KR100230707B1 - 재구성 가능한 정합 회로를 구비한 와이어리스 통신 디바이스 - Google Patents

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비센트 비.인그라시아
모토로라 인코포레이티드
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Abstract

와이어리스 통신 디바이스(20)는 수축 위치와 확장 위치 모두에서 무선 회로(28)와 안테나 어셈블리(26) 사이에 정합 상태를 제공하며, 구성 성분의 수와 복잡성을 감소시키고 기계 부품을 이동시킴으로써 신뢰성과 제조성을 향상시킨 세련된 설계를 제공한다. 정합 회로는 안테나 위치에 응답하는 스위치(32)에 따라서 재구성되며 정합 상태들을 제공한다.

Description

재구성 가능한 정합 회로를 구비한 와이어리스 통신 디바이스
본 발명은 일반적으로 와이어리스 통신 분야에 관한 것으로, 특히, 와이어리스 통신 디바이스에 관한 것이다. 본 발명이 광 범위한 애플리케이션에 적용되지만, 특히 핸드헬드 무선 전화(handheld radiotelephone)에서 사용되기에 적합하다.
수축 가능 복합 안테나를 갖는 무선 전화들을 본 기술 분야에서 공지된 것이다. 공개된 캐나다 특허 출원 제2,036,677호는 확장 위치 및 수축 위치에서 모두 신호들을 수신할 수 있는 확장 가능 안테나를 갖는 무선 전화에 대해 기술하고 있다. 그러나, 이 애플리케이션은 각각의 확장 위치 및 수축 위치에서의 안테나의 임피던스 불균형을 다루지 않거나, 또는 무선 트랜시버와 안테나 간의 정합 상태를 제공하기 위한 해결책을 다루지 않는다.
미국 특허 제5,177,492호 뿐만 아니라 이 특허 애플리케이션은 또한 확장 위치 또는 수축 위치에서 홀드하기 위해 로드 안테나를 잡는, 무선 전화 케이스에 부착된 로드 안테나 장착 메카니즘들에 대해 기술하고 있다. 안테나가 수축 위치에 있을 때 로드와 헬릭스의 접점은 무선 피드 단자에 전기적으로 결합되는 점이기 때문에, 이 메카니즘에서 사용된 복합 안테나들은 헬릭스를 로드에 결합시키는 경우 비교적 견고하다. 따라서, 무선 전화기가 떨어질 때 접점이 쉽게 손상될 수 있다는 문제점을 갖는다.
수축 가능 복합 안테나들이 통상 긴 가요성 선형 안테나 소자를 갖기 때문에, 이 소자는 무선 전화에 인도될 필요가 있다. 미국 특허 제5,177,492호에 기술되어 있는 바와 같이 선형 안테나 소자를 인도하기 위해 케이스 외부에 형성된 웰을 사용하는 것이 공지되어 있다. 이 기술은 무선 전화의 벌크 및 웨이트를 증가시키는 단점을 갖는다. 다른 공지된 기술은 케이스에 스트로형 튜브를 부착하는 것이다. 이 기술은 다른 경우에는 요구되지 않는 케이스에 대해 특정한 어셈블리 단계를 필요로 한다는 단점을 갖는다. 다른 공지된 기술은 그와 관련된 다수의 어셈블리 단계들을 이미 갖고 있는 회로판에 스트로형 튜브를 부착하는 것이다. 이 기술은 이미 꽉 들어찬 회로판에 스트로를 홀드하기 위해 회로판에 추가 및 어셈블될 추가의 잠금 구성 소자들을 필요로 한다는 단점을 갖는다.
또한 미국 특허 제5,374,937호에 기술된 바와 같이 확장 위치에서 안테나에 내부 회로를 결합시킨 후, 제1 피드 단자와 떨어져서 배치된 제2 피드 단자를 통해 수축 위치에서 안테나에 내부 회로를 결합시킴으로써 수축 위치에서 정합 회로를 바이패스하기 위해 단일 정합 회로 및 제1 피드 단자를 사용하는 확장 가능 안테나를 갖는 공지된 무선 전화가 있다. 이 기술은 2개의 피드 단자들을 필요로 하는 단점을 갖는다. 또한 2개의 피드 단자들 간의 안테나부가 하우징 내부로 방사하여, 하우징 내부에 배치된 감도 전기 구성 소자들을 간섭할 수 있다는 단점을 갖는다.
