專利名稱：可伸縮天線總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及一種用于便攜或移動(dòng)無線電通訊設(shè)備的可手動(dòng)伸縮的天線，更具體說，涉及這樣一種可自動(dòng)伸出至使用位置的天線。
背景技術(shù)：
在便攜式移動(dòng)電話和其它可攜帶的無線電通訊儀器中，為最小化設(shè)備整體尺寸，防止使用時(shí)意外損傷天線，并減少使用者在使用時(shí)所處中磁場的強(qiáng)度，可伸縮的天線是最理想的并得到了廣泛應(yīng)用。通常，在便攜式無線電通訊產(chǎn)品尤其是移動(dòng)電話中，可伸縮天線是手動(dòng)伸出和縮回的。手動(dòng)伸出移動(dòng)電話的天線是一種“雙手”操作，因而麻煩不方便，特別是當(dāng)使用者手里已持有東西卻又急于接收打進(jìn)來的電話時(shí)。
電動(dòng)可伸縮天線一般用于車輛中，例如汽車。但是這種裝置不宜于應(yīng)用到便攜式儀器中，因?yàn)槠渌蟮尿?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較重，占據(jù)空間大，而且會(huì)減少電池的有效壽命。
在可伸縮天線盒中需要提供足夠的安放深度也是小型便攜式無線電通訊儀器所面臨的問題。通常有一個(gè)很小的垂直間隙使天線能縮回到其中，此時(shí)天線的長度通常大致等于或大于儀器本身的高度。這個(gè)問題隨著目前移動(dòng)電話越做越小而愈加突出。為了克服這個(gè)問題，一些電話使用一種彈性天線，該天線在縮回時(shí)彎曲在儀器的盒體內(nèi)，從而在伸出時(shí)能提供足夠的天線長度。
因此，理想的是有這樣一種便攜式無線電通訊儀器天線，即在不使用儀器時(shí)該天線靠一止動(dòng)銷或其它形式的鎖定機(jī)構(gòu)保持在縮回位置，而當(dāng)釋放該鎖定機(jī)構(gòu)后天線能自動(dòng)伸出。同時(shí)也希望一種天線總成使用時(shí)不要求電力拉出天線，緊湊輕量，而且結(jié)構(gòu)簡單制造便宜。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一方面，可伸縮天線總成包括一個(gè)裝在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)的天線，該主體結(jié)構(gòu)能在天線伸出時(shí)支持天線，在天線縮回時(shí)保護(hù)性地封裝天線。主體結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)向件，導(dǎo)向件具有在縮回狀態(tài)時(shí)容納天線的第一部分和與第一部分呈非線形布置的第二部分。壓縮彈簧位于第二導(dǎo)向件內(nèi)部，為天線提供一個(gè)偏動(dòng)力將天線推向伸出位置?？缮炜s天線總成還包括一個(gè)可選擇地維持天線于縮回狀態(tài)的裝置。
實(shí)施本發(fā)明的可伸縮天線總成的其它特征包括導(dǎo)向件，該導(dǎo)向件作為另一種選擇可以是主體結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)部通道或溝道，或者也可以是由主體結(jié)構(gòu)支撐的管件。
附圖簡要說明

圖1是實(shí)施本發(fā)明的可伸縮天線總成的示意圖，天線處于伸出位置；圖2是實(shí)施本發(fā)明的可伸縮天線總成的示意圖，天線處于縮回位置。
詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明的可伸縮天線系統(tǒng)10具有天線12，圖1示出了其伸出位置，圖2示出了其在主體結(jié)構(gòu)14內(nèi)的縮回位置。典型地，主體結(jié)構(gòu)14是可攜帶無線電通訊儀器如便攜電話或移動(dòng)電話的盒體或者是其框架的一部分，該主體結(jié)構(gòu)在天線12伸出時(shí)支持天線，在天線縮回時(shí)保護(hù)性地封裝天線。
重要的是，該可伸縮天線系統(tǒng)10還包括一導(dǎo)向件16，在優(yōu)選實(shí)施例中該導(dǎo)向件是一個(gè)用低摩擦、電絕緣的塑料材料如聚四氟乙烯(PTFE)或尼龍制成的小直徑彈性管。該導(dǎo)向件16有用于在天線12縮回時(shí)容納天線的第一部分18和用于封裝壓縮后的彈簧22的第二部分20。彈簧22與天線12的下端直接接觸，隨天線12縮回而相應(yīng)被壓縮。導(dǎo)向件16的第二部分20與其第一部分18呈非線形布置，可以采用位于盒體14內(nèi)部的任何二維或復(fù)雜的三維形狀。但是，如果天線12是非彈性的，導(dǎo)向件16的第一部分18應(yīng)與天線12在一條直線上布置，如附圖所示。而且，導(dǎo)向件16的第二部分20的彎曲半徑不應(yīng)過小，以致小于彈簧22的實(shí)際彎曲半徑，或者引起彈簧22與導(dǎo)向件16內(nèi)壁之間在伸出和縮回過程中的過度摩擦。
