專利名稱：天線單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體地涉及打算用于小型無線電設(shè)備的輻射天線單元。本發(fā)明也涉及具有按照本發(fā)明的天線單元的無線電設(shè)備。
背景技術(shù)：
在天線設(shè)計中，可供使用的空間是重要的因素。如果沒有尺寸限制，則制作良好質(zhì)量的天線是相當容易的。在小型無線電設(shè)備中，諸如移動電話，為了方便起見，試圖避免凸出在設(shè)備的外殼的外面的天線。這意味著，當設(shè)備變得越來越小時，可供天線使用的空間也變得越來越小，甚至使得天線設(shè)計是更具挑戰(zhàn)性。
在移動終端中內(nèi)部天線通常具有平面結(jié)構(gòu)天線包括輻射平面和與其平行的地平面。平面天線的電特性，諸如帶寬和天線增益，尤其取決于在所述平面之間的距離。當移動終端在厚度方向上變?yōu)楦r，同樣，這個距離顯然變?yōu)楦?，由此，電特性變得更壞。具體地，這個問題關(guān)系到可折疊的移動電話模型，因為它們的折疊部分是相當扁平和薄的。所以，在可折疊模型中的天線實際上是凸出的天線。
通過把天線的輻射單元制作在設(shè)備的外殼內(nèi)或作為外殼的一部分，正如通常所說的，無線電設(shè)備可有效地使用可供使用的空間。圖1顯示從專利申請FI20012219獲知的輻射天線單元的例子，該單元打算作為無線電設(shè)備的外殼的一部分。嚴格地說，天線單元100的平面底部110和它的彎曲的邊框120被包括在設(shè)備的外殼中。該邊框處在底部的三個邊上，相應(yīng)于無線電設(shè)備的一端和在該端的側(cè)面。當被安裝時，單元100是一個平面倒F天線(PIFA)中的輻射單元，其中天線饋電導(dǎo)體和短路導(dǎo)體被連接到該單元。天線饋電點101和短路點102被標記為在底部110上的虛線的圓圈。當天線單元100被按壓在無線電設(shè)備中的它的位置上時，饋電導(dǎo)體和短路導(dǎo)體與點101和102形成電接觸。從單元100的邊緣開始，有一個縫隙105，它形成矩形圈，使得從短路點102看來，單元被劃分成不同的長度的兩個分支。天線因此是雙頻帶天線。在從單元的邊緣開始的縫隙105部分的兩邊，有一垂直于底部的電容板。第一電容板131位于單元的較長的分支的電學上的最外端，以及第二電容板132位于較短的分支的電學上的最外端。電容板的互電容和它們與地平面(未示出)的電容增加輻射分支的電長度。這減小了工作在特定頻帶的天線的尺寸。而且，天線單元100包括從底部110的表面凸出的支撐柱141和隆起物142，隆起物142像一個寬的U形，并增加天線單元的機械強度。為了附著天線單元，它還包括鎖定部件151和152。所有部件可被包括在單個擠壓件中。
圖1所示的單元的缺點在于，它的部件必須具有一定的電尺寸，這限制單元的設(shè)計。而且，使用該單元的天線的特性可能不適合于扁平和薄的無線電設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減小與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的所述缺點。按照本發(fā)明的天線單元的特征在獨立權(quán)利要求1中限定。按照本發(fā)明的無線電設(shè)備的特征在獨立權(quán)利要求17中限定。本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例在其他的權(quán)利要求中限定。
本發(fā)明的基本構(gòu)思為如下輻射天線單元是無線電設(shè)備的外殼的一部分。天線單元可以是整個導(dǎo)電的，或它可包括電介質(zhì)部分和導(dǎo)電部分，它們一起構(gòu)成單個部件。天線單元的輻射部分是相當大的，例如在可折疊的電話中，它有利地包括一個折疊部件的除前面以外的整個外殼。輻射單元通過饋電單元進行電磁饋電或通過電流饋電。
本發(fā)明的優(yōu)點是，無線電設(shè)備的外殼單元(它在任何情形下都是需要的)可被用作為輻射器。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，當輻射單元相當大以及位于設(shè)備的外表面時，天線的輻射特性優(yōu)于處在設(shè)備的更里面的輻射器的輻射特性。本發(fā)明的再一個優(yōu)點是，在設(shè)備內(nèi)由天線占用的空間小于相應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)的天線占用的空間。本發(fā)明的又一個優(yōu)點是它減小無線電設(shè)備的生產(chǎn)成本。


