CN1311907A

CN1311907A - 具有寄生调谐的旋转接头天线

Info

Publication number: CN1311907A
Application number: CN99809289A
Authority: CN
Inventors: G·J·哈耶斯; K·鲁特科夫斯基
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2001-09-05
Also published as: WO2000008710A1; TW434939B; AU4434099A; HK1040003A1; US5943021A; EP1103085A1; KR20010072223A; JP2002522937A

Abstract

一种无线电电话机天线系统,包括一个安置在无线电话机机壳内的寄生调谐元件,以致于当该天线在储备位置时位于旋转接头天线附近。当在储备位置时,该天线重叠寄生调谐元件至少一部分。该寄生调谐元件耦合到旋转接头天线将该旋转接头天线调谐到第一频段并且将该天线的阻抗与无线电话机收发信机的阻抗匹配。因此,即使旋转接头天线在储备位置上无线电话机可以圆满工作。

Description

具有寄生调谐的旋转接头天线

本发明领域

本发明总的涉及无线电话机，更具体地涉及无线电话机天线。

背景技术

无线电话机一般称为通信终端，提供到一个或几个其它通信终端的无线电通信链路。无线电话机可以用于各种不同应用领域，包括蜂窝电话、陆地移动台(例如，警察和消防部门)，和卫星通信系统。

无线电话机和其它通信设备正经历小型化。实际上，许多当代无线电话机样机小于11-12厘米长度。结果，从与无线电话机机壳相邻的储备位置旋转接头或枢轴连接到向无线电话机机壳外延伸位置的天线对于无线电话机制造商变得更具吸引力。当在向外延伸位置时，旋转接头天线可以实现良好辐射性能。不幸地是，这些旋转接头天线可能变得严重失调，和当在相邻无线电话机机壳的储备位置时甚至因为阻抗失配导致不能工作。结果，当旋转接头天线在储备位置时无线电话机可能不能工作。

由于紧密靠近无线电话机机壳和/或无线电话机内各种接地平面，可能出现阻抗失配。当在储备位置时可以在无线电话机上增加阻抗匹配元件和/或电路以匹配旋转接头天线。可是，结合另外的匹配元件和/或电路可能有点昂贵和无线电话机内的可使用空间可能有点有限。

需要当天线在储备位置时装有旋转接头天线的无线电话机能工作。因此，可以增强对寻呼信号的接收。另外，为有助于减少制造无线电话机有关的成本和适应小型化，希望利用不需要另外阻抗匹配元件和/或电路的旋转接头天线。

本发明概述

因此，本发明的目的是提供旋转接头天线，当在相邻无线电话机机壳的储备位置时可以充分调谐以允许无线电话机圆满地工作。

本发明的另一个目的是帮助减少无线电话机制造有关的成本。

本发明的又一个目的是帮助针对无线电话机和其它通信设备的小型化工作。

通过用于电子设备例如无线电话机的天线系统提供本发明的这些和其它目的，其中在无线电话机机壳上或内部安置寄生调谐元件，以便当该天线在储备位置时位于旋转接头天线附近。当在储备位置时旋转接头天线最好与寄生调谐元件的至少一部分重叠。该寄生调谐元件耦合到旋转接头天线以将该旋转接头天线调谐到第一频带上和使旋转接头天线的阻抗与无线电话机收发信机的阻抗匹配。因此，即使旋转接头天线在储备位置时无线电话机可以圆满工作。

本发明可以用于单频率和多频带天线。可以配置多个寄生元件与位于旋转接头天线的相应的多个辐射元件耦合。例如，在工作位置时谐振在800MHz和1900MHz而配置的多频带天线当在相邻无线电话机机壳的储备位置时也可以圆满工作在800MHz和1900MHz。

按照本发明可以利用具有各种形状和配置的寄生调谐元件。例如，寄生调谐元件可以具有弯曲形状，在无线电话机小键盘的键之间伸展或使用无线电话机机壳上或内部的其它可利用空间。另外，寄生调谐元件可以安置在无线电话机机壳内部或机壳材料内部。

按照本发明的另一个方面，天线可以安置在翻盖型无线电话机翻盖上或内部。该翻盖铰链连接到机壳上并且在翻盖重叠机壳表面至少一部分的关闭位置与机壳表面不覆盖的打开位置之间可移动。天线安置在翻盖上或内部。可以在无线电话机机壳上或内部安置一个或几个寄生调谐元件，以便当翻盖在关闭位置时支撑该天线。寄生调谐元件耦合到该天线将该天线调谐到第一频段并且当翻盖在关闭位置时使该天线的阻抗与收发信机阻抗匹配。

