一种天线装置转让专利
申请号 : CN02828145.4
文献号 : CN1620739B
文献日 : 2010-04-07
发明人 : C·-G·布洛姆 , E·维斯兰德
申请人 : 珀洛斯股份有限公司
摘要 :
一种天线装置具有至少一个天线件(3)，其带有设置在固定件(23)上的两个发射件(4，5)。固定件可以是单独单元，但也可以与蜂窝或移动电话的壳体(1)整体形成。为了提供优良的天线性能和简单的阻抗适配性，发射件(21)平行连接，并设计成具有延伸表面，其形状密切符合壳体内表面的形状。一实施例设有外发射件，其具有位于天线件(3)附近的连接部分，以便实现外发射件(7)与天线件(3)的电容性/电感性连接。
权利要求 :
1.一种移动无线通讯装置的天线装置，设计成可在至少两个频带下工作，包括第一天线件(3)，其连接到所述移动无线通讯装置的电路，所述第一天线件(3)至少带有第一发射件(4)和第二发射件(5)，所述发射件具有延伸表面，其形状符合容纳移动无线通讯装置的壳体(1)内密切相邻部分的形状，其特征在于：所述壳体(1)的上形成壁(14)的下面具有向所述壳体内突出的壁(13)，所述第一天线件(3)固定到所述壳体的上形成壁内侧和向所述壳体内突出的壁之间的空间，或者直接设置到装置壳体的内表面，所述天线装置还包括在一带中整体形成的第二天线件(7)，第二天线件大部分设置在所述壳体(1)的外面，并具有连接部分(16，17，19，20)，该连接部分延伸通过所述壳体上的孔(12)或者固定到所述壳体上的一固定部分(11)，以物理地邻近所述第一天线件(3)，以便与所述第一天线件形成电容性/电感性的连接。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线件(3)设置在固定机构上或其内，且所述固定机构设置成所述壳体(1)的整体部分。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线件位于紧靠所述壳体(1)的上形成壁(14)下面的区域，其纵向位于所述壳体的宽度方向。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线件(3)设置在固定机构上或固定机构内，所述固定机构设置成可插入所述壳体(1)的单独单元，至少在所述单独单元的设有发射件并面对所述壳体的内部的表面上具有符合所述壳体(1)的内部形状的设计。
5.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线件(3)的发射件设置在所述壳体材料内部。
6.根据权利要求2或4所述的天线装置，其特征在于，所述第二天线件(15，18)的连接部分(17，20)至少部分绕所述第一天线件(3)延伸。
7.根据权利要求2或4所述的天线装置，其特征在于，所述连接部分(16，17)是所述第二天线件(15)的端部。
8.根据权利要求2或4所述的天线装置，其特征在于，所述连接部分(19，20)是所述第二天线件(18)的中部。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种移动无线通讯装置，即所谓的蜂窝或移动电话，的天线装置，其设计成可在至少两个频带下工作，其至少包括连接到移动电话电路的第一天线件。
背景技术
移动电话的小型化已经取得很大进展，允许移动电话天线使用的空间已非常有限。另外，出于美观的目的，正在尝试避免天线突出于移动电话装置壳体的外面。这对天线的性能带来影响，一方面因为天线的发射件就是装置本身，另一方面因为天线接近使用者的头部。
提高天线性能的一个方法是使用伸缩拉杆天线，但是至少在移动电话使用的低频带，即使拉杆天线设计成四分之一波长，天线在装置壳体内也难以有足够的空间。这是因为，比如在GSM频带，天线长度要求在大约80毫米。这将要求复杂的机械解决方案来实现这种天线的整体设置。
