專(zhuān)利名稱(chēng)：減少射頻干擾的定向平面倒f型天線裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式無(wú)線通訊裝置(WCD)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及減少相關(guān)裝置在操作時(shí)的比吸收率的定向平面倒F型天線(PIFA)組件以及接地導(dǎo)體。
背景技術(shù)：
SAR(比吸收率)是一件越來(lái)越受便攜式無(wú)線裝置(PWDs)使用者關(guān)注的事情。使用者頭部受射頻輻射由典型通用的PWD天線的自由空間中一般無(wú)方向性的輻射圖引起。當(dāng)裝有這種天線的PWDs靠近使用者的頭部放置，天線輻射圖不再是全向的，因?yàn)樵谑褂谜咧車(chē)淮蟮幕⌒畏轿唤侵械妮椛湟蚴褂谜叩念^和手的吸收/反射而被阻擋。一PWDs天線系統(tǒng)，其可大幅減少對(duì)身體的輻射以及把輻射方向改成一有益的方向，也是令人想望的。
先前技術(shù)的PWDs天線可在一使用者的助聽(tīng)器中引起音頻噪音。圖16所示為一先前技術(shù)PWD 400(以一手機(jī)的形式)在一助聽(tīng)器402附近使用的簡(jiǎn)圖。手機(jī)400的鍵盤(pán)表面近電話頂端附近有一喇叭，其在使用期間通常對(duì)準(zhǔn)使用者的耳朵404中央。助聽(tīng)器402可以是任何類(lèi)型，包括耳內(nèi)型和耳掛型的變型。助聽(tīng)器402有一插入耳朵404的耳道的放大音頻輸出口406。在操作時(shí)，全向天線410在手機(jī)400周?chē)a(chǎn)生一電磁場(chǎng)408。電磁場(chǎng)408影響助聽(tīng)器402、使用者的耳朵404以及使用者的頭。電磁場(chǎng)408在助聽(tīng)器中感生了射頻噪音，結(jié)果給使用者造成了過(guò)度的音頻噪音。
平面倒F型天線或PIFA的特征在于其有許多特異的性能，例如較輕、易于改裝和整合成裝置底架、帶寬范圍適中、垂直極化的正交主平面中的全向輻射圖、最優(yōu)化的多功能性以及減少尺寸的多種潛在方法。在移動(dòng)蜂巢式/射頻式數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用中，對(duì)垂直和水平極化敏感性在實(shí)際上是重要的因?yàn)槿鄙俟潭ㄌ炀€的方向性以及多徑傳播的條件。
為幫助理解傳統(tǒng)的PIFA，圖17所示為一傳統(tǒng)的單頻PIFA組件。圖17所示的這一先前技術(shù)單頻PIFA天線440位于一個(gè)人無(wú)線裝置444的后側(cè)442上。PIFA 440由一輻射元件446、一接地平面448、一饋電導(dǎo)體450以及一接地導(dǎo)體452組成。PIFA 440通常放置在接地平面448的頂緣附近，輻射元件446的自由端比饋電導(dǎo)體450及接地導(dǎo)體452更接近使用者的手。饋電導(dǎo)體450充當(dāng)無(wú)線電頻率(射頻)功率到輻射元件446的一供給路徑。饋電導(dǎo)體450與接地平面448被電絕緣。接地導(dǎo)體452作為輻射元件446及接地平面448之間的一短路。PIFA 440的共振頻率由輻射元件446的長(zhǎng)度(L)及寬度(W)確定并且略受饋電導(dǎo)體450及接地導(dǎo)體452的位置影響。PIFA 440的阻抗匹配藉由調(diào)整導(dǎo)體450和452的尺寸以及藉由調(diào)整導(dǎo)體450，452之間的分隔距離來(lái)達(dá)到。在操作時(shí)，接地平面448輻射出被使用者的手吸收的射頻能量。天線440可配置成把SAR數(shù)值減低到1.6瓦特/公斤，同時(shí)PWD 444以0.5瓦特連續(xù)波的水平傳送。然而，即使在這水平，PWD 444的操作仍可在使用者的助聽(tīng)器中產(chǎn)生音頻噪音。PIFA的另一缺陷是其相對(duì)較低的前后比。典型PIFAs的前后比范圍是0到2分貝。藉由大大地增加輻射元件446及接地平面448之間的距離可達(dá)到一5分貝的前后比。對(duì)一具有較大的前后比的天線的需求一直存在。
