專利名稱：無(wú)線終端的雙頻段天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及無(wú)線終端的雙頻段天線，能在兩個(gè)不同頻段進(jìn)行有效操作。
2．相關(guān)技術(shù)描述通常，為了利用單根天線來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻段天線操作，需要諸如扼流圈等附加元件來(lái)使天線的相應(yīng)部件能在不同的頻率獨(dú)立地操作。美國(guó)專利號(hào)3,139,620和4,509,056公開了一種天線，其采用扼流圈以允許天線能在多個(gè)頻率上進(jìn)行操作。
美國(guó)專利號(hào)4,509,056(’56專利)公開了一采用可調(diào)套管扼流圈的多頻天線。

圖1中，’56專利表示了操作在雙頻上的單極天線的截面圖。該天線適用于頻率未被諧波隔離且頻率比大于1.25的無(wú)線終端。如圖所示，該天線由公共單極天線，和具有一開端，短端，及地平面的同軸傳輸線組成。
在圖1中，同軸傳輸線扼流圈12i在天線中部構(gòu)成并且在雙頻段的較高頻段上具有λ/4的電長(zhǎng)度。在較高頻段上，λ/4套管扼流圈12i在同軸傳輸線的開端和擴(kuò)展單元100之間形成了十分高的阻抗，因而阻止了它們之間的耦合。相應(yīng)地，在較高頻段上，只有圖2所示的l表示的部分才起著天線的作用。然而，在較低頻段上，套管扼流圈12i不能起隔離單元的作用以致由P表示的整個(gè)部分起著單極天線的作用。
伴隨傳統(tǒng)雙頻天線采用扼流圈的缺點(diǎn)是，與單頻段天線相比，它既復(fù)雜又體積大。而且，大天線可能容易受微不足道的影響而損壞。另外，傳統(tǒng)固定(即不可回縮的)天線會(huì)使攜帶無(wú)線終端的用戶感到不方便。
發(fā)明簡(jiǎn)述因而本發(fā)明的目的是為無(wú)線終端提供一種雙頻段天線，其由可回縮鞭狀天線和具有不規(guī)則間距的螺旋狀天線構(gòu)成，其中鞭狀天線獨(dú)立于螺旋狀天線。
為達(dá)到以上目的，為無(wú)線終端提供了雙頻段天線，包括具有第一和第二螺旋狀部分的螺旋狀天線，這些部分具有第一和第二間距。第一和第二螺旋狀部分在不同頻段上是獨(dú)立可操作的。雙頻段天線進(jìn)而包括鞭狀天線和固定單元。鞭狀天線內(nèi)含有導(dǎo)電芯線；覆蓋在導(dǎo)電芯線的第一部分上的導(dǎo)電物質(zhì)，起著扼流圈的作用；和從導(dǎo)電芯線上端伸展出的隔離單元，用于填充導(dǎo)電芯線和導(dǎo)電物質(zhì)之間的間隙。其中僅有導(dǎo)電芯線的第一部分在第一頻段上可操作且整個(gè)導(dǎo)電芯線可在第二頻段上可操作。固定單元用于把螺旋狀天線和鞭狀天線固定到無(wú)線終端，其中固定單元有一上端，連接到螺旋狀天線底端，和一通孔固定器，鞭狀天線經(jīng)由其中插入無(wú)線終端的內(nèi)部。該處，第一螺旋狀部分的第一間距窄于第二螺旋狀部分的第二間距。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，當(dāng)鞭狀天線縮進(jìn)無(wú)線終端時(shí)，僅有螺旋狀天線是可操作的且鞭狀天線的隔離單元位于固定單元的通孔中，以從螺旋狀天線中去藕鞭狀天線。
雖然第一和第二螺旋狀部分的第一和第二間距固定為特定值，但第一頻段與第二頻段之比是通過(guò)調(diào)節(jié)構(gòu)造螺旋狀天線的線圈的匝數(shù)來(lái)控制的。
進(jìn)而，固定單元咬合在位于較低的，用于把固定單元固定到無(wú)線終端的外壁之處。
附圖簡(jiǎn)述從下面詳細(xì)的描述中，結(jié)合其中相似的參考數(shù)字指示相似的部件的附圖，本發(fā)明如上的和其它的目的，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。在這些圖中圖1為依照現(xiàn)有技術(shù)，具有雙頻段操作能力的單極天線的截面圖；圖2為依照本發(fā)明的實(shí)施例，由從無(wú)線終端伸展出的可回縮鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線截面圖；圖3為依照本發(fā)明的實(shí)施例，由縮回進(jìn)無(wú)線終端的可回縮鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線截面圖；圖4A為描繪鞭狀天線的簡(jiǎn)圖，表示諧振頻率的周期特征；圖4B表示鞭狀天線對(duì)圖4A中頻率軸呈現(xiàn)的阻抗特性；圖5A表示依照現(xiàn)有技術(shù)，具有規(guī)則間距的公有螺旋狀天線；圖5B為史密斯圖，表示頻帶阻抗，包括如圖5A所示螺旋狀天線的兩個(gè)諧振頻率圖6A表示依照本發(fā)明實(shí)施例，具有不規(guī)則間距的螺旋狀天線；圖6B為史密斯圖，表示頻帶阻抗，包括如圖6A所示螺旋狀天線的兩個(gè)諧振頻率；
