FI125318B - Antennijärjestelmä tietoliikennelaitetta varten - Google Patents

Description

Antennijärjestelmä viestintälaitetta varten

Keksinnön tausta Keksinnön ala

Esillä oleva keksintö koskee sähkömagneettista säteilijää ja kytkentäpäätä, ja erityisesti se koskee sähkömagneettista säteilijää ja kytkentäpäätä, jotka on sovitettu toimimaan yhdistetysti viestintälaitteen antennin kanssa.

Tunnetun tekniikan kuvaus

Markkinavoimat vievät viestintälaitteita, kuten radiopuhelimia, yhä pienempään ja pienempään kokoon. Kuluttaja- ja käyttäjävaatimukset ovat saaneet aikaiseksi viestintälaitteiden dramaattisen pienenemisen. Entistä kompaktimman pakkauksen luomiseksi monissa nykyään käytettävissä viestintälaitteissa osaksi viestintälaitteen kokonaisuutta on sisällytetty läppäsarja (kutsutaan myös simpukankuorisarjaksi). Läppäsarja koostuu tyypillisesti kahdesta tai useammasta kotelo-osasta, jossa kummassakin voi olla ja/tai ne kumpikin voivat sisältää elektroniikkakomponentteja sisältäviä paino-piirilevyjä (PCB), audiolaitteita, kameroita, visuaalisia näyttöjä, metallisuojia ja metallikuoren sekä langoituksen sähköisten komponenttien liittämiseksi yhteen muodostamaan sähköisiä piirejä, ja vastaavia. Joissakin viestintälaitteissa yksi kotelo-osa on saranoitu kansi, joka sulkeutuu ja tekee siten viestintälaitteesta kompaktimman ja suojaa näppäimistöä tai muuta käyttöliittymää, joka sijaitsee toisessa kotelo-osassa, vahingossa tapahtuvalta käytöltä. Tyypilli sesti yksi kotelo kääntyy suhteessa toiseen koteloon tasossa, joka on kohtisuorassa toisen kotelon tasoon nähden.

Esimerkkinä voidaan sanoa, että viestintälaite, kuten radiopuhelin, voi käsittää kaksi tasomaista elintä, jotka on kytketty saranalla. Kun radiopuhelin ei ole käytössä, kaksi tasomaista elintä ovat kiinni ja yhdensuuntaisina. Kun radiopuhelin on käytössä, kaksi tasomaista elintä ovat auki suhteessa toisiinsa paljasten sellaiset elimet kuten kosketus-levyn, näyttöruudun, mikrofonin ja/tai kaiuttimen.

Viestintään käytettävät antennielimet sijaitsevat yleensä yhdessä runko-osista. Yksi syntyvä ongelma on sellainen, että kun suuria metalliesineitä, kuten näytön suojus, on lähellä antennin säteileviä elimiä, antennielinten viritys voi kärsiä halutulta taajuudelta tai jäädä katveeseen, mikä vaikuttaa niin, että läppäpuhelimen kokonaissäteilytehokkuus voi heikentyä. Tämä negatiivinen vaikutus voi ilmetä esimerkiksi silloin, kun laitteen läppäsarja on auki asennossa. Useimmissa viestintälaitteissa avattu asento on se, jota yleensä käytetään viestinnässä, kuten edellä on selostettu. Täten lähetys- ja vastaanottosuorituskyvyn kannalta on suotavaa että, kun läppä on auki, suorituskyky on ainakin yhtä hyvä kuin silloin, kun läppä on kiinni niin, että kun käyttäjä avaa läpän, käynnissä oleva viestintä ei heikkene tai katkea.

Julkaisusta W0 9425999 tunnetaan ennalta ulkoinen antenni viestintälaitteen liikkuvassa läppäkotelossa. Ulkoisessa antennissa on rakenne, joka käsittää sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään ja painopiirilevyn. Tämän toteutuksen sähkömagneettinen säteilijä on kuitenkin fyysisesti erillään kytkentäpäästä, mikä tuo tarpeen erillisten johtimien käyttöön toteutuksen toimimiseksi.

Kuvioiden lyhyt selostus

Oheistetut kuviot, joissa vastaavat viitenumerot tarkoittavat samoja tai toiminnallisesti samankaltaisia elimiä kauttaaltaan eri kuvissa ja jotka yhdessä jäljempänä olevan yksityiskohtaisen selostuksen kanssa on sisällytetty tähän muodostamaan osa määrittelyjä, auttavat lisäksi esittämään eri suoritusmuotoja ja selittämään eri periaatteita ja etuja esillä olevan keksinnön mukaisesti.

Kuvio 1 esittää viestintälaitteen yhden suoritusmuodon.

Kuvio 2 esittää sähköliitäntöjen eri vaihtoehtoja kuvion 1 viestintälaitteessa.

Kuvio 3 on elektroninen lohkokaavio antennijärjestelmästä, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuvion 1 viestintälaitteessa .

Kuviot 4-9 esittävät erilaisia rakenteellisia suoritusmuotoja kuvion 3 antennijärjestelmästä.

Kuviot 10 ja 11 esittävät esimerkinokaisia suoritusmuotoja keskinäisliitännöistä, jotka on tarkoitettu käytettäväksi kuvion 1 viestintälaitteessa.

Kuvio 12 esittää yhden rakennussuoritusmuodon kuvioiden 3-9 antennijärjestelmän osasta.

Kuviot 13-15 esittävät eri rakennesuoritusmuotoja kuvion 1 viestintälaitteesta.

