專利名稱：天線和便攜終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線和例如適用于蜂窩電話機的便攜終端設(shè)備。
蜂窩電話機裝備了鞭狀天線，該天線在使用時能夠從盒狀機殼中伸出，在不使用時能夠被容納在盒狀機殼中，和單獨用于接收的一個內(nèi)部天線。作為鞭狀天線，使用了單極天線，作為內(nèi)部天線，使用了倒F型天線。倒F型天線可以通過將平面單極天線平行于底板(接地板)彎曲而集成到盒狀機殼中。


圖10表示常規(guī)內(nèi)部天線結(jié)構(gòu)的圖。圖10所示的螺旋天線103是從下部分機殼100一側(cè)觀看的(與人體接觸一側(cè)的相反側(cè))。在圖10中，底板101的大部分被屏蔽機殼102覆蓋，和沒有被屏蔽機殼102覆蓋的上部分上水平安放了螺旋天線103，而其饋電點和開路端部分固定在底板101上。
可是，上述常規(guī)鞭狀天線使用盒狀機殼作為底板，因此，它不利地受到底板上所安裝外設(shè)的影響。倒F型天線不利地占用盒狀機殼的大空間，因為是平面形。在圖10所示的常規(guī)內(nèi)部天線中，螺旋天線103水平地安放在底板101上；因此，其占用底板上的較大安裝面積，而減少了在底板上安裝其它元件的面積。另外，由于螺旋天線103水平地安放在底板上和開路端部分固定在底板上，在常規(guī)天線中，不可能使用底板的背面，因此損失了在開路端部分與人體之間安放底板的空間。因此，容易不利地受人體所影響。
在使用片(chip)天線例如微帶天線作為內(nèi)部天線的情況下，因為被小型化其占用了較少的空間?？墒牵捎谡惭b在底板上，因此減少了在底板上安裝其它元件的空間，也不可能在開路端部分與人體之間安放底板。因此容易不利地受人體影響。
本發(fā)明的目的是提供一種天線和便攜終端設(shè)備，通過使用從四分之一波長天線的饋電點到八分之一波長部分的螺旋天線和從八分之一波長部分到開路端部分的彎曲天線，該天線占用少量底板上的安裝空間和不太受人體靠近影響。
根據(jù)本發(fā)明的天線包括具有一端連接到所述天線設(shè)備饋電點和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半長度的一個螺旋天線部分，和具有一端連接所述螺旋天線的另一端和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半長度的一個伸展天線部分，所述伸展天線部分的至少一部分被彎曲。
根據(jù)本發(fā)明的一個便攜終端設(shè)備包括具有一端連接到所述天線設(shè)備饋電點和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半長度的一個螺旋天線部分，和具有一端連接所述螺旋天線部分的另一端和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半長度的一個伸展天線部分，所述伸展天線部分的至少一部分被彎曲。
圖1是根據(jù)實施例的便攜終端設(shè)備的透視圖；圖2是表示根據(jù)實施例的便攜終端設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解圖；圖3是表示根據(jù)實施例的便攜終端設(shè)備結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖3A表示其外觀，而圖3B表示內(nèi)部。
圖4是表示根據(jù)實施例的天線結(jié)構(gòu)的部分放大視圖；圖5是表示根據(jù)實施例的天線工作的圖；圖6是表示根據(jù)實施例在底板上的天線工作的圖；圖7是表示實施例使用狀態(tài)的圖；圖8是表示實施例中底板上的可安裝部分的圖；圖8A表示底部上天線布局；圖8B表示底部上可安裝部分；圖8C表示頂部饋電點；和圖8D表示頂部可安裝部分；圖9表示根據(jù)實施例的其它天線的每個結(jié)構(gòu)圖；和圖10表示常規(guī)天線的結(jié)構(gòu)圖。
