MXPA97001854A - Dispositivo de comunicaciones inalambricas con conmutador accionado por antena - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de comunicaciones inalámbricas (20) proporciona un estado de adaptación entre un circuito de radio (28) y un montaje de antena (26) tanto en su posición retraída como en su posición extendida y lo hace con un diseño elegante que aumenta la confiabilidad y factibilidad de fabricación reduciendo el número y complejidad de componentes y partes mecánicas móviles. Un circuito adaptador (30) que está

Description

DISPOSITIVO DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS CON CONMUTADOR ACCIONADO POR ANTENA Campo de la Invención Esta invención se relaciona en general con el campo de las comunicaciones inalámbricas y más particularmente con un dispositivo de comunicaciones inalámbricas. Aunque la invención tiene una amplia gama de aplicaciones, es especialmente adecuada para su uso en un radioteléfono manual y se describe en particular en relación con él.

Antecedentes de la Invención Los radioteléfonos que tienen una antena compuesta retráctil son conocidos en el arte. La Solicitud de Patente Canadiense, Publicación No. 2.036.677 describe un radioteléfono que tiene una antena extensible que puede recibir señales tanto en la posición extendida como en la posición retraída. Esta solicitud, sin embargo, no enfrenta el desequilibrio de impedancia de la antena en sus respectivas posiciones extendida y retraída, ni da una solución para proporcionar un estado de adaptación entre el transceptor y la antena.

Esta solicitud de patente, asi igual que la Patente Estadounidense No. 5.177.492 describe también mecanismos de montaje de antena de varilla montados en el gabinete del radioteléfono, que agarran la antena de varilla para sostenerla en una posición extendida o en una posición retraída. Las antenas compuestas usadas en los mecanismos son relativamente rígidas en el punto donde una hélice se conecta con la varilla, ya que la unión de la varilla y la hélice es también el punto que está acoplado eléctricamente con el terminal de alimentación de radio cuando la antena está en posición retraída. En consecuencia, estos elementos presentan el problema de que se dañan fácilmente en la unión cuando se deja caer el radioteléfono.

Debido a que las antenas compuestas retráctiles suelen tener un elemento de antena lineal flexible largo, se necesita guiar a este elemento hacia el interior del radioteléfono. Se conoce el uso de un cilindro formado fuera del gabinete para guiar al elemento de antena lineal, tal como se describe en la Patente Estadounidense No. 5.177.492. Esta técnica tiene la desventaja de que aumenta el volumen y peso del radioteléfono. Otra técnica conocida es montar un tubo tipo vara en el gabinete. Esta técnica tiene la desventaja de que se necesita un paso de ensamblado específico para el gabinete, que de lo contrario no sería necesario. Otra técnica conocida es montar el tubo tipo vara en el panel de circuitos que ya tiene muchos pasos de ensamblado asociados con él. Esta técnica tiene la desventaja de que es necesario agregar y ensamblar componentes de sujeción adicionales con el panel de circuitos, específicamente con el propósito de sostener la vara, con panel de circuitos ya sobrecargado.

Existen también radioteléfonos conocidos, como los descriptos en la Patente Estadounidense No. 5.374.937 que tienen una antena extensible que usa un circuito adaptador único y un primer terminal de alimentación para acoplar un circuito interno a la antena en la posición extendida, y luego derivar el circuito adaptador en la posición retraída acoplando el circuito interno a la antena en la posición retraída por medio de un segundo terminal de alimentación colocado a una distancia del primer terminal de alimentación. Esta técnica tiene la desventaja de que se necesitan dos terminales de alimentación. También tiene la desventaja de que la porción de antena entre los dos terminales de alimentación radian dentro del gabinete, posiblemente interfiriendo con los componentes eléctricos sensibles colocados dentro del gabinete.

Los radioteléfonos que tienen una antena compuesta retráctil y un circuito adaptador de impedancia variable y terminal de alimentación único son conocidos en el arte. Un ejemplo de esos radioteléfonos se describe en la Patente Estadounidense No. 5.335.368 y otro está incorporado en el Modelo No. TZ-820B provisto por NEC. Este último radioteléfono tiene un circuito adaptador de impedancia variable acoplado con la antena, donde el circuito adaptador consiste en dos trayectorias paralelas de circuito, cada trayectoria tiene una reactancia única. Estas disposiciones de circuitos se muestran en la Fig.l. Las trayectorias paralelas de un circuito adaptador 10, que tiene componentes reactivos Li, L2 y C, se seleccionan como respuesta a la posición de una antena 12 para adaptar la impedancia de la antena 12 a la impedancia del conector coaxial 14. La selección se hace con un conmutador de dos polos y de dos direcciones 16 colocado de manera tal que el conmutador es dirigido por el extremo inferior de la antena 12 forzando contactos mecánicos, S, de una posición normalmente abierta a una posición cerrada mientras la antena 12 es movida de la posición extendida, .mostrada en líneas llenas, a la posición retraída mostrada en líneas punteadas. La antena 12 se mantiene en sus respectivas posiciones con un elemento de soporte 22 montado en un gabinete 24 del radioteléfono, y es guiada por un tuvo conductor 20. El elemento de soporte 22 funciona también para acoplar eléctricamente el conmutador con la antena. Además de necesitar un conmutador y un circuito adaptador de múltiples trayectorias, se .necesita una impedancia final 18 acoplada entre la tierra y un extremo de la antena 12, y el tubo conductor conectado a tierra 20, para proporcionar la adaptación en la posición retraída.