Edullisen suoritusmuodon (-muotojen) yksityiskohtainen selostus Tässä esitetään tarpeen mukaan esillä olevan keksinnön yksityiskohtaisia suoritusmuotoja, mutta on kuitenkin ymmärrettävä, että esitetyt suoritusmuodot ovat vain esimerkkejä keksinnöstä, joka voidaan ilmentää eri muodoissa. Siksi tässä esitettyjä erityisiä rakenteellisia ja toiminnallisia yksityiskohtia ei saa tulkita rajoittaviksi, vaan vain perustaksi patenttivaatimuksia varten ja edustavaksi perustaksi haluttaessa opettaa alaan perehtynyt käyttämään esillä olevaa keksintöä eri tavoin lähes missä tahansa asianmukaisin yksityiskohdin varustetussa rakenteessa. Lisäksi käsitteitä ja sanontoja, joita käytetään tässä, ei ole tarkoitettu rajoittaviksi, vaan kuvaamaan ymmärrettävästi keksintöä.

Epämääräiset artikkelitermit "a" ja "an" on tässä yhteydessä määritelty tarkoittamaan yhtä tai useampaa kuin yhtä. Termi usea on määritelty tässä tarkoittamaan ainakin kahta taikka useampaa kuin kahta. Termi muu on tässä määritelty tarkoittamaan vähintään toinen tai useampi. Termit "jotka sisältävät" ja/tai "joissa on" on määritelty tässä tarkoittavan käsittämistä (so. avointa kielenkäyttöä). Termi kytketty on tässä määritelty tarkoittamaan yhdistettyä, mutta ei välttämättä suoraan eikä välttämättä mekaanisesti. Termit ohjelma, ohjelmistosovellus ja muut vastaavat on tässä määritelty tarkoittamaan käskysekvenssiä, joka on suunniteltu suoritettavaksi tietokonejärjestelmässä. Ohjelma, tietokoneohjelma tai ohjelmistosovellus voi sisältää alarutiinin, funktion, proseduurin, oliomenetelmän, oliototeutuksen, suoritettavan sovelluksen, appletin, servletin, lähdekoodin, objektikoodin, jaetun kirjaston/dynaamisten latausten kirjaston ja/tai muun käskysekvenssin, joka on suunniteltu suoritettavaksi tietokonej ärj estelmässä.

Esillä oleva keksintö antaa järjestelmän läppäsarjan tyyppiseen viestintälaitteeseen yhdistetyn antenninjärjestelmän säteilytehokkuuden parantamiseksi. Esillä oleva keksintö käsittää yhdistetyn sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentä-pään käytön radiotaajuisen (RF) energian siirtämiseksi an-tennielementtiin ja viestintälähetinvastaanottimeen tai niistä poispäin.

Esillä oleva keksintö antaa järjestelmän, joka käsittää viestintälaitteen läppäkuoren tai läppä-PCB:n käytön tehokkaana antennisäteilijänä. Esillä oleva keksintö antaa erityisesti järjestelmän, joka pystyy siirtämään RF-energiaa suoraan läppäsarjan kuoreen tehokkaalla tavalla, käyttämättä johtoja tai suoraa kytkentää, käyttämällä viritetyn reso-nanssikytkentäpään (-kytkentäpäiden) sähkömagneettista ja/tai induktiivista kytkentää näiden kytkentäpäiden ollessa liitetty läppäsarjaan ja/tai sen osaan.

Viitataan nyt kuvioon 1, jossa on esitetty fyysinen suoritusmuoto viestintälaitteesta 100, kuten radiopuhelimesta. Viestintälaite sisältää pääkotelon 105 ja liikkuvan läppäkö- telon 110, vaikka tämä erottelu voidaan kääntääkin vaikuttamatta keksintöön. Liikkuvalla läppäkotelolla 110 on auki asento (kuten kuviossa esitetty), jossa se on käännettynä poispäin pääkotelosta 105, ja kiinni asento, jossa läppäko-telo on lähellä pääkoteloa 105.

Viestintälaite 100 voi sisältää käyttöliittymän, joka sisältää yhden tai useamman näytön 115 ja mikrofonin, näppäimistön ja kaiuttimen (kaikkia ei ole esitetty kuviossa), kuten alalla tiedetään. Saranasarja 120 kytkee mekaanisesti pääko-telon 105 ja liikkuvan läppäkotelon 110. Yksi tai useampi keskinäisliitäntä 125 kytkee piiristön, kuten piirilevyt tai piirimoduulit pääkotelon 105 ja liikkuvan läppäkotelon 110 välillä. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kes-kinäisliitännät 125 voivat olla lanka, koaksiaalikaapeli, joustava kaapeli tai vastaava taikka niistä muodostuva yhdistelmä. Keskinäisliitännät 125 voivat käyttää esimerkiksi läpi saranasarjan 120 meneviä joustavia kaapeleita piirin signalointiin ja tehon jakelemiseksi viestintälaitteen lähekkäisten osasarjojen välillä mukaan lukien pääkotelo 105 ja liikkuva läppäkotelo 110.

Kuten kuviossa on esitetty viestintälaite 100 sisältää pää-painopiirilevyn (PCP) 130, joka sijaitsee pääkotelon 105 sisässä. Pää-PCB 130 voi järjestää esimerkiksi sähköiset kytkennät lähetinvastaanottimen 145 osalta antenniin 135 päin. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että lähetinvastaanotin 145 sisältää vastanotin- tai lähetinvastaanotinpiiristön, joka on sijoitettu sen sisään ja voi sisältyä pääkoteloon 105 tai valinnaisesti liikkuvaan läppäkoteloon 110. Sen ohella, että pää-PCB 130 tarjoaa asennuspinnan ja elektroni set kytkennät erilaiselle elektroniikalle, jota tarvitaan viestintälaitteen 100 käyttämiseksi, se voi toimia osana antennin säteilyrakennetta. Viestintälaite 100 sisältää lisäksi antennin 135, joka voi sijaita pääkotelon 105 sisäpuolella tai ulkopuolella (kuten on esitetty kuviossa). Käytännössä antenni on kytketty ja sovitettu elektroniikkalaitteen piiristöön, kuten alla hyvin tiedetään. Esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa ulkopuolinen antenni 140 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Ulkopuolinen antenni 140 on kytketty edullisesti lähetinvastaanottimeen 145 ja antenniin 135 yhden tai useamman keskinäisliitännän 125 avulla.