本實施例的一個天線和便攜終端設(shè)備通過使用從四分之一波長天線的饋電點到八分之一波長部分的一個螺旋天線和從八分之一波長到開路端部分的一個彎曲天線，減少了在底板上的安裝面積和也減少了人體接近的影響。
圖1是根據(jù)實施例的便攜終端設(shè)備透視圖。在圖1中，由相互嚙合的頂部機殼2和底部機殼3形成便攜終端設(shè)備。頂部機殼2在上部分裝備了用于產(chǎn)生所接收話音的揚聲器5，在中間部分裝備用于顯示電話號碼等的顯示器單元6，和在下部分裝備允許輸入電話號碼等的輸入鍵7和允許通過話音輸入通信的話筒8。底部機殼3在上部分裝備了鞭狀天線4。
圖2是表示根據(jù)實施例便攜終端設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解圖。在圖2中，當向下安放的頂部機殼2去掉底部機殼3時，在便攜終端設(shè)備1內(nèi)安置了帶有安放在頂部機殼2之內(nèi)用于通信預(yù)定電路的一個底板10。底板10表面除了上部和下部都被屏蔽外殼11所覆蓋，該屏蔽外殼具有用于覆蓋電路的接地鍍層。
在屏蔽外殼11暴露的上部分在底板10上安裝了一個內(nèi)部天線12。該內(nèi)部天線12由一個螺旋天線13和一個彎曲天線14形成。該螺旋天線13垂直地安裝在底板上，和螺旋天線13頂部連接到彎曲天線14。該彎曲天線14由支撐體15支撐離開底板10一段距離。
圖3是表示根據(jù)實施例的便攜終端設(shè)備結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖3A表示其外觀，和圖3B表示其內(nèi)部。圖3B所示的螺旋天線13對底板垂直地站立在圖3A的底部機殼3中的底板10上暴露在屏蔽外殼11外的上部部分上。螺旋天線13的頂部連續(xù)地連接到彎曲天線14。螺旋天線14的表面離開底板表面一個預(yù)定距離。接地板20安放在彎曲天線14的底板10相反一側(cè)，在頂部機殼2內(nèi)。接地板20工作以便結(jié)合在人體前的彎曲天線14開路端部分產(chǎn)生的電場，由此減少來自人體的影響。
圖4是表示根據(jù)實施例的天線結(jié)構(gòu)的部分放大透視圖。在圖4中，螺旋天線13從底板上饋電點21以在下部向上方式垂直站立在底板表面，在底板10上暴露在屏蔽外殼11外的底板端部中。
螺旋天線13的頂部在底板寬度方向(右側(cè))上連續(xù)連接到彎曲天線14的第一線性部分，和彎曲天線14的第一線性部分朝底板中心在第一拐彎處彎曲(朝屏蔽外殼11側(cè))連接到第二線性部分。另外，它在第二拐彎處朝底板的寬度方向(在右側(cè))彎曲連接到第三線性部分。它在第三拐彎處還朝底板末端部分進一步彎曲連接第四線性部分。另外，它在第四拐彎處朝底板寬度方向(在左側(cè))彎曲連接第五線性部分。
另外，彎曲天線14的底板(在左側(cè))寬度方向上的第五線性部分朝底板末端部分彎曲連接第六線性部分，它在第六拐彎處朝底板寬度方向(在右側(cè))彎曲連接到第七線性部分，它在第七拐彎處朝底板末端部分彎曲連接到第八線性部分，和它進一步在第八拐彎處朝底板寬度方向(在左側(cè))彎曲連接第九線性部分。
在這些第一到第九線性部分和第一到第八拐彎中，每個方向和長度由安裝在底板10和屏蔽外殼11表面上的支撐體15支持。支撐體15提供了彎曲天線14形成的平面與底板表面之間的預(yù)定空間。在彎曲天線14形成的平面的相反一側(cè)，在覆蓋彎曲天線14開路端22的底板背面上安裝了接地板20。接地板20結(jié)合了人體前由彎曲天線14的開路端部分產(chǎn)生的電場。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)實施例的天線的工作。
圖5是表示根據(jù)實施例天線的工作圖。根據(jù)實施例由螺旋天線13和彎曲天線14形成的天線12是四分之一波長(λ)天線。
在圖5中，預(yù)定正弦波形或余弦波形的電流I和電壓V從饋電點21的饋電單元23提供給螺旋天線13的一端。螺旋天線13提供在從饋電點21到八分之一波長(λ)部分的這部分中，和彎曲天線14提供在從八分之一波長(λ)到開路端22的這部分中。