Esta técnica de adaptación no es adecuada para todos los radioteléfonos manuales. Por ejemplo, se necesitan componentes adicionales en el circuito adaptador para proporcionar los dos estados de conexión para la adaptación; y se necesita un conmutador relativamente voluminoso para crear los estados de conexión. Estos componentes adicionales aumentan el tamaño del radioteléfono, lo cual puede ser una desventaja cuando los los radioteléfonos se están volviendo más pequeños.

Asimismo, el conmutador aumenta la probabilidad de una mala conexión en la trayectoria de la señal de transmisión y recepción sensible. Tiene también la desventaja de que se necesita una impedancia final y tubo conductor adicionales.

Se necesita entonces un radioteléfono manual que proporcione un estado de adaptación entre el transceptor y la antena compuesta retráctil en ambas posiciones, y que lo haga con un diseño elegante que aumente la confiabilidad y factibilidad de fabricación reduciendo el número y complejidad de los componentes y partes mecánicas móviles. Se necesita asimismo un radioteléfono manual que no se dañe fácilmente cuando caiga sobre el punto donde la varilla se une a la hélice.

Asimismo, se necesita un radioteléfono que tenga un conmutador que pueda ser accionado por la posición de la antena retráctil del radioteléfono y reduzca al mínimo el agregado de partes mecánicas para conmutación en la trayectoria de la señal desde la antena al transceptor.

Breve Descripción de las Figuras La Fig.l es un esquema eléctrico general de la disposición de un circuito adaptador convencional. La Fig.2 es un esquema eléctrico general de una primera realización de un radioteléfono configurado de acuerdo con la invención. La Fig.3 es una vista en elevación del lado derecho de una segunda realización de un radioteléfono configurado de acuerdo con la ivención, con un corte parcial que muestra ciertos componentes internos del radioteléfono.

La Fig.4 es una vista en perspectiva de frente, de abajo y del lado derecho de un panel de circuitos, terminales y un montaje de antena del radioteléfono mostrado en la Fig.3. La Fig.5 es un corte transversal de la antena y el cojinete mostrados en la Fig.4. La Fig.6 es una vista en elevación de frente, parcial del panel de circuitos, un terminal de alimentación y porciones del montaje de antena mostrado en la Fig.4, cuando la antena está en posición extendida. La Fig.7 un corte transversal parcial del panel de circuitos, un terminal de tierra y porciones del montaje de antena mostrado en la Fig. , con la antena en posición retraída. Las Figs.8 y 9 son cortes transversales parciales del panel de circuitos, un terminal de alimentación y porciones del montaje de antena mostrado en las Figs.3 y 4, cuando la antena está en posición extendida o retraída, respectivamente . La Fig.10 es un esquema eléctrico general de la tercera realización de un radioteléfono configurado de acuerdo con la invención. La Fig.11 es un esquema eléctrico general de la cuarta realización de la invención de un radioteléfono configurado de acuerdo con la invención.

Descripción Detallada de las Realizaciones Preferidas El dispositivo de comunicaciones inalámbricas descripto aquí ofrece ventajas sobre los radioteléfonos manuales conocidos ya que proporciona un estado de adaptación entre el circuito de radio y la antena compuesta retráctil tanto en la posición extendida como en la posición retraída, y lo hace con un diseño que reduce la complejidad del circuito y conmutador de adaptación.

Estas ventajas sobre los radioteléfonos convencionales son principalmente ofrecidas por un circuito adaptador único, un terminal de alimentación único y un conmutador que produce cortocircuito o deriva el circuito adaptador.

En términos generales, cuando la antena está en posición extendida, el conmutador está abierto y por lo tanto el circuito adaptador está acoplado en serie entre el montaje de antena y el circuito de radio. En esta configuración, el circuito adaptador funciona para adaptar la impedancia alta del montaje de antena (400 a 600 oh s) a la impedancia del circuito de radio (50 ohms) . A la inversa, cuando la antena está en posición retraída, el conmutador está cerrado y por lo tanto se deriva el circuito adaptador y éste no cumple una función de adaptación, o se lo deriva y reconecta en paralelo con la antena para contribuir a cumplir una función de adaptación.

Como se ilustra en la Fig.2, en una realización configurada de acuerdo con la invención, un dispositivo de comunicación inalámbrica, ej . un radioteléfono 20, incluye un gabinete 22, un panel de circuitos 24, un montaje de antena 26, un circuito de radio 28, un circuito adaptador 30, un conmutador 32, un plano de tierra 34, un terminal de alimentación 36 y un terminal de tierra 38 conectado a tierra. El panel de circuitos 24 está colocado dentro del gabinete 22, y el circuito de radio 28, el circuito adaptador 30, el conmutador 32, el plano de tierra 34, el terminal de alimentación 36 y el terminal de tierra 38 pueden colocarse sobre un panel de circuitos 24.

El montaje de antena 26 incluye un cojinete 40 y una antena, ej . una antena compuesta 42 que tiene una primera porción de antena, ej . una bobina 44 y una segunda porción de antena, ej . por lo menos una porción de la varilla 46. La primera porción de antena es transportada por la segunda porción de antena y puede estar eléctricamente acoplada, ej . por contacto eléctrico continuo a la segunda porción de antena. El cojinete 40 puede estar fijo al gabinete 22, y la antena compuesta 42 es móvil dentro del gabinete 40 desde una posición retraída como se muestra en la Fig.2, a una posición extendida.

En la posición extendida la primera porción de antena está ubicada afuera del gabinete y la segunda porción de antena está ubicada afuera del gabinete. Asimismo, un primer punto de acoplamiento 45, ej . el extremo inferior de la segunda porción de antena, está eléctricamente acoplado, ej . en contacto eléctrico continuo con el terminal de alimentación 36. En la posición retraída, la primera porción de antena está ubicada afuera del gabinete 22, y la segunda porción de antena está ubicada dentro del gabinete 22 y estrecha proximidad al plano de tierra 34. Asimismo, el terminal de alimentación 36 está eléctricamente acoplado, ej . en contacto eléctrico continuo, con un segundo punto de acoplamiento 47 de la antena, ej . el extremo inferior de la primera porción de antena y el terminal de tierra 38 está eléctricamente acoplado, ej . en contacto eléctrico continuo, con el primer punto de acoplamiento 45.