Alan normaalit taidot omaava huomaa, että viestintälaitteen 100 hyväksyttävän suorituskyvyn edellytyksenä on pää-PCB:n 130 erottaminen liikkuvasta läppäkotelosta 110. Kuvio 2 esittää eri vaihtoehtoja erottamisen toteuttamiseksi sähköisesti, kun erottaminen on tarpeen. Kuten kuviossa on esitetty, erottaminen voidaan toteuttaa käyttämällä yhtä tai useampaa yhdistelmästä, johon kuuluvat RF-kuristimet 200, impedanssit (Z) 205 ja/tai RF-balunit 210 sarjassa ja/tai rinnan liitäntäjohtojen kanssa. RF-suunnittelun yleisenä käytäntönä on siirtää RF-signaalit piirin yhdestä osasta toiseen käyttämällä kytkettyjä siirto-johtoja. Siirtojohdot ovat pituudeltaan tavallisesti lähellä neljännesaallonpituuden monikertaa maksimaalisen tehonsiir-ron saavuttamiseksi kiinnostuksen kohteena olevalla taajuudella, ja siirtojohdon paksuus, halkaisija, leveys ja välimatka ja päällekkäisyys sovitetaan, jotta saataisiin haluttu kytkentäkerroin johtojen välillä. Tavallisesti tällä järjestelyllä pyritään luomaan haluttu RF-suodatinsiirtofunktio.

Esillä oleva keksintö käyttää kytkettyjen johtojen konseptia RF-energian siirtämiseksi pää-PCB:stä 130 liikkuvaan läppä-koteloon 110. Viitataan nyt kuvioon 3, jossa on esitetty esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukainen antennijärjestelmä 300. Kuten kuviossa on esitetty, läppä-sarjan kuoreen 305 (so. kuvion 1 esittämään ulkopuoliseen antenniin 140), joka on sisällytetty liikkuvaan läppäkote-loon 110, on konstruoitu ura 310 sen rakenteeseen, joka muodostaa tehokkaasti kytkentäpään (siirtojohdon) 315 osana sen rakennetta. Siirtojohto on sähköinen laite, jolla on tietty induktanssi, kapasitanssi ja resistanssi pituusyksikköä kohti .

Kun integroidaan kytkentäpää 315 läppäsarjan kuoreen 305, tämä läppäkuori 305 saadaan herätetyksi sähkömagneettisesti säteilijäksi tehokkaalla tavalla käyttämällä viritettyä lä-hikytkentää, kuten kuviossa 3 esitettyä kytkentää 320. Yksi tai useampi kytkentäpään mitoista, kuten kytkentäpään leveys, kytkentäpään halkaisija, kytkentäpään pituusvälimatka ja päällekkäisyys voidaan sovittaa halutun kytkentäkertoimen saamiseksi yhden tai useamman virran 325 välille pää-PCB:ssä 130 ja liikkuvassa läppäsarjassa 105. Tällöin yhtä tai useampaa virtaa kytkentäpäässä 315 käytetään kytkentälaitteena pää-PCB:hen 130 tehokasta RF-energian siirtoa varten. Lisäksi kyseinen yksi tai useampi virta 325 pää-PCB:ssä 130 voi säteillä vapaaseen avaruuteen.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti kytkentäpää 315 ja sen kanssa päällekkäin tai lähellä oleva PCB muodostavat kytkettyjen johtojen parin. PCB-levyn osa, jossa ei ole fyysisesti näkyvää kytkentäpäätä eli siirtojohtoa, muodostaa yhden johdon kytkettyjen johtojen parissa ja se on itse asiassa kytkettyjen johtojen parin puolikas ja on virtuaalinen kytketty johto sen ansiosta, että kytkentäpää ja siihen rajautuva lo-veamaton pää-PCB 130 ovat päällekkäin.

Esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti kytkentäpää 315 sijaitsee liikkuvassa läppäkotelossa 110.

Kun liikkuva läppäkotelo 110 on kiinni asennossa suhteessa pääkoteloon 105, kytkentäpää 315 on tietyn etäisyyden kauempana pää-PCB.stä 130, kuin se olisi muutoin, kun liikkuva läppäkotelo 110 on auki asennossa. Liikkuvan läppäkotelon 110 avaaminen ja sulkeminen muuttaa suhteellista asentoa kytkentäpään 315 ja virtuaalijohdon ja/tai pää-PCB:n 130 virtojen 325 välillä muuttaen siten kytkentäkerrointa viestintälaitteen 100 kahden kytketyn aliosan välillä. Sen seurauksena viestintälaitteen 100 säteilytehokkuus muuttuu riippuen siitä, mikä on liikkuvan läppäkotelon 110 pyöräh-dyskulma suhteessa pääkoteloon 105.

Kuviot 4-9 esittävät erilaisia rakenteellisia suoritusmuotoja kuvion 3 antennijärjestelmästä 300 esillä olevan keksinnön mukaisesti. Esillä olevan keksinnön mukaisesti antenni-järjestelmä 300 voi sijaita rakenteellisesti pääkotelossa 105, liikkuvassa läppäkotelossa 110 tai näiden molempien yhdistelmässä. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että yksi tai useampi osa antennijärjestelmästä 300 voi lisäksi sijaita saranasarjassa 120 (ei ole esitetty). Alan normaalit tai- dot omaava huomaa lisäksi, että antenni 135 voi olla kytketty pää-PCB:hen 130 pääkotelossa 105 tai vaihtoehtoisesti se voi olla kytketty PCB:hen ja/tai ulkoiseen antenniin liikkuvassa läppäsarjassa 110 (ei ole esitetty).