现有技术的许多天线具有的阻抗大大偏离标准的50欧姆。这表明天线和移动电话的电路之间要应用匹配电路，考虑到成本和考虑到天线的性能，不希望采用匹配电路。
提高天线性能的一个方法是使用伸缩拉杆天线，但是至少在移动电话使用的低频带，即使拉杆天线设计成四分之一波长，天线在装置壳体内也难以有足够的空间。这是因为，比如在GSM频带，天线长度要求在大约80毫米。这将要求复杂的机械解决方案来实现这种天线的整体设置。
现有技术的许多天线具有的阻抗大大偏离标准的50欧姆。这表明天线和移动电话的电路之间要应用匹配电路，考虑到成本和考虑到天线的性能，不希望采用匹配电路。
发明内容
为实现本发明的目的，本发明提出一种引言部分所介绍类型的天线设计，在不需要增加移动电话的装置壳体的尺寸的条件下，可使天线性能有很大改善。为了实现所述目的，本发明还提出了一种天线装置，可避免现有技术的天线的固有缺点。最后，为了实现所述目的，本发明提出了一种天线装置，其结构简单，制造成本低，有助于提高与移动电话电路的阻抗适配性。
构成本发明的基础的这些目的的实现是通过使引言部分介绍类型的天线具有下面的特征，其第一天线件至少具有带延伸表面的第一和第二发射件，延伸表面的形状符合容纳移动电话的壳体的内部相邻件的形状。
本发明提出了一种移动无线通讯装置，所谓的蜂窝或移动电话，的天线装置，设计成可在至少两个频带下工作，包括至少一个第一天线件，其连接到所述移动电话的电路，所述第一天线件至少带有第一发射件和第二发射件，所述发射件具有延伸表面，其形状符合容纳移动电话的壳体内密切相邻部分的形状，其特征在于：所述壳体的上形成壁的下面具有向所述壳体内突出的壁，所述第一天线件固定到所述壳体的上形成壁内侧和所述壁之间的空间，或者直接设置到装置壳体的内表面，所述天线装置还包括在一带中整体形成的第二天线件，第二天线件大部分设置在所述壳体的外面，并具有连接部分，该连接部分延伸通过所述壳体上的孔或者固定到一固定部分，以物理地邻近所述第一天线件，以便与所述第一天线件形成电容性/电感性的连接。
构成本发明的基础的这些目的的实现是通过使引言部分介绍类型的天线具有下面的特征，其第一天线件至少具有带延伸表面的第一和第二发射件，延伸表面的形状符合容纳移动电话的壳体的内部相邻件的形状。
本发明提出了一种移动无线通讯装置，所谓的蜂窝或移动电话，的天线装置，设计成可在至少两个频带下工作，包括至少一个第一天线件，其连接到所述移动电话的电路，所述第一天线件至少带有第一发射件和第二发射件，所述发射件具有延伸表面，其形状符合容纳移动电话的壳体内密切相邻部分的形状，其特征在于：所述壳体的上形成壁的下面具有向所述壳体内突出的壁，所述第一天线件固定到所述壳体的上形成壁内侧和所述壁之间的空间，或者直接设置到装置壳体的内表面，所述天线装置还包括在一带中整体形成的第二天线件，第二天线件大部分设置在所述壳体的外面，并具有连接部分，该连接部分延伸通过所述壳体上的孔或者固定到一固定部分，以物理地邻近所述第一天线件，以便与所述第一天线件形成电容性/电感性的连接。
附图说明
下面将参考附图，对本发明进行更详细的介绍。附图中：
图1是可带有腕带或颈带的移动电话的上部的第一实施例的分解透视图；
图2是与图1对应的透视图，元件处于安装好的状态；
图3示意性地显示了第一实施例的移动电话的内部永久天线和外部天线之间的结合；
图4是与图3对应的改进的实施例的视图；
图5是与图3对应的另一改进的实施例的视图；
图6是与图3对应的又一改进的实施例的视图；
图7是根据本发明的天线的第二实施例的透视图；
图8是图7的天线的第二透视图；
图9是图7和图8天线的两个发射件的第一可选连接方式；
图10是图7和图8天线的两个发射件的第二可选连接方式；
图11是图7和图8天线的两个发射件的第三可选连接方式。
图1是可带有腕带或颈带的移动电话的上部的第一实施例的分解透视图；
