專利名稱：便攜式無線電單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式無線電單元，尤其涉及具有設(shè)置在開閉自由的機蓋(housing)部(以下稱為蓋(cover))上的天線的便攜式無線電單元。
背景技術(shù)：
特開平8-186518號公報上公開了一個在開閉自由的蓋上具有天線的無線通信裝置的例子。
上述的蓋天線，具有第1和第2組件，蓋打開時將第1組件調(diào)諧為接收發(fā)送電路的工作頻率，蓋關(guān)閉時將第2組件調(diào)諧為接收發(fā)送電路的工作頻率。因此，無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能將蓋天線調(diào)諧為接收發(fā)送電路的工作頻率。
但是，上述文獻中公開的無線通信裝置中，蓋上實質(zhì)上存在2個天線，由于這些天線的結(jié)合，可能會降低天線效率。而且，上述的蓋天線中，必須有2個饋電線，所以機構(gòu)復(fù)雜化，不便于饋電線的設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的。本發(fā)明的目的是，在開閉自由的蓋上設(shè)置天線的便攜式無線電單元中，抑制天線效率降低的同時，使饋電線的設(shè)置簡單。
根據(jù)本發(fā)明的便攜式無線電單元的一個方面具有機殼、蓋、雙極天線、饋電裝置、開閉檢測裝置以及饋電控制裝置。蓋開閉自由地安裝在機殼上。雙極天線設(shè)置在蓋上。饋電裝置給雙極天線饋電。開閉檢測裝置檢測蓋的開閉。饋電控制裝置根據(jù)開閉檢測裝置的檢測結(jié)果控制饋電裝置。
天線設(shè)置在蓋上時，在打開蓋的狀態(tài)下，由于作為一般的雙極天線工作，約-6dB的反射衰減量的頻帶可以獲得約20％。但是，在蓋關(guān)閉的狀態(tài)下，由于天線靠近機殼內(nèi)部的基板的地導(dǎo)體，存在其頻帶減少到約2％(圖2A)的問題。因此，本申請的發(fā)明人，經(jīng)過反復(fù)專心研究，得知在蓋上只設(shè)置一個雙極天線的情況下，通過根據(jù)蓋的開閉適當(dāng)?shù)乜刂起侂娧b置，也能夠確保小于規(guī)定值的反射衰減量的頻帶比較寬。具體地，如后面所述，例如采用平行2線式饋電線作為饋電裝置，通過在該饋電線的激勵方向下功夫，如圖2B所示，蓋關(guān)閉時，也能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶的約15％。由此，無論蓋打開還是關(guān)閉時都能用一個天線來對應(yīng)，不必像現(xiàn)有例那樣設(shè)置2個天線。其結(jié)果，能夠抑制天線效率的降低。而且，由于不必設(shè)置2個天線，饋電線的設(shè)置也變得容易。
上述的饋電裝置包括平行2線式饋電線。在此情況下，在蓋打開的狀態(tài)下以反相激勵平行2線式饋電線，在蓋關(guān)閉的狀態(tài)下以同相激勵平行2線式饋電線。由此，如上所述無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
另外，上述饋電裝置也可以包括同軸線路。同軸線路具有外部導(dǎo)體和內(nèi)部導(dǎo)體，外部導(dǎo)體與機殼短路，在蓋打開的狀態(tài)下激勵內(nèi)部導(dǎo)體，在蓋關(guān)閉的狀態(tài)下激勵外部導(dǎo)體。
這樣通過在在蓋打開的狀態(tài)下激勵外部導(dǎo)體，得到與以同相激勵上述平行2線式饋電線相同的效果。而且，通過在蓋關(guān)閉的狀態(tài)下激勵內(nèi)部導(dǎo)體，得到與以反相激勵上述平行2線式饋電線相同的效果。因此，可以推測無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
外部導(dǎo)體的饋電點與外部導(dǎo)體上的與機殼的短路點之間的間隔最好為四分之一波長。
由此，由于從電源到短路點的估計阻抗為無限大，所以能夠抑制短路點對饋電點的阻抗的影響較小。
根據(jù)本發(fā)明的便攜式無線電單元的另一方面具有機殼、蓋、雙極天線、饋電裝置、諧振器。蓋開閉自由地安裝在機殼上。雙極天線設(shè)置在蓋上。饋電裝置給雙極天線饋電。諧振器設(shè)置在機殼上，配置在蓋關(guān)閉時靠近雙極天線的位置。