圖18所示為一先前技術(shù)雙頻PIFA天線462，其位于一個(gè)人無(wú)線裝置464的背上以及在一端與接地平面460電連接并且在另一端與接地平面460電容耦合。PWD 464另外包括一遠(yuǎn)離天線462放置的一電池包470。在正常操作時(shí)，PWD 464以一垂直的方式定向以便末端472通常處于末端474之上。接地平面460由印刷電路板(PWB)的接地跡線提供。數(shù)字476表示的天線462的一部份在一較高頻段上共振，而天線462的整個(gè)部份476、478在一較低頻段上共振。PIFA天線462在它的上端于數(shù)字480表示的位置接地到接地平面460。PIFA天線462在480處以一遠(yuǎn)離PWD的上端472的方向作電容耦合。這類(lèi)天線提供若干SAR的減少，但是減少來(lái)自數(shù)位PWD的助聽(tīng)器噪音的能力有限。
盡管PIFA有所有的理想性能，PIFA相當(dāng)大的實(shí)體尺寸則限制了實(shí)際的應(yīng)用。傳統(tǒng)PIFA的輻射元件的半周長(zhǎng)(長(zhǎng)和寬的總和)應(yīng)該相等于在要求頻率下四分之一的波長(zhǎng)。由于無(wú)線電通訊裝置的迅速地向微型化發(fā)展，傳統(tǒng)PIFA對(duì)空間的要求則嚴(yán)重地限制了其在實(shí)際上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的裝置在使用時(shí)大大地減少對(duì)使用者的手和頭的輻射。因此，本裝置利于減少一PWD的SAR。其他的好處包括較大的傳送/接受范圍、較低的傳送功率以及較長(zhǎng)的電池壽命。尚有另外一種好處是減少使用者助聽(tīng)器內(nèi)由PWD產(chǎn)生的噪音。
根據(jù)本發(fā)明的一裝置，其可包括一可在單或多頻段上自行運(yùn)作的PWD。一天線可于制造時(shí)整合在PWD內(nèi)，或者可作為一附件或售后服務(wù)再加到有一外部天線端子的現(xiàn)有PWDs。后者的特征特別用于，使現(xiàn)有PWDs式樣翻新以顯現(xiàn)本發(fā)明的天線的好處，包括消除助聽(tīng)器噪音以及十分低的SAR。本發(fā)明的天線適合大量而低成本的制造。天線/PWD組合，不管是一售后服務(wù)還是原始設(shè)備產(chǎn)品，可放入一皮革或塑膠殼內(nèi)，以致于PWD天線側(cè)遠(yuǎn)離身體。這樣，每當(dāng)PWD在唯接模式中憑借帶夾存放的時(shí)候，會(huì)在SAR方面提供更有利條件。
本發(fā)明另外的目的包括-提供一種具有高增益以及前后比大大地高過(guò)已知的天線裝置的天線；-消除(或大大地減少)助聽(tīng)器中由緊靠正在發(fā)射的PWDs，尤其是在單或多頻段中運(yùn)作的PWDs所引起的音頻噪音，能夠以緊靠這樣的PWDs使用助聽(tīng)器；-減少因單或多頻段PWDs靠近使用者頭使用所引起的SAR；-提供一種適合整合在PWD的里面或上面的天線；-提供一種單或多頻段中具有寬的帶寬的天線；-提供一種有一或多個(gè)有源元件和一或多個(gè)無(wú)源元件，在單或多頻段上每件都共振的天線；-提供一種從一PWD中的射頻能量?jī)?yōu)先遠(yuǎn)離其使用者輻射的天線；-提供一種藉由減少可用的射頻功率來(lái)延長(zhǎng)PWD的電池壽命的天線；-提供一種在操作期間減少由使用者的手和頭所吸收的射頻能量的天線；以及-提供一種具有與PWDs的傳送/接收端子連接的一或多個(gè)有源元件的天線。
以下，將結(jié)合附圖通過(guò)對(duì)較佳實(shí)施例的詳細(xì)敘述，本發(fā)明這些及另外的一些目的，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)就會(huì)變得更為清楚。本文中，相同的數(shù)字表示相同的部件。


圖1為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的第一實(shí)施例的透視圖。
圖2為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的第二雙頻實(shí)施例的透視圖。
圖3為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的第三實(shí)施例的透視圖。
圖4為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的另一實(shí)施例的透視圖。
圖5為一圖4裝置的實(shí)施例的頂視圖。
圖6為一圖4和5裝置的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖7為一根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的部份透視圖。
圖8為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的又一實(shí)施例的透視圖。