图2是与图1对应的透视图，元件处于安装好的状态；
图3示意性地显示了第一实施例的移动电话的内部永久天线和外部天线之间的结合；
图4是与图3对应的改进的实施例的视图；
图5是与图3对应的另一改进的实施例的视图；
图6是与图3对应的又一改进的实施例的视图；
图7是根据本发明的天线的第二实施例的透视图；
图8是图7的天线的第二透视图；
图9是图7和图8天线的两个发射件的第一可选连接方式；
图10是图7和图8天线的两个发射件的第二可选连接方式；
图11是图7和图8天线的两个发射件的第三可选连接方式。
具体实施方式
图1中，标记1代表蜂窝或移动电话装置的壳体的上部。该壳体可以是内壳体，在这种情况下属于移动电话的机械支撑部分；也可以是外壳体，基本为了实现美观性。在壳体内部，设有电路板2，带有装置的电路。第一天线件3，具有内部或永久天线3的形式，设有两个发射件4，5，例如长发射件设计成弯曲状，其尺寸加工成可用于GSM频带(880到960MHz)；而短发射件5，在图示的实施例中，是杆状天线，其尺寸加工成可用于DCS或PCS频带，或用于两个频带(分别为1710到1880MHz，和1850到1990MHz)。
发射件4和5通过中间的连接件21互相连接，实现了发射件的平行电连接，从而使阻抗降低到低水平，使特定的匹配电路极大地减小。发射件具有公用的馈入点6，其电连接到两个发射件，同时电连接到电路板2的电路。在两个发射件4和5之间设有绝缘体，比如空气，玻璃、适当的塑料材料等。内部天线3的尺寸设置成，至少在接收条件很好或正常的环境中，单独就具有满意的功能。
第一天线件3可通过固定机构，在此实施例中是装置壳体1的整体形成件，来设置和定位固定。在图示实施例中，固定机构由壳体1的上端壁的内侧14和从壳体内侧突出的壁13构成。换句话，天线件可互锁地紧密固定连接到壳体的内侧14。
除了电连接发射件4和5，连接件21实现了发射件4和5的沿连接件纵向的分离，发射件的位置非常接近相邻的内表面，即壳体1的背部的后表面22。
图1和图2清楚显示，两个发射件4和5的形状是弧形，这个形状非常符合壳体的相邻内表面的形状。
外部天线7可设置在腕带、颈带或移动电话的类似附件上或与其一起或整体形成。从而可将外部天线7看作附件，这样可极大地改进天线性能，这在接收条件不是那么令人满意的地方非常重要。例如，为了示例性地说明外部天线7，使用了颈带，具有第一部分8和第二部分9，在眼孔10处合拢到一起。眼孔可固定到装置壳体1上的固定部分11，接近内部天线3。图1未清楚地显示出外部天线是具有柔性的金属导体，其尺寸设置成，当其靠近内部天线3时，可通过电容性/电感性的方式连接到内部天线，可以半波方式工作在发射件4设定的频率范围内，最高可在发射件5设定的频率范围内以全波方式工作。在单独的示例中，外部天线7的金属导体可以是带柔性的薄金属线。
图1和2清楚地显示出，装置壳体1的内部，在固定部分11的下面，设有包围细长通孔12的周壁13。在周壁13的上侧和装置壳体的下侧或内侧14之间形成空间，如上所述，其尺寸可通过机械方式来保持内部天线3。图2清楚地显示出天线3如何设置在这个空间内，其形状适合和依照壳体1的内表面14和22。细长的通孔12预定用于带有部分8和9的颈带的替代物，如腕带。
图3和4显示了一个实施例，其中在外部天线7设有单个导体15，如果内部天线3作为第一天线件，导体15构成了第二天线件。导体15具有端部区或连接部分16，位于第一天线件的附近。连接部分16和第一天线件之间的距离应当保持在0.01到0.03波长的量级。图3的实施例对应于图1和图2中的外部天线7的金属导体的两个部分8、9中只有一个的情况。
图4显示了类似的实施例，只有一个导体15，其构成第二天线件。在这个实施例中，连接部分17具有不同的形状，并至少部分围绕第一天线件3延伸。对于图1和2的实施例，这表示颈带或腕带穿过直接通过壳体1的通孔12。