按照本发明的另一个方面，翻盖型无线电话机的翻盖可以包括一个或几个寄生调谐元件安置在翻盖表面上或内部。该翻盖铰链连接到无线电话机机壳上并且在翻盖重叠机壳表面至少一部分的关闭位置与机壳表面不覆盖的打开位置之间可移动。天线可移动地安装在机壳上，以便当翻盖处于关闭位置时天线沿预定旋转路径从重叠翻盖的储备位置向离开机壳伸展的工作位置枢轴转动，而当翻盖处在打开位置时与翻盖隔开。

至少一个寄生调谐元件安置在翻盖上或内部，以便当该天线在储备位置时位于该天线相邻。每个寄生调谐元件耦合到该天线将该天线调谐到第一频带上并且当翻盖在关闭位置时使该天线阻抗与收发信机阻抗匹配。

具有按照本发明的装有寄生调谐元件的旋转接头天线的无线电话机是有利的，因为可以防止该天线当储备在无线电话机机壳相邻位置时变得失调。因此，旋转接头天线的辐射性能可以在储备和工作位置两方面上优化。结果，无线电话机的性能可以增强，特别是寻呼性能。

附图简介

包括在说明书中并且构成说明书一部分的附图说明了本发明的实施例并且与说明一起用于解释了本发明的原理。

图1上示意图，表示常规电子元件的组成，用于使无线电话机能够发射和接收电信信号。

图2A表示在工作位置的旋转接头无线电话机天线。

图2B是图2A天线沿线2B-2B的侧视图。

图3A表示图2A-2B的旋转接头无线电话机天线在相邻无线电话机机壳的储备位置。

图3B是图3A天线沿线3B-3B的侧视图。

图4A表示按照本发明实施例装有寄生调谐元件的无线电话机，具有在工作位置的旋转接头天线。

图4B是图4A天线沿线4B-4B的侧视图。

图5A表示图4A-4B的具有在相邻无线电话机机壳的储备位置并且重叠寄生调谐元件的旋转接头天线的无线电话机。

图5B是图5A天线沿线5B-5B的侧视图。

图6A是表示按照本发明另一个实施例装有寄生调谐元件的无线电话机，具有在工作位置的旋转接头天线。

图6B是图6A天线沿线6B-6B的侧视图。

图7A表示本发明又另一个实施例的装有多个寄生调谐元件的无线电话机，具有在工作位置的旋转接头天线。

图7B是图7A天线沿线7B-7B的侧视图。

图8A是表示具有装入到翻盖内的寄生调谐元件和单独的旋转接头天线的“翻盖型”无线电话机，其中翻盖和旋转接头天线在储备位置并且旋转接头天线重叠的寄生调谐元件。

图8B表示图8A的翻盖和旋转接头天线在各自工作位置的无线电话机。

图9A表示寄生调谐元件装入到机壳内而天线装入到翻盖内的“翻盖型”无线电话机，其中翻盖在储备位置以便旋转接头天线与寄生调谐元件重叠。

图9B表示翻盖和装入那里的天线在工作位置的图9A的无线电话机。

本发明详细说明

现在在下面参照附图更全面地描述本发明，图中表示了本发明的优选实施例。可是，本发明可以用许多不同形式实现并且不认为受所阐述的实施例的限制；相反，提供这些实施例以便使公开更彻底和完全，并且对本领域技术人员全面地传达本发明的范围。相同的数字全是表示相同的元件。

图1中示意性表示了能够使无线电话机发射和接收通信信号的电子部件常规组成，它对于无线电电话机通信领域的技术人员是了解的。用于接收和发射无线电话通信信号的天线10电连接到射频收发信机12，该收发信机再电连接到控制器14，例如一个微处理器。控制器14电连接到扬声器16将来自控制器14的远程信号发送给无线电话机用户。控制器14也电连接到麦克风18接收来自用户的语音信号并且通过控制器14和收发信机12将语音信号发送给远程设备。控制器14电连接到小键盘20和显示器22帮助无线电话机工作。无线电话机的其它元件是常规元件而不需要在此描述。

如同通信设备领域的技术人员所公知的，天线是用于发射和/或接收电信号的设备。发射天线通常包括一个馈电组件感应或照射一个孔径或反射表面辐射电磁场。接收天线通常包括一个孔径或表面将入射辐射场汇聚到采集馈源，产生与入射辐射成正比的电子信号。由天线辐射或接收的功率数量取决于其孔径面积并且用增益描述。