考慮半波長(λ)偶極天線被折疊回到饋電點21的情況，該天線提供的電流I和電壓V示于圖5，其中天線12的四分之一波長(λ)由根據(jù)實施例的螺旋天線13和彎曲天線14組成。當在水平方向上表示大小而在垂直方向上表示該天線時，在偶極天線的兩端部分電流I為零，和在饋電點21變成正的最大值，而電壓V在偶極天線的兩端變成負的或正的最大值，和在饋電點21變?yōu)榱恪?br> 因此，在根據(jù)實施例由螺旋天線13和彎曲天線14組成的四分之一波長(λ)天線12中，對應(yīng)從饋電點21到八分之一波長(λ)的螺旋天線13的部分變成電流主區(qū)30，因為電流I值起大作用，而對應(yīng)從八分之一波長(λ)到開路端22的彎曲天線部分14變成電荷(電壓)主區(qū)，因為電壓V值起大作用。
如上所述，根據(jù)實施例的天線中，接近饋電點21的部分變成電流主區(qū)和接近開路端22的部分變成電荷主區(qū)，以八分之一波長(λ)部分為邊界。因此，當人體從八分之一波長(λ)部分在接近開路端一側(cè)靠近電荷(電壓)主區(qū)時，天線的輸入阻抗易于受人體影響，因為電荷值大而出現(xiàn)電場干擾?？墒?，即使人體從八分之一波長(λ)部分靠近接近饋電點一側(cè)的電流主區(qū)，輸入阻抗不太受人體影響。因此，對應(yīng)電荷(電壓)主區(qū)的彎曲天線應(yīng)當安放在離開人體盡可能遠的有效區(qū)內(nèi)，由此減少了在底板上安裝天線的面積和減少人體靠近的影響。
圖6是表示根據(jù)實施例的底板上天線的工作圖。圖7表示實施例的使用狀態(tài)的圖。在圖6中，對應(yīng)安置在底板10上螺旋天線13從饋電點21到八分之一波長(λ)部分的這部分變成電流主區(qū)30，因為電流值I起大作用，和對應(yīng)彎曲天線14從八分之一波長(λ)的這部分到開路端22的這部分變成電荷(電壓)主區(qū)，因為電壓值V起大作用。接地板20安放在底板10的背面表面上，以便覆蓋彎曲天線14相反一側(cè)上的開路端22。
如上所述，接近饋電點21部分變成電流I主區(qū)和接近開路端22部分變成電荷主區(qū)，以八分之一波長(λ)為邊界。當人體從八分之一波長(λ)部分靠近在接近開路端22一側(cè)上的電荷(電壓)主區(qū)31時，輸入阻抗易于受電場干擾產(chǎn)生的影響，因為電荷值大。如果人體從八分之一波長(λ)部分靠近接近饋電點21一側(cè)的電流主區(qū)30，輸入阻抗不太受影響。
如同在圖7的使用狀態(tài)中所示，對應(yīng)電荷(電壓)主區(qū)31的彎曲天線14安放的底板10的頂部表面上朝底部機殼3一側(cè)，以便具有離開人體40的良好距離，和進一步安放在手指42接觸之外的左側(cè)。如圖7所示，在許多情況下該設(shè)備以手指42放在底部機殼3側(cè)面上的螺旋線圈13以下部分上握住它的方式使用。
另外，接地板20安裝在頂部機殼2一側(cè)上的底板10上，在頂部機殼2上彎曲天線14與揚聲器5之間，該頂部機殼2通常與人體40的耳朵41接觸，和電荷(電壓)主區(qū)31的電場被強制結(jié)合到接地板20，由此使電場穩(wěn)定。
圖8是表示根據(jù)實施例底板的可安裝部分的圖。圖8A表示從底部機殼3觀看的底板底表面，圖8B表示底板底表面上的可安裝部分，圖8C表示從頂部機殼2觀看的底板頂表面，和圖8D表示底板頂表面上的可安裝部分。
如圖8A所示，螺旋天線13垂直底板安放在暴露在屏蔽外殼11外上端部分右側(cè)上，在底板10的底表面上，和具有預(yù)定線性部分和彎曲部分的彎曲天線14安放在左側(cè)，離開底板表面給定距離。因此，如圖8B所示，斜線陰影區(qū)而非螺旋天線13的可安裝區(qū)被提供作為其它元件的可安裝部分50。
如圖8C所示，由于只有饋電點21安裝在底板10的頂表面，如圖8D所示，斜線陰影區(qū)而非饋電點21如圖8D所示被提供作為其它元件的可安裝部分51。