图5显示了一实施例，其中两个或双导体18用作第二天线件。这表明图1和图2中颈带或腕带的第一部分8和第二部分9各自对应于双导体18的相应部分。两个部分之间的结合区域构成第二天线件的连接部分19。该实施例对应于图1和2的外部天线件7固定到装置壳体的固定部分11的实施例。
图6显示了类似的实施例，其中外部天线7固定到装置壳体的通孔12，第二天线件的连接部分20至少部分围绕第一天线延伸。
在图1中，内部天线，即第一天线件，已经显示出是片状金属材料通过蚀刻制成的天线。这不是必然的要求，但内部天线件3可用双侧面的电路板、固定到塑料或其他适当材料制成的适当形状的载体或中介物上的柔性膜片、或载体的金属化层、壳体的固定机构或内侧来制造。此外，第一天线件可以是螺旋天线，设置成其纵向近似平行装置壳体的宽度方向。第一天线件也可以采用其他结构。
根据本发明，可以使装置壳体1的最上部成为可脱开部分，可卡入装置壳体的其余部分的适当位置。在这样的实施例中，固定件11的相应部分位于此额外单元，该单元也容纳第一天线件的对应件。
孔12的对应部分既可设置在额外单元或设置在与装置壳体的连接部分，还可设置在装置壳体本身。除了第一天线件3位于额外单元内，装置壳体内还可设置额外的天线机构。
在图1和图2的实施例中，天线件3通过固定件固定到壳体1的内部，固定件设计成装置壳体的整体部分。在所介绍的实施例中，固定件通过中间机械互锁接合来固定天线件。在另一实施例中，固定件是装置的壳体1的整体部分，天线件3的发射件直接设置到装置壳体1的内表面。因此发射件的延伸表面适合和依照壳体1的内部结构。
对于结构的变化，只要发射件能够设置到壳体材料内部就可以接受。
图7和8显示了带有固定件23的一个实施例，固定件设计成单独的单元，可插入壳体1的内部。固定件23的设计使其至少部分表面连接到相邻壳体1对应的内部表面，或根据该表面形成。
在所示的实施例中，固定件23(见图8)具有开口内部空腔，电路板2可插入其中，如箭头24所示。结果是，固定件23和电路板2连接到一起形成可插入壳体1内部的单元。
图中清楚地显示出，固定件23设有接触件25，用于与电路板2的对应接触机构26相接触。当固定件23的接触件25与设置在固定件的发射件27和28连通时，可看到发射件以非常简单的方式连接到设置在电路板2的电路。
在所示的实施例中，具有弯曲或曲折形状导体的两个发射件27和28，在特定实施例中导体可设置在固定件23的柔性膜29上。
图7和8所显示的两个发射件27和28中，发射件27还可以设计成第一发射件，而发射件28可以设计成第二发射件。
第一发射件27具有第一表面部分30和第二表面部分31，基本位于两个不同的平面上，两个平面互相相交，如图所示，近似直角相交。第一表面部分30设置成密切靠近壳体1的内侧表面，而第二表面部分31设置成密切靠近壳体1内侧的上端表面14。两个表面部分30和31之间的过渡区是圆弧区，在带有柔性膜29的实施例中，只有一个圆弧区。
相应地，第二发射件28具有表面部分32，基本位于与上述第一和第二平面相交的第三平面，最好如图所示以直角相交。
第一发射件27的第一部分30沿虚线33显示的纵向延伸，第二发射件28的纵向用虚线34表示。在图示实施例中，虚线33和34互相以直角相交。本发明还包括第二虚线34根据箭头35转动的实施例，两个虚线33和34之间的角度小于90°，例如，在大约45°。通过这样变化的实施例，第二发射件28将升高，如接近移动电话的上端和进一步离开电路。
接触件25具有馈电部分36，在图7和图8所示的实施例中，连接到两个发射件27和28的端部。图9中显示出是两个发射件的纯电平行连接部分。
图10显示了两个发射件27和28的可选连接方式，很明显第一发射件27的一端直接连接到接触件25，而第二发射件28的馈电端连接到第一发射件的两端之间，但最好靠近连接到接触件25的那一端。