La antena compuesta 42 tiene muchos parámetros representativos de la posición de la antena compuesta 42. Por ejemplo, la ubicación física de la antena compuesta 42 con respecto al gabinete 22 o al terminal de alimentación 38, la impedancia eléctrica de la antena compuesta 42 o la intensidad de la señal eléctrica que recibe la antena compuesta 42.

El circuito de radio 28 peude ser, por ej . un duplexor, un transmisor, un receptor, un modulador, un desmodulador, o trazas que conectan los componentes del circuito de radio 28 o alguna combinación de estos componentes y trazas.

El circuito adaptador 30 está conectado entre el terminal de alimentación 36 y el circuito de radio 28. El circuito adaptador 30 puede ser, por ej . un circuito conectado T con capacitor C en un brazo, un inductor Li en el otro brazo y un inductor conectado a tierra L2 en el mástil.

El conmutador 32 está eléctricamente conectado entre el terminal de alimentación 36 y el circuito de radio 28 en una configuración paralela al circuito adaptador 30. El conmutador 32 opera para cambiar de estado en respuesta a una variación predeterminada del parámetro de la antena, por lo cual el conmutador 32 puede definir o disponer nuevamente el circuito adaptador 30 cuando el conmutador 32 cambia el estado. Cuando el conmutador 32 está en un estado, el circuito de radio 28 se acopla directamente con el terminal de alimentación 36 y en paralelo con el circuito adaptador reconfigurado. Cuando el conmutador 32 está en otro estado, el circuito de radio 28 se acopla con el terminal de alimentación 36 a través del circuito adaptador 30.

Aunque el conmutador 32 y él circuito adaptador 30 se muestran como componentes separados en la Fig.2, el conmutador 32 puede ser un subcomponente del circuito adaptador 30 o un subcomponente de otros componentes del radioteléfono 20.

El conmutador 32 puede incluir, por ej . un conmutador de un solo polo y de una sola dirección. El conmutador 32 puede incluir también un sensor 48, o el sensor puede estar en el exterior del conmutador 32. El sensor 48 detecta una variación predeterminada del parámetro de la antena. El sensor 48 puede ser, por ej . el brazo del conmutador de un solo polo y de una sola dirección que normalmente está abierto cuando la antena está extendida y se mueve mecánicamente hacia la posición cerrada por un contacto físico con el extremo inferior de la segunda porción de antena. Por consiguiente, el parámetro es la posición de la antena retráctil con respecto al gabinete 22 o al terminal 36 y la variación predeterminada es el movimiento ha la posición que mueve el conmutador a la posición cerrada. Alternativamente, puede ser, por ej . un sensor de proximidad que que mide la ubicación de la antena, un indicador de señal de intensidad relativa que mide la intensidad de la señal recibida por la antena compuesta 42 o un puente de impedancia que mide la impedancia de la antena compuesta 42. En cada alternativa, el sensor emite una señal de control al conmutador 32 y el conmutador 32 puede cambiar de estado en respuesta a la señal de control.

Con respecto a las características eléctricas de la antena, la impedancia de la antena en posición extendida tiene una primera impedancia vista desde el terminal de alimentación 36. En la posición retraída, la antena tiene una segunda impedancia vista desde el terminal 36 que es la combinación en paralelo de la impedancia de la primera porción de antena y la segunda porción de antena. Asimismo, debido a que el conmutador está cerrado en la posición contraída, el circuito adaptador se conecta nuevamente y se acopla entre el terminal de alimentación 36 y tierra, colocándolo en conexión en paralelo con la primera porción de antena y la segunda porción de antena. En consecuencia, el circuito adaptador 30 puede elegirse no sólo para adaptarse a la primera impedancia de la antena cuando está en posición extendida a la impedancia del circuito de radio 28 (cuando el circuito adaptador 30 está en serie con el terminal de alimentación 36 y el circuito de radio 38), sino también para contribuir a la adaptación de la segunda impedancia de la antena cuando está en posición retraída a la impedancia del circuito de radio 28. Asimismo, un conocedor ordinario del arte apreciará que el conmutador puede estar en estado cerrado cuando la antena está en una primera posición, ej . extendida y en un estado abierto cuando la antena está en una segunda posición, ej . retraída y consiguientemente, el circuito adaptador está en paralelo cuando la antena está extendida y en serie cuando la antena está retraída.

La técnica para seleccionar la primera impedancia de la antena, la segunda impedancia de la antena y el circuito adaptador para adaptar la impedancia de la antena y también cuando se lo conecta nuevamente, para contribuir a adaptar la segunda impedancia de la antena, es fácil de comprender para un conocedor ordinario del arte. Por ejemplo, si se opta porque la antena compuesta tenga una longitud eléctrica de media longitud de onda, la primera impedancia en la posición extendida puede tener una escala de 400 ohms a 600 ohms en las frecuencias de operación. Si el circuito de radio 28 tiene una impedancia de 50 ohms, u otro valor característico del circuito de radio 28, puede seleccionarse el circuito adaptador 30 que adapte la primera impedancia de la antena a la impedancia del circuito de radio 28.