圖9為一根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的部份透視圖。
圖10為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的又一實(shí)施例的透視圖。
圖11為一本發(fā)明的單頻段實(shí)施例的裝置實(shí)施例的頂視圖。
圖12為一圖11裝置實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖13為一根據(jù)本發(fā)明所述天線的又一實(shí)施例。
圖14為一根據(jù)本發(fā)明所述天線的再一實(shí)施例。
圖15為一根據(jù)本發(fā)明所述天線的還有一實(shí)施例。
圖16為一先前技術(shù)裝置在操作時(shí)的簡(jiǎn)圖。
圖17為一先前技術(shù)裝置的透視圖。
圖18為另一先前技術(shù)裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1到3根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的裝置以2表示。裝置2包括一便攜式無(wú)線裝置″PWD″4以及一PIFA天線結(jié)構(gòu)6。相對(duì)于一使用者，在操作時(shí)，PWD 4包括一比一背面10更為接近使用者的正面8。PWD 4有一頂部12及一底部14。在操作時(shí)，底部14在頂部12和使用者所在的地面之間。通常在操作時(shí)PWD 4才調(diào)整，為的是的頂部12在使用者抓住PWD的手之上。PWD 4包括一接地平面16，其典型地為一有電子部件于其上固定的印刷電路板之內(nèi)的導(dǎo)電平面。
天線結(jié)構(gòu)6包括一接地平面導(dǎo)體元件18及一有形狀的導(dǎo)電輻射元件20。元件20可包括多個(gè)平面或者可構(gòu)成有些彎曲或其他的形狀。元件20可為一金屬部件或者可以是置于支承件上的一層電鍍或?qū)щ妼印?br> 圖1所示為一根據(jù)本發(fā)明所述裝置的一單頻段型。元件20是一向上的導(dǎo)體，其有一導(dǎo)體24的自由端22、一分支導(dǎo)體26以及一分支導(dǎo)體28。分支導(dǎo)體26在其以30表示的相對(duì)一端上與接地平面18連接。一饋電點(diǎn)32，其有一要求的阻抗，在分支導(dǎo)體28上限定。導(dǎo)體24、26、28可具有不同的寬度及/或厚度。一同軸線或一微帶線或其他類(lèi)型的傳輸線可用來(lái)使饋電點(diǎn)與PWD 4的信號(hào)電子裝置線路耦合。在操作時(shí)，自由端22相對(duì)于使用者所站的地面來(lái)說(shuō)是在分支導(dǎo)體26、28之上。
在所示的實(shí)施例中，接地平面元件18為一和PWD 4的接地平面16分開(kāi)的導(dǎo)體。元件18可選擇性地與接地平面16作電連接。元件18的部份34和PWD 4的接地平面16的一部份重迭。所示的元件18有一錐形端36。在另一實(shí)施例中，元件18可呈現(xiàn)各種各樣的其他形狀。元件18可有孔，槽或其他開(kāi)口(圖中未示)。元件18可被彎曲或以減少它的總長(zhǎng)度配置，也就是說(shuō)，元件18不需是一平面元件。例如，元件18的自由端可被彎向或離開(kāi)PWD 4的正面8。元件18可作為一PWD 4的附件。除此之外，元件18可整合在PWD 4的整體框架內(nèi)。元件18可相對(duì)于PWD 4伸展。元件18的寬度″W1″最好等于PWD的接地平面16的寬度″W2″。在接地導(dǎo)體26和接地導(dǎo)體18的邊緣之間的距離″D1″在1/8到1英寸之間。首選的D1距離大約是1/4英寸。接地導(dǎo)體18的總長(zhǎng)度″L1″在1.5到3英寸之間。接地平面元件18在操作頻段內(nèi)的頻率的電長(zhǎng)度最好在0.25到0.6個(gè)波長(zhǎng)的范圍內(nèi)。首選的L1距離大約是0.4個(gè)波長(zhǎng)。″L2″代表距離導(dǎo)體24、26、28的接地平面18部份的長(zhǎng)度。與先前技術(shù)PIFA裝置相比，L2比圖17的L3大得多。結(jié)果，L1比先前技術(shù)功能的PIFA天線的典型接地平面長(zhǎng)度小得多。L1大約比先前技術(shù)PIFA天線有關(guān)的接地平面的典型長(zhǎng)度短50％。