圖7表示依照在具有第一間距的第一螺旋狀部分(l6)處線圈(35)匝數(shù)的變化，螺旋狀天線的阻抗特性；圖8表示依照在具有第二間距的第二螺旋狀部分(l5)處線圈匝數(shù)的變化，螺旋狀天線的阻抗特性；圖9表示了由鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線的阻抗特性；圖10表示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，雙頻段天線在AMPS(先進(jìn)移動(dòng)電話服務(wù))頻段的輻射特性；圖11表示依照本發(fā)明實(shí)施例，雙頻段天線在US PCS(個(gè)人通訊服務(wù))頻段的輻射特性；圖12表示依照本發(fā)明另一實(shí)施例，由可回縮鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線的截面圖，其中依照本發(fā)明另一實(shí)施例，鞭狀天線從無(wú)線終端中伸展出來(lái)；圖13表示依照本發(fā)明另一實(shí)施例，當(dāng)雙頻段天線未處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線的VSWR(電壓駐波比)；圖14為史密斯圖，表示依照本發(fā)明另一實(shí)施例，當(dāng)雙頻段天線處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線的反射系數(shù)；圖15表示當(dāng)雙頻段天線未處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線的VSWR；圖16為史密斯圖，表示當(dāng)雙頻段天線處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線的反射系數(shù)；并且圖17表示依照本發(fā)明另一實(shí)施例，由可回縮鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線的截面圖，其中鞭狀天線縮回了無(wú)線終端。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參考所附圖，下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在以下描述中，公知的功能和結(jié)構(gòu)不予詳盡描述因?yàn)樗鼈儠?huì)以不必要的細(xì)節(jié)使本發(fā)明變得含糊不清。
將描述按照本發(fā)明構(gòu)造的由鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線，其中其中鞭狀天線可縮進(jìn)無(wú)線終端。
在回縮狀態(tài)(見圖3和17)中，鞭狀天線完全縮回到無(wú)線終端且相對(duì)較短的螺旋狀天線在無(wú)線終端上伸出。在該狀態(tài)下，僅有螺旋狀天線是可操作的。因此，在回縮狀態(tài)下，無(wú)線終端的總長(zhǎng)變短，提供了較好的外觀。進(jìn)而，保護(hù)了鞭狀天線免予外部損害。本發(fā)明中使用的鞭狀天線由兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)施例組成。
在第一實(shí)施例中，鞭狀天線采用廣泛用于雙頻段天線的扼流圈結(jié)構(gòu)。鞭狀天線的扼流圈結(jié)構(gòu)由覆蓋在導(dǎo)電芯線(見圖2)上的導(dǎo)電物質(zhì)組成。在第二實(shí)施例中，鞭狀天線使用一簡(jiǎn)單匹配電路以取代扼流圈，來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻段天線(見圖12)。