图11显示了与图10相反的情况，其中第二发射件28的一端直接连接到接触件25，而第一发射件27的一端连接到第二发射件28的两端之间，但最好靠近连接到接触件25的那个端部。
在图7到11所示的所有实施例中，两个发射件27和28都有一个自由端。
在图7到11所示实施例中，第一发射件27，较长的发射件，可设计成四分之一波长谐振和半波谐振，例如GSM频带的四分之一谐振和DCS-或PCS-频带的半波谐振；而第二发射件28，较短的发射件，可设计成DCS频带的四分之一谐振，在这种情况下，如果DCS频带的设定对于较短和较长发射件不是完全相同，较高频范围的频带宽度将增加。
发射件4和5通过中间的连接件21互相连接，实现了发射件的平行电连接，从而使阻抗降低到低水平，使特定的匹配电路极大地减小。发射件具有公用的馈入点6，其电连接到两个发射件，同时电连接到电路板2的电路。在两个发射件4和5之间设有绝缘体，比如空气，玻璃、适当的塑料材料等。内部天线3的尺寸设置成，至少在接收条件很好或正常的环境中，单独就具有满意的功能。
第一天线件3可通过固定机构，在此实施例中是装置壳体1的整体形成件，来设置和定位固定。在图示实施例中，固定机构由壳体1的上端壁的内侧14和从壳体内侧突出的壁13构成。换句话，天线件可互锁地紧密固定连接到壳体的内侧14。
除了电连接发射件4和5，连接件21实现了发射件4和5的沿连接件纵向的分离，发射件的位置非常接近相邻的内表面，即壳体1的背部的后表面22。
图1和图2清楚显示，两个发射件4和5的形状是弧形，这个形状非常符合壳体的相邻内表面的形状。
外部天线7可设置在腕带、颈带或移动电话的类似附件上或与其一起或整体形成。从而可将外部天线7看作附件，这样可极大地改进天线性能，这在接收条件不是那么令人满意的地方非常重要。例如，为了示例性地说明外部天线7，使用了颈带，具有第一部分8和第二部分9，在眼孔10处合拢到一起。眼孔可固定到装置壳体1上的固定部分11，接近内部天线3。图1未清楚地显示出外部天线是具有柔性的金属导体，其尺寸设置成，当其靠近内部天线3时，可通过电容性/电感性的方式连接到内部天线，可以半波方式工作在发射件4设定的频率范围内，最高可在发射件5设定的频率范围内以全波方式工作。在单独的示例中，外部天线7的金属导体可以是带柔性的薄金属线。
图1和2清楚地显示出，装置壳体1的内部，在固定部分11的下面，设有包围细长通孔12的周壁13。在周壁13的上侧和装置壳体的下侧或内侧14之间形成空间，如上所述，其尺寸可通过机械方式来保持内部天线3。图2清楚地显示出天线3如何设置在这个空间内，其形状适合和依照壳体1的内表面14和22。细长的通孔12预定用于带有部分8和9的颈带的替代物，如腕带。
图3和4显示了一个实施例，其中在外部天线7设有单个导体15，如果内部天线3作为第一天线件，导体15构成了第二天线件。导体15具有端部区或连接部分16，位于第一天线件的附近。连接部分16和第一天线件之间的距离应当保持在0.01到0.03波长的量级。图3的实施例对应于图1和图2中的外部天线7的金属导体的两个部分8、9中只有一个的情况。
图4显示了类似的实施例，只有一个导体15，其构成第二天线件。在这个实施例中，连接部分17具有不同的形状，并至少部分围绕第一天线件3延伸。对于图1和2的实施例，这表示颈带或腕带穿过直接通过壳体1的通孔12。
图5显示了一实施例，其中两个或双导体18用作第二天线件。这表明图1和图2中颈带或腕带的第一部分8和第二部分9各自对应于双导体18的相应部分。两个部分之间的结合区域构成第二天线件的连接部分19。该实施例对应于图1和2的外部天线件7固定到装置壳体的固定部分11的实施例。
图6显示了类似的实施例，其中外部天线7固定到装置壳体的通孔12，第二天线件的连接部分20至少部分围绕第一天线延伸。
