CN1799166A - 用于平面天线的接触装置 - Google Patents

Abstract

用于把分开的弹簧触点耦合到无线电设备的天线的平面辐射体的装置。导体薄膜被用作为天线的辐射体(320)，它被紧固在天线的绝缘框架(350)的上表面。辐射体的馈电和短路优选地以弹簧杆(330)的方式安置，这些弹簧杆在辐射体紧固之前被向下推入到框架的孔中。关于孔的高度和内表面，每个孔被成形为使得弹簧杆稳定地保持在孔中，杆的上端部朝向辐射体。电接触的可靠性通过绝缘保障元件(360)被改进，该保障元件从上面压到辐射体上。该保障元件被机械地锁定在适当的位置。具有附件的框架被安装在无线电设备的电路板的上方，通过弹簧力靠在电路板的接触面上，弹簧杆的下端部被电耦合到电路板上。

Description

用于平面天线的接触装置

本发明涉及打算专门用于小型无线电设备的内部平面天线的装置，用于把分开的弹簧触点连接到天线的辐射面。本发明还涉及具有按照本发明的天线装置的无线电设备。

小型便携式无线电设备--诸如移动站--的内部天线大部分经常是PIFA型平面天线(平面倒F型天线)，因为从尺寸上看来它们提供良好的电特性。PIFA包括辐射面和重叠的接地面，以及被连接到辐射面的馈电和短路导体。这些导体在它的一端通常起到触点的作用，即，它们通过弹簧力压靠在用作反向触点的导体面上。在大批量产品中，诸如移动站，最重要的是保持产品成本尽可能低。对于机械零件，包括天线在内，这意味着目标是不需要大量制造步骤和昂贵生产线的简单的结构。

在PIFA的制造中一个简单的解决方案是把辐射面与导体板的馈电和短路导体做成为一个单件体。馈电和短路导体包括起到弹簧作用和沿着辐射面的方向运动的部分，以及从它向下延伸抵达接地面的支柱部分。实际的接触是在下端部。导电板必须由具有足够刚度的金属片制成，以提供对于在触点处可靠的接触所需要的压力。这个解决方案具有缺点：它需要用于金属片处理的生产线，这是相当昂贵的。

辐射体也可以由金属薄膜制成，比起金属片，这提供了材料的节省和更简易的可操作性。然而，对于以上所述的原因，在这种情形下，馈电和短路导体不能是和辐射体在一起的单件体，而是它们必须是分开的。实际上，它们可以是所谓的弹簧杆。弹簧杆是小的、二件式的可伸缩管，在两端具有接触面以及在里面有线圈式弹簧。当弹簧杆沿它的轴的方向被压缩时，它施加互相推压它的零件分开的相反的力。

图1显示已知的天线的例子，它使用薄膜辐射体和弹簧杆型馈电和短路导体。在截面图上可以看到无线电设备的电路板101，其中它的上部表面上的导电层起到天线的接地面110的作用。在接地面的上部有薄膜状辐射面120，它例如通过粘胶被紧固在天线的绝缘框架150的上表面。框架包括在其下部边缘处抵接电路板的侧壁和“顶部”。用作为天线的馈电导体的弹簧杆130被紧固在具有轴承法兰盘105的电路板101。弹簧杆130的上端是在框架150的顶部上松弛的孔中，以及在它的馈电点FD处通过弹簧力压靠在辐射面上。在辐射面和接地面之间的短路导体用类似的弹簧杆进行实施。这在图1上未示出。

图1所示的结构具有缺点：把弹簧杆紧固在无线电设备的电路板造成生产中的很大的花费。另外，在辐射面与弹簧杆之间的接触的可靠性未达到所希望的。

本发明的目的是减小现有技术的上述的缺点。按照本发明的接触装置的特征在于，在独立的权利要求1中阐述的内容。按照本发明的无线电设备的特征在于，在独立的权利要求12中阐述的内容。本发明的某些实施例在从属权利要求中被阐述。

本发明的基本概念为如下：导体薄膜被用作为天线的辐射体，它被紧固在天线的绝缘框架的上表面。辐射体的馈电和短路导体优选地通过弹簧杆被安装，这些弹簧杆在辐射体紧固之前从上面被向下推入到框架的孔中。关于孔的高度和内表面，每个孔被成形为使得弹簧杆稳定地保持在孔中，它的上端部顶住辐射体。电接触的可靠性通过绝缘保障元件被改进，该保障元件从上面压到辐射体上。保障元件例如通过在保障元件和在框架中实施的机械造型被锁定在适当的位置。具有附件的框架被安装在无线电设备的电路板的上方，通过弹簧力靠在电路板的接触面上，弹簧杆的下端部被电耦合到电路板上。