如上所述，由于根據(jù)實施例的天線被安排成螺旋天線13從底部的饋電點21到頂部垂直豎立在底板10表面上和伸展天線形成從饋電點21的大約八分之一波長部分到開路端22再到螺旋天線13頂部的表面離開底板10表面一個給定距離，這可以減少人體接近的影響。另外，由于包括與伸展天線形成部分相反的底板表面部分而非螺旋天線13直徑方向的可安裝部分被提供作為其它元件的可安裝部分50，可以擴大底板一個表面上的可安裝區(qū)。由于在底板的另一個表面上只安裝饋電點21，該部分而非饋電點21被提供作為其它元件的可安裝部分51，由此擴大在底板另一個表面上的可安裝區(qū)。
如上所述，由于伸展天線是具有不交叉和不接觸的線性部分和彎曲部分的彎曲天線14，根據(jù)實施例的該天線可以容易制造，和可以通過在底板上定位開路端22離開其它元件以任何結(jié)構(gòu)來設(shè)計，一般容易地獲得預(yù)定的四分之一波長λ。
從底板10上饋電點21的底部到垂直豎立的螺旋天線13頂部的距離大于支撐體15的高度，因此舉例來說，當利用支撐體15在底板10之上安放彎曲天線14時螺旋天線13的底部可以彈性地固定到饋電點21上。
如上所述，在根據(jù)實施例的天線中，通過離開底板10表面一個給定距離定位螺旋天線13的頂部，螺旋天線13的底部可以彈性地固定在底板10上的饋電點21上。因此，通過使從底板10上饋電點21的底部到垂直豎立在底板10上的螺旋天線13的頂部的距離更大，當對底板10定位該天線時，螺旋天線13的底部彈性地固定在饋電點21上，由此作為簡單連接器。
螺旋天線13和彎曲天線14的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)，而可以使用下面提到的結(jié)構(gòu)。
圖9是表示根據(jù)實施例的其它天線的每個結(jié)構(gòu)圖。圖9A表示縱向定位的螺旋天線60的結(jié)構(gòu)(在底板的縱向方向)。圖9B表示在垂直方向安排的彎曲天線62線性部分折疊部分的結(jié)構(gòu)。圖9C表示橫向安排的彎曲天線64的線性部分的折疊部分的結(jié)構(gòu)。圖9D表示螺旋形安排的彎曲天線66線性部分的折疊部分的結(jié)構(gòu)。
彎曲天線14的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)，它可以利用支撐體15在平面表面上形成，或它可以用立體方式和曲面方式形成。在這些方式中，彎曲天線14通過定位開路端22遠離底板上的其它元件任意地形成，以便使它容易獲得預(yù)定的四分之一波長λ。
如上所述，其中對于預(yù)定波長的電長度基本上為四分之一電波，本發(fā)明的天線和便攜終端設(shè)備包括第一天線單元和第二天線單元，第一天線單元是從底板上靠近饋電單元的饋電點到大約八分之一波長部分的螺旋天線，第二天線單元是具有從大約八分之一波長部分延伸到開路端作為伸展天的線性部分和彎曲部分的伸展天線。接近饋電點的部分變成電流主區(qū)，而接近開路端部分變成電荷主區(qū)，以八分之一波長(λ)為邊界。當人體從八分之一波長(λ)部分接近靠近開路端一側(cè)上的電荷(電壓)主區(qū)時，因為大電荷值產(chǎn)生的電場干擾，天線的輸入阻抗受人體影響，而當人體從八分之一波長(λ)部分接近靠近饋電點一側(cè)上的電流主區(qū)時，輸入阻抗不太受影響。因此對應(yīng)電荷(電壓)主區(qū)的彎曲天線定位在離開人體盡可能遠的有效區(qū)內(nèi)，由此可能減少在底板上用于安裝天線的面積和減少人體靠近的影響。
另外，如上所述，在本發(fā)明的天線中，螺旋天線頂部具有在底板與自身之間的給定空間，和螺旋天線底部彈性地固定在底板表面的饋電點上。因此，當對底板定位該天線時，使從底板上饋電點底部到垂直豎立于底板上螺旋天線頂部的距離更大，螺旋天線底部可以彈性地固定到饋電點，由此有利地作為簡單連接器。