Asimismo, si la primera porción de antena es, por ej . la bobina 44 y un pequeño segmento de la varilla 46 elegido de manera que tenga una longitud eléctrica de un cuarto de longitud de onda, la primera porción de antena tendrá una primera impedancia de 50 ohms vista desde el terminal de alimentación 36 en ia posición retraída. Asimismo, si la segunda porción de antena es, por ejemplo el segmento restante de la varilla 46 elegido de manera que tenga una longitud eléctrica de un cuarto de longitud de onda, y está conectada a tierra a través del terminal de tierra 38 y colocada en estrecha proximidad con el plano de tierra 34, la segunda porción de antena aparecerá como un circuito abierto que tiene una impedancia que es por lo menos de un orden de magnitud mayor que la impedancia de la primera porción de antena. En consecuencia, la segunda impedancia de la antena en la posición retraída es la impedancia de la primera proción de antena sola, es decir 50 ohms. Esta impedancia de 50 ohms del circuito de radio 28 se adapta a la segunda impedancia de 50 ohms de la antena.

Por consiguiente, el circuito adaptador 30 nuevamente conectado es elegido de manera tal que no contribuye significativamente a la adaptación, ej . la impedancia del circuito adaptador nuevamente conectado puede tener una impedancia del orden de una magnitud mayor que la segunda impedancia.

Los expertos en el arte reconocerán que pueden introducirse diversas modificaciones y variaciones, además de las ya descriptas, en el radioteléfono de esta invención y en la estructura del radioteléfono sin apartarse del ámbito o espíritu de la invención. Como ejemplo, la demarcación entre la primera porción de antena y la segunda porción de antena puede definirse con un área donde el terminal de alimentación 36 se acopla con la antena en la posición retraída. Por consiguiente, la primera porción de antena puede ser cualquier parte de la varilla 46, o la totalidad de la varilla 46 y una parte de la bobina 44. Asimismo, la primera porción de antena y la segunda porción de antena pueden ser elementos radiadores de diferentes formas. Asimismo, pueden usarse otras configuraciones de conmutadores y un circuito adaptador que coloque al circuito adaptador en una configuración en serie con el circuito de radio y el terminal de alimentación en una configuración y que coloque al circuito adaptador en paralelo con la antena en otra configuración. Y, la segunda porción de antena, en lugar de tener una longitud eléctrica de un cuarto de longitud de onda, tener terminal en tierra y ubicada al lado de un plano de tierra, puede tener una longitud de onda diferente, terminar con una impedancia o estar rodeado por un tubo conductor que está en tierra. Asimismo, el contacto de alimentación y el cojinete pueden ser el mismo componente y el contacto de alimentación, el contacto a tierra o el conmutador pueden estar por ejemplo colocados sobre el gabinete o un componente dentro del gabinete.

Se hará ahora referencia en detalle a una segunda realización de un radioteléfono configurado de acuerdo con esta invención. Donde corresponde se usan los mismos números de referencia para evitar duplicación y descripción innecesaria de elementos similares ya mencionados y descriptos más arriba.

La Fig.3 es una vista en elevación del lado derecho del radioteléfono 20 configurado de acuerdo con esta invención, con un corte parcial que muestra ciertos componentes internos del radioteléfono. Esta figura ilustra, entre otras cosas, la relación física del montaje de antena 26 en la posición extendida y con respecto al gabinete 22 y al panel de circuitos 24 colocado en el gabinete 22. En esta realización, la antena del montaje de antena 26 incluye un elemento radiador lineal 58 y un elemento radiador helicoidal 56 transportado por un extremo del elemento radiador lineal 58. En la posición extendida, el elemento radiador heilicoidal 56 está ubicado completamente afuera del gabinete 22 y el elemento radiador lineal 58 está ubicado sustancialmente afuera del gabinete 22.

La Fig.4 es una vista en perspectiva del montaje de antena 26 en posición retraída, y resalta la configuración física del montaje de antena 26 en relación con el panel de circuitos 24, el terminal de alimentación 36 y el terminal de tierra 38. También se muestran como elementos opcionales del montaje de antena 26, un tubo 52 y un soporte de tubo 54 que está fijo al panel de circuito 24 y sostiene un extremo del tubo 52 en una posición fija. El otro extremo del tubo 52 es sostenido en posición fija por el terminal de tierra 38. Como se ve en la figura, el terminal de tierra 38 y el terminal de alimentación 36 están fijos cerca de un lado del panel de circuitos 24, en los extremos opuestos del lado. En la posición retraída, el terminal de tierra 38 establece contacto eléctrico y físico directo con la primera porción de la segunda porción de la antena, y el terminal de alimentación 36 establece contacto eléctrico y físico directo con la segunda porción de la segunda porción de la antena. Asimismo, el cojinete 40, que está fijo al gabinete 22 en esta realización, se muestra colocado al lado del terminal de alimentación 36.

El tubo 52 puede estar compuesto de material mal conductor, ej . plástico, y sirve para guiar a la antena de la posición extendida a la posición retraída, mientras la antena se mueve por el interior del tubo 52. Asimismo, el tubo 52 puede estar cubierto con un material conductor o puede estar compuesto totalmente de un material conductor y conectado a tierra. En esta configuración, el tubo 52 puede usarse para actuar sobre la primera porción de la antena visto desde el terminal de alimentación 36 de manera que aparece como una impedancia relativamente alta con respecto a la impedancia de la segunda porción de la antena.