常规无线电话机利用电连接到有效连接位于内部安置的印刷电路板上的信号处理电路的收发信机上的天线。为以最小损耗辐射射频(RF)能量，或以最小损耗将所接收RF能量传递给无线电话机接收机，收发信机与天线最好互连以便它们各自的阻抗基本上“匹配”，即电调谐消除或补偿不需要的天线阻抗成分以在电路馈源处提供50欧姆(Ω)(或所希望的)阻抗值。阻抗匹配系统在本领域是公知的并且不需要进一步讨论。

现在参照图2A-2B和图3A-3B，常规旋转接头天线30通过铰链36枢轴安装在无线电话机34的机壳32上，该铰链有助于该天线30从储备位置(图3A-3B)向工作位置(图2A-2B)转动。在工作位置，该天线30从机壳32向外伸展并且离开，如图所示。在储备位置(图3A-3B)，该天线30在相邻小键盘33、显示器35、扬声器槽37和麦克风槽38处重叠机壳前表面32a，如图所示。当该天线30在储备位置时，无线电话机可以称为在“寻呼”模式。

所示的天线30具有一般为矩形的外形并且包括一个自由端30a和一个相对端30b通过铰链36枢轴安装在机壳上。该天线30可以用电介质材料形成并且可以包括一个或几个导电元件31安置在该天线表面29上，或在电介质材料内部，起一个或几个辐射元件的作用用于辐射和接收射频通信。当在工作位置时(图2A-2B)，如同本领域技术人员所理解的该天线30可以如四分之一或半波长(或其倍数)天线那样谐振。

在天线表面29上的一个或几个导电元件31电连接到无线电话机机壳32内部的收发信机(未示出)上，如同无线电话机通信领域技术人员所公知的，并且不需要进一步描述。另外，阻抗匹配部分可以安装在相邻枢轴安装端30b，如同本领域技术人员所理解的，以当在工作位置(图2A-2B)时匹配该天线30的阻抗。

现在参照图4A-4B和图5A-5B，表示按照本发明实施例装有导电寄生调谐元件40的无线电话机34。该寄生调谐元件40安置在无线电话机机壳32前表面32a上相邻小键盘33、显示器35、扬声器槽37和麦克风槽38，如图所示。该天线30配置得当在储备位置时直接重叠寄生调谐元件40，如图5A-5B所示。

如同本领域技术人员公知的，电磁元件耦合到并且“馈出”近场电流(即存在于电磁场中“场”的导电表面上流动的电流，该电流在紧接近导电表面附近感应产生)。寄生天线是不通过RF信号源直接驱动的天线，而相反，通过另一个信号源辐射的能量激励。寄生调谐元件的出现改变了附近天线的谐振特性。

例如，当图5A-SB所示的天线在储备位置时重叠寄生调谐元件40，该寄生调谐元件40与该天线辐射元件31耦合以便该天线辐射元件31的谐振特性改变以致该天线30保持工作。因此，该天线30可以在工作位置和储备位置都起四分之一或半波长(或其任何倍数)天线的作用。寄生调谐元件40防止该天线辐射元件31由于靠近机壳32而失调。因为寄生调谐元件40位于机壳表面32a上或附近，当从机壳旋转离开到工作位置时寄生调谐元件40不影响该天线30的性能，如图4A和4B所示。

按照本发明使用的寄生调谐元件不限于图4A-4B和图5A-5B所示的实施例。所示的寄生调谐元件40可以封闭在机壳32内或装入机壳32的材料里。最好寄生调谐元件40用导电材料形成，包括但不限于金属镀层、弯曲板迹线和导电聚合物。

按照本发明，寄生调谐元件的形状和配置是调谐参数，并且可以按照辐射元件或有关天线的元件的配置和调谐性能改变。在图6A-6B和图7A-7B中表示了示范性改型形状和配置。

图6A-6B表示了具有在小键盘33的键之间蜿蜒部分50a的寄生调谐元件50。当该天线30在储备位置时，该天线30的辐射元件31重叠该天线相邻小键盘33、显示器35、扬声器槽37和麦克风槽38的一部分50b，如图所示。如图7A-7B所示，多个寄生调谐元件60a、60b可以同多个相应天线辐射元件31a和31b一起使用。

现在参照图8A-8B，表示按照本发明另一个实施例装有寄生调谐元件70的“翻盖型”无线电话机134。所示的无线电话机134包括一个容纳扬声器137的翻盖139，和通过铰链36枢轴连接的一个下部手机部分138。翻盖139包括相对的前和后表面139a、139b并且铰链连接到下部手机部分138的一端，如图所示。寄生调谐元件70安置在翻盖139的背面139b上，如图所示。

