專利名稱：兩波段的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩波段無線電通訊設(shè)備的天線裝置，每個波段各備有一個天線元件。
背景技術(shù)：
在俗稱移動電話的無線電通訊設(shè)備內(nèi)，使用不同的天線為設(shè)備不同的工況服務(wù)。在設(shè)備對講位置上所使用的天線，其最重要的要求是高效率。
移動電話在不同的波段上工作，例如北歐移動電話系統(tǒng)(NMT)的波段約為450MHz，全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)的波段約為900MHz，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(DCS)的波段約為1800Hz。有的移動電話也設(shè)計(jì)成能在一個以上的波段上工作，然而這種結(jié)構(gòu)要求其天線具有在兩個波段上工作的能力。
至于等待位置(或呼叫模式)和對講位置之間的轉(zhuǎn)換，通常使用以天線桿伸或縮為基礎(chǔ)的機(jī)械式開關(guān)。除了這種開關(guān)外，使用也是在不同頻率波段間轉(zhuǎn)換的開關(guān)顯得既笨重而又難于操作。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種天線裝置，希望使用它可以不再需要在不同頻率波段間轉(zhuǎn)換的開關(guān)。此外，本發(fā)明還有一個目的便是將本發(fā)明的主要對象設(shè)計(jì)成在頻率波段方面的靈敏度高，而在制造方面則簡單和經(jīng)濟(jì)，并且具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。
附圖簡述現(xiàn)在對照附圖對本發(fā)明作如下詳細(xì)的說明，在附圖中

圖1示一處于對講位置中包含本發(fā)明的主題的完整的兩波段天線裝置；圖2示處于等待位置或呼叫模式中的圖1所示天線裝置。
圖3是通過圖2所示天線裝置上端部分的橫斷面。
圖4示包含在圖1和2所示天線裝置內(nèi)的天線桿的下端部分。
圖5示圖2所示天線桿下端的改進(jìn)實(shí)施例。
圖6是通過圖1和圖2所示天線裝置所包含的天線桿的橫斷面。
圖7示放大了的圖6所示天線桿的下端部分。
優(yōu)先實(shí)施例說明本發(fā)明將作為天線裝置所包含的一個部分予以說明。該裝置除了處于對講位置的天線元件外，還包括處于等待位置或所謂呼叫模式的天線元件。因此，這種包括本發(fā)明裝置在內(nèi)的天線裝置便成為一個完整的兩波段天線，它可以在等待位置和對講位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
將圖1和2放在一起觀察，便可了解天線裝置包含設(shè)計(jì)成桿件3的第一個天線單元1和設(shè)計(jì)成螺旋結(jié)構(gòu)4的第二個天線單元2。螺旋結(jié)構(gòu)4固定在天線裝置準(zhǔn)備為之服務(wù)的俗稱移動電話的天線電通訊設(shè)備上。
第一個天線單元1是兩波段的，以便在移動電話所使用的兩個波段上工作。第二個天線單元2同樣亦為兩波段的，用于和第一個天線單元一樣的頻率波段。第一個天線單元用于移動電話的對講位置，而第二個天線單元2則用于移動電話的等待位置即呼叫模式。如圖1和2所示，對講位置和等待位置之間的轉(zhuǎn)換靠第一個天線單元1在其縱向上通過第二天線單元2在兩種狀態(tài)之間移動得以實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該注意到，在等待位置狀態(tài)(圖2)中，移動電話的外殼外面，只見到第二個天線單元2。