Kuvio 4 esittää antennijärjestelmän 300, joka käsittää antennin 135, ylöspäin lovetun ulkoisen antennin 400 ja alaspäin lovetun pää-PCB:n 415. Ylöspäin lovettu ulkoinen antenni 400 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Samaan tapaan kuin kuvion 3 yhteydessä selostetussa läppäsarjän kuoressa 305, ylöspäin lovettu ulkoinen antenni 400 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan ylöspäin osoittava lovi 405 , joka muodostaa tehollisesti ensimmäisen kytkentä-pään 410 osana sen rakennetta. Lisäksi pääkoteloon 105 on sisällytetty alaspäin lovettu pää-PCB 415, joka on kytketty antenniin 135. Alaspäin lovettu pää-PCB 415 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan alaspäin osoittava lovi 420, joka muodostaa tehollisesti toisen kytkentäpään 425 osana sen rakennetta. Ensimmäinen kytkentäpää 410 ja toinen kytkentäpää 425 saavat aikaan edellä kuvion 3 yhteydessä esitetyn kytkennän 320. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kytkentä 320 voi sisältää päällekkäiskytkennän (ei ole esitetty) . Alaan perehtyneet huomaavat edelleen, että suoda-tinelinten ei välttämättä tarvitse olla päällekkäin, jotta olisi nollasta eroava kytkentäarvokerroin.

Kuvio 5 esittää antennijärjestelmän 300, joka käsittää antennin 135, ylöspäin lovetun ulkoisen antennin 400 ja ylöspäin lovetun pää-PCB:n 500. Ylöspäin lovettu ulkoinen antenni 400 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Samaan tapaan kuin tässä kuvioiden 3 ja 4 selostuksen yhteydessä esitetyn läppäsarjan kuoren 305 tapauksessa ylöspäin lovettu ulkoinen antenni 400 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan ylöspäin osoittava lovi 405, joka käytännössä muodostaa osana sen rakennetta ensimmäisen kytkentäpään 410. Edelleen pääkoteloon 105 on sisällytetty ylöspäin lovettu pää-PCB 500, joka on kytketty antenniin 135. Ylöspäin lovettu pää-PCB 500 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan ylöspäin osoittava lovi 505, joka käytännössä muodostaa osana sen rakennetta toisen kytkentäpään 510. Ensimmäinen kytkentäpää 410 ja toinen kytkentäpää 510 saavat aikaan kytkennän 320, kuten aiemmin on selostettu. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kytkentä 320 voi sisältää päällekkäiskytkennän (ei ole esitetty). Alan normaalit tiedot omaava huomaa lisäksi, että suodatinelinten ei tarvitse välttämättä olla päällekkäin, jotta olisi nollasta eroava kytkentäarvoker-roin.

Kuvio 6 esittää antennijärjestelmän 300, joka käsittää antennin 135, alaspäin lovetun ulkoisen antennin 600 ja alaspäin lovetun pää-PCB:n 415. Alaspäin lovettu ulkoinen antenni 600 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Samaan tapaan kuin aiemmin selostetussa läppäsarjan kuoressa 305, alaspäin lovettu ulkoinen antenni 600 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan alaspäin osoittava lovi 605, joka käytännössä muodostaa osana sen rakennetta ensimmäisen kytkentäpään 610. Lisäksi pääkoteloon 105 on sisällytetty alaspäin lovettu pää-PCB 415, joka on kytketty antenniin 135. Alaspäin lovettu pää-PCB 415 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan alaspäin osoittava lovi 420, joka muodostaa käytännössä osana sen rakennetta toisen kytkentäpään 424. Ensimmäinen kytkentäpää 610 ja toinen kytkentäpää 420 saavat ai kaan kytkennän 320, kuten on selostettu aiemmin. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kytkentä 320 voi sisältää päällekkäiskytkennän (ei ole esitetty) . Alan normaalit taidot omaava huomaa lisäksi, että suodatinelinten ei välttämättä tarvitse olla päällekkäin, jotta olisi nollasta eroava kytkentäarvokerroin.

Kuvio 7 esittää antennijärjestelmän 300, joka käsittää antennin 135, pää-PCB:n 130 ja alaspäin lovetun ulkoisen antennin 600. Alaspäin lovettu ulkoinen antenni 600 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Samaan tapaan kuin aiemmin selostetussa läppäsarjan kuoressa 305, alaspäin lovettu ulkoinen antenni 600 on konstruoitu sisältämään rakenteessaan alaspäin osoittava lovi 605, joka käytännössä muodostaa osana sen rakennetta ensimmäisen kytkentäpään 610. Lisäksi pääkoteloon 105 on sisällytetty pää-PCB 130, joka on kytketty antenniin 135. Ensimmäinen kytkentäpää 610 kytkeytyy pää-PCB:hen 130 muodostaen näin kytkennän 320, kuten on selostettu aiemmin. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kytkentä 320 voi sisältää päällekkäiskytkennän (ei ole esitetty). Alan normaalit taidot omaava huomaa lisäksi, että suodatinelinten ei välttämättä tarvitse olla päällekkäin, jotta olisi nollasta eroava kytkentäarvokerroin.