彈性導(dǎo)向件16最好借助一個(gè)或多個(gè)與盒體14鑄造成一體的止動(dòng)夾24固定在盒體14內(nèi)的理想位置。止動(dòng)夾24有一個(gè)略小于導(dǎo)向管16外徑的開口，而止動(dòng)夾的內(nèi)徑與導(dǎo)向管16外徑基本相同，這樣導(dǎo)向管16能卡入其位然后由止動(dòng)夾24固定。
作為另一種選擇，導(dǎo)向件16也可做成主體結(jié)構(gòu)14的內(nèi)部通道或者C-形開口溝道。無論采用獨(dú)立管道、內(nèi)部通道或管道中的任何一種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向件16的路線布置都可以利用電話或儀器盒體內(nèi)未使用的空間，從而不再需要附加容積，尤其是在垂直方向。
在圖示的例子中，彈簧22由一直徑0.008in(0.2mm)、抗剪彈性模量約120,000psi(82,700N/cm2)的鋼絲制成，外圈直徑為0.062in(1.6mm)，彈性系數(shù)為0.11lb/in(19.3N/m)。普遍應(yīng)用于移動(dòng)電話的典型的四分之一波長天線伸出長度約為3.5in(8.9cm)、重量約為0.02lb(9g)。理想的是，在天線12完全伸出時(shí)彈簧有足夠的偏置力作用在天線12上，以保證天線能保持在伸出位置，即，天線12在伸出時(shí)作用在其上的彈簧力要大于天線12的重量或質(zhì)量。這樣，彈簧22的自由長度或者說未壓縮長度最好大于伸出天線12所需長度，例如作用長度，或者說伸展長度約為4.0in(10.2cm)，使得彈簧22在天線完全伸出時(shí)還有0.5in(1.3)的保持壓縮長度。在圖示例子中，該保持壓縮的長度提供了一個(gè)0.055lb(0.24N)的偏置力，該力明顯大于上述天線12的典型質(zhì)量。
運(yùn)用彈簧設(shè)計(jì)領(lǐng)域公知的公式，可以得出，在上述圖示的例子中，彈簧22約有234圈，使得其完全壓縮，或者說基本壓成實(shí)體時(shí)的長度約為1.87in(4.75cm)，在完全伸展或者說自由時(shí)長度為5.87in(14.9cm)。這樣，導(dǎo)向件16全長約為6.0in(15.2cm)，其中緊挨導(dǎo)向件16的末端、第二部分的底部，有一部分例如約為0.1in(0.25mm)，該部分封閉，從而為彈簧22的末端提供一個(gè)反作用面。
實(shí)施本發(fā)明的可伸縮天線總成還包括一個(gè)可選擇地將天線12維持于圖2所示縮回位置的裝置26。在優(yōu)選實(shí)施例中，裝置26是一可滑動(dòng)的止動(dòng)銷28，該止動(dòng)銷有一端用于嚙合入在天線12外表面上形成的止動(dòng)器30中。當(dāng)天線12縮回時(shí)，止動(dòng)銷28移到右邊，如圖所示，于是嚙合入止動(dòng)器30中，因而將天線12鎖定在其縮回位置上，阻止天線12伸出直到將止動(dòng)銷從與止動(dòng)器30的嚙合狀態(tài)中移開。理想的是，該止動(dòng)銷28靠一彈簧，未示出，施加偏壓力壓向止動(dòng)器30，以防止意外的脫開嚙合引起天線12釋放和伸出。而且，通過把止動(dòng)銷28偏壓向天線12，止動(dòng)銷28將與天線表面保持持續(xù)接觸，若該止動(dòng)銷由導(dǎo)電材料制成，則可在天線12與儀器的信號(hào)處理電路之間提供一個(gè)適于傳輸信號(hào)的電連接32。
作為另一種選擇，可選擇地將天線12維持于縮回位置的裝置26也可以是其它鎖定結(jié)構(gòu)如金屬彈簧或塑料彈簧，或者也可機(jī)械連接到儀器上的翻開式蓋上，使天線12在儀器的蓋打開時(shí)能自動(dòng)伸出。而且，整個(gè)可伸縮天線總成12可制成“插入式”組件，包括一個(gè)或多個(gè)零件如天線12，壓縮彈簧22，導(dǎo)向管16(如果在主體結(jié)構(gòu)14內(nèi)未設(shè)有其它導(dǎo)向結(jié)構(gòu))，天線止動(dòng)銷28，以及電接頭或電連接器32。