수축 가능 복합 안테나, 가변 임피던스 정합 회로와 단일 피드 단자를 갖는 무선 전화들은 본 기술 분야에 공지된 것이다. 이 공지된 무선 전화들의 일례는 미국 특허 제 5,335,368호에 기술되어 있고 다른 일례는 NEC 에 의해 제조된 Model No.TZ-820B 에 내장되어 있다. 이 후자의 무선 전화는 안테나에 결합된 가변 임피던스 정합 회로를 갖는다. 정합 회로는 2개의 병렬 회로 경로들로 구성되는데, 각각의 경로는 독특한 리액턴스를 갖는다. 이 회로 장치들은 도 1에 도시되어 있다. 리액티브 구성소자들 L1, L2및 C 를 갖는 정합 회로(10)의 병렬 회로 경로들은 동축 케넥터(14)의 임피던스에 안테나(12)의 임피던스를 일치시키기 위해 안테나(12)의 위치에 대응해서 선택된다. 안테나(12)가 실선으로 표시된 확장 위치로부터 점선으로 표시된 수축 위치로 이동됨에 따라 스위치가 기계적으로 접촉하게 하는 안테나(12)의 하부 단부에 의해 통상 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 되도록 장치된 복자-극편 더블-스로우(double-pole double-throw) 스위치(16)에 의해 선택은 이루어진다. 안테나(12)는 무선 전화의 하우징(22)에 부착된 홀딩 부재(22)에 의해 각각의 위치에서 홀드되고, 도전성 튜브(20)에 의해 인도된다. 홀딩 부재(22)는 스위치를 안테나에 적기적으로 결합시키도록 더 작용한다. 스위치와 다중 경로 정합 회로를 필요로 하는 것 외에, 접지와 안테나(12)의 한 단부 사이에서 결합된 종료 임피던스(18), 및 접지 결합 도전성 튜브(20)가 수축 위치의 정합을 위해 요구된다.
이 정합 기술은 모든 핸드헬드 무선 전화에 적합한 것은 아니다. 예를 들어, 정합의 2가지 접속 상태들을 제공하기 위해 정합 회로에 추가적인 구성 소자들을 필요로 하고, 접속 상태들을 이루기 위해 비교적 부피가 큰 스위치를 필요로 한다. 이 추가적인 구성 소자들은 무선 전화의 사이즈를 증가시켜서, 무선 전화가 소형화 되는데 핸디캡이 될 수 있다. 또한, 스위치는 감도 송신 및 수신 신호 경로에서의 오류 접속 가능성을 증가시킨다. 또한 추가적인 종료 임피던스 및 도전성 듀브를 필요로 한다는 단점을 갖는다.
따라서 확장 위치 및 수축 위치 모두에서 트랜시버와 수축 가능 복합 안테나간의 정합 상태를 제공하고, 구성 소자 및 이동성 기계 부품들의 수와 복잡성을 감소시킴으로써 신뢰성 및 제조성을 증가시키는 정교한 설계로 이루어진 핸드헬드 무선 전화가 필요하다. 또한 로드가 헬릭스에 결합되는 점에서 떨어질 때 쉽게 손상 되지 않는 핸드헬드 무선 전화가 필요하다.
도 1은 종래의 정합 회로 장치의 일반적인 전기 개략도.
도 2는 본 발명에 따라 구성된 무선 전화의 제1 실시예의 일반적인 전기 개략도.
도 3은 본 발명에 따라 구성된 무선 전화의 제2 실시예의 우측 입면도(일부 단면도는 무선 전화의 특정 내부 구성 소자들을 도시함).
도 4는 회로판, 단자들, 및 도 3에 도시된 무선 전화의 안테나 어셈블리의 정면, 하부 및 우측 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 안테나 및 부싱의 단면도.
도 6은 안테나가 확장 위치에 있을 때, 회로판, 피드 단자, 및 도 4에 도시된 안테나 어셈블리의 부분들의 단편적인 정면 입면도.
도 7은 안테나가 수축 위치에 있을 때, 회로판, 접지 단자, 및 도 4에 도시된 안테나 어셈블리의 부분들의 단편적인 단면도.
도 8 및 도 9는 각각, 안테나 확장 위치 또는 수축 위치에 있을 때, 회로판, 피드 단자, 및 도 3 및 4에 도시된 안테나 어셈블리의 부분들의 단편적인 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 와이어리스 통신 디바이스 26 : 안테나 어셈블리
28 : 무선 회로 30 : 정합 회로
32 : 스위치 36 : 피드 단자
38 : 접지 단자
본 명세서에 기술된 와이어리스 통신 디바이스는 확장 위치 및 수축 위치 모두에서 무선 회로와 수축 가능 복합 안테나 간의 정합 상태를 제공하고, 정합 회로와 스위치의 복잡성을 감소시키는 설계로 이루어진 공지된 핸드헬드 무선 전화에 대한 장점들을 제공한다.
종래의 무선 전화에 대한 장점들은 원래 단일 정합 회로, 단일 피드 단자, 및 정합 회로를 바이패스하거나 쇼트하는 스위치에 의해 제공된다.
일반적으로, 안테나가 확장 위치에 있을 때, 스위치는 개방되고, 따라서 정합회로는 안테나 어셈블리와 무선 회로 사이에서 직렬로 결합된다. 이 구성에서, 정합 회로는 안테나 어셈블리의 고 임피던스(약 400 내지 600Ω)를 무선 회로의 임피던스(약 50Ω)에 정합시키는 기능을 한다. 역으로, 안테나가 수축 위치에 있을 때, 스위치는 폐쇄되고, 따라서 정합 회로는 바이패스되고 정합 기능을 실행하지 않거나, 또는 바이패스되고 정합 기능 제공을 보조하기 위해 안테나에 병렬로 재접속된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 구성된 하나의 실시예에서, 와이어리스 통신 디바이스, 즉, 무선 전화(20)는 하우징(22); 회로판(24), 안테나 에셈블리(26), 무선 회로(28), 정합 회로(30), 스위치(32), 접지면(34), 피드 단자(36), 및 접지에 결합된 접지 단자(38)를 포함한다. 회로판(24)은 하우징(22) 내부에 배치되고, 무선 회로(28), 정합 회로(30), 스위치(32), 접지면(34), 피드 단자(36), 및 접지 단자(38) 회로판(24)에 배치될 수 있다.
