中，蓝牙天线就被安放于印刷电路板的键盘侧的区域上，而在这里处于通话位置的性能并不好。
此外，如果蓝牙天线的位置过于靠近印刷电路板上的蜂窝式天线，就必须提供独立的滤波部件来将蜂窝式天线和蓝牙天线隔离以防干扰。
发明内容
本发明致力于解决上述问题。特别地，本发明的一个目的是提供一种小型化移动电话所用的天线装置，它能使多频带蜂窝式天线和短程辅助通讯天线(例如，蓝牙)都具有良好的性能。另外，在希望的解决方案中，可以防止两个天线之间的干扰而无需很大成本，并且天线部件的开发和生产的成本也很低。
根据本发明，提供了一种天线装置，其具有适于在一移动通讯网络的至少第一频带中进行无线通讯的第一天线和适于在第二频带中进行短程辅助通讯的第二天线，其特征在于，第一和第二天线形成于公共支承元件上，第一天线只适于在一移动通讯网络进行无线通讯，而第二天线只适于进行短程辅助通讯。
本发明的目的通过一种天线装置来实现，在这种天线装置中，通过将蜂窝式天线和蓝牙天线一起安放于一个公共支承元件上而将这两个天线组合在一起，该公共支承元件例如为柔性电介质薄膜。优选地，两个天线都实施为印刷导电材料的轨迹。这两种不同的轨迹，即蜂窝式天线轨迹和蓝牙天线轨迹，具有分离的馈电点和接地点。支承元件优选地安装于塑料或橡胶天线外壳上，而天线外壳装配于电话的后盖上。这两种天线轨迹优选地通过天线连接器来与印刷电路板(及其上方的蜂窝式和蓝牙无线电电路)相连，该天线连接器具有每个馈电点/接地点所用的弹性触针。
在本发明的一个优选实施例中，蜂窝式天线轨迹为只有单个馈电点的三频带印刷单极型天线。蓝牙天线为具有一个馈电点和一个接地点的PIFA型天线。
通过将蓝牙天线安放于移动电话的后盖的顶部区域，天线性能将会更加优良。由于本发明，可以实现很低的部件和开发成本。所提出的这种天线装置尺寸小，可以封装于很薄的柔性橡胶或塑料外壳中，使得移动电话的设计人员具有很高的灵活性。
通过下文中一个优选实施例的详细公开内容和附图，将会对本发明的这些和其他目的、特征和优点了解得更为清楚。
应当强调一下，在说明书中使用的“包括”一词用来说明所述的特征、整体、步骤或部件的存在，但是并不排除存在或增加一个或更多其它特征、整体、步骤、部件或其组合。
在以下详细公开内容中，将参照附图对本发明的一个目前优选的
实施例进行描述。
附图说明
图1为带有根据优选实施例的天线装置的便携式无线通讯设备及其可以工作的环境的一个实例的示意性正视图；
图2为图1中所示的便携式无线通讯设备的主要部件的示意性框图；
图3为图1和2中所示的便携式无线通讯设备的详细透视的后视图，主要示出了天线装置；
图4为与图3对应的透视后视图，但是图中所示的天线装置与便携式无线通讯设备合为一体；
图5a-c分别示出了设置于公共支承元件上的天线装置的第一和第二天线(蜂窝式天线和短程辅助通讯天线)的正视图、侧视图和透视图；
图6a-c分别示出了将天线装置与便携式无线通讯设备相连的天线连接器的正视图、侧视图和透视图；以及
图7a-c分别示出了通过图6a-c中所示的天线连接器与便携式无线通讯设备的印刷电路板相连时的图5a-c中所示的天线装置的正视图、侧视图和透视图。
具体实施方式
图1-3分别示出了移动电话1的示意性正视图、框图和详细透视的后视图。从这些图中可以看出，移动电话1具有一天线装置10，该天线装置10安装于移动电话1的后部的较高处，就在电池44的上方。天线装置10具有一蜂窝式天线21，该蜂窝式天线21通过一天线连接器28与印刷电路板33上的蜂窝式无线电接收机23保持电连接(图3)，在下文中将对此进行更详细的描述。
这样，移动电话1就可以在移动无线通讯网络18如GSM、UMTS或D-AMPS中与无线电站(基础站)17建立无线连接16。
此外，天线装置10还包括一短程辅助通讯天线22，在本部分的以下部分中称之为“蓝牙天线”。蓝牙天线22通过天线连接器28与印刷电路板33上的蓝牙无线电电路保持电连接。移动电话1可以按照本来已普遍所知的方式，通过蓝牙天线22与外围装置20建立另一个无线连接19。在图1中所示的外围装置20为打印机，但是同样也可为另一个移动电话、膝上型计算机、不动的计算机、个人数字助理(PDA)、调制解调器、电传机、无线头戴式耳机附件、家用器具，等等。