本发明具有优点：包括辐射体与馈电和短路导体的天线部件的组装不需要用于金属片处理的生产线，另外，该组装也是简单的。组装甚至可以用手工实行。另外，本发明具有优点：馈电和短路导体与辐射体的耦合比起相应的已知的天线是更可靠的。而且，本发明具有优点：辐射面在天线部件组装后也可用于调谐天线或用于例如把它与寄生元件分隔开。

下面，更详细地描述本发明。将参考附图，其中：

图1显示现有技术的平面天线的接触装置的例子，

图2显示按照本发明的平面天线的接触装置的原理，

图3显示按照本发明的接触装置的例子，

图4a，4b显示按照本发明的接触装置的例子，

图5a，4b显示按照本发明的天线部件的例子，以及

图6显示按照本发明的无线电设备的例子。

图1已在上面结合现有技术的说明被讨论过。

在图2上，按照图1的天线结构被改变，以使得由此呈现本发明的原理。结构包括无线电设备的电路板201、接地面210、和天线的绝缘框架250，在绝缘框架的上面具有薄膜状的辐射体220，如图1。起到天线的馈电导体作用的弹簧杆230现在被紧固在天线的框架上，而不是紧固在电路板上。为此，变厚的零件251被形成在框架中，成形一个孔以使得被放置在孔中的弹簧杆稳定地固定在适当的位置。在天线的设计的馈电点处，弹簧杆230的上端部压靠在辐射体的下部表面上。为了改进馈电点耦合的可靠性，藉助于属于该结构的保障元件把压力从馈电点上面加到辐射体。这个保障元件在图2上未示出。弹簧杆230的下端部通过弹簧力压靠在电路板201上。在电路板上有导体杆，用作为反向触点，该连接通过它继续到无线电设备的天线端口AP。在辐射体与接地面之间的短路导体也通过类似的装置被实施。

图3更详细地显示按照本发明的装置的实施方案的例子。图3是在一个弹簧杆330处的天线部件的截面图。图上显示天线的绝缘框架350的一部分。弹簧杆330具有互相包容的下面部分331和上面部分332，以及可以彼此相对轴向移动。下面部分是其下端稍微圆角的圆柱体。在本例中，上面部分332包括杆的圆柱形的中间部分，它具有比起下面部分更大的直径，以及在中间部分的上面是第二圆柱部分，它具有比起中间部分更大的直径。框架350包括变厚的部分351，具有用于弹簧杆330的垂直孔。孔的形状相应于杆的形状，这样，当弹簧杆以它的下面部分首先从上面推进到孔中时，只有所述第二圆柱部分的上表面--即，整个杆的上表面--保持在框架的上表面的上方。向下变窄的框架使得杆停止在这一点，因此防止它一直穿过孔。变厚部分351的高度小于杆的高度，因此杆的下面部分331从框架的孔中部分地凸出。

在框架的上表面上有用作为辐射体的金属薄膜320，如图1和2所示。当杆330处在框架的孔中适当的位置时，辐射体320被布置和被紧固。因此辐射体达到杆以及接触杆的上表面。该上表面稍微凸起以改进该接触。实际上，接触的可靠性是通过保障元件360被改进的。在本例中，锁定元件通过卡扣耦合被紧固到框架350上。为此，在杆的孔旁边有向上凸起的插头352，具有圆柱形颈部和在它上面的较宽的部分，形状像截断的圆锥。保障元件具有孔361，它在其下端部较窄，这样形成的像法兰盘形状的边缘正好适配于颈部。当保障元件通过使用足够的力压到适当的位置时，形状像截断的圆锥的插头352的变宽阻止保障元件再次向上上升。在其它部分，保障元件被成形为使得它将辐射体320压靠在杆330的上表面上。

自然，锁定单元的形状和紧固方式可以有许多变例。图4a和4b给出替换的解决方案。在图4a中，以截面图显示该结构，以及图4b是从上面看到的。天线的绝缘体450的上表面在要被固定的接触的两边具有两个扩展部分，具有直线滑动条452和453的形式。在它们之间的空间的侧边上在滑动条的侧面有沟槽，被设计来容纳保障元件460的两边的凸起的部分，凸起部分具有与保障元件的所述侧边相同的长度。在这种情形下，当保障元件首先用它的端部推入到滑动条之间的空间时，它被机械地紧固在适当的位置。这些片的尺寸设定成使得保障元件460将框架450的上表面上的辐射体420压靠在弹簧杆430的上表面。辐射体必须绕过滑动条452和453，所以它形成在滑动条之间的一翼状物(fly)。

紧固锁定元件的其它的方法例如是通过铆钉或超声进行材料的粘结和加工。

图5a和5b显示按照本发明的完整的天线部件的例子。在图5a上，天线部件500的零件被互相分离，并且与图5b相比是颠倒的。薄膜形状的辐射体520被切割成在绝缘框架550的表面上保留的区域的形状。天线部件将成为PIFA的一部分，所以，它具有馈电导体530和短路导体540，它们由弹簧杆实现。具有共用的保障元件560用于这些杆。可看到在天线的框架上的用于馈电和短路导体的孔，以及在框架的相反一侧上有保障元件的紧固插头552。

