CN1806365A - 用于可折叠式无线电装置的天线 - Google Patents

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Abstract

一种天线，打算用于一种可折叠式无线电装置，和一种具有这种天线的无线电装置。无线电装置的第一转动部分(TP1)包括上述装置的射频发射放大器和接收放大器，一个天线插口(AP)及一个第一天线元件(320)，通过上述第一转动部分(TP1)，当装置闭合时，装置具有与无线网络基地电台的信号连接。第二转动部分(TP2)盖的背部或至少它的表面是导电的。当装置转到打开位置时，使外盖(330)的导电部分与上述天线元件之间的电磁耦合强化，以使外盖的导电部分至少在装置的其中一个工作频带下起一种平面辐射器作用。在那种情况下，第一天线元件起一种用于辐射器(331)的馈送元件作用，上述辐射器(331)由外盖的导电部分形成。由于辐射表面比较大和位于装置外盖上，所以与相应现有技术无线电装置相比，在实际网络连接期间的无线电装置中得到更好品质的无线电连接。无线电连接的品质在不需要通过装置转动部分之间铰接件拉出天线电缆的情况下得到。

Description

用于可折叠式无线电装置的天线
本发明涉及一种预定用于可折叠式无线电装置的天线。本发明还涉及一种具有按照本发明所述天线的无线电装置。
可折叠式机型在市售便携式无线电装置如移动电话中已变得越来越普遍。它们有两个转动部分，所述两个转动部分用一个铰接件相互连接。两个转动部分可以一个放在另一个顶部上，或者并排放置。在上述第一或闭合位置中，装置占据特别少的空间，这就是一种可折叠式结构的好处。在本说明书和权利要求书中，术语“闭合”仅涉及可折叠式无线电装置的位置，而不涉及切断工作电压。在后一种情况或者打开位置中，装置保持在网络连接中。
可折叠式移动电话的天线大多是单极式外部天线。图1示出这种已知解决方案的一个实施例。图1示出一种转到打开位置时的可折叠式移动电台。移动电台包括一个第一转动部分TP1和一个第二转动部分TP2，上述第一转动部分TP1包括比如一个键座，而上述第二转动部分包括比如移动电台的显示装置。一个铰接件HG使第一和第二转动部分相互连接。移动电台具有一种螺旋天线。辐射螺旋形导线120位于第二转动部分的外端处，亦即位于与铰接件相对端处。移动电台的另一些射频部分位于铰接件侧上第一转动部分TP1的端部附近，因此一个同轴天线线路110位于辐射器120与第一转动部分之间，用于馈送和接收。
图1中所示结构的缺点是上述天线线路，上述结构必需采用铰接式接合，因此在生产方面是一种不方便的解决方案。此外，有一个缺点是螺旋形在结构中产生一种不实用的突起部分。这些缺点通过在第一转动部分TP1内部使用一内部平面天线加以避免，但在那种情况下天线由于转动部分的平面性而具有一个小的高度，因此它的电气特性不能令人满意。
本发明的目的是减少先有技术的上述缺点。按照本发明所述的天线其特征在于独立的权利要求1中所陈述的东西。按照本发明所述的无线电装置其特征在于独立的权利要求6中所陈述的东西。本发明的某些优选实施例在其它权利要求中陈述。
本发明的基本思想如下：可折叠式无线电装置的第一转动部分包括，比如，装置的射频发射放大器和接收放大器，一个天线插口和至少一个天线元件。利用这种第一天线元件可以在装置闭合时具有与无线电网络基地电台的信号连接。第二转动部分的后盖或外盖，或至少盖的表面是导电的。当装置转动成打开位置时，外盖导电部分与第一天线元件之间的距离变得如此之小，以致它们之间的电磁耦合显著加强。各部分如此加工成一定尺寸，以便使外盖的导电部分至少在装置的一个工作频带中开始起一种平面辐射器作用。因此第二转动部分外盖的导电部分形成一个第二天线元件，当装置打开时，上述第二天线元件通过第一天线元件馈送。
本发明优点是，与相应先有技术无线电装置相比，在实际网络连接中通过一种可折叠式无线电装置达到一种较好的无线电连接品质。这是基于使用一种位于装置外盖上比较宽的辐射表面。此外，本发明提供优点是在不需要穿过装置各转动部分之间铰接件拉出天线线路情况下达到无线电连接的品质。在装置中也不需要突出的天线塞。另外，本发明的优点是按照本发明所述的装置简单，同时产生较低的生产成本。