現(xiàn)在詳細地描述本發(fā)明。將參照附圖，其中圖1顯示按照現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的例子，圖2a，b顯示按照本發(fā)明的天線單元的例子，圖3a，b顯示按照本發(fā)明的天線單元的第二例，圖4a，b顯示按照本發(fā)明的天線單元的第三例，圖5a，b顯示按照本發(fā)明的天線單元的第四例，
圖6顯示按照本發(fā)明的天線單元的第五例，圖7顯示按照本發(fā)明的天線單元的第六例和它的饋電的例子，圖8顯示按照本發(fā)明的天線單元的第七例，圖9顯示按照本發(fā)明的天線單元的饋電的第二例，圖10顯示按照本發(fā)明的天線單元的饋電的第三例，圖11顯示按照本發(fā)明的天線單元的導(dǎo)電圖案的例子，圖12顯示按照本發(fā)明的天線單元的導(dǎo)電圖案的第二例。
具體實施例方式
圖2a和2b顯示按照本發(fā)明的輻射天線單元的例子。該天線單元200屬于圖2a所示的無線電設(shè)備，該無線電設(shè)備在本例中是可折疊的通信設(shè)備20。該通信設(shè)備具有第一部件21和第二部件22，它們可以圍繞位于它們之間的鉸鏈互相相對地轉(zhuǎn)動。圖2b只顯示天線單元200。這是構(gòu)成第一部件21的后面和較窄的側(cè)面以及上端面的單個導(dǎo)電件。它例如可以由鋁通過擠壓被制成。天線單元的尺寸不限于相應(yīng)于工作頻率的波長。單元比起四分之一波長是大的，從而能得到良好的輻射和接收特性。輻射器放置在無線電設(shè)備的外表面上具有相同的效果。在最終產(chǎn)品中，天線單元200以及圖3到7和9到10的天線單元當然涂覆以薄的保護層。
圖3a和3b顯示按照本發(fā)明的輻射天線單元的第二例。該天線單元300屬于無線電設(shè)備30，該無線電設(shè)備在本例中是通常的不可折疊的移動通信設(shè)備。在圖3A中，通信設(shè)備是從后面看的，而在圖3b中是從側(cè)面看的。該天線單元300是構(gòu)成通信設(shè)備30的外殼的后面的約一半，并且也向側(cè)面和端面延伸的單個導(dǎo)電件。單元300連接到無線電設(shè)備的外殼的其余部分35，而沒有外表面的任何不連續(xù)。
圖4a和4b顯示按照本發(fā)明的輻射天線單元的第三例。該天線單元400屬于無線電設(shè)備40，它在本例中也是通常的不可折疊的移動通信設(shè)備。在圖4A中，通信設(shè)備是從后面看的，而在圖4b中是從側(cè)面看的。該天線單元400是構(gòu)成通信設(shè)備40的外殼的整個后板，并且也向側(cè)面和端面延伸的單個導(dǎo)電件。因此，在本例中輻射器是特別大的。它連接到無線電設(shè)備的外殼的其余部分45，而沒有外表面的任何不連續(xù)。
圖5a和b顯示按照本發(fā)明的輻射天線單元的第四例。該天線單元500屬于無線電設(shè)備50，該無線電設(shè)備在本例中也是通常的不可折疊的移動通信設(shè)備。在圖5A上，通信設(shè)備是從后面看的，以及在圖5b上只顯示天線單元500。它是構(gòu)成通信設(shè)備50的外殼的上部的單個杯形導(dǎo)電件。因此，當通信設(shè)備以正常的方式被握在手中時，輻射器500只被覆蓋一點點。天線單元連接到無線電設(shè)備的外殼的其余部分55，而沒有外表面的任何不連續(xù)。
圖6顯示按照本發(fā)明的輻射天線單元的第五例。該天線單元600現(xiàn)在是構(gòu)成無線電設(shè)備的外殼的后面的中間部分的單個槽形導(dǎo)電件。
圖7以截面圖顯示按照本發(fā)明的天線單元的第六例。該天線單元700現(xiàn)在包含在無線電設(shè)備的外殼中的電介質(zhì)部分710，在外殼的外表面上的輻射導(dǎo)電層720，和在外殼的內(nèi)表面上的導(dǎo)電層，即饋電單元730。天線單元通過使用IMF(模內(nèi)貼箔，即In Mold Foil)，IMD(鑲件注入加工，即In Mold Decoration)或IML(模內(nèi)貼標，即In MoldLabel)技術(shù)被制作，這樣，它是堅固的單個部件。