天線裝置包含用以在等待位置和對講位置之間進(jìn)行電轉(zhuǎn)換的手段，而在這兩種位置間進(jìn)行轉(zhuǎn)換是靠上述第一個天線單元1的位移運(yùn)動實(shí)現(xiàn)的。
在等待位置和對講位置間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的手段既可為電轉(zhuǎn)換裝置，亦可為將天線單元之一移入在該天線單元不同時所選頻率波段之外并保持一段安全距離的諧振位置上的裝置。
天線裝置還包括將兩個天線單元1和2在相關(guān)頻率波段間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的手段。這種手段應(yīng)設(shè)計(jì)成其中不包含機(jī)械式的轉(zhuǎn)換裝置，代替的是，頻率波段間轉(zhuǎn)換之實(shí)現(xiàn)應(yīng)有賴天線單元中所包含的輻射天線元件分別實(shí)現(xiàn)電容的或電感的接通和斷開。
在圖1中，桿件3有一用電絕緣和非磁性材料制成的上部17。上部17的縱向長度應(yīng)為當(dāng)天線裝置處于圖2所示位置時，上部17將在縱向至少填滿螺旋結(jié)構(gòu)4及其下面的安裝連接件和接頭。其所以如此設(shè)計(jì)的理由是在圖2所示螺旋結(jié)構(gòu)4工作時的等待位置上，螺旋結(jié)構(gòu)4內(nèi)不得存在任何嚴(yán)重?cái)_亂其功能的導(dǎo)電磁性材料。
桿件3還有第三個用于低頻波段的天線元件15和第四個用于高頻波段的天線元件16。
由圖6可知，第四個天線元件16，即桿件3上用于高頻波段的天線元件有一個細(xì)長的金屬連接件18，它起高頻波段天線桿的作用。在天線桿18的周圍桿件有一個絕緣管19，外面的襯套20設(shè)計(jì)成一個絕緣管，管外被一層絕緣材料的表面涂層21包圍。在其下端，筆直的天線桿18和桿件3賴以供電的金屬套22實(shí)行電連接。
在天線裝置處于對講位置時用于低頻波段的第三個天線元件15設(shè)計(jì)成一個螺旋線式的天線23，其位于桿件絕緣管19的外面。在螺旋線圈23的縱向長度上，由于螺旋線圈23占據(jù)3襯套20的位置，因而不存在襯套20。然而也有可能將部分襯套布置在螺旋線23纏繞的匝間。螺旋線23規(guī)定用于低頻波段，為了饋電，應(yīng)和金屬導(dǎo)體18實(shí)行電容耦合。在低頻波段上工作的該導(dǎo)體起著桿件3的加長饋電線作用。實(shí)現(xiàn)電容耦合的方法是螺旋線23縱向上在一段圖6中用標(biāo)號24標(biāo)出的區(qū)間內(nèi)和金屬導(dǎo)體18重疊。很明顯，螺旋線23在其下端和區(qū)間24的下端重合處結(jié)束，同時，金屬導(dǎo)體18在其上端和區(qū)間24上端重合處結(jié)束。在此重疊區(qū)內(nèi)，螺旋線23和導(dǎo)體18之間自然存在絕緣管19。
雖然從圖6未能看出，但桿件3在螺旋線23上有一電絕緣的上部17。在此區(qū)間內(nèi)，桿件包含絕緣管19、襯套20和表面涂層21。
桿件3工作時，其作用如下桿件3工作時，其和移動電話電路實(shí)現(xiàn)電連接的方式是桿件下端的金屬套22和這些電路實(shí)現(xiàn)電連接的方式將在下文中詳細(xì)說明。
導(dǎo)體18在高頻波段上工作時起四分之一波天線桿的作用，而螺旋線23對天線桿構(gòu)成了電容耦合的尖峰負(fù)載。這一尖峰負(fù)載的存在意味著天線桿在形體上可以做得比其電長度短。