图5b显示完整的天线部件500。它的组装是简单的。弹簧杆被放置在它们的孔中，以及辐射体例如通过涂覆在金属薄膜粘胶被紧固。首先，粘接材料必须从保持在保障元件下的区域被去除。然后，保障元件被卡扣在适当的位置，此后，准备好单频带部件。在本例中，该部件被设计成用于双频带天线，它具有在0.9GHz和1.8-1.9GHz的频率范围中的工作频带。为此，在辐射体上例如用激光制造两个非导电的缝隙，以便形成第一导体分支521、第二个较短的导体分支522和分开的寄生单元523，如同从短路导体540所看见的。下部工作频带由第一导体分支实施，以及上部工作频带由第二导体分支和寄生单元实施。为了寄生单元523的短路，该结构还包括如图5a所示的第三弹簧杆582，以及用于杆582的耦合的第二保障元件581。

图5a，5b的天线框架550被设计成移动电话罩的后面部分的一部分，所以，它的外表面稍微弯曲并且在边缘处弯成圆角。首先，框架具有凹槽，用于按照本发明的保障元件，使得它们的外表面被布置成框架的外表面的高度而没有任何凸起。在最终产品中，该部件然后可覆盖以薄的和均匀的保护层。

图6显示按照本发明的无线电设备的例子。无线电设备是从后面显示的。它的后盖的上面部分650是属于按照本发明的装置的天线框架。

在说明书和权利要求书中，修饰词“上部”，“下部”，和“垂直”是指在图1，2，3，4a，和5b上显示的天线和它的零件的位置，以及它们与设备被使用时的位置无关。

以上描述了按照本发明的接触装置的例子。本发明并不只限于它们；弹簧触点也可以是适当地切割的和弯曲的导体条带，代替弹簧杆。按照本发明的结构可以以在由权利要求1设置的限定内的不同的方式被实施。

Claims (12)

1.用于把分开的弹簧触点耦合到无线电设备的天线的平面辐射体以便达到天线的馈电和匹配的装置，该天线具有绝缘框架以及辐射体，该辐射体是被紧固在框架的上表面上的导体膜，其特征在于，弹簧触点(230；330；430；530，540)被支撑在相对于框架固定的位置中的框架(250；350；450；550)的孔中，以使得它们的上端部接触辐射体(220；320；420；520)，以及在辐射体上方有绝缘保障元件(360；460；560)，其向至少一个弹簧触点的端部按压辐射体，以改进在辐射体与触点之间的电耦合的可靠性。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述弹簧触点是弹簧杆。

3.按照权利要求2的装置，其特征在于，所述弹簧杆的截面的面积从上端部向弹簧杆(330；530；540)的下端部减小，以及所述孔的截面的面积以相同的方式从孔的上端部向孔的下端部减小，以便保持杆牢固地放置在孔中适当的位置。

4.按照权利要求3的装置，其特征在于，在天线的框架中有用于所述孔的变厚的部分，变厚部分的高度小于所述杆的高度，以使得杆的下端部对于要形成的对无线电设备中的接触面的连接是可见的。

5.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述保障元件(360；560)通过单元和框架的机械造型(352；552)被紧固在适当的位置。

6.按照权利要求5的装置，其特征在于，所述机械造型包括卡扣耦合。

7.按照权利要求1的装置，其特征在于，天线的框架包括一打算用于机加工的零件，以便把所述保障元件紧固在适当的位置。

8.按照权利要求1的装置，其特征在于，在天线的框架(550)中有一用于所述保障元件(560)的凹槽，以使得被安装在适当的位置的锁定元件的外表面是与框架的外表面在同一高度。

9.按照权利要求8的装置，其特征在于，天线的框架是无线电设备的罩的一部分。

10.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述保障元件(560)将辐射体压靠在用作为馈电导体(530)的弹簧触点与用作为短路导体(540)的弹簧触点的头部上。

11.按照权利要求1的装置，其特征在于，辐射体(520)的一部分被分开为寄生辐射单元(523)，并且该装置还包括第三弹簧触点(582)，用于寄生辐射单元的短路，和第二锁定元件(581)，用于改进在寄生辐射单元与第三弹簧触点之间的电耦合的可靠性。

12.无线电设备，它的天线具有用于把分开的弹簧触点耦合到天线的平面辐射体以便达到天线的馈电和匹配的装置，该天线具有绝缘框架(650)和辐射体，该辐射体是被紧固在天线的框架的上表面的导体膜，其特征在于，弹簧触点被支撑在相对于框架固定的位置中的框架的孔中，以使得它们的上端部接触辐射体，以及在辐射体上方有绝缘保障元件，向至少一个弹簧触点的端部按压辐射体，以改进在辐射体与触点之间的电耦合的可靠性。

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