Kuvio 8 esittää antennijärjestelmän 300, joka käsittää antennin 135, pää-PCB:n 130 ja impedanssikytkeytyvän ulkoisen antennin 800. Impedanssikytkeytyvä ulkoinen antenni 800 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Impedanssikytkeytyvä ulkoinen antenni 800 on konstruoitu sisältämään impedanssi 805, joka on kytketty läppäsarjan PCB:n 800 ja johtavan elimen 810 välille muodostamaan käytännössä kytkentäpää 815 osana sen rakennetta. Lisäksi pääkoteloon 105 on sisällytetty pää-PCB 130, joka on kytketty antenniin 135. Kytken-täpää 815 kytkeytyy pää-PCB:hen 130 muodostaen näin kytkennän 320, kuten on selostettu aiemmin. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kytkentä 320 voi sisältää päällekkäis-kytkennän (ei ole esitetty). Alan normaalit taidot omaava huomaa lisäksi, että suodatinelinten ei välttämättä tarvitse olla päällekkäin, jotta olisi nollasta eroava kytkentäarvo-kerroin.

Alan normaalit taidot omaava huomaa, että useampaa kuin kahta kytkettyä johtoa voidaan käyttää energian kytkemiseksi pää-PCB:stä 130 liikkuvaan läppäsarjaan 110. Kuvio 9 esittää antennijärjestelmän 300, joka käsittää antennin 135, PCB:n 925, ulkoisen antennin ensimmäisen osan 900 ja ulkoisen antennin toisen osan 910. Ulkoisen antennin ensimmäinen osa 900 on sisällytetty liikkuvaan läppäkoteloon 110. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että ulkoisen antennin ensimmäinen osa 900 voi olla konstruoitu käyttämällä mitä tahansa kuvioissa 4-8 kuvatuista ratkaisuista. Ulkoisen antennin ensimmäinen osa 900 voi olla esimerkiksi ylöspäin lovettu ulkoinen antenni 400, alaspäin lovettu ulkoinen antenni 600, impedanssikytkeytyvä ulkoinen antenni 800 tai vastaava. PCB 925 on sisällytetty pääkoteloon 105 ja on kytketty antenniin 135. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että PCB 925 voi olla konstruoitu käyttämällä mitä tahansa kuvioiden 4-8 esittämää ratkaisua. PCB 925 voi olla esimerkiksi pää-PCB 130, alaspäin lovettu pää-PCB 415, ylöspäin lovettu pää-PCB 500 tai vastaava. PCB:n 925 ja ulkoisen antennin ensimmäisen osan 900 välille on kytketty ulkoisen antennin toinen osa 910. Ulkoisen antennin toinen osa 910 on konstruoitu sisäl- täitiään esimerkiksi vähintään yksi lovi 930, joka on tehty ensimmäisen johtavan elimen 935 ja toisen johtavan elimen 940 välille muodostamaan yksi tai useampi kytkentäpää. Ensimmäinen johtava elin 935 ja ensimmäinen kytkentäpää 905 voivat muodostaa esimerkiksi ensimmäisen kytkennän 915 ulkoisen antennin ensimmäisen osan 900 ja ulkoisen antennin toisen osan 910 välille. Samaan tapaan toinen johtava elin 940 ja PCB 925 voivat muodostaa toisen kytkennän 920 ulkoisen antennin toisen osan 910 ja PCB:n 925 välille. Alan normaalit taidot omaava huomaa, että ensimmäinen kytkentä 915 ja toinen kytkentä 920 voivat sisältää päällekkäinkytkennän (ei ole esitetty). Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kaikkien kuvioissa 4-9 esitettyjen antennijärjestelmien 300 kohdalla pätee nykyaikainen suodatinteoria, ja kun kytkentä tapahtuu sopivasti säädettyjen resonaattoreiden välillä, toteuttaa voidaan erilaisia suodatinsiirtofunktioita.

Alan normaalit taidot omaava huomaa, että kytkentäpään muodon ei tarvitse olla "L" tai "U", kuten on esitetty kuvioissa 3-9, vaan se voi olla mikä tahansa malli, joka sopii järjestettyyn tilaan ja antaa vaadittavan kytkentäkertoimen ja kytkentäpään resonanssitaajuuden. Alan normaalit taidot omaavat huomaavat lisäksi, että suodatinelinten ei välttämättä tarvitse olla päällekkäin, jotta olisi nollasta eroava kytkentäarvokerroin.

Kuten edellä on selostettu kuvion 1 suhteen, yksi tai useampi keskinäisliitäntä 125 kytkee piiristön, kuten piirilevyt tai piirimoduulit pääkotelon 105 ja liikkuvan läppäkotelon 110 välillä. Kuviot 10 ja 11 esittävät kaksi esimerkinomaista suoritusmuotoa yhdestä tai useammasta keskinäisliitännäs- tä 125 esillä olevan keksinnön mukaisesti. Alan normaalit taidot omaavat huomaavat, että viestintälaitteessa 100 kyseinen yksi tai useampi keskinäisliitäntä 125 voidaan sijoittaa edellä kuvioissa 3-9 kuvattujen yhden tai useamman kytkentäpään läheisyyteen ja voidaan sisällyttää osaksi kytkentä j ohtorakennetta . Alan normaalit taidot omaavat huomaavat, että RF-kuristimet, vastukset, kondensaattorit, induk-torit voidaan laittaa sarjaan tai rinnan keskinäisliitäntä-johdotuksen kanssa pääpiirilevyn ja läppäsarjan välillä kes-kinäisliitäntäjohdotuksen impedanssin ja/tai kytkentäkertoi-men säätämiseksi. Kytkentäpäitä ja/tai -silmukoita voidaan käyttää lisäksi impedanssisovituskomponentteina sekä kytkentälaitteina .

Kuvio 10 on sivukuva viestintälaitteen 100 sisäisestä rakenteesta esillä olevan keksinnön mukaisesti. Erityisesti kuvio 10 esittää viestintälaitteen 100 sisäisen rakenteen, kun liikkuva läppäsarja 100 on auki asennossa. Kuvio 10 esittää kytkentäpään sisältävän ulkoisen antennin 140, keskinäislii-täntöjen 125 ja pää-PCB:llä 130 olevan kytkentäjohdon (virtuaali j ohdon) suhteellisen asennon, kun liikkuva läppäsarja 110 on auki. Kuten kuviossa on esitetty, välimatka pää-PCB:n 130 ja liikkuvan läppäsarjan 110 välillä auki asennossa on merkitty auki asennon etäisyydellä 1000.