參照天線的回縮狀態(tài)，僅有雙頻段天線的螺旋狀天線部分是可操作的。即在回縮狀態(tài)下鞭狀天線是不起作用的。不像傳統(tǒng)雙頻段天線，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)整螺旋狀線圈的間距而不是使用附加的頻率隔離單元，該螺旋狀天線可在兩個(gè)不同頻率上獨(dú)立地操作。這樣的能力允許本發(fā)明的雙頻段天線尺寸小和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
圖2表示組裝在無(wú)線終端(例如移動(dòng)電話)中的雙頻段天線，其中可回縮鞭狀天線10從無(wú)線終端中伸出以擴(kuò)展天線的有效電氣長(zhǎng)度，因而改善輻射特性。鞭狀天線包括導(dǎo)電芯線12；導(dǎo)電物質(zhì)13，覆蓋在導(dǎo)電芯線12的第一部分以起著扼流圈的作用；和隔離單元11，用于填充導(dǎo)電芯線12與導(dǎo)電物質(zhì)13之間的間隙。隔離單元11從導(dǎo)電芯線12的上端伸出到一特定范圍。在鞭狀天線10中，僅有導(dǎo)電芯線12的第一部分在一個(gè)頻段起著天線的作用而整個(gè)導(dǎo)電芯線12在另一頻段起著天線的作用。
螺旋狀天線30由第一和第二螺旋狀部分l4和l5組成，它們具有不同的間距，通過(guò)繞一線圈35，和用于保護(hù)第一和第二螺旋狀部分l4和l5的隔離管20來(lái)構(gòu)成。在這種結(jié)構(gòu)下，通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整線圈35的間距而不是使用傳統(tǒng)雙頻段天線的附加頻率隔離單元，螺旋狀天線30可操作于兩個(gè)獨(dú)立的頻段。金屬固定單元40把鞭狀天線10和螺旋狀天線30固定到無(wú)線終端的機(jī)殼60上。構(gòu)成螺旋狀天線30的線圈35的底段連到金屬固定單元40的上端。金屬固定單元40有一通孔，這樣鞭狀天線10可經(jīng)由通孔插入無(wú)線終端的內(nèi)部。進(jìn)而，固定單元40的底段經(jīng)饋給點(diǎn)80連到印制電路板(PCB)70以把天線連到信號(hào)源。另外，固定單元40咬合在它的底段外壁之處。在這里，咬合起著把螺旋狀天線30的底端與無(wú)線終端的機(jī)體固定在一起的作用。
在圖2中，參考l1代表部分隔離單元11的長(zhǎng)度，其中不存在導(dǎo)電芯線12。參考l3代表包括固定單元40在內(nèi)的螺旋狀天線30的物理長(zhǎng)度。參考l7代表鞭狀天線10的長(zhǎng)度，其起著雙頻段天線的較高頻段天線的作用。參考l2代表鞭狀天線10的導(dǎo)電芯線12的長(zhǎng)度。參考l5和l4分別代表具有不同間距的螺旋狀天線30的第二和第一螺旋狀部分的物理長(zhǎng)度，其中第一螺旋狀部分l4比第二螺旋狀部分l5有著較窄的間距。參考l6代表導(dǎo)電芯線12的未被導(dǎo)電物質(zhì)13覆蓋部分的長(zhǎng)度。參考l8代表導(dǎo)電芯線12的第一部分的長(zhǎng)度，其被導(dǎo)電物質(zhì)13覆蓋以構(gòu)成鞭狀天線10上的扼流圈并在較高的頻率具有λ/4的長(zhǎng)度。
圖3表示組裝在無(wú)線終端中的雙頻段天線，其中鞭狀天線10縮進(jìn)了無(wú)線終端。圖中鞭狀天線10完全縮進(jìn)到無(wú)線終端的機(jī)殼60，而螺旋狀天線30從機(jī)殼60突出。固定在機(jī)殼60上的螺旋狀天線30比鞭狀天線要短得多。當(dāng)鞭狀天線10縮回時(shí)，僅有螺旋狀天線30是可操作的。
圖4A示意一簡(jiǎn)化的鞭狀天線來(lái)表示諧振頻率的周期特征，并且圖4B表示鞭狀天線對(duì)圖4A中頻率軸呈現(xiàn)的阻抗特性。