안테나 에셈블리(26)는 부싱(40)과, 안테나, 즉 제1 안테나 부, 적어도 하나의 헬리코일(44) 및 제2 안테나 부, 즉, 적어도 하나의 로드(46)의 일부를 갖는 복합 안테나(42)를 포함한다. 제1 안테나 부는 제2 안테나 부에 의해 실행되고 다이렉트 전기 접촉에 의해 제2 안테나 부에 전기적으로 결합될 수 있다. 부싱(40)은 하우징(22)에 부착될 수 있고, 복합 안테나(42)는 부싱(40)내에서 도 2에 도시된 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 수 있다.
확장 위치에서, 제1 안테나 부는 하우징의 외부에 배치되고 제2 안테나 부는 실제로 하우징의 외부에 배치된다. 또한, 안테나의 제1 결합 로케이션(45),즉, 제2 안테나 부의 하부 단부는 예를 들어 다이렉트 전기 접촉으로 피드 단자(36)에 전기적으로 결합된다. 수축 위치에서, 제1 안테나 부는 실제로 하우징(22)의 외부에 배치되고, 제2 안테나 부는 하우징 내부에 접지면(34)에 근접해서 배치된다. 또한, 피드 단자(36)는 예를 들어 다이렉트 전기 접촉으로 안테나의 제2 결합 로케이션(47), 즉, 제1 안테나 부의 하부 단부에 전기적으로 결합되고, 접지 단자(38)는 예를 들어 다이렉트 전기 접촉으로 제1 결합 로케이션(45)에 전기적으로 결합된다.
복합 안테나(42)는 복합 안테나(42)의 위치를 나타내는 다수의 파라미터들을 갖는다. 예를 들면, 하우징(22) 또는 피드 단자(36)에 관한 복합 안테나(42)의 물리적인 로케이션, 복합 안테나(42)의 전기 임피던스, 또는 복합 안테나(42)가 수신하는 전기 신호의 강도가 있다.
무선 회로(28)는 예를 들면 듀플렉서, 송신기, 수신기, 변조기, 복조기, 또는 무선 회로(28)의 구성 소자들을 접속시키는 트레이스, 또는 구성 소자와 트래이스의 몇몇 결합물일 수 있다.
정합 회로(30)는 피드 단자(36)와 무선 회로(28) 사이에서 결합된다. 정합 회로(30)는 예를 들면 하나의 암에는 케패시터 C, 다른 암에는 인덕터 L1을 가지며 레그에는 종료 인덕터 L2를 갖는 T-접속 회로일 수 있다.
스위치(32)는 피드 단자(36)와 무선 회로(28) 사이에서 병렬 구성으로 정합 회로(30)에 전기적으로 결합된다. 스위치(32)는 안테나 파라미터의 선정된 변화에 응답해서 상태를 변경시키도록 동작함으로써 스위치(32)는 스위치(32)가 상태를 변경시킬 때 정합 회로(30)를 재정의하거나 재정렬할 수 있다. 스위치(32)가 하나의 상태에 있을 때, 무선 회로(28)는 재구성된 정합 회로와 병렬로 피드 단자(36)에 직접 결합된다. 스위치(32)가 다른 상태에 있을 때, 무선 호로(28)는 정합 회로(30)를 통해 피드 단자 (36)에 결합된다.
스위치(32)와 정합 회로(30)가 도 2의 개별적인 구성 소자들로서 도시되더라도, 스위치(32)는 정합 회로(30)의 부 구성 소자, 또는 무선 전화(20)의 다른 구성 소자의 부 구성 소자일 수 있다.
스위치(32)는 예를 들면 단극 단일-스로우(single-pole single-throw) 스위치를 포함할 수 있다. 스위치(32)가 또한 센서(48)를 포함하거나, 센서가 스위치(32)의 외부에 있을 수 있다. 센서(48)는 안테나의 파라미터의 선정된 변화를 검출한다. 센서(48)는 예를 들면 안테나가 확장될 때 정상적으로 개방되고, 제2 안테나 부의 하부 단부와의 물리적인 접촉에 의해 폐쇄 위치로 기계적으로 이동되는 단극 단일 스로우 스위치의 암일 수 있다. 따라서, 파라미터는 하우징(22) 또는 피드 단자(36)와 관련된 수축 가능 안테나 위치이고, 선정된 변화는 스위치를 폐쇄 위치로 이동시키는 위치로의 이동이다. 대안으로는, 예를 들면 안테나 로케이션을 측정하는 근접센서, 복합 안테나(42)에 의해 수신된 신호의 강도를 측정하는 상대 강도 신호 표시기, 또는 복합 안테나(42)의 임피던스를 측정하는 임피던스 브릿지일 수 있다. 각각의 대안에 있어서, 센서는 제어 신호를 스위치(32)에 송신하고, 스위치(32)는 제어 신호에 응답해서 상태를 변경시킬 수 있다.