在工作中，翻盖139和天线30可以由用户在关闭(图8A)和打开(图8B)位置之间绕枢轴转动。当在关闭位置时，翻盖139重叠下部手机部分138。该天线30当在储备位置时在翻盖部分背面139b上向下转动以便天线辐射元件(未示出)重叠寄生调谐元件70的一部分。因此，即使该天线30在储备位置该天线30可以保持工作。

现在参照图9A-9B，表示按照本发明另一个实施例的装有寄生调谐元件80的“翻盖型”无线电话机234。所示的无线电话机234包括一个翻盖239容纳扬声器(未示出)和天线30。翻盖239通过铰链36枢轴连接到下部手机部分238，如图所示。翻盖239包括相对的前和后表面239a、239b。寄生调谐元件80安置在下部手机部分238的前表面238a上，如图所示。

在工作中，翻盖239可以由用户在关闭(图9A)和打开(图9B)位置之间枢轴转动。当在关闭位置时，翻盖239与下部手机机壳238是相邻重叠关系，以便该天线30和任何辐射元件或其上的元件重叠寄生调谐元件80。因此，即使翻盖239在关闭位置该天线30可以保持工作。

上述是对本发明的说明而不认为是对它的限制。尽管已经描述了本发明的示范性实施例，本领域技术人员容易理解在不偏离本发明新颖技术和优点情况下，对示范性实施例可以进行许多修改。相应地，所有这些修改被试图包含在如权利要求书所限定的本发明范围内。因此，应当理解上述内容是对本发明的说明而不是被认作将本发明限制在所公开的具体实施例范围内，对所公开实施例的修改以及其它实施例被试图包含在附加权利要求的范围内。本发明由下列权利要求限定，在此包括这些权利要求的等同方案。

Claims

1．一种天线系统用于电子设备，所述电子设备包括一个机壳封闭接收无线电通信信号的接收机，所述天线系统包括：

一个可移动安装在所述机壳上的天线，以便所述天线沿预定旋转路径从相邻所述机壳的储备位置向伸展离开所述机壳的工作位置枢轴转动，其中所述天线与所述接收机电连通；和

至少一个寄生调谐元件安置在所述机壳上，导致当所述天线在所述储备位置时位于所述天线附近，和当所述天线在所述储备位置时耦合到所述天线以调谐所述天线。

2．按照权利要求1的一种天线系统，其中所述天线包括一个电介质基片，其包括一个表面和安置在所述表面上的辐射元件。

3．按照权利要求2的一种天线系统，其中当所述天线在所述储备位置时所述电介质基片表面与所述寄生调谐元件的至少一部分重叠。

4．按照权利要求1的一种天线系统，其中所述至少一个寄生调谐元件安置在所述机壳内。

5．按照权利要求1的一种天线系统，其中所述天线在所述工作位置是半波长天线。

6．按照权利要求1的一种天线系统，其中所述天线在所述工作位置是四分之一波长天线。

7．按照权利要求1的一种天线系统，其中所述至少一个寄生调谐元件包括多个寄生调谐元件。

8．按照权利要求1的一种天线系统，其中所述至少一个寄生调谐元件被配置得具有弯曲、导电路径。

9．一种多频带天线系统用于一种电子设备，所述电子设备包括一个机壳封闭一个收发信机用于发射和接收无线电通信信号，所述多频带天线系统包括：

一个电介质基片可移动地安装在所述机壳上并且配置得沿预定旋转路径从相邻所述机壳的储备位置向伸展离开所述机壳的工作位置枢轴转动；

第一和第二辐射元件安置在所述电介质基片上，所述第一和第二辐射元件与所述收发信机电连通。

第一和第二寄生调谐元件安置在所述机壳上，导致当所述电介质基片在所述储备位置时位于所述相应的第一和第二辐射元件附近；

其中所述第一寄生调谐元件同所述第一辐射元件耦合，当所述电介质基片在所述储备位置时将所述第一辐射元件调谐到第一频带并且使所述第一辐射元件的阻抗与所述收发信机的阻抗匹配；和

其中所述第二寄生调谐元件同所述第二辐射元件耦合，当所述电介质基片在所述储备位置时将所述第二辐射元件调谐到第二频带并且使所述第二辐射元件的阻抗与所述收发信机的阻抗匹配。