Kuvio 11 on sivukuva viestintälaitteen 100 sisäisestä rakenteesta esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kuvio 11 esittää erityisesti viestintälaitteen 100 sisäisen rakenteen, kun liikkuva läppäsarja 110 on kiinni asennossa. Kuvio 11 esittää kytkentäpään sisältävän ulkoisen antennin 140, kes-kinäisliitäntöjen 125 ja pää-PCB:llä 130 olevan kytkentäjoh- don (virtuaalijohdon) suhteellisen asennon, kun liikkuva läppäsarja 110 on kiinni. Kuten kuviossa on esitetty, välimatka pää-PCB:n 130 ja liikkuvan läppäsarjan 110 välillä kiinni asennossa on merkitty kiinni asennon etäisyydellä 1100.

On huomattava, että viestintälaitteessa, jossa pääpiirilevy, johdotus, kytkentä ja läppäkuori on järjestetty tällä tavoin, kytkentäpään ja pääpiirilevyn resonaattorin suhteellinen välimatka ja suunta muuttuu, kun läppä avataan ja suljetaan. Toisin sanoen auki asennon etäisyys 1000 ja kiinni asennon etäisyys 1100 ovat erisuuret. Myös kytkentäpään ja keskinäisliitäntöjen 125 asennot suhteessa pää-PCB:hen 130 vaihtavat paikkaa, kun liikkuva läppäsarja 110 avataan ja sulj etaan. Tässä tapauksessa FPR:n (läpän kytkentäpääresonaattori) ja CR:n (kaapeliresonaattori) fyysinen asento kääntää asennon kytketyssä rakenteessa, joka muodostaa useita resonaattorei-ta sisältävän RF-suodattimen. Kun merkitään auki asennon etäisyys 1000 SO:ksi ja kiinni asennon etäisyys 1100 SC:ksi, huomataan, että SCKSC. S vaihtelee läpän kääntökulman mukana (S = pääpiirile-vyn/läppäkuoren välimatka).

Kytkentäkerroin suodatinresonaattorin elimien välillä muuttuu läpän pyörähdyskulmasta riippuen. Sen seurauksena suodattimen siirtofunktio muuttuu läpän pyörähdyskulmasta riippuen, ja tämä voi aiheuttaa viestintälaitteen antennijärjestelmän tehokkuuden muutoksia läppäkulmasta riippuen. Edulli sessa tapauksessa keskinäisliitännän joustavat kaapelit syötetään saranasarjan 120 läpi pää-PCB:n 130 liittämiseksi liikkuvaan läppäsarjaan 110. Joustava kaapeli ja virtuaali-resonaattori pää-PCB:n 130 maarakenteessa voivat muodostaa N-napaisen suodattimen joustavan kaapelin kerrosmäärästä riippuen. Resonanssikytkentäpään lisääminen muodostaa suo-dattimelle lisänavan.

Kuvio 12 esittää yhden suoritusmuodon kuvioiden 3-9 antenni-järjestelmän osan rakenteesta. Erityisesti kuvio 12 esittää kytkentäpään 1210 edullisen rakenteen esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kytkentäpään 1210 rakenne käsittää edullisesti kupariteippipalan 1200, joka on kiinnitetty esitettyyn tapaan metalliseen läppäkuoreen 1205. Tämä mahdollistaa kytkentäpään 1210 kietoutumisen viestintälaitteen 100 muovisen saranasarjan ympäri. Saranasarjan 120 täytyy kääntyä suorittaakseen toimintonsa. Kuori ja liimaa kiinni -tyyppisen ku-pariteipin (tai muun metalliteipin) käyttö sallii läpimitaltaan pienemmän saranamekanismin käytön kuin siinä tapauksessa, että kytkentäpää 1210 olisi metallisen läppäsarjan 1205 muodostavan metallin jatke.

Alan normaalit taidot omaavat huomaavat, että kytkentäpää 1210 voi olla yhdistetty osaksi kuoren suojusta tai läppä-sarjan 110 muuta metallikomponenttia. Kun metalloitua "kuori ja liimaa kiinni" - tyyppistä teippiä käytetään kytkentäpään 1210 valmistamiseksi ja kiinnittämiseksi, kiinnittyvä teippi voi olla johtamatonta tyyppiä, koska on olemassa rinnakkainen levykapasitanssi metalliteipin ja metallisen läppäkuoren välillä. Tässä tapauksessa kapasitanssi toimii DC-esteenä ja RF-sovituskomponenttina. Alan normaalit taidot omaavat huo maavat myös, että johtavalla liimalla varustettua metalli-teippiä voidaan käyttää, kun DC-estetoimintoa ei tarvita tai kun ja/tai kun RF-sovitusta ei tarvita.

Kuviot 13-15 esittävät eri suoritusmuotoja kuvion 1 viestintälaitteen rakenteesta esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kuvio 13 esittää osan radiopuhelimen kuoresta 1300 kiinni asennossa. Kuten kuviossa on esitetty sähkömagneettinen säteilijä ja kytkentäpää 1305 on konstruoitu metalloidusta teipistä ja kiinnitetty saranamekanismiin 1325, joka saa sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään 1305 kääntymään suhteessa etukoteloon 1320. Kuvion 13 esimerkinomaisessa suoritusmuodossa etukotelo 1320 sisältää metalloidun maasuo-juksen 1310, johon sähkömagneettinen säteilijä ja kytkentäpää 1305 kytkeytyy, kuten on selostettu aiemmin. Keskinäis-liitäntäjohto 1315 muodostaa liitännän etukotelossa olevan elektroniikan ja takakotelossa 1330 olevan elektroniikan välillä, kuten on selostettu aiemmin. Keskinäisliitäntäjohto 1315 voi muodostaa BALUNin joustavissa kaapelikerroksissa kulkevien RF-virtojen amplitudin pienentämiseksi tai säätämiseksi ja sitä voidaan käyttää säätämään kytkentäkerrointa suodattimen elinten välillä. Huomataan, että keskinäislii-täntäjohto 1315 voidaan korvata joustavalla piirillä tai millä tahansa metallivalmistemenetelmällä.