下面，将更详细说明本发明。说明将参照附图进行，其中，
图1示出在可折叠式无线电装置中先有技术天线解决方案的一个实施例，
图2a，b示出在可折叠式无线电装置中按照本发明所述天线解决方案的一个实施例，
图3a，b示出在按照图2b所示结构中天线馈送装置的一个实施例，
图4a，b示出在可折叠式无线电装置中按照本发明所述解决方案的第二实施例，
图5a，b示出在按照图4b所示结构中天线馈送装置的一个实施例，及
图6示出在可折叠式无线电装置中按照本发明所述天线解决方案的第三实施例。
图1已在介绍先有技术方面阐明了。
图2a和2b示出在一种可折叠式无线电装置中按照本发明所述天线解决方案的一个实施例。无线电装置RD2具有一个第一转动部分TP1和一个第二转动部分TP2。在图2a中，装置是闭合的，亦即上述转动部分是一个在另一个的顶部上。第二转动部分TP2的外盖是整体导电，或者至少它的表面导电，同时构成第二天线元件230。外盖意思是指当装置闭合时可以看到的盖部分。第二天线元件在这个实施例中是无线辐射主元件。除了比较宽的平面部分之外，第二天线元件在靠近转动部分之间铰接件的端部处具有至少一个侧面部分232。第一转动部分TP1包括第一天线元件220，所述第一天线元件220永久耦合到无线电装置的天线插口AP上。天线插口再耦合到装置的发射器和接收器。第一天线元件位于第一转动部分靠近铰接件的端部处。第一天线元件在按照图2a所示情况下完全足够起一种无线电波辐射器和接收元件的作用，其中上述第一元件足以使无线电装置和基地电台之间的信号继续。
在图2b，无线电装置是打开的。例如，移动电话在通话期间就处于这个位置。无线电装置的第一和第二转动部分的铰接件侧端部现在彼此面对。因而第一天线元件220对着第二转动部分中主天线元件230的侧面部分232，但与上述主天线元件230的侧面部分232电绝缘。结果，通过上述侧面部分232在第一天线元件220与整个主天线元件230之间有一相当大的电磁耦合CO。耦合强度与各导电部分的尺寸如此安排，以使主天线元件在无线电装置工作频率处开始振荡。因而第一天线元件220基本上只起用于主天线元件230馈送元件的作用。由于辐射表面宽，所以天线增盖和无线电连接的品质与装置处于闭合状态相比都有相当大的改善。这种改善不需要在各转动部件之间有任何布线安排。
图3a和3b示出在按照图2b所示结构和情况下的天线馈送装置的实施例。然后将无线电装置打开，在无线电装置打开的情况下，第一天线元件320起一种用于主元件的馈送元件作用。图3a示出主元件330，所述主元件330相当于图2a和2b中以透视图和剖视图示出的主元件230，因此仅部件示出主元件330的侧面部分332和尤其是它的宽平面部分331。侧面部分332形成主元件中的矩形弯曲。对着图3a中的侧面部分，有一个连接到天线插口AP上的带状馈送元件320。
图3b示出当天线装置简化时图3a中所提供的无线电装置纵向剖面图。在装置的第二转动部分TP2中，看到了主元件宽的平面部分331和侧面部分332，上述主平面部分331和侧面部分332都属于第二转动部分的外盖。在第二转动部分中，还看到了它的内部接地平面310，所述内部接地平面310是基于主元件330的共振器一部分。馈送元件320是在装置的第一转动部分TP1中。在这个实施例中，馈送元件是在靠近铰接件HG的端部处紧固到第一转动部分的盖301的内表面上。主元件的侧面部分332压住盖301那部分的外表面，因此盖301形成一个使馈送元件与主元件绝缘的介电层。馈送元件也可以是在第一转动部分的盖内或者在盖的外表面上。在上述盖的外表面上情况下，馈送元件或主元件必需涂装一层薄的介电层。由于保护的原因，在任何情况下，上述馈送元件或主元件二者之一或二者可以具有这种介电层。
在第一转动部分TP1中，还示出了它的电路板305和馈送导线315，所述馈送导线315把馈送元件320连接到天线插口AP上。