在實(shí)際應(yīng)用中，通過將天線12推入導(dǎo)向件16的第一部分18內(nèi)來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)縮回天線12，于是彈簧22被壓進(jìn)導(dǎo)向件16的第二部分20內(nèi)。然后，止動(dòng)銷28，或者其它形式的鎖定機(jī)構(gòu)26，嵌入從而將天線12維持于縮回位置。釋放該鎖定機(jī)構(gòu)26后，天線12自動(dòng)伸出至伸出位置，從而在使用儀器的過程中，借助彈簧22所提供的偏置力天線可以被使用并保持在使用狀態(tài)。
盡管用實(shí)施例的方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以看出，對(duì)導(dǎo)向件16的結(jié)構(gòu)和材料、其它結(jié)構(gòu)形式、直徑以及壓縮彈簧22的彈簧系數(shù)和參數(shù)都可以作出多種變化，符合特定操作要求，都不超出本發(fā)明的范圍。同樣，鎖定機(jī)構(gòu)26也可以有不同于這里描述并圖示的結(jié)構(gòu)和布置形式。這些變化都落入下面權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)可以通過研究本說明書、附圖以及后附的權(quán)利要求書而得出。
權(quán)利要求
1.一種可伸縮天線總成，包括一天線，可在伸出位置和縮回位置之間移動(dòng)；一主體結(jié)構(gòu)，用于在天線處于所述伸出位置時(shí)支持所述天線，在天線處于所述縮回位置時(shí)保護(hù)性地封裝所述天線；一導(dǎo)向件，位于所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，具有第一部分和第二部分，其中第一部分的內(nèi)部用于可滑動(dòng)地容納所述天線的至少一部分，所述第二部分與所述第一部分相通并與之呈非線性關(guān)系布置；一可壓縮彈簧，位于導(dǎo)向件的所述第二部分內(nèi)，并對(duì)所述天線提供一個(gè)偏置力以將天線推向所述的伸出位置；可選擇地將所述天線維持于所述縮回位置的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可伸縮天線總成，其特征在于，所述導(dǎo)向件是一個(gè)與所述主體結(jié)構(gòu)成一體的內(nèi)部通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可伸縮天線總成，其特征在于，所述導(dǎo)向件包括一個(gè)由所述主體結(jié)構(gòu)支持的彈性管件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可伸縮天線總成，其特征在于，所述主體結(jié)構(gòu)包括一內(nèi)壁表面，所述彈性管件包括一個(gè)由主體結(jié)構(gòu)內(nèi)壁表面支持在預(yù)定位置上的塑料管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可伸縮天線總成，其特征在于，其中所述導(dǎo)向件的第二部分沿曲線路徑布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可伸縮天線總成，其特征在于，其中所述天線有一個(gè)外表面和一個(gè)在所述外表面內(nèi)靠近天線末端處制成的止動(dòng)器，所述可選擇地將天線支持在所述縮回位置上的裝置包括一個(gè)用于嵌入所述天線外表面上止動(dòng)器中的止動(dòng)銷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可伸縮天線總成，其特征在于，其中所述止動(dòng)銷為所述天線與可連接到無線電通訊儀器的信號(hào)處理電路上的電接點(diǎn)之間提供了一種電連接。
全文摘要
隨著將天線自縮回位置釋放后,封裝在導(dǎo)向件一部分內(nèi)的壓縮彈簧提供了一個(gè)自動(dòng)伸出天線的偏置力。導(dǎo)向件中封裝彈簧的部分與其另一部分呈非線形排列,所述另一部分用于在天線縮回時(shí)容納天線。可伸縮天線總成解決了在便攜式無線電通訊儀器中需用雙手抽出天線造成的不方便問題,同時(shí)不會(huì)增加該儀器的尺寸或顯著增加其重量。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1220032SQ97194946
公開日1999年6月16日 申請(qǐng)日期1997年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月4日
發(fā)明者C·A·魯?shù)衔鳡?申請(qǐng)人:艾利森公司