10．按照权利要求9的一种多频带天线系统，其中当所述电介质基片在所述储备位置时所述第一和第二辐射元件重叠所述第一和第二寄生调谐元件的相应部分。

11．按照权利要求9的一种多频带天线系统，其中所述第一和第二寄生调谐元件安置在所述机壳内。

12．按照权利要求9的一种多频带天线系统，其中当所述电介质基片在所述工作位置时所述第一和第二辐射元件的至少一个作为相应半波长天线辐射。

13．按照权利要求9的一种多频带天线系统，其中当所述电介质基片在所述工作位置时所述第一和第二辐射元件的至少一个作为相应四分之一波长天线辐射。

14．按照权利要求9的一种多频带天线系统，其中所述第一和第二寄生调谐元件配置得具有相应弯曲、导电路径。

15．一种无线电话机，包括：

一个机壳封闭一个收发信机用于发射和接收无线电电话通信信号；和

一个天线系统包括：

至少一个寄生调谐元件安置在所述机壳上，导致当所述天线在所述储备位置时位于所述天线附近，和当所述天线在所述储备位置时所述至少一个寄生调谐元件耦合到所述天线以调谐所述天线到第一频带并且使所述天线的阻抗与所述收发信机阻抗匹配。

16．按照权利要求15的一种无线电话机，其中所述天线包括一个电介质基片，其包括一个表面和安置在所述表面上的辐射元件。

17．按照权利要求16的一种无线电话机，其中当所述天线在所述储备位置时所述电介质基片表面与所述至少一个寄生调谐元件的一部分重叠。

18．按照权利要求15的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件安置在所述机壳内。

19．按照权利要求15的一种无线电话机，其中所述天线在所述工作位置是半波长天线。

20．按照权利要求15的一种无线电话机，其中所述天线在所述工作位置是四分之一波长天线。

21．按照权利要求15的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件包括多个寄生调谐元件。

22．按照权利要求15的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件配置得具有弯曲、导电路径。

23．一种无线电话机，包括：

一个机壳封闭一个收发信机用于发射和接收无线电话通信信号，所述机壳包括一个表面：

一个翻盖铰链连接到所述机壳并且在所述翻盖重叠所述机壳表面至少一部分的关闭位置与所述机壳表面未覆盖的打开位置之间可移动；和

一个天线系统，包括：

一个天线安置在所述翻盖内并且与所述收发信机电连通；和

至少一个寄生调谐元件安置在所述机壳上，导致当所述翻盖在所述关闭位置时位于所述天线附近，所述寄生调谐元件同所述天线耦合，当所述翻盖在所述关闭位置时将所述天线调谐到第一频带并且使所述天线的阻抗与所述收发信机的阻抗匹配。

24．按照权利要求23的一种无线电话机，其中当所述翻盖在所述关闭位置时所述天线重叠所述至少一个寄生调谐元件的一部分。

25．按照权利要求23的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件安置在所述机壳内。

26．按照权利要求23的一种无线电话机，其中当所述翻盖在所述打开位置时所述天线是半波长天线。

27．按照权利要求23的一种无线电话机，其中当所述翻盖在所述打开位置时所述天线是四分之一波长天线。

28．按照权利要求23的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件包括多个寄生调谐元件。

29．按照权利要求23的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件被配置得具有弯曲、导电路径。

30．一种无线电话机，包括：

一个机壳封闭一个收发信机用于发射和接收无线电话通信信号，所述机壳包括一个表面；

一个翻盖铰链连接到所述机壳并且在所述翻盖重叠所述机壳表面至少一部分的关闭位置与所述机壳表面未覆盖的打开位置之间可移动；至少一个寄生调谐元件安置在所述翻盖内；

一个天线可移动地安装在所述机壳上，以便当翻盖处于关闭位置时天线沿预定旋转路径从重叠翻盖的储备位置向离开机壳伸展的工作位置枢轴转动，而当翻盖处在打开位置时与翻盖隔开，其中所述天线与所述收发信机电连通；和

其中所述至少一个寄生调谐元件安置在所述翻盖上，导致当所述天线在储备位置时位于所述天线附近，所述至少一个寄生调谐元件耦合到所述天线，当所述翻盖在所述储备位置时将所述天线调谐到第一频带并且使所述天线阻抗与所述收发信机阻抗匹配。

31．按照权利要求30的一种无线电话机，其中所述天线包括一个电介质基片，其包含一个表面和一个安置在所述表面上的辐射元件。

32．按照权利要求31的一种无线电话机，其中当所述天线在所述储备位置时所述电介质基片表面重叠所述至少一个寄生调谐元件的一部分。

33．按照权利要求30的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件安置在所述翻盖内。

34．按照权利要求30的一种无线电话机，其中所述天线在所述工作位置是半波长天线。

35．按照权利要求30的一种无线电话机，其中所述天线在所述工作位置是四分之一波长天线。

36．按照权利要求30的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件包括多个寄生调谐元件。

37．按照权利要求30的一种无线电话机，其中所述至少一个寄生调谐元件被配置得具有弯曲、导电路径。