图4a和4b示出在一种可折叠式无线电装置中按照本发明所述天线解决方案的第二实施例。无线电装置RD4具有一个第一转动部分TP1和一个第二转动部分TP2。在图4a中，装置是闭合的，亦即各转动部分是一个放在另一个的顶部上。第二转动部分TP2的外盖是整体导电，或者是至少它的表面导电，同时构成第二天线元件430。第二天线元件在这种情况下也是天线的辐射主元件。第一转动部分TP1包括第一天线元件420，所述第一天线元件420位于第一转动部分的铰接端处，并永久耦合到无线电装置的天线插口AP上。第一天线元件与一介电保护和支承层一起，在上述端部处形成一个突出部分。元件420在图4a所示的情况下，完全足够起无线电波辐射器和接收元件的作用。
在图4b中，无线电装置RD4打开。现在无线电装置第一和第二转动部分的铰接侧端部彼此面对。第一天线元件420从第一转动部分中突出，因此它压住主元件430的宽平面表面，但与上述主元件430电绝缘。因此，在天线元件420和主元件430之间有一相当大的电磁耦合CO。另外，在这种情况下，耦合的强度和导电部分的尺寸如此安排，以便主元件只在与第一转动部分天线相同的工作频率下才开始振荡。另外，第一天线元件420基本上只起一种用于第二天线元件430的馈送元件的作用。
无线电装置RD4，及图2a和2b中的装置RD2可以具有一个以上工作频带，在上述情况下它的天线还具有至少一个较低和较高的工作频带。当无线电装置闭合时，无线电连接在所有工作频带中都由第一天线元件构成。当无线电装置打开时，第二天线元件在两个/全部工作频带中都起一种辐射器作用。
图5a和5b示出在按照图4b所示结构和情况下一种天线馈送装置的实施例。因而无线电装置打开，在这种情况下第一天线元件520起一种用于主元件的馈送元件作用。图5a示出主元件530，所述主元件530相当于图4中的主元件430，当以透视图或剖视图示出时，只看到它的一部分。对着主元件是一部分第二转动部分后壁的表面，有一个馈送元件520，在这个实施例中，上述馈送元件520是一种曲折形导线带。图5b示出图5a所提供的无线电装置当天线装置简化时的纵向剖面图。在装置的第二转动部分TP2中，看到了主元件530，所述主元件530属于第二转动部分的外盖。在第二转动部分中，还看到了它的内部接地平面510，所述接地平面510是基于主元件530的共振器其中一部分。形成馈送元件的曲折形带520埋置在一个扁平的介电杆中，所述介电杆机械式接合到装置第一转动部分的盖501上。主元件530紧压住介电杆，因此在这个实施例中介电杆形成使馈送元件与主元件绝缘的介电层。在第一转动部分TP1中，也看到了它的电路板505和馈送导线515，所述馈送导线515将馈送元件520连接到天线插口AP上。
图6示出在一种可折叠式无线电装置中按照本发明所述天线解决方案的第三实施例。无线电装置以一种简化的纵向剖面图表示，所述无线电装置打开。对于第二转动部分TP2这部分来说，天线装置与图3b中类似：第二天线元件630在靠近铰接件HG的端部处具有一个弯曲，所述弯曲形成位于第一转动部分TP1端部对面的侧面部分632。在第一转动部分TP1中，现在有一种内部PIFA式天线(平面倒F天线)，所述PIFA式天线包括一个辐射平面620，一个位于电路板605上的接地平面611，一个馈送导线FC和一个短路导线SC。辐射平面位于第一转动部分盖601的内表面对面。所述辐射平面620具有一个主部分621和一个延伸部分622，上述主部分621与接地平面平行，而上述延伸部分622在靠近铰接件的端部处对着盖601的内表面。上述延伸部分622与第二天线元件的侧面部分632彼此面对，它们用盖所形成的介电层分开。因此辐射平面620是按照本发明所述的第一天线元件，通过上述第一天线元件给第二天线元件电磁式馈送。结构可以这样定尺寸，以便当装置打开时，第一或第二天线元素是主辐射器，而其中之一相应地是辅助辐射器。例如，PIFA具有两个频带，并且使较低工作频带变宽，及利用第二天线元件改善较低工作频带中的匹配。