Kuvio 14 esittää osan radiopuhelinkuorta 1400, kun radiopu-helinkuori 1400 on auki asennossa. Kuten kuviossa on esitetty, sähkömagneettinen säteilijä ja kytkentäpää 1405 on konstruoitu metalloidusta teipistä ja kiinnitetty metalloi-tuun suojukseen 1410 sekä saranamekanismiin 1415, joka saa sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään 1405 kääntymään suhteessa metalloituun suojukseen 1410.

Kuvio 15 esittää vaihtoehtoisen suoritusmuodon viestintälaitteen sisään yhdistetyn sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään rakenteesta esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kuten kuviossa 15 on esitetty radiopuhelin 1500 käsittää ta-kakotelosarjan 1520, etukotelosarjan 1515 ja kääntyvän sa-ranasarjan 1525 takakotelosarjan 1520 yhdistämiseksi etuko-telosarjaan 1515. Etukotelosarja 1515, takakotelosarja 1520 ja kääntyvä saranasarja 1525 on valettu tyypillisesti muovi-materiaaleista. Etukotelosarja 1515 voi sisältää, kuten on esitetty, muuta kuin metallia olevan koristelinssin 1505 ja metallisen näytön suojuksen 1510 muun elektroniikan ja mekaniikan ohella, joka tarvitaan radiopuhelimen 1500 käyttöä varten. Esillä olevan keksinnön mukaisesti sähkömagneettinen säteilijä ja kytkentäpää 1535 käsittää johtavan maalin tai teipin, halutun mukaisesti. Kuvion 15 esimerkinomaisessa suoritusmuodossa sähkömagneettinen säteilijä ja kytkentäpää 1535 on konstruoitu liimaamalla metallointi suoraan kääntyvän saranasarjan 1525 muoviosien päälle. Vaihtoehtoisessa tapauksessa tarvittava metallointi voi olla lisätty muuta kuin metallia olevaan koristelinssiin 1505, joka voidaan napsauttaa kääntyvän saranasarjan 1525 päälle. Kytkentä viritetystä kytkentäpäästä 1530 (joka on tehty sähkömagneettiseen säteilijään ja kytkentäpäähän 1535) metalliseen näytön suojukseen 1510 voi olla tehty suoralla kosketuksella, joka sisältää tasavirtaa (DC). Vaihtoehtoisesti, kytkentä viritetystä kytkentäpäästä 1530 metalliseen näytön suojukseen 1510 voi olla tehty RF-kytkennällä. Vaihtoehtoisesti RF-kytkentä viritetystä kytkentäpäästä 1530 metalliseen näytön suojuk- seen 1510 voi olla tehty vaihtovirta- (AC-) RF-kytkennällä reaktiivisen ja/tai kapasitiivisen kytkennän avulla maalista, teipistä tai muusta metalloinnista. Viritetty kytkentä-pää 1530 on edullisessa tapauksessa viritetty toimimaan yhdessä metallisen näytön suojuksen 1510 kanssa, jolloin saadaan tarvittava kytkentäkerroin haluttua siirtofunktiota varten.

Vaikka keksintöä on selostettu edullisen suoritusmuodon ehdoin, on huomattava, että yhdistetty sähkömagneettinen säteilijä ja kytkentäpää voidaan konstruoida käyttämällä muita metalliesineitä viestintälaitteessa. Esimerkiksi metallisia sarana-akseleita voidaan käyttää osana resonanssirakennetta ja ne voivat myös toimia resonanssisuodatinnapoina ja/tai voivat olla osa metallista rakennetta, joka muodostaa yhden suodattimen resonanssinavan. Lisäksi huomataan, että reso-naattoreiden fyysiseen pituuteen ja kytkentäkertoimeen reso-naattoreiden välillä vaikuttaa ympärillä vaikuttava dielekt-rinen vakio, joka ei ole yhtä suuri kuin yksi, johtuen materiaaleista, joita käytetään matkapuhelimen mekaanisen rakenteen muodostamiseksi. Lisäksi huomataan, että yksi tai useampi kytkentäpää voidaan laittaa matkaviestinlaitteen useaan aliosasarjaan antennijärjestelmän säteilytehokkuuden suurentamiseksi. Jos enemmän kuin kaksi vierekkäistä olemusta on kytkettävä niissä kaikissa voi olla ja/tai ne voivat sisältää kytkentäpään käytettäväksi ristikytkentään aliosasarjo-jen välillä.