如图1中所示，移动电话1包括许多常规型部件，例如扬声器11、显示器12、一组光标键13、字母数字键盘14及麦克风15。这些部件在此已无需进行详细描述。
在转向对天线装置10进行更详细的说明的其余的图之前，请参看图2，该图对上述内容进行了概括的说明。如图2中所示，移动电话1包括一主控制器25，该主控制器25优选地安装于印刷电路板33上。主控制器25可实施为任一种市场上可以买到的微处理器和其它类型的可编程逻辑电路。主控制器25与蜂窝式无线电装置23和蓝牙无线电装置24保持可操作的连接。
现在请参看图3-7c，将对天线装置10进行详细描述。天线装置10包括支承元件26、27，蜂窝式天线21和蓝牙天线22都安装于该支承元件26、27上。在优选实施例中，公共支承元件26、27为柔性的电介质薄膜。适用的薄膜材料可从Rogers Corporation，CircuitMaterials Division，100N，Dobson Road，Chandler，AZ-85224，USA或可替换地从Freudenberg，Mectec GmbH & KG，Headquarters，D-69465 Weinheim/Bergstrasse，Germany买到。这种柔性电介质薄膜非常薄；典型的厚度范围为约70微米到约400微米之间。
如图3中所示，柔性电介质薄膜具有一个上面印着蜂窝式天线轨迹21的第一部分26。柔性电介质薄膜还具有一个上面印着蓝牙天线轨迹22的第二部分27。如图5b中所示，两个部分26、27可布置成彼此成一定角度。在图3中观察时，可以看到，天线轨迹21和22分别设置在柔性电介质薄膜26、27的“后表面”上，即朝向移动电话1的后侧的表面上。因此，天线轨迹21和22在图3中只用虚线表示。蜂窝式天线轨迹21和蓝牙轨迹22的形状在图5a、图5c、图7a和图7c中可以看得更清楚。
回到图3，柔性电介质薄膜26、27设置于优选由塑料或橡胶制成的天线外壳42中。天线外壳42的形式与紧靠电池44上方的移动电话1的盖的后上部的对应凹槽相配合。
蜂窝式天线21被调至用于工作的频带或各个频带。在优选实施例中，蜂窝式天线21被调至在900MHz的GSM频带以及1800MHz的DCS频带和1900MHz的PCS频带中的至少一个频带优选两个频带下工作。然而，其它天线频带组合，包括它们的数目和它们各自的标称频率，都适用于本发明。另外，蜂窝式天线21的布置可以与所述方案不同。作为一项常规设计工作，蜂窝式天线21的准确布置可由技术人员来确定，当然还要仔细地考虑所用于的应用场合。
蜂窝式天线轨迹21形成了一个单极型天线，具有单个馈电点41，但是并未接地。另一方面，蓝牙天线22具有馈电点39以及一个位置靠近馈电点39的接地点40。根据优选实施例，蓝牙天线22为平的倒F型天线(PIFA)，适于在2.4GHz的ISM频带内工作。蜂窝式天线轨迹21的馈电点41与蓝牙天线轨迹22的馈电点39和接地点40保持电隔离。
蜂窝式天线轨迹21和蓝牙天线轨迹22通过天线连接器28与印刷电路板33上对应的无线电电路相连。更具体而言，特别是如图6a-c中所示，天线连接器28具有第一触针31，该第一触针31在蜂窝式天线轨迹21的馈电点41与印刷电路板33上的第一触点36之间提供电接触。而蜂窝式无线电装置23又与触点36保持电连接。此外，天线连接器28具有第二触针29，该第二触针29用于连接蓝牙轨迹22的馈电点39和印刷电路板33上的第二触点34，所述第二触点34与蓝牙无线电装置24保持电连接。另外，天线连接器28具有第三触针30，该第三触针30用于连接蓝牙天线轨迹22的接地点40和印刷电路板33上的接地点35。
在优选实施例中，天线连接器28的触针29、30和31实施为弹性跷形(pogo)针。另外，有利地，触针也可实施为弹簧突出部或者其它类型的接触构件，包括固定(非弹性)装置。
天线连接器28还具有一个外部天线连接器32，该外部天线连接器32用于通过柔性电介质薄膜26、27中的开口和天线外壳42中的对应开口43而使外部天线与印刷电路板33上的外部天线输入端37相联接，该外部天线例如车载不用手的天线。
如图7a和7c中所示，印刷电路板33具有紧固开口45和46，用于使印刷电路板33安全地安装于移动电话1的盖上。