圖4B中，在有著最低諧振頻率的點(diǎn)A和點(diǎn)B處的頻率比f(wàn)A/fB為3∶1。如果無(wú)線終端操作在3∶1的精確頻率比f(wàn)A/fB，則利用圖4B所示特性容易地實(shí)現(xiàn)雙頻段天線是可能的。然而，雙頻段天線能精確地操作在正確的3∶1的頻率比f(wàn)A/fB是極為罕見的。因此，把該特性應(yīng)用到具有非特定頻率比的雙頻段天線上是不可能的。在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中，如圖1所示，為了構(gòu)造出在期望的頻率比處具有諧振特性的天線，扼流圈被排列在天線的特定位置。為阻止輻射效率的降低，如圖1所示，利用排在天線中部的扼流圈來(lái)調(diào)整雙頻段天線的兩個(gè)諧振頻率的頻率比。依照本發(fā)明的教義，不需要扼流圈。僅僅通過(guò)調(diào)整構(gòu)成螺旋狀天線30的線圈35的間距和/或匝數(shù)，而不利用扼流圈來(lái)獲得期望的頻率比是可能的。
在圖2和圖3所示的雙頻段天線中，鞭狀天線10是可回縮的并獨(dú)立于螺旋狀天線30?，F(xiàn)在，將提供詳細(xì)的描述，其中在天線的伸展?fàn)顟B(tài)下僅有鞭狀天線10是可操作的，而在天線的回縮狀態(tài)下僅有螺旋狀天線30是可操作的。
鞭狀天線的伸展?fàn)顟B(tài)再次參考圖2，鞭狀天線10完全從無(wú)線終端的機(jī)殼60伸出。在該情況下，固定單元40既連到鞭狀天線10又連到螺旋狀天線30。然而，由于螺旋狀天線30在物理長(zhǎng)度上比鞭狀天線10相對(duì)要短得多并且與鞭狀天線10相接觸，實(shí)際上，僅有鞭狀天線10是可操作的。該等價(jià)性已在美國(guó)專利號(hào)5，479,178中公開。因此，很明顯，當(dāng)鞭狀天線10處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)，雙頻段天線近似等效于鞭狀天線。
因?yàn)槁菪隣钐炀€30部分是可忽略的，在伸展?fàn)顟B(tài)下僅考慮鞭狀天線10和固定單元40。此處，鞭狀天線10可被分為起著輻射物質(zhì)作用的導(dǎo)電芯線12；導(dǎo)電物質(zhì)13；和隔離單元11。
在優(yōu)選實(shí)施例中，用于較高頻段的扼流圈利用λ/4套管來(lái)實(shí)現(xiàn)。扼流圈在l8部分來(lái)實(shí)現(xiàn)，其處導(dǎo)電芯線12被導(dǎo)電物質(zhì)13覆蓋著。由于有扼流圈，在較高頻段，鞭狀天線10的l6部分是不可操作的且僅有l(wèi)7部分起著天線的作用。在圖2中，l7和l6的結(jié)合點(diǎn)14對(duì)饋給點(diǎn)80的所示阻抗定義為Zchoke=jZ0tan(2π/λH×l8)……(1)]]>Z0=60/ϵr×Ln(b/a)……(2)]]>此處Zchoke為扼流圈阻抗，λH為雙頻中較高頻率的波長(zhǎng)，Z0為同軸線的特征阻抗，l8為起著扼流圈作用的導(dǎo)電物質(zhì)13的長(zhǎng)度，εr為用于同軸線的介電物質(zhì)的介電常數(shù)，a為導(dǎo)電芯線12的直徑和b為導(dǎo)電物質(zhì)13的直徑。
從方程式(1)和(2)應(yīng)理解扼流圈阻抗Zchoke在較高頻段(即當(dāng)長(zhǎng)度l8為λ/4時(shí))是近似無(wú)窮大的。在該情況下，鞭狀天線10的l6部分從l8部分隔離出，這樣僅有l(wèi)7部分在較高頻段起著天線的作用。另一方面，在較低頻段，扼流圈阻抗Zchoke不夠高不足以起著隔離單元的作用，如此鞭狀天線10的l2部分可起著天線的作用。
鞭狀天線的回縮狀態(tài)參考圖3，當(dāng)鞭狀天線10完全縮進(jìn)無(wú)線終端的機(jī)殼60，鞭狀天線10的隔離單元11位于螺旋狀天線30上并且導(dǎo)電芯線12的上端位于固定單元40的低端，如此固定單元40從鞭狀天線10的導(dǎo)電芯線12隔離出來(lái)。結(jié)果是僅有螺旋狀天線30起著天線的作用。在此情況下，可以認(rèn)為無(wú)線終端的天線由螺旋狀天線30和用于固定螺旋狀天線30的固定單元40組成。
圖5A表示由具有規(guī)則間距的線圈組成的現(xiàn)有技術(shù)螺旋狀天線，圖5B為史密斯圖，示出了包括圖5A螺旋狀天線的兩個(gè)諧振頻段在內(nèi)的頻段阻抗特性。這里，諧振頻率比大約為3∶1且在兩個(gè)諧振頻率處的阻抗互不相同。
圖6A表示由具有不規(guī)則間距的線圈35組成的新穎技術(shù)螺旋狀天線30，圖6B為史密斯圖，示出了在圖6A螺旋狀天線30的兩個(gè)諧振頻段處的阻抗特性。這里，諧振頻率比大約為2.2∶1且在兩個(gè)諧振頻率處的阻抗近似相等。