蓋關(guān)閉時，通常頻帶變窄。但是，通過將諧振器設(shè)置在上述位置上，能夠分散反射衰減量變低的頻率。由此，例如，得到如圖7B所示的頻率特性，其結(jié)果，在蓋關(guān)閉時也能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶比較寬。另一方面，在蓋打開時，如圖7A所示，也能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶較寬。其結(jié)果，無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
另外，諧振器可以使用一端短路，另一端開放的四分之一波長的諧振器或兩端開放的二分之一波長諧振器。
根據(jù)本發(fā)明的便攜式無線電單元的再一方面具有機殼、蓋、雙極天線、饋電裝置、開閉檢測裝置、第1和第2匹配電路以及第1和第2切換開關(guān)。蓋開閉自由地安裝在機殼上。雙極天線設(shè)置在蓋上。饋電裝置給雙極天線饋電。開閉檢測裝置檢測蓋的開閉。第1切換開關(guān)，根據(jù)開閉檢測裝置的檢測結(jié)果，切換連接第1和第2匹配電路與饋電裝置。第2切換開關(guān)，根據(jù)開閉檢測裝置的檢測結(jié)果，切換連接第1和第2匹配電路與雙極天線。
如上所述根據(jù)蓋的開閉切換匹配電路的情況下，與設(shè)置諧振器的情況下同樣，能夠分散反射衰減量變低的頻率。由此，無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
上述的任何一個方面中，最好雙極天線沿與機殼的長方向垂直的方向延伸。
由此，在傾斜機殼進行通話時，與地面垂直的偏振波成分變多，與垂直偏振波的基站的一致性變好。這也可以增強抑制天線效率降低的效果。
此外，在各方面中，也可以簡單地彎曲雙極天線的頂端，也可以將雙極天線的頂端彎曲成蛇形。由此，能夠縮短天線的物理長度。


圖1A是本發(fā)明的實施方式1中的便攜式無線電單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖1B是用于說明本發(fā)明的饋電方法的方框圖。
圖2A表示圖1A所示的便攜式無線電單元中，在蓋關(guān)閉時反相激勵時對天線不采取任何對策的情況下的反射衰減量與頻率的關(guān)系。
圖2B表示圖1A所示的便攜式無線電單元中，在蓋關(guān)閉時同相激勵時的天線的反射衰減量與頻率的關(guān)系。
圖3A是本發(fā)明的實施方式2中的便攜式無線電單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖3B是圖3A所示的的便攜式無線電單元的改進的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖4A是本發(fā)明的實施方式3中的便攜式無線電單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖4B是圖4A所示的的便攜式無線電單元的部分?jǐn)U大側(cè)面圖。
圖5A是本發(fā)明的實施方式4中的便攜式無線電單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖5B表示圖5A所示的的便攜式無線電單元的蓋關(guān)閉時的狀態(tài)。
圖6A是本發(fā)明的實施方式5中的便攜式無線電單元的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖6B是表示圖6A中的第1匹配電路的一個例子的電路圖。
圖6C是表示圖6A中的第2匹配電路的一個例子的電路圖。
圖7A表示圖5A和圖6A中所示類型的便攜式無線電單元在蓋打開時天線的反射衰減量與頻率的關(guān)系。
圖7B表示圖5A和圖6A中所示類型的便攜式無線電單元在蓋關(guān)閉時天線的反射衰減量與頻率的關(guān)系。
具體實施例方式
下面使用圖1A至圖7B來說明本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1)如圖1A所示，便攜式無線電單元1具有機殼2(地導(dǎo)體)、開閉自由的蓋(翻蓋)3、雙極天線5、第1和第2饋電線4a，4b、RF(射頻Radio Frequency)電源第1和第2電源6a，6b以及蓋開閉檢測裝置7。
蓋3開閉自由地安裝在機殼2上，例如由有機聚合物等介電材料形成，內(nèi)部具有雙極天線5。雙極天線5的長度L1為二分之一波長(λ/2)，并沿與機殼2的長方向垂直的方向延伸。由此，在傾斜機殼2進行通話時，與地面垂直的偏振波成分變多，與垂直偏振波的基站的一致性變好。