已經(jīng)參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)理解本發(fā)明不限于這些精確的實施例，和本領(lǐng)域技術(shù)人員可以不脫離本發(fā)明精神和范圍來實現(xiàn)各種改變和修改，本發(fā)明精神和范圍由所附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種天線設(shè)備，包括一個螺旋天線部分，具有一端連接到所述天線設(shè)備的饋電點和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半的長度，和一個伸展天線部分，具有一端連接到所述螺旋天線部分的另一端和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半的長度，所述伸展天線部分至少在一部分上彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的天線設(shè)備，其中；所述天線設(shè)備的電波長度基本上等于四分之一所接收信號的波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的天線設(shè)備，進一步包括一個基底，其中所述螺旋天線部分和所述伸展天線部分定位在所述基底一側(cè)上和在所述基底另一側(cè)上對應(yīng)所述伸展天線部分的位置上，所述基底具有一個接地區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的天線設(shè)備，進一步包括具有連接到所述饋電點部分的一個基底，和其中所述螺旋天線部分從饋電點基本上垂直所述基底，和所述伸展天線部分與所述基底隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的天線設(shè)備，其中；所述螺旋天線部分的一端通過所述螺旋天線部分的彈力推動連接到基底。
6.一種具有一個天線的便攜終端設(shè)備，包括；一個螺旋天線部分具有一端連接到所述天線設(shè)備的饋電點和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半的長度，和一個伸展天線部分具有一端連接到所述螺旋天線部分的另一端和具有對應(yīng)所述天線設(shè)備電波長度基本上一半的長度，所述伸展天線部分在至少一部分上被彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的便攜終端設(shè)備，其中；所述天線的電波長度基本上等于四分之一所接收信號的波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的便攜終端設(shè)備，進一步包括一個基底，其中所述螺旋天線部分和所述伸展天線被定位在所述基底一側(cè)上和在所述基底另一側(cè)上對應(yīng)所述伸展天線部分的位置上，所述基底具有一個接地區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的便攜終端設(shè)備，進一步包括一個基底具有連接到所述饋電點的部分，和其中所述螺旋天線部分從饋電點上基本上對于所述基底垂直，和所述伸展天線部分與所述基底隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的便攜終端設(shè)備，其中；所述螺旋天線部分的一端通過所述螺旋天線部分的彈力推動連接到基底。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種天線和便攜終端設(shè)備,能夠減少在底板上安裝天線的面積和減少人體接近的影響,通過使用從四分之一波長天線的饋電點到八分之一波長部分的一個螺旋天線和從八分之一波長部分到開路端的一個彎曲天線,由此減少在基底上安裝天線的面積和減少人體接近的影響。
文檔編號H01Q1/36GK1267100SQ0010689
公開日2000年9月20日 申請日期2000年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月15日
發(fā)明者松本浩幸 申請人:索尼公司