在天線單元700的下面有天線地平面GND，它由無線電設(shè)備的電路板PCB的導(dǎo)電上表面提供。在饋電單元730與輻射器720之間只有電磁耦合，因為電介質(zhì)外殼710使得它們互相電絕緣。而且，輻射器720沒有電連接到無線電設(shè)備的任何其他導(dǎo)電部件。饋電單元730通過饋電導(dǎo)體FDC被電連接到無線電設(shè)備的天線端口，以及通過短路導(dǎo)體SHC被電連接到地平面。在本例中，饋電導(dǎo)體和短路導(dǎo)體是附著到天線單元的導(dǎo)電帶，它們通過彈簧力被壓到印刷電路板PCB上。
圖8顯示按照本發(fā)明的天線單元的第七例。天線單元800包含無線電設(shè)備的外殼的電介質(zhì)部分，外殼內(nèi)的輻射導(dǎo)電層820，以及在內(nèi)表面上的導(dǎo)電層，即，饋電單元830。這個天線單元與圖7的天線單元的差別在于，現(xiàn)在輻射器是在電介質(zhì)外殼內(nèi)，而不是在外殼的外表面上。天線單元800可以通過使用與制造單元700相同的上述技術(shù)被制造。替換地，在圖7和8的例子中，饋電單元也可以嵌入在天線單元的電介質(zhì)部分內(nèi)。
圖9顯示按照本發(fā)明的天線單元的饋電裝置的第二例。這個圖顯示作為單個導(dǎo)電件的輻射天線單元900。在天線單元900的下面有天線的地平面GND。在輻射體900與地平面之間有導(dǎo)電的饋電單元FDE，它在本例中通過單獨的薄的電介質(zhì)層DIE與輻射體電絕緣。輻射體沒有電連接到無線電設(shè)備中的任何的導(dǎo)電部件。饋電單元FDE通過饋電導(dǎo)體FDC被電連接到無線電設(shè)備的天線端口，以及通過短路導(dǎo)體SHC被電連接到地平面。在虛線內(nèi)包圍的是饋電單元FDE的形狀的例子。從短路點S看它是具有不同長度的兩個分支的導(dǎo)電帶線，為天線產(chǎn)生兩個工作頻段。較長的分支連同輻射天線單元和地平面一起在較低的工作頻段區(qū)域諧振，以及較短的分支連同輻射天線單元和地平面一起在較高的工作頻段區(qū)域諧振。
圖10以截面圖顯示按照本發(fā)明的天線單元的饋電裝置的第三例。在這個圖上顯示輻射天線單元A00，在它的下面是天線的地平面GND。輻射體A00現(xiàn)在通過饋電導(dǎo)體FDC被電連接到無線電設(shè)備的天線端口，以及通過短路導(dǎo)體SHC被電連接到地平面。該天線因此是PIFA類型。饋電導(dǎo)體和短路導(dǎo)體例如是所謂的彈簧高蹺銷，在這種情形下，它們的內(nèi)部彈簧將導(dǎo)體的上面部分按壓到輻射體。如圖10所示的直接饋電到輻射單元要求在單元設(shè)計中不僅需要知道無線電設(shè)備的想要的外形，而且也需要考慮單元的電氣尺寸。
按照本發(fā)明的天線單元的輻射部分有利地是“不斷開的”，即，它的邊界線不向里面偏離(比如說)單元的矩形或圓形輪廓。這在使用按照圖7到9的饋電裝置時是特別可能的。然而，為了增強天線的電特性，輻射部分可以做成按需要的形狀。圖11顯示這樣的天線單元。單元B00包括電介質(zhì)部分B10和輻射部分B20。輻射部分在電介質(zhì)部分的里邊，所以以虛線畫出。輻射部分具有從它的中間區(qū)域垂直地延伸出的末端，這樣，形成像寬的長方形的U形的圖案。例如，圖7的單元的輻射部分720或圖8的單元的輻射部分820可以做成像部分B20那樣的形狀。
圖12顯示成形的輻射體的第二例。輻射部分C00具有兩個非導(dǎo)電縫隙。從較低的邊緣開始有像字母L的第一縫隙C05，和直的第二縫隙C06。在完整的無線電設(shè)備中，有在縫隙和整個輻射體的頂部的電介質(zhì)保護層。
特征“下”和“上”在本說明和權(quán)利要求中是指在圖5a和7到10上呈現(xiàn)的天線單元的位置，與設(shè)備的工作位置無關(guān)。
按照本發(fā)明的天線單元在上面已描述。天線單元的形狀可以不同于所給出形狀，以及本發(fā)明不限制單元的制造方法。本發(fā)明的構(gòu)思可以在獨立權(quán)利要求1限定的范圍內(nèi)以不同的方式被應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.無線電設(shè)備的輻射天線單元，該單元是無線電設(shè)備的外殼的一部分，其特征在于，它(200；300；400；500；600；700；800；900；A00；B00；C00)具有遠遠大于相應(yīng)于工作頻率的四分之一波長的尺寸。
