CN1420581A - 在便携式电子装置中形成平面内弯式天线和屏蔽容器的结构 - Google Patents

Abstract

形成PIFA天线(10)和屏蔽容器(11)的所述结构，它可容纳特别是与天线相关联的收发器的电子电路。它布置成结合在例如手表的小体积便携式电子装置中，为了尽可能远离位于装置之下并能够吸收或扰乱部分发射的主体，天线(10)布置在该结构的顶部。壳体(11)的盖(14)包括大致平面的外部表面和在该盖周边区域内的凹槽(17)。天线的发射元件(20)在所述凹槽之上在所述外部平面内延伸，该凹槽底部表面(18)形成天线的接地面。

Description

在便携式电子装置中形成平面内弯式天线和屏蔽容器的结构

技术领域

本发明涉及一种形成天线和屏蔽容器的结构，其能够将电子电路容纳在特别是表的便携式装置中，该容器包括盖和侧壁，该天线包括布置成与形成该容器一部分的接地面相对的细长发射元件，该发射元件具有通过短路连接与该接地面连接的端部和相对的自由端。

本发明还涉及一种便携式电子装置，其包括特别是手表的这种天线结构。本发明特别使用在能够传送和/或接收高频电磁信号并例如确保在移动电话网络或数据传送网络上与其他装置无线通讯。

背景技术

此类型的PIFA天线结构及其与例如时计的小体积便携式装置的结合描述在本申请人的欧洲专利申请号EP 1 093 098中，该专利与美国专利6 373 439相对应并结合于此作参考。特别是，读者在所述文件中将发现现有技术和PIFA(平面内弯F型天线)天线结构的原理的描述。旨在用于小尺寸装置中的其他PIFA天线结构例如描述在专利申请US 6 025 805，US 6 130 650，WO 97/44856，WO 01/08257和EP 1096 602中。

为了将这种天线结合在例如表的小体积便携式单元中，需要找到有利地将紧凑和有效相结合使得在最有利的条件下无线通讯的解决方法。

在欧洲专利号1 093 098中公开的结构最好具有高度低的大致圆柱体形状，以便能够容纳在手表壳体中。PIFA天线的发射元件横向布置成与壳体侧壁的距离不变。它可相对于该屏蔽容器的大致圆柱体轮廓形成伸出部分，或依照该轮廓的同时容器在由发射元件覆盖的区域中具有不变深度的横向凹槽。

在此文件中提出的天线具有能够与小体积结构完全集成一体的优点，即将紧凑、刚性和美观相结合，发射元件形成容器的一整体部分，而该容器形成该天线的接地面。相对容易实现天线特性(频率、通带、阻抗等)的改变大小、调整和匹配。

形成该天线接地面的容器有利地使得所有或部分便携式通讯单元容纳在天线结构内，该容器因此形成屏蔽容器，在该容器中保护电子电路并不影响天线的效率。因此所提出的天线可有利地在由此形成的容器内部供电。

所提出的结构美观地将天线的接地面和容器结合，该容器不仅容纳便携式单元的电子电路而且容纳存在于该单元内的其他部件。由此该结构还可有利地形成容纳时计机芯的容器。此结构还可由外部塑料元件围绕或嵌入其中。因此该外部元件可采用例如表壳中间部分的各种形式。

该天线的发射元件需要小电力，但整个结构(包括该容器)的影响确定该天线的发射特性。与由于在该发射元件和该接地面之间缺少绝缘体或更准确地说只有由空气形成的绝缘体造成的小损失相关，这造成显著的天线增益和效率。

然而，由于按照所述EP 1 093 098的文件的天线结构具有大致平的形状并因此通常延伸进入便携式装置的总平面，当天线放置压靠例如金属体或人体的主体时，该主体的存在扰乱周围电场，因此对该天线的操作略微产生不利的影响。这正是该天线横向布置在手表内的情况，该天线非常靠近佩带者的手臂使得手臂吸收一部分天线发射。