眾所周知，線圈的感抗反比于間距。構(gòu)成螺旋狀天線30的線圈35具有第一螺旋狀部分l4和第二螺旋狀部分l5，其中第一螺旋狀部分l4的間距要窄于第二螺旋狀部分l5的間距，因此第一螺旋狀部分l4的感抗要高于第二螺旋狀部分l5的感抗。此處，線圈的整個(gè)感抗由j2πfL獲得。如果f和L高，線圈35的整個(gè)感抗就增加。通常，當(dāng)感抗增加，流經(jīng)線圈的電流就會(huì)減少。因此，在高頻段，第一螺旋狀部分l4的感抗高于第二螺旋狀部分l5的感抗并且流經(jīng)第一螺旋狀部分l4的電流小于流經(jīng)第二螺旋狀部分l5的電流。相應(yīng)地，在高頻段上，實(shí)際上僅有第二螺旋狀部分l5起著天線的作用。
參考圖6B，天線的諧振頻率分別為1972MHz和904MHz。因此，諧振頻率比大約為2.2∶1。如前所述，可通過(guò)調(diào)整第一和第二螺旋狀部分l4與l5的間距來(lái)控制天線的諧振頻率比。表1示出了兩個(gè)諧振頻率fH和fL，和其比f(wàn)H/fL，該比為第一螺旋狀部分l4的間距的函數(shù)。此處，假定第二螺旋狀部分l5的間距為4.7mm和內(nèi)徑為3.8mm，并且線圈35直徑為0.4mm。
表1
依照具有第一間距的第一螺旋狀部分l4的線圈35的匝數(shù)的變化，圖7表示螺旋狀天線30的阻抗特性。
表1示出了兩個(gè)諧振頻率fH和fL，和其比f(wàn)H/fL，該比為第二螺旋狀部分l5的間距的函數(shù)。此處，假定第一螺旋狀部分l4的間距為0.6mm和內(nèi)徑為3.8mm，并且線圈35直徑為0.4mm。
表2
依照具有第二間距的第二螺旋狀部分l5的線圈的匝數(shù)的變化，圖8表示螺旋狀天線30的阻抗特性。
如表3所示，當(dāng)把間距固定為特定值時(shí)，可通過(guò)改變線圈35的匝數(shù)來(lái)改變天線的諧振頻率。
依照在第二螺旋狀部分l5處線圈35的匝數(shù)，表3示出了兩個(gè)諧振頻率fH和fL，和其比f(wàn)H/fL。此處，假定第一和第二螺旋狀部分l4與l5的間距分別為1.3mm和5.5mm，內(nèi)徑為3.8mm，并且線圈35直徑為0.4mm。
表3
依照在第一螺旋狀部分l4處線圈35的匝數(shù)，表4示出了兩個(gè)諧振頻率fH和fL，和其比f(wàn)H/fL。此處，假定第一和第二螺旋狀部分l4與l5的間距分別為1.3mm和5.5mm，內(nèi)徑為4.6mm，并且線圈35直徑為0.4mm。
表4
從表3和表4中應(yīng)理解隨著第二螺旋狀部分l5處匝數(shù)的增加諧振頻率比將減少(即接近1)。也應(yīng)看到隨著第一螺旋狀部分l4處匝數(shù)的增加諧振頻率也將增加。
參照?qǐng)D6B，在兩個(gè)諧振頻率處的阻抗周期近似相等。相應(yīng)地，在螺旋狀天線30中，即使兩頻率的比不是精確地為3∶1，不用單獨(dú)的匹配電路把兩個(gè)頻段處的阻抗調(diào)整到接近相同的值是可能的。結(jié)果是，通過(guò)調(diào)整線圈35的匝數(shù)和間距獲得雙頻段天線是可能的。
在該實(shí)施例中，螺旋狀天線30與鞭狀天線10具有相同的阻抗特性。即，如果鞭狀天線10具有如圖7所示的阻抗特性，通過(guò)調(diào)整線圈35的匝數(shù)和間距，螺旋狀天線30也會(huì)具有相同的阻抗。在該情況下，螺旋狀天線30也與用于鞭狀天線10的匹配電路相匹配。
同時(shí)，具有單一間距的螺旋狀天線具有周期性諧振特性。然而，因?yàn)樵撀菪隣钐炀€在相應(yīng)頻率處具有不同的阻抗，所以螺旋狀天線與鞭狀天線具有同一阻抗是不可能的。
圖9表示安裝在無(wú)線終端上既處于伸展?fàn)顟B(tài)又處于回縮狀態(tài)的雙頻段天線的阻抗特性。注意雙頻段天線在AMPS(824-894MHz)頻段和US PCS(1850-1990MHz)頻段處呈現(xiàn)了很好的匹配特性。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖10表示在AMPS頻段處雙頻段天線的輻射特性，且圖11表示在US PCS頻段處雙頻段天線的輻射特性。
依照本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖12表示由可回縮鞭狀天線10和螺旋狀天線30組成的雙頻段天線，其中鞭狀天線從無(wú)線終端中伸展出來(lái)。如圖所示，鞭狀天線10的構(gòu)造為線的形式。在該實(shí)施例中，雙頻段天線是通過(guò)利用鞭狀天線10的周期性諧振特性而不是利用扼流圈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不像圖2所示的鞭狀天線，無(wú)扼流圈鞭狀天線的整個(gè)部分既操作于較高頻段又操作于較低頻段。