2.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它的輻射部分是與無線電設(shè)備的其他導(dǎo)電部件電絕緣的。
3.按照權(quán)利要求2的天線單元，其特征在于它的輻射部分(720；820；920)被安排成由饋電單元(730；830；FDE)電磁饋電。
4.按照權(quán)利要求1的天線單元，所述無線電設(shè)備(20)是可折疊的，包括兩個折疊部件，其特征在于它(200)包括所述折疊部件之一(21)的外殼的后面部分。
5.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它(300)包括無線電設(shè)備(30)的外殼的后面部分的上部。
6.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它(400)包括無線電設(shè)備(40)的外殼的整個后面部分。
7.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它(600；B00)包括無線電設(shè)備的外殼的后面部分的中部。
8.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它(500)包括無線電設(shè)備(50)的外殼的上部。
9.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它是基本上整體地形成無線電設(shè)備的所述部分的硬導(dǎo)電件。
10.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它具有電介質(zhì)部分(710；810；B10)和輻射部分(720；820；B20)，這兩個部分一起構(gòu)成單個整體的部件。
11.按照權(quán)利要求10的天線單元，其特征在于輻射部分(720)位于電介質(zhì)部分(710)的外表面上。
12.按照權(quán)利要求10的天線單元，其特征在于輻射部分(820)位于電介質(zhì)部分(810)內(nèi)。
13.按照權(quán)利要求10的天線單元，其特征在于它還包括天線饋電單元(730；830)，饋電單元連同電介質(zhì)部分和輻射部分一起形成單個整體的部件。
14.按照權(quán)利要求13的天線單元，其特征在于饋電單元(830)位于電介質(zhì)部分(810)的內(nèi)表面上。
15.按照權(quán)利要求13的天線單元，其特征在于饋電單元位于電介質(zhì)部分內(nèi)。
16.按照權(quán)利要求1的天線單元，其特征在于它的輻射部分(B20；C00)被制成與天線匹配的形狀。
17.一種無線電設(shè)備(20；30；40；50)，其輻射天線單元是該無線電設(shè)備的外殼的一部分，其特征在于，天線單元(200；300；400；500)具有遠遠大于相應(yīng)于工作頻率的四分之一波長的尺寸。
全文摘要
打算用于小型無線電設(shè)備的輻射天線單元和具有按照本發(fā)明的天線單元的無線電設(shè)備。輻射的天線單元是無線電設(shè)備的外殼的一部分。天線單元可以是整個導(dǎo)電的，或它可包括電介質(zhì)部分和導(dǎo)電部分，它們構(gòu)成一單個整體的部件。天線單元的輻射部分是相當大的，例如在可折疊的電話(20)中，天線單元(200)可包括折疊部分(21)的除前面以外的整個外殼。輻射單元有利地通過饋電單元進行電磁饋電。當輻射單元較大并位于設(shè)備的外表面時，天線的輻射特性是良好的，以及在設(shè)備內(nèi)由天線所需要的空間是相當小的。
文檔編號H01Q9/04GK1519980SQ20041000187
公開日2004年8月11日 申請日期2004年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者J·米科拉, J 米科拉, P·安納馬亞, 陜硌, E·卡里斯塔杰, 鎪顧 申請人:菲爾特朗尼克Lk有限公司