第1和第2饋電線4a，4b、第1和第2電源6a，6b作為雙極天線5的饋電裝置工作。第1和第2饋電線4a，4b如圖1所示為平行2線式饋電線，第1和第2饋電線4a，4b分別通過電源6a，6b與機殼2連接。第1或第2饋電線4a，4b與雙極天線5的一半相加得到的電長L2為λ/4+N×λ/2(N為大于1的整數(shù))。
蓋開閉檢測裝置7檢測蓋3的開閉，蓋開閉檢測裝置，例如可以使用特開平6-291820號公報中公開的檢測裝置。根據(jù)蓋開閉檢測裝置7的檢測結(jié)果，控制給第1和第2饋電線4a，4b的饋電。
具體地，在由蓋開閉檢測裝置7檢測到蓋3打開時，以反相激勵第1和第2饋電線4a，4b，在由蓋開閉檢測裝置7檢測到蓋3關(guān)閉時，以同相激勵第1和第2饋電線4a，4b。
在圖1A所示的情形下，根據(jù)蓋3的開閉通過用圖中未示出的控制裝置控制第1和第2電源6a，6b(饋電裝置)的動作，根據(jù)蓋3的開閉如上所述控制第1和第2饋電線4a，4b的激勵狀態(tài)。
在蓋打開的狀態(tài)下，由于作為一般的雙極天線工作，反射衰減量小于-6dB的頻帶可以得到約20％。圖2B表示蓋3關(guān)閉時的頻率特性。通過圖2B可以確認(rèn)反射衰減量小于-6dB的頻帶可以得到約15％。因此，通過進行如上所述的饋電控制，無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
也就是說，在蓋3上設(shè)置一個雙極天線5的情況下，也能通過根據(jù)蓋3的開閉適當(dāng)?shù)乜刂起侂娧b置，確保小于規(guī)定值的反射衰減量的頻帶。
由此，無論在蓋3打開還是關(guān)閉時，都能用一個天線對應(yīng)，不必像現(xiàn)有例那樣在蓋上設(shè)置兩個天線。其結(jié)果，能夠抑制天線效率的降低。而且，由于不必設(shè)置兩個天線，饋電線的設(shè)置也變得容易。
此外，也可以如圖1B所示，設(shè)置一個電源6，在電源6與第1和第2饋電線4a，4b之間設(shè)置饋電控制裝置8，將饋電控制裝置8與蓋開閉檢測裝置7連接。在此情況下，也能根據(jù)蓋3的開閉如上所述分別激勵第1和第2饋電線4a，4b。順便提一下，作為饋電控制裝置8的一個例子，可以列舉出分配器等。
(實施方式2)接下來，使用圖3A和3B說明本發(fā)明的實施方式2及其改進。
如圖3A所示，本發(fā)明的實施方式2中，雙極天線5的頂端被彎曲。由此，可以縮短雙極天線5的物理長，使雙極天線5更緊湊。其它的結(jié)構(gòu)與圖1A所示的實施方式1的情況相同。
此外，如圖3所示，雙極天線5的頂端也可以彎曲為蛇形。在此情況下也能得到同樣的效果。
(實施方式3)下面，使用圖4A和圖4B說明本發(fā)明的實施方式3。如圖4A所示，本實施方式3中使用同軸線路9作為饋電線。同軸線路9具有外部導(dǎo)體9a和內(nèi)部導(dǎo)體9b，外部導(dǎo)體9a與機殼短路。即，外部導(dǎo)體9a接地。
同軸線路9，如圖4B所示，設(shè)置為與機殼有間隔，外部導(dǎo)體9a的一端在短路點11與機殼2短路。此外，如圖4A和圖4B所示，外部導(dǎo)體9a的饋電點10與上述短路點11之間的間隔L3大約為λ/4。由此，由于從電源6a到短路點11的估計阻抗變?yōu)闊o限大，能夠抑制短路點11對饋電點10的阻抗的影響較小。
在本實施方式3中，在蓋3打開的狀態(tài)下激勵內(nèi)部導(dǎo)體9b，在蓋3關(guān)閉的狀態(tài)下激勵外部導(dǎo)體9a。
這樣通過在蓋3關(guān)閉的狀態(tài)下激勵外部導(dǎo)體9a，得到與以同相激勵上述平行2線式饋電線相同的效果。通過在蓋3打開的狀態(tài)下激勵內(nèi)部導(dǎo)體9b，得到與以反相激勵上述平行2線式饋電線相同的效果。
因此，可以推測在本發(fā)明的實施方式3的情況下，無論蓋打開還是關(guān)閉時，與實施方式1的情況下同樣能夠確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
(實施方式4)下面，使用圖5A和圖5B，說明本發(fā)明的實施方式4。
本實施方式4和后面敘述的實施方式5所述的發(fā)明用于使用兩個分離的頻帶。
在蓋3打開的狀態(tài)下，由于能夠使放射部離開人體，所以具有能夠抑制由人體導(dǎo)致的效率降低的優(yōu)點。但是，另一方面，在蓋3關(guān)閉的狀態(tài)下，通常頻帶變窄，存在不能覆蓋兩個分離的頻帶的缺點.因此，使用諧振電路，分散反射衰減量變低的頻率.