鞭狀天線10由導(dǎo)電芯線12和從導(dǎo)電芯線12上端伸出的隔離單元11組成。螺旋狀天線具有與圖12所示相同的結(jié)構(gòu)。
在圖12中，參考l1代表隔離單元11部分的長(zhǎng)度，其中導(dǎo)電芯線12不存在。參考l2代表鞭狀天線10的導(dǎo)電芯線12的長(zhǎng)度。參考l3代表包括固定單元40在內(nèi)的螺旋狀天線30的物理長(zhǎng)度。參考l4和l5分別代表具有不同間距的螺旋狀天線30的第一和第二螺旋狀部分的物理長(zhǎng)度，其中第一螺旋狀部分l4的間距比第二螺旋狀部分l5的間距更窄。
為了實(shí)現(xiàn)無(wú)扼流圈鞭狀天線，應(yīng)考慮鞭狀天線的諧振頻率和長(zhǎng)度。參考圖4A，因?yàn)楸逘钐炀€10在3∶1頻率比處有一周期性諧振特性，需正確地確定鞭狀天線10的長(zhǎng)度以使諧振頻率之一等同于雙頻之一。則天線即使在高于或低于3倍被選頻率處也將共振。在該情況下，通過(guò)利用天線前置級(jí)的匹配電路(未示出)，把周期性諧振頻率偏置到期望的頻率是可能的。進(jìn)而，第一被選諧振頻率的VSWR幾乎不受影響。如上所述，即使雙頻段頻率的頻率比不是精確地為3∶1，通過(guò)利用匹配電路把鞭狀天線用作雙頻段天線是可能的。螺旋狀天線30也可利用為鞭狀天線10準(zhǔn)備的匹配電路來(lái)實(shí)施雙頻段天線特性。
圖13表示當(dāng)雙頻段天線未處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線10的VSWR。借助于例子，圖13示出了當(dāng)鞭狀天線10的長(zhǎng)度被設(shè)為AMPS/PCS雙頻段中PCS頻段的大約3λ/4時(shí)VSWR的模型。
圖14為史密斯圖，示出了當(dāng)雙頻段天線未處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線10的反射系數(shù)。圖15示出當(dāng)雙頻段天線處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線的VSWR。圖16為史密斯圖，示出了當(dāng)雙頻段天線處于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)鞭狀天線10的反射系數(shù)。應(yīng)理解鞭狀天線10示出了即使未用匹配單元在PCS頻段處期望的諧振頻率特性，因?yàn)樗哂兴鲩L(zhǎng)度以使諧振頻率產(chǎn)生于一低于AMPS頻段的頻率。在本實(shí)施例中，通過(guò)提供高通匹配電路，僅有較低的諧振頻率被偏置到AMPS頻段而不影響PCS頻段處的天線阻抗，如圖15和圖16所示。在圖13和圖15中，標(biāo)記1和2表示AMPS頻段且標(biāo)記3和4表示PCS頻段。另外，依照本發(fā)明，在安裝螺旋狀天線和伸展鞭狀天線的狀態(tài)下，呈現(xiàn)了天線阻抗，產(chǎn)生了螺旋狀天線和機(jī)體的雜散元素。但是，它與本發(fā)明的主題無(wú)關(guān)。
依照本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖17示出了由可回縮鞭狀天線和螺旋狀天線組成的雙頻段天線，其中鞭狀天線可回縮到無(wú)線終端。
如上所述，雙頻段天線由鞭狀天線和螺旋狀天線組成。當(dāng)不處于使用狀態(tài)時(shí)鞭狀天線是回縮的以使具有新型天線的無(wú)線終端便于攜帶和不易受外界影響而損壞。進(jìn)而，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)整螺旋狀天線線圈的間距和匝數(shù)，而不是利用單獨(dú)的匹配電路或扼流圈，來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻段天線是可能的。