上面已经说明了按照本发明所述的某些天线结构。本发明不限于仅是上述那些天线实现天线元件的形状和方式。在无线电装置的第一转动部分中，除了起馈送元件作用的天线元件之外，还可以有一个分开的辅助天线，用于保证当装置闭合时的一种无线电连接。本发明思想可以在由独立的权利要求1所限定的范围内以不同方式应用。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种用于可折叠式无线电装置的天线，包括一个第一转动部分(TP1)和一个第二转动部分(TP2)，上述第一和第二转动部分(TP1，TP2)通过一个铰接件HG相互连接，第一转动部分(TP1)包括射频发射和接收放大器和一个天线插口(AP)，上述天线具有至少一个较低和较高工作频带，并在第一转动部分中包括一个辐射第一天线元件(220；320；420；520；620)，上述第一天线元件(220；320；420；520；620)耦合到天线插口上，而在第二转动部分中包括一个辐射第二天线元件(230；330；430；530；630)，而当无线电装置打开时，在第一和第二天线元件之间有一足够的电磁耦合(CO)，用于在第二天线元件中激发振荡作用，在上述情况下，将第一天线元件安排成作为第二天线元件的馈送元件，其特征在于，
-第二天线元件是第二转动部分外盖的导电部分，
-第一天线元件是平面状，并且当无线电装置打开时，安排成压紧第二天线元件的平面表面，以便产生上述电磁耦合。
2.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，第二天线元件(230；330)将它的侧面部分(232；332)延续到第二转动部分(TP2)铰接件侧端的一个区域，而第一天线元件(220；320)在其方向上位于第二转动部分(TP1)的铰接件侧端处，并且这样安排成当无线电装置打开时靠近上述第二天线元件的侧面部分压紧，以便形成上述电磁耦合。
3.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，第一天线元件(420；520)位于一个突出部分中，所述突出部分接合到第一转动部分(TP1)的铰接件侧端上，上述突出部分安排成当无线电装置打开时靠近第二天线元件(430；530)压紧，以便形成上述电磁耦合。
4.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，第一天线元件(620)是一种PIFA的辐射平面，上述PIFA辐射平面具有一个延伸部分，所述延伸部分位于第一转动部分(TP1)的铰接件侧端中，上述延伸部分安排成当无线电装置打开时，靠近第二天线元件(630)压紧，以便形成上述电磁耦合。
5.按照权利要求2所述的天线，其特征在于，当无线电装置打开时，第二天线元件是天线的主辐射器，而第一天线元件首先和最重要地仅是上述馈送元件。
6.按照权利要求4所述的天线，其特征在于，当无线电装置打开时，第一天线元件是天线的主辐射器，而第二天线元件至少在天线的较低工作频带中是一个辅助辐射器。
7.按照权利要求2或3所述的天线，其特征在于，第一天线元件(320；520)是一种具有曲折形状的单极式导线。
8.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，它在第一转动部分(TP1)中还包括一个第三天线元件，所述第三天线元件安排成至少在无线电装置闭合时起一种辐射器作用。
9.一种无线电装置(RD2；RD4)，包括一个第一转动部分(TP1)和一个第二转动部分(TP2)，上述第一和第二转动部分(TP1；TP2)通过一个铰接件HG相互连接，第一转动部分包括射频发射和接收放大器及一个天线插口(AP)，上述天线具有至少一个较低和较高的工作频带，并在第一转动部分中包括一个辐射第一天线元件(220；420)，而在第二转动部分中包括一个辐射第二天线元件(230；430)，上述辐射第一天线元件(220；420)耦合到天线插口上，而当无线电装置打开时，在第一和第二天线元件之间有一足够的电磁耦合(CO)，用于在第二天线元件中激发振荡作用，在上述情况下，将第一天线元件安排成作为第二天线元件的馈送元件，其特征在于，
-第二天线元件是第二转动部分外盖的导电部分，