안테나의 전기 특성에 관해서, 확장 위치에서 안테나의 임피던스는 피드 단자(36)로부터 관측된 제2 임피던스를 갖는다. 수축 위치에서, 안테나는 제1 안테나 부와 제2 안테나 부의 임피던스의 병렬 결합인 피드 단자(36)로부터 관측된 제2 임피던스를 갖는다. 더욱이, 스위치가 수축 위치에서 폐쇄되기 때문에, 정합 회로는 피드 단자(36)와 접지 사이에서 재접속 및 결합되어서, 제1 안테나 부와 제2 안테나 부에 병렬 접속된다. 따라서, 정합 회로(30)는 확장 위치에 있을 때(정합 회로(30)가 피드 단자(36)와 무선 회로(28)와 질렬일 때) 무선 회로(28)의 임피던스에 안테나의 제1 임피던스를 실제로 정합시킬 뿐만 아니라, 수축 위치에 있을 때 무선 회로(28)의 임피던스에 안테나의 제2 임피던스를 정합시키는 것을 보조하도록 선택될 수 있다. 또한, 본 기술 분야에 숙련된 자들은 안테나가 제1 위치, 즉, 확장 위치에 있을 때, 스위치는 폐쇄 상태일 수 있고, 안테나가 제2 위치, 즉, 수축 위치에 있을 때, 개방 상태일 수 있음을 안다. 이에 대응해서, 정합 회로는 안테나가 확장될 때 병렬이고 안테나가 수축될 때 직렬이다.
안테나의 제1 임피던스, 안테나의 제2 임피던스, 및 안테나의 제1 임피던스를 실제로 정합시키고, 또한 재구성될 때, 안테나의 제2 임피던스를 정합시키는 것을 보조하는 정합 회로를 선택하기 위한 기술은 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 쉽게 이해된다.
예를 들면 복합 안테나가 1/2 파장의 전기 길이를 갖도록 선택되면, 확장 위치의 제1 임피던스는 동작 주파수로 약 400Ω 내지 600Ω의 범위를 가질 수 있다. 무선회로(28)가 약 50Ω의 임피던스 또는 무선 회로(28)의 다른 값을 가지면, 정합 회로(30)는 안테나의 제1 임피던스를 무선 회로(28)의 임피던스에 실제로 정합하도록 선택될 수 있다.
또한, 제1 안테나 부가 예를 들어 1/4 파장의 전기 길이를 갖도록 선택된 헬리코일(44) 및 로드(46)의 소형 세그먼트이면, 제1 안테나 부는 수축 위치에서 피드 단자(36)로부터 관측된 약 50Ω의 제1 임피던스를 갖는다. 또한, 제2 안테나 부가 예를 들어 1/4 파장의 전기 길이를 갖도록 선택된 로드(46)의 나머지 세그먼트이고, 접지 단자(38)를 통해 접지 종료되고 접지면(34)에 근접하게 배치되면, 제2 안테나부는 제1 안테나 부의 임피던스 보다 적어도 큰 크기의 임피던스를 갖는 개방 회로로서 실제로 나타날 것이다. 따라서, 수축 위치에서의 안테나의 제2 임피던스는 실제로 제1 안테나 부 만의 임피던스, 즉, 약 50Ω이다. 이 무선 회로(28)의 50Ω임피던스는 안테나의 약 50Ω의 제2 임피던스와 실제로 일치한다.
따라서, 재접속 정합 회로(30)는 정합에 기여하지 않도록 선택된다. 예를 들면 재구성 정합 회로의 임피던스는 제2 임피던스 보다 큰 크기의 임피던스를 가질 수 있다.
본 기술 분야에 숙련된 자들은 이미 상술된 바 외에 다수의 변경 및 변화가 본 발명의 무선 전화에서 이루어질 수 있고 본 발명의 원리 및 범위를 벗어나지 않고 이 무선 전화의 구성이 이루어질 수 있음을 안다. 예를 들면 제1 안테나 부와 제2 안테나 부 간의 경계부는 피드 단자(36)가 수축 위치에서 안테나와 결합되는 영역으로 정의될 수 있다. 따라서, 제1 안테나 부는 로드(46)의 임의의 일부이거나, 또는 로드(46) 전체와 헬리코일(44)의 일부분일 수 있다. 또한, 제1 안테나 부와 제2 안테나 부는 서로 다른 형태의 방사 소자들일 수 있다. 또한, 무선 회로 및 피드 단자와 직렬 구성인 정합 회로를 하나의 구성으로 하고, 안테나와 병렬인 정합 회로를 다른 구성으로 하는 스위치와 정합 회로의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 그리고, 제2 안테나가 1/4 파장이고, 접지 종료되며 접지면에 인접하는 대신, 서로 다른 파장이고, 임피던스로 종료되거나, 또는 접지된 도전성 튜브에 의해 둘러싸일 수 있다. 또한, 피드 접촉부 및 부싱은 동일한 구성 소자일 수 있고, 피드 접촉부, 접지 접촉부, 또는 스위치는 예를 들면 하우징 상에 또는 하우징 내부의 구성 소자 상에 배치될 수 있다.