雖然參照某一優(yōu)選實(shí)施例來(lái)示出和描述本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的變化而不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于無(wú)線終端的雙頻段天線，包括螺旋狀天線，含有分別具有第一和第二間距的第一和第二螺旋狀部分，第一和第二螺旋狀部分可獨(dú)立地在不同頻段上操作；鞭狀天線，含有導(dǎo)電芯線；覆蓋導(dǎo)電芯線第一部分的導(dǎo)電物質(zhì)，起著扼流圈的作用；和從導(dǎo)電芯線上端伸展出的隔離單元，用于填充導(dǎo)電芯線和導(dǎo)電物質(zhì)之間的間隙，其中僅有導(dǎo)電芯線的第一部分在第一頻段上可操作且整個(gè)導(dǎo)電芯線可在第二頻段上可操作；和固定單元，用于把螺旋狀天線和鞭狀天線固定到無(wú)線終端上。
2．如權(quán)利要求1所述的雙頻段天線，其中固定單元的上端連到螺旋狀天線的低端且其有一通孔用于把鞭狀天線插入到無(wú)線終端的內(nèi)部。
3．如權(quán)利要求1所述的雙頻段天線，其中鞭狀天線相對(duì)無(wú)線終端是可回縮和伸展的，這樣當(dāng)鞭狀天線回縮到無(wú)線終端時(shí)僅有螺旋狀天線是可操作的。
4．如權(quán)利要求1所述的雙頻段天線，其中第一螺旋狀部分的第一間距窄于第二螺旋狀部分的第二間距。
5．如權(quán)利要求2所述的雙頻段天線，其中鞭狀天線的隔離單元位于固定單元的通孔中，當(dāng)鞭狀天線回縮到無(wú)線終端時(shí)，使得鞭狀天線與螺旋狀天線隔離。
6．如權(quán)利要求1所述的雙頻段天線，其中可通過(guò)調(diào)整構(gòu)成所述第一和第二螺旋狀部分的線圈的匝數(shù)來(lái)控制第一頻段和第二頻段之比。
7．如權(quán)利要求6所述的雙頻段天線，其中可調(diào)整第一和第二螺旋狀部分的第一和第二間距來(lái)控制第一頻段和第二頻段之比。
8．如權(quán)利要求1所述的雙頻段天線，其中第一和第二螺旋狀部分的第一和第二間距固定為特定值。
9．如權(quán)利要求2所述的雙頻段天線，其中第一頻段位于1850-1990MHz之間且第二頻段位于824-894MHz之間。
10．如權(quán)利要求1所述的雙頻段天線，其中固定單元咬合在位于較低的，用于把固定單元固定到無(wú)線終端的外壁之處。
11．一種含有無(wú)線終端螺旋狀天線的雙頻段天線，包括鞭狀天線，含有導(dǎo)電芯線；覆蓋導(dǎo)電芯線第一部分的導(dǎo)電物質(zhì)，起著扼流圈的作用；和從導(dǎo)電芯線上端伸展出的隔離單元，用于填充導(dǎo)電芯線和導(dǎo)電物質(zhì)之間的間隙，其中僅有導(dǎo)電芯線的第一部分在第一頻段上可操作且整個(gè)導(dǎo)電芯線在第二頻段上可操作；和固定單元，用于把螺旋狀天線和鞭狀天線固定到無(wú)線終端上，其中固定單元有一上端，連接到螺旋狀天線底端，和一通孔，鞭狀天線經(jīng)由其中插入無(wú)線終端的內(nèi)部。
12．如權(quán)利要求11所述的雙頻段天線，其中鞭狀天線的隔離單元位于固定單元的通孔內(nèi)，這樣當(dāng)鞭狀天線回縮到無(wú)線終端內(nèi)時(shí)，鞭狀天線與螺旋狀天線隔離。
13．如權(quán)利要求11所述的雙頻段天線，其中第一頻段位于1850-1990MHz之間且第二頻段位于824-894MHz之間。
14．如權(quán)利要求11所述的雙頻段天線，其中被導(dǎo)電物質(zhì)覆蓋的鞭狀天線的第一部分長(zhǎng)度等于在第一頻段處的λ/4波長(zhǎng)。
15．如權(quán)利要求11所述的雙頻段天線，其中固定單元咬合在位于較低的，用于把固定單元固定到無(wú)線終端的外壁之處。
16．一種用于無(wú)線終端的雙頻段天線，包括螺旋狀天線，含有分別具有第一和第二間距的第一和第二螺旋狀部分，第一和第二螺旋狀部分可獨(dú)立地在不同頻段上操作；和用于把螺旋狀天線固定到無(wú)線終端的固定單元。
17．如權(quán)利要求16所述的雙頻段天線，其中第一間距窄于第二間距。
18．如權(quán)利要求16所述的雙頻段天線，其中第一螺旋狀部分在位于1850-1990MHz之間的第一頻段上是可操作的且第二螺旋狀部分在位于824-894MHz之間的第二頻段上是可操作的。
19．如權(quán)利要求18所述的雙頻段天線，其中可通過(guò)調(diào)整構(gòu)成螺旋狀天線的線圈的匝數(shù)來(lái)控制第一頻段和第二頻段之比。
