無線電裝置的本征安全殼體和天線設(shè)計(jì)及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及無線電裝置，并且具體地說涉及便攜式雙向無線電裝置的殼體，該便攜式雙向無線電裝置除了主雙向收發(fā)器之外也具有局部和/或短距離無線電收發(fā)器，并且該殼體被設(shè)計(jì)成本征安全以用于在可燃空氣分散的物質(zhì)存在的情況下的使用。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式雙向無線電裝置幾十年來已經(jīng)是很有益的通信工具，并且雖然有諸如蜂窩電話的其他類型的通信裝置的發(fā)展，但是便攜式雙向無線電裝置仍然是大量應(yīng)用中的主要通信工具。這些裝置的持續(xù)流行是因?yàn)樗鼈冊(cè)试S用戶與在組織中的大量其他人幾乎即時(shí)地進(jìn)行通信的能力。便攜式雙向無線電裝置和一般而言的雙向無線電裝置使用“即按即說”(PTT)操作，其中，用戶按下或“鍵壓”PTT按鈕，并且該裝置作為響應(yīng)開始發(fā)射在該裝置的麥克風(fēng)處接收的音頻信號(hào)。在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，該裝置可以首先查看無線電信道，并且當(dāng)該信道清空時(shí)向用戶給出發(fā)射已經(jīng)開始的指示。另外，當(dāng)在由雙向無線電裝置監(jiān)控的信道上發(fā)射音頻信號(hào)時(shí)，它將當(dāng)接收到音頻時(shí)開始播放該音頻，因此，用戶不必以任何方式采取任何措施或操作該裝置，以便聽到所接收的音頻信號(hào)。
[0003]考慮到便攜式雙向無線電裝置的優(yōu)點(diǎn)，各種組織在許多情況下使用它們，包括公眾安全、救援、安全和工業(yè)應(yīng)用。在一些情況下，使用便攜式雙向無線電裝置的人可能位于其中存在揮發(fā)性氣體、煙霧、蒸汽或粉塵的區(qū)域中。諸如便攜式雙向無線電裝置的電池驅(qū)動(dòng)的電子裝置可能如果該裝置有故障、被不正確地使用或如果它產(chǎn)生足以點(diǎn)燃揮發(fā)性空氣分散材料的靜電放電則是這樣的材料的點(diǎn)火源。為了避免這樣的空氣分散材料的潛在點(diǎn)火，制造商和機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)了用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以便生產(chǎn)本征安全的裝置，這意味著符合那些標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品或裝置被設(shè)計(jì)成避免點(diǎn)火事件，即使該裝置體驗(yàn)了故障情況、失?；虮徊徽_地使用。一種這樣的機(jī)構(gòu)的示例是歐盟委員會(huì)的用于潛在爆炸性環(huán)境的設(shè)備和防護(hù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，其通常被稱為縮寫ATEX。
[0004]在這樣的安全標(biāo)準(zhǔn)下的裝置設(shè)計(jì)的一個(gè)方面是防止在裝置的殼體上的靜電電荷?？紤]到經(jīng)常使用高分子材料來形成殼體組件，該殼體可以是靜電電荷的來源。用于避免靜電電荷累積在裝置殼體上的一種方法是設(shè)計(jì)裝置的殼體以具有導(dǎo)電或者至少導(dǎo)電得足以防止靜電電荷累積的不安全的水平的外表面。然而，用導(dǎo)電材料覆蓋裝置的外部存在一些問題。具體地說，現(xiàn)在在便攜式雙向無線電裝置中普通的是，除了主雙向通信收發(fā)器之外也包括短距離高頻收發(fā)器。短距離通信的示例除了別的之外包括:在電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)802.11下操作的無線局域網(wǎng)(WLAN)收發(fā)器；以及，在IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15 (包括商業(yè)上已知的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn))下操作的個(gè)人局域網(wǎng)(PAN)收發(fā)器。雖然雙向通信收發(fā)器將通常使用外置拉桿天線，但是這些局部和短距離收發(fā)器因?yàn)樗鼈兊母哳l而更通常地使用內(nèi)部天線以獲得效率和裝置美學(xué)。然而，用導(dǎo)電材料覆蓋裝置將大大減小這樣的內(nèi)部天線的效率。
[0005]因此，需要一種設(shè)備和殼體，其防止在裝置的表面上的靜電電荷累積，并且允許局部和短距離收發(fā)器的天線與在便攜式雙向無線電裝置中的雙向收發(fā)器并肩地有效地操作。
【附圖說明】
[0006]在附圖中，貫穿獨(dú)立的視圖，相似的附圖標(biāo)號(hào)指示相同或在功能上類似的元件，附圖與下面的詳細(xì)說明一起被包含到說明書中并且形成說明書的一部分，并且用于進(jìn)一步說明包括所要求保護(hù)的發(fā)明的思想的實(shí)施例，并且解釋那些實(shí)施例的各種原理和優(yōu)點(diǎn)。