金屬導(dǎo)體18在低頻波段上工作時，僅起移動電話電路的天線裝置接頭和導(dǎo)體18與螺旋線23間電容耦合區(qū)24之間的耦合線作用。
圖3表示一個通過處于等待位置的天線裝置上部的截面。由圖可知，天線裝置是環(huán)繞著一個金屬套筒部5構(gòu)建的。套筒部用于將天線裝置固定在移動電話的殼體(未示出)上，并且和移動電話的電路實(shí)行電連接。套筒部5有一容納桿件3的中心通孔，還有一個實(shí)際呈圓柱狀的上部6，用作螺旋體4的固定件。此外，套筒部有一帶螺紋9的下部8，用于將天線裝置固定在移動電話上。
在套筒部內(nèi)有一定數(shù)量的彈性接觸唇25。當(dāng)桿件處于圖2和圖3所示收縮位置時，這些唇靠在桿件的外絕緣層上，因此，桿件和套筒部5亦即和移動電話的電路沒有電連接。當(dāng)桿件處于圖1所示伸出位置時，接觸唇25靠在桿件的金屬套上，因此，桿件和移動電話的電路有電耦合。
下文將概述螺旋體4。
螺旋體環(huán)繞著載體部7構(gòu)建，而載體部用絕緣非磁性材料制造，并且固定在圓柱體部6上。
載體部7的中央有一實(shí)際上呈圓筒狀的通孔10，該通孔在載體部的上端是敞開的。在載體部7的通孔10內(nèi)配置著一個設(shè)計(jì)成螺旋線圈狀的第一天線元件11。第一天線元件11規(guī)定用于天線裝置的低頻波段，并且和移動電話的電路實(shí)行電連接。
在載體部的外面，配置著一個也設(shè)計(jì)成螺旋線狀用于高頻波段的第二天線元件12。第二天線元件12亦即螺旋線和移動電話的電路沒有電連接，卻是從第一天線元件11上通過電感/電容方式獲得電能供應(yīng)的。
一個用非磁性電絕緣材料制造的罩13布置在第二天線元件12和載體部7的周圍。罩13的上端(和套筒部5相對)有一開口的孔14，桿件3通過它進(jìn)行縱向移動。
螺旋結(jié)構(gòu)4的電學(xué)作用如下第一天線元件11即位于載體部7內(nèi)的螺旋線和移動電話的電路進(jìn)行電連接。當(dāng)天線元件11得到或收到低頻波段內(nèi)的電磁輻射時，此輻射將不受任何明顯的影響通過第二天線元件12，這是因?yàn)槠渲C振頻率和第一天線元件的諧振頻率隔開一段安全距離，同時還因?yàn)樗绱说亍跋∩佟保蚨痪哂忻黠@的屏蔽效應(yīng)。第二天線元件即外螺旋線規(guī)定用于高頻波段，故其匝數(shù)必定比第一天線元件少得多，匝距也必定大得多。因此，如果從第一天線元件11看，如上所述，第二天線元件可以視為是透明的。如果傳輸發(fā)生在高頻波段上，則第二天線元件12即外螺旋線將起一個和內(nèi)螺線11有著電容/電感耦合的輻射元件的作用。相應(yīng)地，如果在高頻波段上接收，則在兩個天線元件12和11之間將產(chǎn)生電容/電感耦合，因而接收的能得以在它們間傳遞。
上文已在電學(xué)方面和機(jī)械方面分別單獨(dú)地詳細(xì)介紹了桿件3和用圖介紹了螺旋體4。現(xiàn)在將參照圖3說明它們之間是如何協(xié)同工作的。
如上所述，套筒部5有一貫通孔，桿件3得以通過它進(jìn)行縱向移動。為了消除游隙，并且獲得要求的電接觸，在套筒部5內(nèi)布置了金屬彈性元件，當(dāng)桿件移動時，該彈性元件沿著表面涂層21滑移。在圖1所示對講位置，當(dāng)桿件伸出時，帶有彈性元件25的套筒部5將和桿件的下接觸套22實(shí)現(xiàn)電接觸，從而使桿件直接和移動電話的電路實(shí)現(xiàn)電耦合。
在桿件處于圖2所示位置即等待位置時，內(nèi)螺旋線11的下端靠在一個導(dǎo)電墊圈26上，而該墊圈又靠在套筒部5的圓柱體上部6上，從而使套筒部和內(nèi)螺旋線11下端之間的電連接占優(yōu)勢。