在图1中，内部天线，即第一天线件，已经显示出是片状金属材料通过蚀刻制成的天线。这不是必然的要求，但内部天线件3可用双侧面的电路板、固定到塑料或其他适当材料制成的适当形状的载体或中介物上的柔性膜片、或载体的金属化层、壳体的固定机构或内侧来制造。此外，第一天线件可以是螺旋天线，设置成其纵向近似平行装置壳体的宽度方向。第一天线件也可以采用其他结构。
根据本发明，可以使装置壳体1的最上部成为可脱开部分，可卡入装置壳体的其余部分的适当位置。在这样的实施例中，固定件11的相应部分位于此额外单元，该单元也容纳第一天线件的对应件。
孔12的对应部分既可设置在额外单元或设置在与装置壳体的连接部分，还可设置在装置壳体本身。除了第一天线件3位于额外单元内，装置壳体内还可设置额外的天线机构。
在图1和图2的实施例中，天线件3通过固定件固定到壳体1的内部，固定件设计成装置壳体的整体部分。在所介绍的实施例中，固定件通过中间机械互锁接合来固定天线件。在另一实施例中，固定件是装置的壳体1的整体部分，天线件3的发射件直接设置到装置壳体1的内表面。因此发射件的延伸表面适合和依照壳体1的内部结构。
对于结构的变化，只要发射件能够设置到壳体材料内部就可以接受。
图7和8显示了带有固定件23的一个实施例，固定件设计成单独的单元，可插入壳体1的内部。固定件23的设计使其至少部分表面连接到相邻壳体1对应的内部表面，或根据该表面形成。
在所示的实施例中，固定件23(见图8)具有开口内部空腔，电路板2可插入其中，如箭头24所示。结果是，固定件23和电路板2连接到一起形成可插入壳体1内部的单元。
图中清楚地显示出，固定件23设有接触件25，用于与电路板2的对应接触机构26相接触。当固定件23的接触件25与设置在固定件的发射件27和28连通时，可看到发射件以非常简单的方式连接到设置在电路板2的电路。
在所示的实施例中，具有弯曲或曲折形状导体的两个发射件27和28，在特定实施例中导体可设置在固定件23的柔性膜29上。
图7和8所显示的两个发射件27和28中，发射件27还可以设计成第一发射件，而发射件28可以设计成第二发射件。
第一发射件27具有第一表面部分30和第二表面部分31，基本位于两个不同的平面上，两个平面互相相交，如图所示，近似直角相交。第一表面部分30设置成密切靠近壳体1的内侧表面，而第二表面部分31设置成密切靠近壳体1内侧的上端表面14。两个表面部分30和31之间的过渡区是圆弧区，在带有柔性膜29的实施例中，只有一个圆弧区。
相应地，第二发射件28具有表面部分32，基本位于与上述第一和第二平面相交的第三平面，最好如图所示以直角相交。
第一发射件27的第一部分30沿虚线33显示的纵向延伸，第二发射件28的纵向用虚线34表示。在图示实施例中，虚线33和34互相以直角相交。本发明还包括第二虚线34根据箭头35转动的实施例，两个虚线33和34之间的角度小于90°，例如，在大约45°。通过这样变化的实施例，第二发射件28将升高，如接近移动电话的上端和进一步离开电路。
接触件25具有馈电部分36，在图7和图8所示的实施例中，连接到两个发射件27和28的端部。图9中显示出是两个发射件的纯电平行连接部分。
图10显示了两个发射件27和28的可选连接方式，很明显第一发射件27的一端直接连接到接触件25，而第二发射件28的馈电端连接到第一发射件的两端之间，但最好靠近连接到接触件25的那一端。
图11显示了与图10相反的情况，其中第二发射件28的一端直接连接到接触件25，而第一发射件27的一端连接到第二发射件28的两端之间，但最好靠近连接到接触件25的那个端部。
在图7到11所示的所有实施例中，两个发射件27和28都有一个自由端。
在图7到11所示实施例中，第一发射件27，较长的发射件，可设计成四分之一波长谐振和半波谐振，例如GSM频带的四分之一谐振和DCS-或PCS-频带的半波谐振；而第二发射件28，较短的发射件，可设计成DCS频带的四分之一谐振，在这种情况下，如果DCS频带的设定对于较短和较长发射件不是完全相同，较高频范围的频带宽度将增加。