[0007]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的裝置殼體的頂部剖面圖；
[0008]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的在裝置的殼體上形成的該裝置的天線部分和天線的前視圖；
[0009]圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的在裝置殼體的天線部分上的多個(gè)嵌套天線元件；
[0010]圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的裝置組件的頂部剖面圖；
[0011]圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的、便攜式雙向無線電裝置的等距視圖，該便攜式雙向無線電裝置具有導(dǎo)電外層和在殼體的非導(dǎo)電內(nèi)層的暴露區(qū)域上形成的天線部分；
[0012]圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的、用于形成裝置殼體的方法的流程圖，該裝置殼體具有用于便攜式裝置的導(dǎo)電外層；以及
[0013]圖7是根據(jù)一些實(shí)施例的便攜式雙向無線電裝置700的框圖。
[0014]技術(shù)人員將明白，為了簡(jiǎn)單和清楚而示出了在附圖中的元素，并且在附圖中的元素不一定是按比例繪制的。例如，在附圖中的元素的一些的尺寸可能相對(duì)于其他元素被夸大，以有助于改善本發(fā)明的實(shí)施例的理解。
[0015]已經(jīng)在適當(dāng)時(shí)通過在附圖中的常規(guī)符號(hào)表示了設(shè)備和方法構(gòu)成部分，附圖僅示出了與本發(fā)明的實(shí)施例的理解相關(guān)的那些具體細(xì)節(jié)，以便不因與對(duì)于受益于在此的說明的本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員容易顯然的細(xì)節(jié)而混淆本公開。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例包括便攜式雙向無線電裝置，該便攜式雙向無線電裝置具有殼體，該殼體具有用抗靜電材料覆蓋的外表面。從殼體的外表面的天線部分排除了抗靜電材料，暴露了殼體的非導(dǎo)電內(nèi)層的區(qū)域。便攜式雙向無線電裝置進(jìn)一步包括在天線部分上形成的至少一個(gè)天線元件。天線元件(或多個(gè)元件)具有饋電點(diǎn)，該饋電點(diǎn)穿過殼體連接到便攜式雙向無線電裝置的內(nèi)部空間。天線元件是在天線部分的表面上布置的平面元件。無線電電路被布置在便攜式雙向無線電裝置的內(nèi)部空間中，并且耦合到天線元件。這允許在便攜式雙向無線電裝置的表面上的可隱藏的天線元件，其中，該便攜式雙向無線電裝置大體被覆蓋在導(dǎo)電抗靜電材料中，以防止靜電電荷的累積。
[0017]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的裝置殼體102的頂部剖面圖100。在此所示的殼體102的部分可以是諸如便攜式雙向無線電裝置的裝置的前面和側(cè)面。該殼體由兩層構(gòu)成:導(dǎo)電外層104和非導(dǎo)電內(nèi)層106。層104、106 二者都可以由聚合物的可模制材料構(gòu)成，并且可以在模制工藝中作為單個(gè)單元被制造在一起。導(dǎo)電外層104是導(dǎo)電材料，其充分導(dǎo)電以防止靜電電荷的累積。在相隔10毫米的兩個(gè)點(diǎn)之間測(cè)量時(shí)，該導(dǎo)電材料可以具有19歐姆或更少的電阻。導(dǎo)電層104可以由例如碳填充的聚碳酸酯、不銹鋼填充的聚碳酸酯或?qū)щ娡苛现瞥伞?dǎo)電層和非導(dǎo)電層104、106可以通過它們的表面電阻(S卩，電阻)被區(qū)分，該表面電阻是電荷可以多容易地移動(dòng)穿過介質(zhì)的測(cè)量。為了本公開的目的，導(dǎo)電材料具有小于Ix111歐姆/平方測(cè)量單位(S卩，在分開距離L的長(zhǎng)度L的兩條平行線之間)的表面電阻?？轨o電材料一般是抑制摩擦起電的材料。考慮到導(dǎo)電材料允許電荷充分移動(dòng)以防止摩擦起電，導(dǎo)電材料構(gòu)成了抗靜電材料。為了本公開的目的，非導(dǎo)電材料是電絕緣材料，其具有大于Ix 112歐姆/平方測(cè)量單位的表面電阻。非導(dǎo)電層106的區(qū)域被暴露穿過導(dǎo)電層104，以形成殼體102的天線部分108。在天線部分108上布置了一個(gè)或多個(gè)天線元件110。天線元件110可以形成為在天線部分108的表面上的平面元件，并且可以使用諸如銅的金屬被印刷或蝕刻在天線部分108上。為了連接到天線元件110，導(dǎo)電元件112可以穿過非導(dǎo)電層被插入或插入模制到殼體102的內(nèi)部區(qū)域。替代地，在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電元件112可以是電鍍的通孔。導(dǎo)電元件112可以被裝置殼體102內(nèi)側(cè)的電路接觸，或連接到裝置