-第一天线元件是平面状，并且当无线电装置打开时，安排成压紧第二天线元件的平面表面，以便产生上述电磁耦合。

Claims (9)

1.一种用于可折叠式无线电装置的天线，包括一个第一转动部分(TP1)和一个第二转动部分(TP2)，上述第一和第二转动部分(TP1，TP2)通过一个铰接件HG相互连接，第一转动部分(TP1)包括射频发射放大器和接收放大器和一个天线插口(AP)，上述天线具有至少一个较低和较高工作频带，并在第一转动部分中包括一个辐射第一天线元件(220；320；420；520；620)，上述第一天线元件(220；320；420；520；620)耦合到天线插口上，而在第二转动部分中包括一个辐射第二天线元件(230；330；430；530；630)，其特征在于，
-第二天线元件是第二转动部分外盖的导电部分，
-当无线电装置闭合时，第一天线元件加工成一定尺寸，以便在天线的各工作频带中起一种辐射器作用，及
-当无线电装置打开时，在第一和第二天线元件之间有一足够的电磁耦合(CO)，用于在第二天线元件中激发振荡作用，在上述情况下，将第一天线元件安排成起一种用于第二天线元件的馈送元件。
2.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，第二天线元件(230；330)将它的侧面部分(232；332)延续到第二转动部分(TP2)铰接件侧端的一个区域，而第一天线元件(220；320)在其方向上位于第二转动部分(TP1)的铰接件侧端处，并且这样安排成当无线电装置打开时靠近上述第二天线元件的侧面部分压紧，以便形成上述电磁耦合。
3.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，第一天线元件(420；520)位于一个突出部分中，所述突出部分接合到第一转动部分(TP1)的铰接件侧端上，上述突出部分安排成当无线电装置打开时靠近第二天线元件(430；530)压紧，以便形成上述电磁耦合。
4.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，第一天线元件(620)是一种PIFA的辐射平面，上述PIFA辐射平面具有一个延伸部分，所述延伸部分位于第一转动部分(TP1)的铰接件侧端中，上述延伸部分安排成当无线电装置打开时，靠近第二天线元件(630)压紧，以便形成上述电磁耦合。
5.按照权利要求2所述的天线，其特征在于，当无线电装置打开时，第二天线元件是天线的主辐射器，而第一天线元件首先和最重要地仅是上述馈送元件。
6.按照权利要求4所述的天线，其特征在于，当无线电装置打开时，第一天线元件是天线的主辐射器，而第二天线元件至少在天线的较低工作频带中是一个辅助辐射器。
7.按照权利要求2或3所述的天线，其特征在于，第一天线元件(320；520)是一种具有曲折形状的单极式导线。
8.按照权利要求1所述的天线，其特征在于，它在第一转动部分(TP1)中还包括一个第三天线元件，所述第三天线元件安排成至少在无线电装置闭合时起一种辐射器作用。
9.一种无线电装置(RD2；RD4)，包括一个第一转动部分(TP1)和一个第二转动部分(TP2)，上述第一和第二转动部分(TP1；TP2)通过一个铰接件相互连接，第一转动部分包括射频发射放大器和接收放大器及一个天线插口，上述无线电装置的一个天线在第一转动部分中包括一个辐射第一天线元件(220；420)，而在第二转动部分中包括一个辐射第二天线元件(230；430)，上述辐射第一天线元件(220；420)耦合到天线插口上，其特征在于，
-第二天线元件是第二转动部分外盖的导电部分，
-当无线电装置闭合时，第一天线元件加工成一定尺寸，以便在天线的各工作频带中起一种辐射器作用；
-当无线电装置打开时，在第一和第二天线元件之间有一足够的电磁耦合(CO)，用于在第二天线元件中激发振荡作用，在上述情况下，将第一天线元件安排成起一种用于第二天线元件馈送元件的作用。
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