當(dāng)把桿件從圖2所示位置拔出到圖1所示位置時，桿件將通過螺旋結(jié)構(gòu)4滑移至其金屬套22上端上的凸緣區(qū)27(圖4和7)和墊圈26的底面相碰時止。如果繼續(xù)向上拔，則墊圈26將隨著桿件3向上運(yùn)動，從而使內(nèi)螺旋線11受到軸向壓縮。雖然螺旋線11和移動電話的電路仍保持電耦合，但是由于此軸向壓縮的結(jié)果，首先在頻率上便出現(xiàn)匹配不當(dāng)，然后就整個地不再成為一個輻射天線元件。因此，外螺旋線圈12自然地也失去電連接了。
在另一個實(shí)施例中，在桿件3下端上面的金屬套22上方，可以放置一個用絕緣材料制成的圈28，當(dāng)桿件3拔出時，圈28將碰及墊圈26，從而使其脫離和套筒部5的電接觸。結(jié)果，一當(dāng)墊圈26和套筒部5脫離電接觸，內(nèi)螺旋線11便斷開和移動電話的電路的接觸。
在桿件內(nèi)，螺旋線圈23的長度約為40mm，它包含40～42匝，匝距為0.8mm。重疊長度24約為9mm。整個桿件的全長約為116mm。
在不脫離所附權(quán)利要求書的范圍本發(fā)明可以改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種用于兩波段無線電通訊設(shè)備的天線裝置，每個波段各有一個天線元件(18，23)，其特征是兩個天線元件(18，23)互相排列成一條線，因而它們具有一個共同的桿狀外形。
2．按照權(quán)利要求1所述的天線位置，其特征是，高頻波段的天線元件(18)和無線電通訊設(shè)備的電路實(shí)現(xiàn)電連接，而低頻波段的天線元件(23)則和高頻波段的天線元件實(shí)現(xiàn)電容耦合，從而通過此天線元件和無線電通訊設(shè)備的電路連接。
3．按照權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征是高頻波段的天線元件(18)為一桿或棒狀天線。
4．按照權(quán)利要求1至3所述的天線裝置，其特征是低頻的天線元件(23)為一螺旋線。
5．按照權(quán)利要求4所述的天線裝置，其特征是螺旋線(23)有一環(huán)繞桿狀或棒狀天線(18)的一端部的端部(24)，兩者中間隔著一層電絕緣層(19)。
6．按照權(quán)利要求2至5所述的天線裝置，其特征是當(dāng)天線裝置在高頻波段上工作時低頻波段的天線元件(23)對高頻波段的天線元件(18)構(gòu)成一個電容耦合的尖峰負(fù)載。
7．按照權(quán)利要求2至6所述的天線裝置，其特征是當(dāng)天線裝置在低頻波段上工作時高頻波段的天線元件(18)構(gòu)成低頻波段天線元件(23)饋電線的一部分。
全文摘要
一種用于兩波段無線電通訊設(shè)備的天線裝置,每個波段各有一個天線元件(18,23),該天線元件包含在一個桿狀裝置內(nèi),互相排列成一直線,高頻波段的天線元件(18)被設(shè)計(jì)成一桿狀或棒狀天線(18),和無線電通訊設(shè)備的電路實(shí)行電耦合;而低頻波段的天線元件(23)為一螺旋線,其一端部(24)環(huán)繞桿狀或棒狀天線(18)的一端部,從而使天線元件(18,23)相互間實(shí)現(xiàn)電容耦合,故螺旋線對桿狀或棒狀天線(18)構(gòu)成一個電容尖峰負(fù)載。
文檔編號H01Q5/01GK1285963SQ9881288
公開日2001年2月28日 申請日期1998年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月14日
發(fā)明者C·G·布洛姆 申請人:莫特科公司