作為為此目的的一種方法，如圖5A所示的實施方式4中，諧振器9設(shè)置在機殼2上諧振器9，如圖5B所示配置在蓋3關(guān)閉時靠近雙極天線5的位置，由雙極天線5以非接觸方式激勵。另外，可以使用與上述的各實施方式的情況下同樣的雙極天線5及其饋電裝置。
通過將諧振器9設(shè)置在上述的位置，能夠分散反射衰減量變低的頻率。例如可以得到圖7B所示的頻率特性。即，蓋3關(guān)閉時，能夠確保2處約-6dB的反射衰減量的頻帶。
另一方面，在蓋3打開時，由于作為一般的雙極天線工作，圖7A所示，能夠可以確保約-6dB的反射衰減量的頻帶較寬。其結(jié)果無論蓋打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
此外，諧振器9可以使用一端短路，另一端開放的λ/4諧振器(長度L4為λ/4+N×λ/2(N為大于1的整數(shù))的諧振器)或兩端開放的λ/2諧振器(長度為N×λ/2(N為大于1的整數(shù))的諧振器)。另外也可以采用例如板狀、線狀、蛇形、螺旋形的諧振器作為諧振器9。
(實施方式5)下面，使用圖6A到圖6B說明本發(fā)明的實施方式5。本實施方式5中，通過用開關(guān)切換匹配電路，使在蓋3關(guān)閉時分散反射衰減量變低的頻率。
如圖6A所示，本實施方式5中的便攜式無線電單元1具有第1和第2匹配電路12，13、第1和第2切換開關(guān)14，15以及電源6。
第1匹配電路12，在蓋3打開時與雙極天線5連接。第2匹配電路13，在蓋3關(guān)閉時與雙極天線5連接。
圖6B和圖6C表示第1和第2匹配電路12，13的結(jié)構(gòu)例。如圖6B和圖6C所示，第1和第2匹配電路12，13分別具有電容16和線圈17。
第1切換開關(guān)14，根據(jù)開閉檢測裝置7的檢測結(jié)果，如上所述切換連接第1和第2匹配電路12，13與電源6。第2切換開關(guān)15根據(jù)開閉檢測裝置14的檢測結(jié)果，切換連接第1和第2匹配電路12，13與雙極天線5。即，蓋3打開時，將第1匹配電路12與電源6和雙極天線5連接，蓋3關(guān)閉時，將第2匹配電路13與電源6和雙極天線5連接。另外，也可以使用同軸線路9以外的饋電線。
可以認(rèn)為在本實施方式的情況下，與實施方式4的情況下相同，可以得到圖7A和圖7B所示的特性。因此，無論在蓋3打開還是關(guān)閉時，都能確保約-6dB的反射衰減量的頻帶。
如上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但也可以對各實施方式的特征進行適當(dāng)組合。而且，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本次公開的實施方式的所有點都是示例，并非用于限制。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的范圍指示，包括權(quán)利要求的范圍及同等意思和范圍內(nèi)的所有變更。
工業(yè)可用性本發(fā)明有效地適用于在開閉自由地設(shè)置在機殼上的蓋(翻蓋)上設(shè)置天線的便攜式無線電單元。
權(quán)利要求
1.一種便攜式無線電單元，具有機殼(2)；開閉自由地安裝在上述機殼(2)上的蓋(3)；設(shè)置在上述蓋(3)上的雙極天線(5)；用于給上述雙極天線5饋電的饋電裝置(4a，4b，6a，6b)；檢測上述蓋(3)的開閉的開閉檢測裝置(7)；用于根據(jù)上述開閉檢測裝置(7)的檢測結(jié)果，控制上述饋電裝置(4a，4b，6a，6b)的饋電控制裝置(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線電單元，上述饋電裝置(4a，4b，6a，6b)包括平行2線式饋電線(4a，4b)，在上述蓋(3)打開的狀態(tài)下以反相激勵上述平行2線式饋電線(4a，4b)，在上述蓋(3)關(guān)閉的狀態(tài)下以同相激勵上述平行2線式饋電線(4a，4b)。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線電單元，上述饋電裝置(4a，4b，6a，6b)包括同軸線路(9)，上述同軸線路(9)具有外部導(dǎo)體(9a)和內(nèi)部導(dǎo)體(9b)，上述外部導(dǎo)體(9a)與上述機殼(2)短路，上述蓋(3)打開的狀態(tài)下激勵上述內(nèi)部導(dǎo)體(9b)，上述蓋(3)關(guān)閉的狀態(tài)下激勵上述外部導(dǎo)體(9a)。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式無線電單元，上述外部導(dǎo)體(9a)的饋電點(10)與上述外部導(dǎo)體(9a)上的與上述機殼(2)的短路點(11)之間的間隔為四分之一波長。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)沿與上述機殼(2)的長方向垂直的方向延伸。