이제부터는 본 발명에 따라 구성된 무선 전화의 제2 실시예에 대해 상세하게 기술하겠다. 이미 언급되고 상술된 유사한 소자들에 대한 불필요한 반복 설명을 피하기 위해 동일한 참조 번호들을 사용했다.
도 3은 본 발명에 따라 구성된 무선 전화(20)의 우측 입면도로서, 일부 단면도는 무선 전화의 특정 내부 구성 소자들을 도시한 것이다. 무엇 보다 이 도면은 하우징(22)과 하우징(22)에 배치된 회로판(24)에 대한 확장 위치에서의 안테나 어셈 블리(26)의 물리적인 관계를 도시한 것이다. 이 실시예에서, 안테나 어셈블리(26)의 안테나는 선형 방사 소자(58)와 선형 방사 소자(58)단부에 의해 지탱되는 헬리컬 방사 소자(56)를 포함한다. 확장 위치에서, 헬리컬 방사 소자(56)는 완전히 하우징(22)의 외부에 배치되고, 선형 방사 소자(58)는 실제로 하우징(22)의 외부에 배치된다.
도 4는 회로판(24), 피드 단자(36), 접지 단자(38)와 관련된 안테나 어셈블리(26)의 물리적인 구성을 나타내는, 수축 위치에서의 안테나 어셈블리(26)의 사시도이다. 또한 안테나 어셈블리(26)의 옵션 구성 소자들로 튜브(52)와 회로판(24)에 부착 되어서 고정 위치에서 튜브(52)의 하나의 단부를 홀드하는 튜브 서포트(54)가 도시되어 있다. 튜브(52)의 다른 단부는 접지 단자(38)에 의해 고정 위치에서 홀드된다. 도시된 바와 같이, 접지 단자(38)와 피드 단자(36)는 사이드의 대향 단부들에서 회로판(24)의 한 사이드 근처에 부착된다. 수축 위치에서, 접지 단자(38)는 안테나의 제1 부와 제2 부를 직접 물리적으로 또한 전기적으로 접촉시키고, 피드 단자(36)는 안테나의 제2 부와 제2부를 직접 물리적으로 또한 전기적으로 접촉시킨다. 또한, 이 실시예에서, 하우징(22)에 부착된 부싱(40)은 피드 단자(36)와 인접해서 배치된 것으로 도시되어 있다.
튜브(52)는 비도전성 물질, 즉, 플라스틱으로 구성될 수 있고, 안테나가 튜브(52)의 내부를 통해 이동할 때 안테나를 확장 위치로부터 수축 위치로 인도하도록 작용한다. 또한, 튜브(52)는 도전성 물질로 코팅될 수 있거나 도전성 물질로 전체적으로 구성된 후 접지에 결합될 수 있다. 이 구성에서, 튜브(52)는 피드 단자(36)로 부터 관측된 안테나의 제1부에서 안테나의 제2 안테나 부의 임피던스에 비해 상대적으로 높은 임피던스가 나타나도록 하는데 사용될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 안테나 및 부싱의 단면도로서, 이 실시예의 복합 안테나(42)를 상세히 도시한 것이다. 헬리컬 방사 소자(56)는 헬리코일(44)을 포함할 수 있다. 선형 방사 소자(58)는 로드(46)를 포함할 수 있다. 대안으로, 헬리컬 방사 소자(56)와 선형 방사 소자(58)는 코일 및 로드 안테나 소자들의 결합물일 수 있다. 헬리코일(44)는 적합한 수단, 예를 들면 이 실시예에서처럼 로드(46)에 크림프되고 헬리코일(44)의 단부에 땜납된 상부 페룰(64)에 의해 로드(46)의 단부에 고정된다. 동등한 다른 적합한 수단은 예를 들면 코일을 로드에 스폿 용접(spot selding) 또는 땜납하거나; 로드 단부에 형성된 웰 또는 로드 사이드에 형성된 홀에 코일의 단부를 눌러서 끼우거나 삽입하거나 ; 또는 비도전성 물질을 사용하여 헬리코일(44)로 로드(46)를 둘러쌓아서 헬리코일(44)을 로드(46)에 고정시키는데 사용될 수 있다.
하부 페룰(70)은 로드(46) 단부 또는 근처에 부착되고, 칼라(66)는 헬리코일(44)의 하부에서 로드(46)의 다른 단부 또는 근처에 부착된다. 페룰 및 칼라는 크림핑 또는 몇몇 다른 적합한 수단에 의해 로드에 고정되게 부착될 수 있다. 이 물리적인 부착은 또한 하부 페룰(70)과 칼라(66)가 로드(46)와 직접적으로 전기적으로 결합되게 한다. 따라서 하부 페룰(70)은 안테나 상의 제1 결합 로케이션으로서 작용하고, 칼라(66)는 안테나 상의 제2 결합 로케이션으로서 작용한다. 또한, 이 특정 실시예에서, 제1 안테나 부는 헬리코일(44)을 포함하기 위해 칼라(66)로부터 확장하고, 제2 안테나 부는 칼라(66)로부터 로드(46)의 단부로 확장한다.