La Fig.5 es un corte transversal de la antena y el cojinete mostrados en la Fig.4, que ilustra los detalles de la antena compuesta 42 para esta realización. El elemento radiador helicoidal 56 puede incluir la bobina 44. El elemento radiador lineal 58 puede incluir la varilla 46. Alternativamente, el elemento radiador helicoidal 56 y el elemento radiador lineal 58 pueden ser una combinación de elementos de antena de bobina y varilla. La bobina 44 está sujeta a un extremo de la varilla 46 por medio por ejemplo de una férula superior 64 que está engarzada a presión con la varilla 46 y soldada a un extremo de la bobina 44 en esta realización. Otro medio equivalente adecuado puede usarse para sujetar la bobina 44 a la varilla 46, ej . soldadura de puntos o soldadura de la bobina y la varilla; fijación o inserción a presión del extremo de la bobina en un cilindro formado en el extremo de la varilla o un orificio formado en el lado de la varilla; o uso del. material mal conductor para rodear con la bobina 44 a la varilla 46.

La férula inferior 70 está fija cerca del extremo o en el extremo de la varilla 46; y anillo 66 está fijo cerca del otro extremo de la varilla 46, en un lugar debajo de la bobina 44. La férula y el anillo pueden estar montados en forma fija en la varilla por engarce a presión o por algún otro medio adecuado. Este montaje físico proporciona también contacto eléctrico continuo de la férula 70 y el anillo 66 con la varilla 46. Por consiguiente, la férula inferior 70 sirve como un primer punto de acoplamiento en la antenay el anillo 66 sirve como un primer punto de acoplamiento en la antena. Asimismo, en esta realización en particular, la primera porción de antena se extiende desde el anillo 66 e incluye la bobina 44; y la segunda porción de antena se extiende desde el anillo 66 hasta el extremo de la varilla 46.

Esta disposición estructural en particular facilita la aplicación de un material mal conductor a las partes metálicas de la antena que no están destinadas a quedar expuestas, es decir por lo menos una porción de la férula inferior 70 y el anillo 66. Por ejemplo, la separación del segundo punto de acoplamiento, es decir el anillo 66, del medio para conectar la bobina 44 y la varilla 46, es decir la férula superior 64, permite la aplicación fácil de un revestimiento 62 a la bobina 44, al segmento de varilla 46 entre el anillo 66 y la férula superior 64, una porción del anillo 66, ej . por un proceso de moldeado por inyección. Además, una manga 68 puede aplicarse también a la porción restante de la varilla 46 por moldeado por inyección.

Aunque esta realización en particular muestra el anillo 66 y la férula 70 en contacto físico y eléctrico directo con la varilla 46, un material mal conductor o un material dieléctrico pueden serparar la férula y/o el anillo de la varilla 46, y por lo tanto estar acoplado capacitivamente con la varilla 46 y formar parte del punto de acoplamiento. Asimismo, la reactancia de este acoplamiento capacitivo puede considerarse como una parte de la impedancia de la antena vista desde el contacto de alimentación.

Asimismo, la separación del segundo punto de acoplamiento del medio para conexión por una distancia predeterminada, ej . el largo del cojinete 40, ofrece también la ventaja de eliminar la rigidez adicional provocada porque el segundo punto de acoplamiento está en el mismo punto que el medio para conexión. Esto ofrece una ventaja sobre los radioteléfonos conocidos que emplean una antena compuesta tal que, cuando la antena está retraída, se deja que el medio de conexión se doble, evitando así daños mecánicos en la unión cuando, por ej . se deja caer el radioteléfono y el suelo golpea al elemento radiador helicoidal 56 para aplicar una torsión al medio de conexión.

La Fig.6 es una vista en elevación de frente parcial del panel de circuitos 24, el terminal de alimentación 36 y las porciones del montaje de antena 26 mostrados en la Fig.4, cuando la antena está en posición extendida. La figura ilustra, entre otras cosas, el elemento del terminal de alimentación 36 no sólo eléctricamente acoplado con la antena en el primer punto de acoplamiento sino también sosteniendo la antena en posición extendida.

En particular, el primer punto de acoplamiento, ej . la férula inferior 70, tiene una primera sección con un primer espesor y una segunda sección con un segundo espesor que es mayor que el primer espesor. En esta realización en particular, el primer espesor es un primer diámetro de la punta de forma cilindrica 78 de la férula inferior 70 y el segundo espesor es un segundo diámetro de un aro 72 formado sobre, o fuera de, la férula inferior 70. (Véase también la Fig.5) . Aunque el aro 72 rodea a la férula inferior 70, la primera sección puede ser una protuberancia que sólo se extiende parcialmente alrededor de la férula inferior 70 o se extiende completamente alrededor como lo hace el aro 72.

El terminal de alimentación 36 que incluye por lo menos un elemento flexible, ej . dos elementos flexibles opuestos como las alas 74 que actúan como resortes de hoja. El por lo menos un elemento flexible puede ser también un dispositivo cargado con resorte. La antena puede moverse pasando por los elementos flexibles hacia y desde la posición extendida y la posición retraída, los elementos flexibles se mueven debido a las irregularidades en la forma de la antena, en una dirección perpendicular al movimiento de la antena. Las alas 74 aplican una fuerza creciente al ser empujadas hacia el exterior de la antena y son elásticas y actúan para volver a su positión en reposo. Un extremo inferior 76 del cojinete 40, que puede tener forma cilindrica, tiene un diámetro menor que el segundo diámetro, y por lo tanto limita el movimiento de la antena de la posición retraída a la posición extendida.

Asimismo, en su movimiento hacia la posición extendida, el aro 72 pasa a través de las alas 74 antes de la primera sección, el aumento y luego la disminución en la fuerza de resorte ejercida por las alas 74 mientras el aro 72 pasa por las alas 74 proprociona retroalimentación táctil o de retén al radioteléfono de que la antena está totalmente retraída. Una vez que el aro 72 pasa por las alas 74, las alas 74 se mueven hacia adentro para tomar contacto con la punta 78. En consecuencia, el aro 72 es manenido entre las alas 74 y un extremo inferior 76 del cojinete por la fuerza ejercida por las alas 74.