20．如權(quán)利要求19所述雙頻段天線，其中可通過(guò)調(diào)整所述第一和第二螺旋狀部分的第一和第二間距來(lái)控制第一頻段和第二頻段之比。
21．如權(quán)利要求16所述的雙頻段天線，其中第一和第二螺旋狀部分的第一和第二間距固定為特定值。
22．如權(quán)利要求16所述的雙頻段天線，還包括用于保護(hù)螺旋狀天線的隔離管。
23．如權(quán)利要求16所述的雙頻段天線，其中固定單元咬合在位于較低的，用于把固定單元固定到無(wú)線終端的外壁之處。
24．一種無(wú)線終端的雙頻段天線，包括螺旋狀天線，含有分別具有第一和第二間距的第一和第二螺旋狀部分，第一和第二螺旋狀部分可獨(dú)立地在不同頻段上操作；鞭狀天線，含有導(dǎo)電芯線，和從導(dǎo)電芯線上端伸展出的隔離單元，其中鞭狀天線利用其周期性諧振頻率可在兩個(gè)不同頻段上操作；和固定單元，用于把螺旋狀天線和鞭狀天線固定到無(wú)線終端上，其中固定單元有一上端，連接到螺旋狀天線底端，和一通孔，鞭狀天線經(jīng)由其中插入無(wú)線終端的內(nèi)部。
25．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，其中鞭狀天線有一確定長(zhǎng)度以使由鞭狀天線的周期性諧振特性檢測(cè)出的諧振頻率之一等同于兩個(gè)頻段之一。
26．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，還包括用于調(diào)整鞭狀天線諧振頻率的匹配電路。
27．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，其中鞭狀天線相對(duì)無(wú)線終端是可回縮和伸展的，這樣當(dāng)鞭狀天線回縮到無(wú)線終端時(shí)僅有螺旋狀天線是可操作的。
28．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，其中第一螺旋狀部分的第一間距窄于第二螺旋狀部分的第二間距。
29．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，其中鞭狀天線的隔離單元位于固定單元的通孔中，當(dāng)鞭狀天線回縮到無(wú)線終端時(shí)，使得鞭狀天線與螺旋狀天線隔離。
30．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，其中可通過(guò)調(diào)整構(gòu)成螺旋狀天線的線圈的匝數(shù)，和調(diào)整第一和第二螺旋狀部分的第一和第二間距來(lái)控制第一頻段和第二頻段之比。
31．如權(quán)利要求24所述的雙頻段天線，其中螺旋狀天線的阻抗特性等同于鞭狀天線的阻抗特性，以使鞭狀天線能夠與螺旋狀天線一起支持匹配電路。
全文摘要
用于無(wú)線終端的雙頻段天線由具有不規(guī)則間距的可回縮鞭狀天線(10)和螺旋狀天線(30)組成,其中鞭狀天線(10)獨(dú)立于螺旋狀天線。螺旋狀天線(30)包含分別具有第一和第二間距的第一和第二螺旋狀部分,且第一和第二螺旋狀部分可在不同頻段上獨(dú)立地操作。鞭狀天線(10)包含導(dǎo)電芯線(12);導(dǎo)電物質(zhì)(13),其覆蓋在導(dǎo)電芯線(12)的第一部分上,起著扼流圈的作用;和隔離單元,其從導(dǎo)電芯線(12)上端伸展出,用于填充導(dǎo)電芯線(12)和導(dǎo)電物質(zhì)(13)之間的間隙。該處,僅有導(dǎo)電芯線的第一部分在第一頻段上可操作且整個(gè)導(dǎo)電芯線可在第二頻段上可操作。固定單元(40)把螺旋狀天線(30)和鞭狀天線(10)固定到無(wú)線終端上。固定單元(40)的上端連到螺旋狀天線(30)的低端且其有一通孔鞭狀天線經(jīng)由其中插入到無(wú)線終端(60)的內(nèi)部。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK1319265SQ99803017
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期1999年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月20日
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