上文中参照一个优选实施例对本发明进行了描述。然而，除了上述实施例之外的其它实施例同样也在由所附独立权利要求所最佳确定的本发明的范围之内。

Claims (18)

1.一种天线装置(10)，其具有适于在一移动通讯网络的至少第一频带中进行无线通讯的第一天线(21)和适于在第二频带中进行短程辅助通讯的第二天线(22)，其特征在于，
第一和第二天线(21、22)形成于公共支承元件(26、27)上，第一天线(21)只适于在一移动通讯网络进行无线通讯，而第二天线(22)只适于进行短程辅助通讯。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，其中所述公共支承元件(26、27)包括一被包含在一由塑料或橡胶制成的柔性外壳(42)中的电介质薄膜。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，第一和第二天线(21、22)形成为位于所述支承元件(26、27)上的导电材料的印刷轨迹。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，第一天线(21)包括一第一馈电点(41)，而第二天线(22)包括一第二馈电点(39)，第一和第二馈电点彼此电隔离。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，第二天线(22)包括一定位于第二馈电点(39)附近的接地点(40)。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，第二天线(22)为平面倒F型天线。
7.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，第一天线(21)为单极天线。
8.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，第二天线(22)适于在2.4GHz频带内进行蓝牙通讯。
9.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，第一天线(21)为多频带天线。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，第一天线(21)适于在900MHz频带以及1800MHz频带和1900MHz频带中的至少一个频带内进行通讯。
11.一种便携式无线通讯设备(1)，其特征在于，它包括根据权利要求1所限定的天线装置。
12.根据权利要求11所述的便携式无线通讯设备，其特征在于，还包括带有安装在其上的无线电电路(23、24)的印刷电路板(33)，以及适于在第一和第二天线(21、22)与所述无线电电路(23、24)之间提供电接触的天线连接器(28)。
13.根据权利要求12所述的便携式无线通讯设备，其特征在于，所述第二天线包括一定位于第二馈电点(39)附近的接地点(40)，其中天线连接器(28)具有：
适于与第一天线(21)的第一馈电点(41)接合的第一弹性触针(31)，
适于与第二天线(22)的第二馈电点(39)接合的第二弹性触针(29)，以及
适于与第二天线(22)的接地点(40)接合的第三弹性触针(30)。
14.根据权利要求13所述的便携式无线通讯设备，其特征在于，第一、第二和第三弹性触针(31、29、30)为跷形针。
15.根据权利要求14所述的便携式无线通讯设备，其特征在于，第一、第二和第三弹性触针(31、29、30)由弹簧突出部构成。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的便携式无线通讯设备，其特征在于天线装置(10)被包含于塑料或橡胶天线外壳(42)中，该天线外壳附接于便携式无线通讯设备的后上部。
17.根据权利要求11-15中任一项所述的便携式无线通讯设备，其特征在于，设备为无线电话(1)，或移动电话。
18.根据权利要求17所述的便携式无线通讯设备，其特征在于，设备适用于GSM、UMTS或D-AMPS移动无线通讯网络。
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