(El elemento marcado con el número de referencia 86 que aparece en la Fig.6 se explica en la descripción de la Fig.8) .

Un conocedor ordinario del arte puede apreciar que el medio para limitar el movimiento de la antena hacia la posición retraída puede alcanzarse por otros medios, por ej . un segundo aro formado sobre la antena; y que el cojinete no es necesario para que las alas 74 sostengan la antena. Por ejemplo, la férula inferior 70 puede formarse con un aro cóncavo a su alrededor y las alas 74 apoyadas sobre el aro cóncavo pueden sostener la antena en posición extendida.

La Fig.7 es un corte transversal del panel de circuitos 24, el terminal de tierra 38 y porciones del montaje de antena 26 mostradas en la Fig.4, cuando la antena está en posición retraída. La figura ilustra, entre otras cosas, el elemento del terminal de tierra 38 no sólo eléctricamente acoplado con la antena en el segundo punto de acoplamiento, sino también sosteniendo la antena en posición retraída y sosteniendo el tubo 52.

El terminal de tierra 38 incluye un elemento rígido 82 y un elemento flexible 80. Estos dos elementos pueden formarse íntegramente a partir de una sola lámina de metal o ser dos elementos individuales que constituyen el terminal de tierra 38. El elemento rígido 82 puede estar fijo al panel de circuitos 24, al igual que el elemento rígido 82 y el elemento rígido 82 puede moverse con respecto al elemento rígido 82. El elemento flexible 80 puede ser, por ej . un resorte de hoja o un dispositivo cargado con resorte, y puede moverse en una dirección perpendicular al elemento rígido. Cuando la antena se mueve de la posición extendida a la posición retraída la férula inferior 70 se mueve hacia el interior del terminal de tierra 38, y la férula inferior 70 fuerza al elemento flexible a moverse en una dirección perpendicular al movimiento de la antena.

La férula inferior 70 tiene una protuberancia formada sobre ella, ej . el aro 72 y, cuando la antena se mueve a la posición retraída, la protuberancia se desliza a través del elemento flexible 80, que traduce á una fuerza de resorte aumentada aplicada a la antena que el radioteléfono capta y puede observar así que está alcanzando su posición totalmente retraída. Una vez que la protuberancia abandona el elemento flexible 80, la fuerza ejercida sobre la antena se reduce, informando al usuario que se ha alcanzado la posición totalmente contraída. El elemento flexible 80 pasa a ejercer una fuerza contra el punto de acoplamiento en la posición totalmente retraída, y por lo tanto mantiene al primer punto de acoplamiento contra el elemento rígido 82.

Asimismo, el elemento rígido 82 tiene un extremo doblado hacia arriba 88 que inclina el extremo del tubo 52 cuando el tubo 52 se inserta en el terminal de tierra 38 durante el montaje. El extremo doblado hacia arriba 88 que presiona contra el extremo insertado del tubo 52 mantiene su extremo en su lugar. Por lo tanto, no se necesita un medio de sujeción por separado para sostener el extremo del tubo, ahorrando espacio en el panel de circuitos y facilitando el montaje .

Las Figs. 8 y 9 son cortes transversales parciales del panel de circuitos, un terminal de alimentación y porciones del montaje de antena mostradas en las Figs.3 y 4, cuando la antena está en posición extendida o retraída, respectivamente. Estas figuras ilustran, entre otras cosas, el elemento de un contacto de alimentación y conmutador integrados, que puede usarse como el conmutador 32 mostrado en la Fig.2.

El panel de circuitos 24 tiene una almohadilla 84 formada sobre él. La almohadilla 84 es una parte del conmutador. Esta almohadilla puede estar acoplada eléctricamente con, por ej . el circuito adaptador 30 o más particularmente con Li.

El terminal de alimentación 36 está fijo al panel de circuitos 24 y puede incluir un elemento cuyo movimiento responde operativamente a las posiciones físicas de la antena, ej . un brazo flexible 86 que actúa como resorte de hoja. El brazo flexible 86 y las alas 74 pueden formarse a partir de una sola lámina de metal usando técnicas de estampado conocidas. El brazo flexible 86 está colocado con respecto a la almohadilla 84 y forma otra parte del conmutador. El brazo flexible 86, o el terminal de alimentación 36, pueden estar eléctricamente acolpados, por ej . con el circuito adaptador 30 o más particularmente con C.

El brazo flexible 86 en su posición en reposo se proyecta sobre la trayectoria, de la antena en su movimiento hacia y desde la posición extendida y la posición retraída. Por consiguiente, en esta realización, el conmutador normalmente está abierto. Asimismo, está dispuesto debajo de las alas 74, de manera tal que cuando la antena está retraída, el conmutador normalmente está abierto. Existen otras configuraciones posibles. Por ejemplo, si el contacto eléctrico estuviera ubicado en el extremo opuesto del panel de circuitos, donde el terminal de tierra 38 está ubicado en la realización ilustrada, el conmutador se cerraría en la posición retraída.

Debido a que el brazo flexible 86 está colocado en la trayectoria de la antena, el elemento radiador lineal 58 entra en contacto con el brazo flexible 86 durante su movimiento desde la posición retraída y fuerza al brazo flexible 86 a entrar en contacto con la almohadilla 84. La Fig.9 ilustra el brazo flexible 86 tomando contacto con la almohadilla 84 para establecer contacto eléctrico continuo. En consecuencia, cuando la antena está en una de sus dos posiciones físicas, el brazo flexible 86 no está eléctricamente acoplado con la almohadilla 84 para colocar así al conmutador en posición abierta; y cuando la antena está en la otra de sus dos posiciones físicas, el brazo flexible 86 está eléctricamente acoplado con la almohadilla 84 para colocar así al conmutador en posición cerrada.