이 특성 구조 장치는 노출되지 않는 안테나의 금속 부들, 즉, 하부 페룰(70)과 칼라(66)의 적어도 일부에 대한 비도전성 물질의 애플리케이션을 용이하게 한다. 예를들어, 제2 결합 로케이션, 즉 칼라(66)를 헬리코일(44)과 로드(46)를 접속시키기 위한 수단, 즉, 상부 페룰(64)로부터 분리시키는 것은 주입 몰딩 프로세스에 의해 헬리코일(44), 칼라(66)와 상부 페롤(64) 사이의 로드(46) 세그먼트, 칼라(66)의 일부에 대한 코팅(62)의 용이한 애플리케이션을 가능하게 한다. 또한, 슬리브(68)가 주입 몰딩에 의해 로드(46)의 나머지 부분에 인가될 수 있다.
이 특정 실시예가 로드(46)에 직접 물리적 및 전기적으로 접촉되어 있는 칼라(66)와 하부 페룰(70)을 도시하더라도, 비도전성 물질 또는 유전 물질은 페룰 및 / 또는 칼라를 로드(46)로부터 분리시킬 수 있고, 로드(46)와 용량성 결합될 수 있고 결합 로케이션 파트를 형성할 수 있다. 또한, 용량성 결합의 리액턴스는 피드 접촉부로부터 관측된 안테나의 임피던스의 파트로서 생각될 수 있다.
또한, 선정된 거리, 즉, 부싱(40)의 길이만큼 접속용 수단으로부터 제2 결합 로케이션을 분리시키는 것은 접속용 수단과 동일한 점에 있는 제2 결합 로케이션에 의해 야기된 추가된 강도를 제거하는 장점을 제공한다. 이것은 안테나가 수축될 때 접속용 수단이 구부러짐으로써 예를 들어 무선 전화가 떨어질 대 접점에 대한 기계적인 손상을 방지하고, 접속용 수단에 토크를 인가하기 위해 헬리컬 방사 소자(56)를 스트라이크하는 복합 안테나를 사용하는 공지된 무선 전화에 대한 장점을 제공한다.
도 6은 안테나가 확장 위치에 있을 때, 회로판(24), 피드 단자(36), 및 도 4에 도시된 안테나 어셈블리(26)의 부분들의 단편적인 정면 입면도이다. 이 도면은 무엇 보다 제1 결합 로케이션에서 안테나와 전기적으로 결합되어 있을 뿐만 아니라 확장 위치에서 안테나를 홀딩하는 피드 단자(36)의 특징을 도시하고 있다.
특히, 제1 결합 로케이션, 즉, 하부 페룰(70)은 제1 두께를 갖는 제1 섹션과 제1 두께 보다 큰 제2 두께를 갖는 제2 섹션을 갖는다. 이 특정 실시예에서, 제1 두께는 하부 페룰(70)의 실린더형 팁(78)의 제1 직경이고, 제2 두께는 하부 페룰(70)상에 또는 외부에 형성된 링(72)의 제2 직경이다. (또한 도 5를 참조하라.) 링(72)이 하부 페룰(70)을 에워쌓더라도, 제1 섹션은 하부 페룰(70)의 주위에 부분적으로 확장하거나 링(72)과 같이 전체적으로 확장하는 벌지(bulge)일 수 있다.
피드 단자(36)는 적어도 하나의 가요성 부재, 즉, 립 스프링(leaf spring)으로 작용하는 윙(74 : wing)과 같은 2개의 대향 가요성 부재들을 포함한다. 적어도 하나의 가요성 부재는 또한 스프링 로드 디바이스일 수 있다. 안테나는 가요성 부재들을 지나 또한 확장 위치 및 수축 위치로 또한 상기 위치들로부터 이동할 수 있고, 가요성 부재들은 안테나 형태의 불규칙성으로 인해 안테나 이동과 실제로 수직인 방향으로 이동한다. 윙(74)은 안테나로부터 바깥으로 밀림에 따라 증가하는 힘을 인가하고, 탄력성 있고 레스팅(resting) 위치로 복귀하도록 작용한다. 실린더형 형태일 수 있는 부싱(40)의 하부 단부(76)는 제2 직경 보다 작은 직경을 가지며, 따라서 수축 위치로부터 확장 위치로의 안테나의 이동을 제한한다.
또한, 확장 위치로의 이동시, 링(72)은 제1 섹션 전에 윙(74)을 통과하고, 링(72)이 윙(74)을 통과함에 따라 윙(74)에 의해 인가되는 스프링 힘의 증가 및 감소는 안테나가 충분히 수축되는 무선 전화에 대한 촉각 또는 완화 피드백을 제공한다. 링(72)이 윙(74)을 통과한 후에, 윙(74)은 접촉 팁(78) 내부로 이동한다. 따라서, 링(72)은 윙(74)과 부싱의 하부 단부(76) 사이에서 윙(74)에 의해 인가된 힘으로 지탱된다.