发明内容

本发明的目的在于改进这种天线结构以便克服所述缺点，而同时保持所述文件中公开的结构的基本优点。

因此提供一种前言部分提出类型的结构，其特征在于该容器盖包括大致平面的外表面和布置在盖周边区域内并相对于所述外表面的平面凹入的凹槽，并且该发射元件大致在所述凹槽之上的所述平面内延伸，该凹槽的底部形成与该发射元件相对的接地面。

因此保持了现有技术结构容器的所有优点，甚至尽可能增加了容器内部可得到的表面，由此天线部分完全位于该结构的上部分并尽可能远离该装置下表面放置其上的主体。在手表的情况下，因此天线和手臂之间的距离远远大于上述文件的情况。此外，由于容器盖的表面区域通常远远大于其侧壁，发射元件可更宽并因此更有效。

附图说明

通过参考附图的非限定性实例从以下优选实施例的描述中将明白其他的特征和优点，其中：

图1是本发明PIFA天线结构的示意透视图，该结构可结合在例如表的便携式电子装置中；

图2是图1物体的平面图；

图3是沿图2中III-III线的截面图；以及

图4是包括图1～3所示PIFA天线结构的手表的示意透视图。

具体实施方式

参考图1～3描述的结构构成了天线结构的优选实施例，该结构可有利地结合在设有例如245GHz波段内的无线发射-接收机的时计中。

所示结构一方面形成图1中总的由标号10表示的天线，另一方面形成由标号11表示的电磁屏蔽容器并如图3所示例如形成两部分，即上部12和底部13。上部12包括其外部表面14a大致在平面15内延伸的盖14，和通常垂直于该平面的侧壁16。在此情况下，结构1相对于其直径具有高度低的大致圆柱体形状，其侧壁16是圆柱体形并且其底部13是平的。

在结构1的周边区域中，盖14具有大致碗形的凹槽17，其深度和宽度大致不变。此凹槽由该容器平行于平面15的水平平面表面18限制向下的方向，并由连接在该容器的横向壁16上的垂直表面19限制其横向。在凹槽17之上，盖14由沿平面15延伸的水平带延伸并形成天线10的发射元件20。该元件位于与底部表面8距离D处，该底部表面形成该天线的接地面。距离D在此实施例中整个发射元件上保持不变，但不需要在所有情况下都是如此。元件20具有圆弧形的细长形状，其宽度最好不变并小于凹槽17的宽度，使其由宽度不变的细槽21与壁19分开。元件20的一端20a机械和电气连接在盖14上，使其通过短路连接与接地面18连接。其另一端20b是自由端。在距离短路端20a预定距离处，该发射元件载有连接点23，其使用将在下面描述。

将明白的是这里描述的结构1具有外圆柱体形轮廓而没有伸出部分，这有助于整体结合在大致圆形的表壳中。然而，根据需要，特别是对于结合在矩形装置中，此构形可不同。在所示实施例中，两部分12和13完全是金属的，例如由黄铜制成。在此情况下底部13包括内边缘24，该边缘可外部加工出螺纹以便旋入横向壁16的对应螺纹上，因此确保屏蔽容器的两个部分之间的好的电气连接。然而可设置不同类型的组件，例如卡口、推入或焊接类型的组件。

最好是，盖14和发射元件20制成单一件，由平面板件形成。在金属的实施例中，该板可焊接在壁16、18和19上以便形成该容器的顶部12。这使得天线便于制造和具有好的尺寸精度。

在另一实施例中，两个部分12和13可通过由模制绝缘材料制成的部分形成并设置金属涂层以便实现天线和屏蔽件的电性能。

如已知，发射元件20的长度选择成将要传送或接收发射波长λ的函数并最好与大约λ/4相对应，对于2.45GHz的频率大约具有32mm的值。因此，如果结构1具有能够结合在表中的35mm级的外直径，凹槽19和发射元件20延伸通过大大小于该结构周边的一半，并因此只占据该容器表面区域的一小部分。