Asimismo, el brazo flexible 86 y el aro 66 están dispuestos de manera tal que están en contacto físico y eléctrico directo cuando la antena está en posición retraída. Por consiguiente, el terminal de alimentación 36 está eléctricamente acoplado con el segundo punto de acoplamiento.

Una tercera realización del radioteléfono se describirá ahora con referencia al esquema eléctrico general mostrado en la Fig.10. Cuando corresponda, se usarán los mismos números de referencia para evitar la duplicación y descripción innecesaria de elementos ya mencionados y descriptos arriba. Sólo las diferencias significativas de la tercera realización comparadas con la realización anteriormente descripta se discutirán de aquí en más.

La Fig.10 ilustra en particular una realización alternativa del conmutador 32. El conmutador 32 incluye un diodo 102 eléctricamente acoplado entre el terminal de alimentación 36 y el circuito de radio 28 y en configuración en paralelo con el circuito adaptador 30. El conmutador 32 incluye también un sensor 48 que incluye la varilla 46.

Una tensión de inclinación VB se aplica al cátodo del diodo 102 a través de un resistor 100. VB es negativa con respecto al potencial de tierra. Asimismo, los capacitores de bloqueo 106 y 108 están acoplados entre la tensión de inclinación y el circuito de radio 28 y la antena compuesta compuesta 42, respectivamente. Un inductor 104 está acoplado al diodo 102 en una configuración eléctrica en paralelo y está eléctricamente acoplado entre el terminal de alimentación 36 y el circuito de radio 28. Un capacitor de bloqueo 107 está acoplado en serie con el inductor 104. El capacitor de bloqueo 107 permite aplicar un potencial de corriente continua a través del diodo 102 sin tener corriente continua a través del inductor paralelo 104. En esta realización en particular, el aro 66 y la férula inferior 70 están en contacto eléctrico y físico directo Con la varilla conductor 46. (Véase Fig.5).

A continuación se describe la operación del conmutador 32.

Cuando la antena está extendida, el terminal de alimentación 36 establece contacto eléctrico y físico directo con la férula inferior 70. Los capacitores de bloqueo 106,107,108 bloquean la entrada de corriente continua al circuito de radio 28, la antena compuesta 42 y el inductor 104. Debido a que no existe una trayectoria eléctrica completa de VB a tierra, VB no inclina el diodo 102 hacia adelante.

Cuando la antena compuesta 42 se mueve hacia la posición totalmente retraída, el terminal de alimentación 36 establece contacto eléctrico y físico directo con el aro 66, y el terminal de tierra 38 hace contacto eléctrico y físico directo con la férula inferior 70. En consecuencia, la varilla 46 conecta en derivación el terminal de tierra 38 y el terminal de alimentación 36 para formar una trayectoria eléctrica completa desde VB a tierra. Una corriente continua circula de VB de valor relativamente negativo a través del terminal de tierra 38, la férula inferior 70, la varilla 46, el aro 66, el terminal de alimentación 36, el diodo 102 y el resistor 100. El resistor 100 determina la magnitud de la corriente continua que circula a través del diodo 102.

El diodo desviado hacia adelante 102 crea una trayectoria de baja resistencia que efectivamente deriva el inductor 104, y también deriva el circuito adaptador 30. La varilla 46 funciona como sensor para detectar la posición de la antena y hace que el diodo cambie de estado en respuesta a la posición detectada.

El efecto de las señales de radio en la inclinación del diodo y la selección de los componentes se descute a continuación.

Los valores de los capacitores de bloqueo 106,107,108 se eligen de manera tal que los capacitores de bloqueo aparezcan esencialmente como cortocircuitos en las radiofrecuencias .

En la posición extendida, el diodo inclinado rebatido 102 tiene una capacitancia parásita en las radiofrecuencias.

Para contrarrestar el efecto de la capacitancia parásita sobre la función de adaptación de impedancia del circuito adaptador 30, la inductancia del inductor 104 se elige de manera tal que la combinación en paralelo con la capacitancia parásita proporcione una trayectoria de impedancia alta con respecto a la trayectoria a través del circuito adaptador 30. La impedancia del resistor 100 se elige también de manera que proporcione una trayectoria de impedancia alta con respecto a la trayectoria a través del circuito adaptador 30 en las radiofrecuencias. Cuando se elige una ipedancia de resistor de valor bajo, puede usarse una inductancia o línea de transmisión en serie para proporcionar la impedancia relativa alta.

La recepción de las señales de radio genera un potencial en el terminal de alimentación 36 con una magnitud máxima de decenas de milivoltios. Cuando el diodo está inclinado hacia adelante cuando la antena está retraída, la baja tensión de la señal recibida no es suficientemente alta para superar la inclinación provista por VB.

El circuito de radio 28 genera una tensión en el orden de 30 voltios pico a pico cuando genera señales de radiofrecuencia para la transmisión. Cuando el diodo se inclina hacia adelante cuando la antena está retraída, la oscilación positiva importante de la señal de transmisión es mayor que la inclinación hacia adelante aplicada al diodo por VB. De todos modos, un diodo PIN tiene una capacidad de almacenamiento de carga importante cuando es inclinado, de manera que cuando se aplica una inclinación contraria momentánea cuando la señal oscila positivamente, el diodo pasa a conducir una corriente hacia adelante durante un corto período, suficientemente prolongado para que la señal de transmisión oscile negativamente y refuerce la inclinación hacia adelante provista por VB.

Cuando la antena está extendida, la oscilación de tensión positiva de la señal recibida o la oscilación de tensión negativa de la señal transmitida hace que el diodo 102 conduzca durante los primeros pocos ciclos, pero la oscilación de tensión en la dirección opuesta se bloquea. La tensión bloqueada desarrolla un potencial negativo a través del capacitor de bloqueo 108, que rápidamente inclina en la dirección contraria al diodo 102.