(도 6에 도시된 참조 번호(86)으로 레이블된 아이템은 도 8에 대응하는 기술에서 설명된다.)
본 기술 분야에 숙련 된 자들은 수축 위치로의 안테나의 이동을 제한하는 수단은 다른 수단, 즉, 안테나 상에 형성된 제2 링에 의해 달성될 수 있고, 윙(74)이 안테나를 홀드하는데 부싱이 필요하지 않음을 안다. 예를 들어, 하부 페룰(70)은 오목 링으로 형성될 수 있고, 오목 링으로 레스팅하는 윙(74)은 확장 위치에서 안테나를 홀드할 수 있다.
도 7은 안테나가 수축 위치에 있을 때, 회로판(24), 접지 단자(38), 및 도 4에 도시된 안테나 어셈블리(26)의 부분들의 단편적인 단면도이다. 이 도면은 무엇 보다 제2 결합 로케이션에서 안테나와 전기적으로 결합되어 있을 뿐만 아니라 수축 위치에서 안테나를 홀딩하는 접지 단자(38)와 홀딩 튜브(52)의 특징을 도시하고 있다.
접지 단자(38)는 리지드 부재(82)와 가요성 부재(80)를 포함한다. 이 2개의 부재들은 단일 금속 시트로 일체로 형성될 수 있고, 접지 단자(38)를 구성하는 개별적인 2개의 소자들일 수 있다. 리지드 부재(82)는 회로판(24)에 부착될 수 있고, 리지드 부재(82) 뿐만 아니라 리지드 부재(82)는 리지드 부재(82)와 관련해서 이동할 수 있다. 예를 들어, 가요성 부재(80)는 립 스프링 또는 스프링 로드 디바이스일 수 있고, 리지드 부재와 실제로 수직인 방향으로 이동할 수 있다. 안테나가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 하부 페룰(70)은 접지 단자(38)로 이동하고, 하부 레룰(70)은 가요성 부재가 안테나 이동과 실제로 수직인 방향으로 이동하게 한다.
하부 페룰(70)은 벌지, 즉, 링(72)일 수 있고, 안테나가 수축 위치로 이동함에 따라, 벌지는 가요성 부재(80)를 가로질러 슬라이드하는데, 이것은 증가된 스프링 힘이 안테나에 인가되어 무선 전화가 감지하고 충분히 수축된 위치에 도달하고 있음을 알 수 있다. 벌지가 가요성 부재(80)를 클리어한 후에, 안테나 상의 힘은 감소되어서, 사용자에게 충분히 수축 위치에 도달됐음을 알려준다. 가요성 부재(80)는 계속해서 충분히 수축된 위치에서 결합 로케이션에 대항해서 힘을 인가함으로써, 리지드 부재(82)에 대항하여 제1 결합 로케이션을 홀딩한다.
또한, 리지드 부재(82)는 어셈블리 중에 튜브(52)가 접지 단자(38)에 삽입될 때 튜브(52)의 단부를 편향시키는 업턴 단부(88 : upturned end)를 갖는다. 튜브(52)의 삽입 단부에 대항하여 프레스한는 업턴 단부(88)는 이 단부를 제자리에서 홀드한다. 따라서, 개별 고정 수단이 튜브의 단부를 홀드하는데 필요하지 않기 때문에, 회로판의 스페이스를 절약하고 어셈블리를 용이하게 한다.
도 8 및 도 9는 각각, 안테나가 확장 위치 또는 수축 위치에 있을 때, 회로판, 피드 단자, 및 도3 및 도 4에 도시된 안테나 어셈블리의 부분들의 단편적인 단면도이다. 이 도면은 무엇 보다 통합 피드 접촉부와 도 2에 도시된 스위치(32)로서 사용될 수 있는 스위치의 특징을 도시한 것이다.
회로판(24)는 패드(84)를 갖는다. 패드(84)는 스위치의 한 부분이다. 이 패드는 예를 들면 정합 회로(30) 또는 특히 L1과 전기적으로 결합될 수 있다.
피드 단자(36)는 회로판(24)에 부착되고 안테나의 물리적인 위치에 응답해서 이동하는 부재, 즉, 립 스프링으로서 동작하는 가요성 암(86)을 포함할 수 있다. 가요성 암(86)과 윙(74)은 공지된 스탬핑 기술을 사용하여 단일 금속 시트로 형성될 수 있다. 가요성 암(86)은 패드(84)와 관련되어 배치되고 스위치의 다른 파트를 형성한다. 가요성 암(86), 또는 피드 단자(36)는 예를 들면 정합 회로(30) 또는 특히 C 와 전기적으로 결합될 수 있다.
레스팅 위치의 가요성 암(86)은 확장 위치 및 수축 위치로 또한 상기 위치들로부터의 이동시 안테나의 경로로 프로젝트한다. 따라서, 이 실시예에서, 스위치는 통상 개방되어 있다. 또한, 윙(74) 하부에 배치되어서, 안테나가 수축 위치에 있을때, 스위치는 통상 개방되어 있다. 다른 구성도 가능하다. 예를 들면 전기 접촉부가 회로판의 대향 단부에 배치되면, 도시된 실시예에서 접지 단자(38)가 배치되는 경우에, 스위치는 수축 위치에서 폐쇄된다.