Alan normaalit taidot omaavat huomaavat, että kääntyvää kyt-kentäpäätä saranasarjassa voidaan käyttää RF-signaalien siirtämiseksi myös muihin radiopuhelimen läppäkotelon kom ponentteihin kuoren lisäksi. Jos kaksi tai useampi siirto-johto kytketään, tällöin kaikissa kytkentäjohdoissa voi olla niiden läpi seuravaa virtaa. Jos on sisällytetty neljän-nesaallon siirtojohto tai siirtojohto, jonka pituus on nel-jännesaallonpituuden monikerta, piiriin, joka tarvitsee niin kutsutun neljännesaallon johdon tai puolenaallon johdon, kaikilla kiinnostuksen kohteena olevilla kaistan taajuuksilla ei voi olla aallonpituutta, joka on 4 kertaa tai 2 kertaa siirtojohto-osan pituus. Tämä esitys on tarkoitettu selittämään, kuinka muodostaa ja käyttää eri suoritusmuotoja keksinnön mukaisesti, sen sijaan että rajoitettaisiin sen todellista, tarkoitettua ja kohtuullista piiriä ja henkeä. Edellä olevaa selostusta ei ole tarkoitettu tyhjentäväksi esitykseksi tai rajoittamaan keksintöä tiettyyn esitettyyn muotoon. Muunnelmat ja vaihtoehdot ovat mahdollisia edellä olevan opetuksen valossa. Suoritusmuoto (-muodot) valittiin ja selostettiin niin, että saataisiin paras kuvaus keksinnön periaatteista ja sen soveltamisesta käytäntöön sekä tekemään mahdolliseksi alan normaalit taidot omaavalle keksinnön käyttö eri suoritusmuodoissa ja eri muunnelmin, jotka soveltuvat kyseessä olevaan aiottuun käyttöön. Kaikki tällaiset muunnelmat ja vaihtoehdot jäävät keksinnön piiriin, joka on määritetty oheisina olevissa patenttivaatimuksissa, siten kuin niitä ehkä muutetaan patenttihakemuksen vireilläolon aikana, ja kaikki niitä vastaava, kun niitä tulkitaan kohtuullisuuden, oikeudenmukaisuuden ja laillisuuden mukaisessa laajuudessa.

Claims (10)

1. Viestintälaitteeseen (100) tarkoitettu antennijärjestelmä (300), tunnettu siitä, että se käsittää: - ulkoisen antennin (140) viestintälaitteen liikkuvassa läp-päkotelossa (110), jolloin ulkoisessa antennissa (140) on yhtenäinen rakenne, joka käsittää sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään (315); ja - painopiirilevyn (130) viestintälaitteen pääkotelossa (105), jolloin kytkentäpää (315) kytkee ulkoisen antennin (140) painopiirilevyyn (130).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antennijärjestelmä (300), jossa ulkoinen antenni (140; 400; 600) sisältää loven (405; 605) kytkentäpään muodostamiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antennijärjestelmä (300), jossa ulkoinen antenni (140) käsittää sähkömagneettisesti herätetyn säteilijän, joka on muodostettu lähikytkemällä kytkentäpää (315) painopiirilevyyn (130) .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antennijärjestelmä (300), jossa kytkentäpäässä (315) vaikuttaa yksi tai useampi kytkentäpään virta (325), ja jossa edelleen yksi tai useampi kytkentäpään virta (325) säteilee vasteena kytkentään kytkentäpään (315) ja painopiirilevyn (130) välillä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen antennijärjestelmä (300), jossa liikkuva läppäkotelo (110) kääntyy pääkoteloon (105) nähden aiheuttaen sen, että kytkentäpään (315) ja painopii-rilevyn (130) suhteellinen asento muuttuu ja jossa edelleen kytkentäkerroin kytkentäpään (315) ja painopiirilevyn (130) välillä muuttuu vasteena suhteellisen asennon muutokseen.

6. Viestintälaitteeseen (100) tarkoitettu antennijärjestelmä (300), tunnettu siitä, että se käsittää: -antennin (135); - antenniin (135) kytketyn painopiirilevyn (925), jolloin painopiirilevy (925) on sisällytetty viestintälaitteen pää- koteloon (105); - ulkoisen antennin ensimmäisen osan (900), joka on sisällytetty viestintälaitteen (100) liikkuvaan läppäkoteloon (110) ; ja - ulkoisen antennin toisen osan (910), joka on kytketty painopiirilevyn (925) ja ulkoisen antennin ensimmäisen osan välille (900); missä ulkoisen antennin ensimmäinen osa (900) ja ulkoisen antennin toinen osa (910) muodostavat langattoman kytkennän (915) .

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen antennijärjestelmä (300), jossa ulkoisen antennin toinen osa (910) on sisällytetty viestintälaitteen saranasarjaan (1525), jolloin saranasarja (1525) kytkee yhteen liikkuvan läppäkotelon (110) ja pääko-telon (105).

8. Antennijärjestelmä (300), joka on tarkoitettu käytettäväksi viestintälaitteessa (100), jossa on etukotelo (1515), takakotelo (1520) ja etukotelon ja takakotelon väliin kytketty kääntyvä saranasarja (1525), tunnettu siitä, että antennijärjestelmä käsittää: - sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään (1535), joka on konstruoitu liimaamalla metallointi kääntyvän saranasar-jan (1525) yhden tai useamman muoviosan päälle.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen antennijärjestelmä, joka käsittää lisäksi - etukoteloon konstruoidun näytön metallisuojuksen (1510); ja - liitäntäpolun kytkentäpään (1535) ja näytön metallisuojuk-sen välillä (1510), jolloin liitäntäpolku on valittu ryhmästä, joka koostuu tasavirran (DC) sisältävästä suorasta kosketuksesta, RF-liitännästä ja vaihtovirtaradiotaajuusliitän-nästä.

10. Antennijärjestelmä (300), joka on tarkoitettu käytettäväksi viestintälaitteessa (100), jossa on etukotelo (1515), takakotelo (1520) ja etukotelon ja takakotelon väliin kytketty kääntyvä saranasarja (1525), tunnettu siitä, että antennijärjestelmä käsittää: sähkömagneettisen säteilijän ja kytkentäpään (1535), joka on konstruoitu liimaamalla metallointi muuta kuin metallia ole- van koristelinssin (1505) päälle, jolloin muuta kuin metallia oleva koristelinssi on kytketty kääntyvään saranasar-j aan.