En la realización preferida, las radiofrecuencias son de 900 megahertz, el capacitor C es de 2 pF, Li es de 10 nH, L2 es de 15 nH, los capacitores de bloqueo son de 100 pF, el inductor 104 es de 33 nH, el resistor 100 es de 2 kilo-oh s y el diodo 102 es un diodo positivo-intrínseco-negativo (PIN) con una capacitancia dispersa de 1,2 pF y una resistencia a la inclinación hacia adelante de 0,2 a 0,5 ohms.

Esta realización del conmutador ofrece ventajas sobre los conmutadores accionados por antena que consisten en que no se agrega un sensor mecánico para captar la psoición de la antena, sino que en cambio se utiliza la propia antena para captar su propia posición y se reemplaza el conmutador mecánico con un diodo de estado sólido confiable y simple.

Una cuarta realización del radioteléfono se describirá ahora con referencia al esqema eléctrico general mostrado en la Fig.11. La Fig.11 particularmente ilustra una realización de alternativa del conmutador 32. Sólo las diferencias significativas entre la cuarta realización y la tercera realización se discutirán de aquí en más.

El conmutador 32 incluye no sólo un diodo 102 y una varilla 46, sino también un transistor 116. La fuente del transistor 116 está acoplada con resistor 100, la toma de corriente está acoplada con VB y la compuerta está acoplada con el terminal de alimentación 36 a través de un resistor 112. Un capacitor de bloqueo 110 está acoplado entre el resistor 112 y las tres trayectorias paralelas formadas por el inductor 104, el diodo 102 y el circuito adaptador 30. Otro resistor 114 está acoplado entre al compuerta y VB. El capacitor de bloqueo 108 no es necesario en esta realización.

Cuando la antena está extendida, el transistor 116 se desconecta y no hay trayectoria eléctrica para que la corriente continua circule desde VB. Cuando la antena está retraída, aparece un potencial positivo a través del resistor 114 para conectar el transistor 116, a través de una trayectoria eléctrica formado por VB de potencial negativo, el terminal de tierra 38, la varilla 46, el terminal de alimentación 36, el resistor 112 y el resistor 114. Los resistores 112,114 definen la circulación de corriente a través de la varilla 46.

Debido a que el transistor está conectado, una trayectoria eléctrica es formada por VB de potencial negativo, Li, L2 el diodo 102, el resistor 100 y el transistor 116. Por lo tanto, el diodo inclinado hacia adelante 102 deriva el circuito adaptador 30 cuando la antena está retraída.

Los expertos en el arte reconocerán que pueden introducirse diversas modificaciones y variaciones en la tercera y cuarta realizaciones de esta invención y en la estructura del conmutador sin apartarse del ámbito y espíritu de la invención. Como ejemplos, VB puede ser positiva con respecto al potencial de tierra, y el diodo puede 102 puede invertirse; el conmutador puede usarse para cambiar otros estados del radioteléfono en lugar de derivar el circuito adaptador; y otros contactos eléctricos además del contacto de alimentación y el contacto de tierra pueden establecer contacto eléctrico continuo con la varilla conductora en otros puntos además del aro y la férula inferior.

En resumen, se ha descripto un dispositivo de comunicaciones inalámbricas que proporciona un estado de adaptación entre un circuito de radio y una antena tanto en la posición retraída como en la posición extendida y que lo hace con un diseño elegante que aumenta la confiabilidad y factibilidad de fabricación reduciendo el número y complejidad de componentes y partes mecánicas móviles. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas es también resistente a los daños cuando se lo deja caer. Un circuito adaptador, que está configurado de acuerdo con un conmutador que responde a la posición de la antena proporciona estados de adaptación. Asimismo, el conmutador puede estar integrado como una parte de un terminal de alimentación o la antena de la radio.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de comunicaciones inalámbricas (20) caracterizado porque comprende: un diodo (102) ; una fuente de tensión (VB) acoplada al diodo; y caracterizado por una antena móvil hacia y desde una primera posición y una segunda posición, donde el movimiento de la antena completa una trayectoria eléctrica entre el diodo y la fuente de tensión.

2. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1 caracterizado porque la segunda posición es una posición retraída y el movimiento hacia la posición retraída completa la trayectoria eléctrica.

3. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1 caracterizado porque la fuente de tensión está orientada para inclinar hacia adelante el diodo cuando se completa la trayectoria eléctrica.

4. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1 caracterizado porque la fuente de tensión es una fuente de tensión de corriente continua.

5. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la trayectoria eléctrica entre el diodo y la fuente de tensión es la antena.

6. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque un circuito adaptador (30) está acoplado al diodo en una conexión en paralelo.

7. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado también por un circuito de radio (28) acoplado a la fuente de tensión en una conexión en paralelo.

8. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de la reivindicación 1 caracterizado por: un primer contacto (36) en donde el diodo está acoplado al primer contacto; un segundo contacto (38) en donde la fuente de tensión está acoplada al segundo contacto, el diodo y la . fuente de tensión están acoplados en una conexión en serie entre el primer contacto y el segundo contacto; caracterizado porque la primera posición es una posición extendida y la segunda posición es una posición retraída y al antena en la posición retraída establece contacto eléctrico continuo con el primer contacto y el segundo contacto para completar así la trayectoria eléctrica entre el diodo y la fuente de tensión.

9. El dispositivo de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado por: un transistor (116), acoplado entre la fuente de tensión y el diodo y que tiene una compuerta, la compuerta está acoplada con el primer contacto, en donde la antena en la posición retraída conecta el transistor.