가요성 암(86)이 안테나의 경로에 배치되기 때문에, 선형 방사 소자(58)는 수축 위치로부터의 이동 중에 가요성 암(86)과 접촉하고 가요성 암(86)이 패드(84)와 접촉하게 한다. 도 9는 다이렉트 전기 접촉을 위해 패드(84)와 접촉하는 가요성 암(86)을 도시한 것이다. 따라서, 안테나가 2개의 물리적인 위치 중 한 위치에 있을때, 가요성 암(86)은 패드(84)와 전기적으로 결합되지 않아서 스위치를 개방 위치에 있게 하고, 안테나가 안테나의 2개의 물리적인 위치 중 다른 위치에 있을 때, 가요성 암(86)은 패드(84)와 전기적으로 결합되어서 스위치를 폐쇄 위치에 있게 한다.
또한, 가요성 암(86)과 칼라(66)는 안테나가 수축 위치에 있을 때 직접 물리적으로 또한 전기적으로 접촉하도록 장치된다. 따라서, 피드 단자(36)는 제2 결합 로케이션과 전기적으로 결합된다.
요약하면, 수축 위치 및 확장 위치에서의 무선 회로와 안테나 간의 정합을 제공하고, 적합한 설계로 구성 소자들 및 이동형 기계 부품들의 수와 복잡성을 감소 시킴으로써 신뢰성 및 제조성을 증가시키는 와이어리스 통신 디바이스에 대해 기술 하였다. 와이어리스 통신 디바이스는 또한 떨어질 때 발생하는 손상을 방지한다. 안테나의 위치에 응답하는 스위치에 따라 재구성되는 정합 회로는 정합 상태들을 제공한다. 또한, 스위치는 피드 단자의 부분으로서 일체로 형성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 피드 단자(36); 상기 피드 단자에 상대적인 확장 위치와 수축 위치 사이에서 자유롭게 이동 가능하며, 상기 피드 단자와 전기적으로 결합되며, 안테나 위치를 나타내는 파라메터를 갖는 안테나(42); 무선 회로(28); 상기 피드 단자와 상기 무선 회로 사이에 결합된 정합 회로(30) ; 및 상기 피드 단자와 상기 무선 회로 (32)사이에서 상기 정합 회로와 병렬 구성으로 전기적으로 결합되며, 상기 파라메터의 소정 변동에 응답하여 상태를 변화시키도록 동작하며, 상태를 변화시킬 때에는 상기 정합 회로를 바이패스시키는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스(20),
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 위치를 나타내는 상기 파라메터가 상기 피드 단자에 상대적인 안테나 위치인 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위치가 개방 상태와 폐쇄 상태를 갖고, 상기 안테나가 확장 위치에 있는 경우에는 상기 스위치가 개방 상태에서 있는 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스위치가 단극 단일-스로우(single-pole single-throw)스위치인 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스위치가 일 상태에 있을 때에는 상기 무선 회로가 상기 피드 단자에 직접 결합되고, 상기 스위치가 다른 상태에 있을 때에는 상기 무선 회로가 상기 정합 회로를 통해 상기 피드 단자에 결합되는 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 정합 회로가 T 접속형 회로인 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 안테나가 제1 결합 로케이션을 포함하고, 상기 피드 단자가 상기 확장 위치에서 상기 제1 결합 로케이션(45)에 결합되고, 상기 안테나는 상기 제1 결합 로케이션에 결합된 상기 피드 단자에서 보아 상기 확장 위치에서 제1 임피던스를 갖고, 상기 정합 회로는 상기 제1 임피던스를 상기 안테나가 상기 확장 위치에 있를 때의 상기 무선 회로의 임피던스로 정합시키는 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 안테나가 제2 결합 로케이션을 포함하고, 상기 피드 단자가 상기 확장 위치에서 상기 제2 결합 로케이션(47)에 결합되고, 상기 안테나는 상기 제2 결합 로케이션에 결합된 상기 피드 단자에서 보아 제2 위치에서 제2 임피던스를 갖고, 상기 정합 회로는 상기 제2 임피던스를 상기 안테나가 상기 수축 위치에 있를 때의 상기 무선 회로의 임피던스로 정합시키는 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 결합 로케이션이 상기 안테나를 제2 안테나부와 제1 안테나부로 분할하고, 각 안테나부는 상기 제2 결합 로케이션에 결합된 상기 피드 단자에서 보아 임피던스를 갖고, 상기 제2 안테나부의 임피던스는 상기 제1 안테나부의 임피던스보다 더 큰 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 정합 회로가 제1 암, 제2 암, 및 레그를 구비한 T 접속형 회로이고, 상기 제1 암은 상기 스위치에 결합되고, 상기 제2 암은 상기 피드 단자에 결합되고, 상기 레그는 접지에 결합된 것을 특징으로 하는 와이어리스 통신 디바이스.
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