6.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)的頂端彎曲。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)的頂端彎曲為蛇形。
8.一種便攜式無線電單元，具有機殼(2)；開閉自由地安裝在上述機殼(2)上的蓋(3)；設(shè)置在上述蓋(3)上的雙極天線(5)；用于給上述雙極天線(5)饋電的饋電裝置(6)；設(shè)置在上述機殼(2)上的諧振器(9)，上述諧振器(9)配置在上述蓋(3)關(guān)閉時靠近上述雙極天線(5)的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的便攜式無線電單元，上述諧振器(9)包括一端短路，另一端開放的四分之一波長的諧振器。
10.如權(quán)利要求8所述的便攜式無線電單元，上述諧振器(9)包括兩端開放的二分之一波長的諧振器。
11.如權(quán)利要求8所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)沿與上述機殼(2)的長方向垂直的方向延伸。
12.如權(quán)利要求8所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)的頂端彎曲。
13.如權(quán)利要求8所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)的頂端彎曲為蛇形。
14.一種便攜式無線電單元，具有機殼(2)；開閉自由地安裝在上述機殼(2)上的蓋(3)；設(shè)置在上述蓋(3)上的雙極天線(5)；用于給上述雙極天線(5)饋電的饋電裝置(6)；檢測上述蓋(3)的開閉的開閉檢測裝置(7)；第1和第2匹配電路(12，13)；用于根據(jù)上述開閉檢測裝置(7)的檢測結(jié)果，切換連接上述第1和第2匹配電路(12，13)與上述饋電裝置(6)的第1切換開關(guān)(14)；用于根據(jù)上述開閉檢測裝置(14)的檢測結(jié)果，切換連接上述第1和第2匹配電路(12，13)與上述雙極天線(5)的第2切換開關(guān)(15)。
15.如權(quán)利要求14所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)沿與上述機殼(2)的長方向垂直的方向延伸。
16.如權(quán)利要求14所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)的頂端彎曲。
17.如權(quán)利要求14所述的便攜式無線電單元，上述雙極天線(5)的頂端彎曲為蛇形。
全文摘要
本發(fā)明的便攜式無線電單元(1)的一個方面具有:機殼(2);開閉自由地安裝在該機殼(2)上的蓋(3);檢測蓋(3)的開閉的開閉檢測裝置(7);設(shè)置在蓋(3)上的雙極天線(5);用于為雙極天線(5)饋電的饋電裝置(4a,4b,6a,6b);用于根據(jù)蓋(3)的開閉控制饋電裝置(4a,4b,6a,6b)的饋電控制裝置(8)。另一方面,便攜式無線電單元(1)具有設(shè)置在機殼(2)上的諧振器(9),諧振器(9)配置在蓋(3)關(guān)閉時靠近雙極天線(5)的位置。再一方面,根據(jù)蓋(3)的開閉,切換連接第1和第2匹配電路(12,13)與饋電裝置(6)和雙極天線(5)。
文檔編號H01Q9/04GK1370341SQ00811709
公開日2002年9月18日 申請日期2000年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者東海林英明, 今西康人, 深澤徹, 大嶺裕幸 申請人:三菱電機株式會社