图3示意表示三个能容纳在屏蔽容器11内的不同的部件，该部件特别是电子表机芯25，包括与天线10相关联的收发器的单元26和包括例如能通过感应充电的蓄电池。容器11防止这些部件和天线10之间的任何电磁干涉。单元26通过同轴线28连接在天线上，该同轴线的与接地面绝缘的内部导体28a通过该容器的表面18和开口29连接到发射元件20的连接点23上。同轴线的外部导体28b连接在由表面18形成的接地面上。位于盖14中心的孔29使得外部显示构件与表的机芯25连接，并且如果需要与容纳在容器11内的其他构件连接。

尽管所述实施例具有大致圆柱体的构形，其通常适于钟表行业的使用，将明白的是本发明的天线结构可根据结合有该结构的便携式单元的所需空间的限制采用各种形式。因此该天线结构可最好具有大致矩形、椭圆形或多边形的轮廓。

图4表示采用包括图1～3所示结构1的模拟显示手表的形式的时计的示意透视图。固此形成天线10的结构1围绕并结合在由特别是塑料材料的非导电材料制成的外部元件中，在此实施例中是表壳的中间部分30。时计机芯有利地完全放置在结构1的内部。容器11和发射元件20的顶部平面表面如所需要用作表盘或可由形成传统表盘的绝缘材料盘覆盖。

天线10因此位于手表尽可能远离佩带者手臂的区域，从而使得手臂对于天线的操作的影响最小化，如上所述。

小直径开口可布置在结构1的容器11内，而不显著影响天线10的性能，如果需要使得显示和/或控制构件的组成元件通过，这些构件与结构1电绝缘。在图4的实施例中，用于时针和分针32的杆或套通过设置在容器11中心的孔29。同样，不同控制构件的柄部横向穿过容器11的圆柱体横向壁，这些控制构件包括特别是固定在调整时间的柄头34上的转动柄轴和两个按钮35和36。

结构1最好布置在表中间部分30上使得天线10的发射元件20与控制构件34、35和36相反定位，并通常远离任何通过结构1的容器内部的构件。

因此本发明的天线结构可制成以便结合在例如表的时计中，并在屏蔽容器内容纳全部或部分无线-频率接受器、时计的电子电路及其机芯。然而，更通常的是本发明的应用延及任何具有无线-频率传送和/接收功能的便携式电子装置。

将明白的是，对于所述的结构可进行不同的变型和改型而不超出所附权利要求限定的范围。特别是，根据所需天线的特性，例如按照欧洲专利申请号EP 1 096 602的教导，该发射元件可具有更复杂的构形，并可只通过其与该容器连接的端部的部分与该接地面短路。

Claims (10)

1.一种形成天线(10)和屏蔽容器(11)的结构，其能够在特别是表的便携式装置中容纳电子电路，所述容器包括一盖(14)和一横向壁(16)，所述天线包括布置成与形成该容器一部分的接地面相对的细长发射元件(20)，所述发射元件具有通过一短路连接与该接地面连接的一端部(20a)和一相对的自由端(20b)。

其特征在于，该容器的盖(14)包括一大致平面的外部表面(14a)和布置在该盖周边区域内并相对于所述外部表面的平面(15)凹入的的凹槽(17)，并且发射元件(20)大致在所述凹槽之上在所述平面内延伸，该凹槽底部(18)形成与该发射元件相对的接地面。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该容器(11)至少在天线(10)的区域内具有弯曲横向轮廓，并且发射元件(20)在所述平面内具有按照该容器的所述轮廓的弯曲形状。

3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该结构具有大致圆柱体的外部形状，并且所述凹槽(17)和发射元件(20)具有弧形形状。

4.如权利要求1所述的结构，其特征在于，容器(11)具有闭合的构形并在与盖(14)相对表面上包括底部(13)。

5.如权利要求4所述的结构，其特征在于，底部(13)由与该容器其余部分分开的部分形成。

6.如上述权利要求1～5任一项所述的结构，其特征在于，该结构由金属制成。

7.如上述权利要求1～5任一项所述的结构，其特征在于，该结构由覆盖有导电层的绝缘材料制成。

8.包括如上述权利要求任一项所述的天线结构的便携式电子装置。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括受发器的电子单元(26)容纳在容器(11)内。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，该装置由手表形成并在容器(11)内包括时计机芯(25)。