在操作時(shí)，元件18可有選擇地離開(kāi)PWD 4的主體伸長(zhǎng)?？梢韵胂蟮皆谠?8和PWD 4之間為一滑動(dòng)連接，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到其他類(lèi)型的連接，例如，元件18可轉(zhuǎn)動(dòng)地與PWD連接并且在操作時(shí)轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置。元件18可手動(dòng)或自動(dòng)地在一操作位置(如圖1所示)及一非操作位置(圖中未示)之間轉(zhuǎn)換。在收到射頻信號(hào)時(shí)元件18可自動(dòng)地伸展到它的操作位置。一根據(jù)本發(fā)明的PWD 4具有比已知的PIFA裝置大得多的增益和前后比。本發(fā)明可達(dá)到30分貝的前后比。與之相比，已知的PIFA裝置具有0到2分貝的前后比。
圖2所示為一根據(jù)本發(fā)明所述一實(shí)施例的雙頻段型。在附圖中，相同數(shù)字表示相同元件。元件40包括一導(dǎo)體42，其有一自由端44、一導(dǎo)體46、一分支導(dǎo)體48、一分支導(dǎo)體50、一分支導(dǎo)體52以及一底腳導(dǎo)體54。元件40還包括一槽56。分支導(dǎo)體48，如數(shù)字58所指，與接地平面18連接。底腳導(dǎo)體54不與接地平面18作電導(dǎo)耦合。一饋電點(diǎn)60，其有一要求的阻抗，在分支導(dǎo)體50上限定。導(dǎo)體42、46、48、50、52、54可具有不同的寬度及/或厚度。一同軸線或一微帶線或其他類(lèi)型的傳輸線可用來(lái)使饋電點(diǎn)60與PWD 4的信號(hào)電子裝置線路耦合。在操作時(shí)，自由端44相對(duì)于使用者所站的地面來(lái)說(shuō)是處于分支導(dǎo)體48、50之上。槽56可為各種各樣的形狀或結(jié)構(gòu)，例如蛇形、彎曲形等等。分支導(dǎo)體52及底腳導(dǎo)體54是可任選的。
圖3所示為本發(fā)明的另一雙頻實(shí)施例。一介電件61置在PIFA導(dǎo)體62和接地平面63之間。接地平面63可以相對(duì)接地平面16移動(dòng)，其包括PWD的印刷電路板的接地跡線。圖3的接地平面63可藉由已知的線路印刷技術(shù)安放在一印刷線路板類(lèi)型的介電材料上。除此之外，接地平面63可以是固定在支承結(jié)構(gòu)上的一導(dǎo)電薄片。介電件61可以是實(shí)心體或空心體。PIFA導(dǎo)體62可以是介電件61的電鍍層，或可以是一分開(kāi)形成的金屬部件，相對(duì)介電件61配置。PIFA導(dǎo)體62在位置64與接地平面63電導(dǎo)耦合。一饋電點(diǎn)66在一分支導(dǎo)體68上限定。一槽70在導(dǎo)體62上限定。
參照?qǐng)D4到6，數(shù)字70表示一種根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的天線裝置。裝置70包括一外部組件，其可作為一售后市場(chǎng)備件以改善PWD 4的性能。裝置70有一射頻端子72，其可連接到PWD 4的外部天線端子74內(nèi)。在另一實(shí)施例中，裝置70可以經(jīng)由一同軸線或其他類(lèi)型的傳輸線連接。
裝置70包括一導(dǎo)體元件76及一對(duì)配置的導(dǎo)電輻射元件78、80。元件76可以是一平面導(dǎo)電元件，或者可以配置成有些彎曲或其他的形狀。元件76在操作頻段內(nèi)的頻率的電長(zhǎng)度最好在0.3到0.8個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)。元件76可被為一金屬部件或者可以是一層在一支承件，例如框架等等上面的電鍍層或?qū)щ妼?。此外，至少一部份元?6可藉由PWD的印刷電路板(PWB)在天線70所在的位置里面或上面的接地跡線提供。
每一導(dǎo)體78、80皆有一自由端以及如圖5和6中數(shù)字82所指，在相反端與元件76作導(dǎo)電連接。一饋電點(diǎn)84，其有一要求的阻抗，沿著導(dǎo)體78限定。一短導(dǎo)體86連在饋電點(diǎn)84上。導(dǎo)體86連接同軸線90中央的導(dǎo)線。一同軸線90的外屏蔽在位置92與導(dǎo)體元件76連接。在另一實(shí)施例中，同軸線90可以由微帶線或其他類(lèi)型的傳輸線取代。
在圖4-6的實(shí)施例中，傳輸線90連接到射頻連接器72，選其與WCD 4上外部天線端子74所使用的連接器匹配。雖然顯示的連接器72在元件76的背面引出，但是它可按需要以任何其他途徑插入WCD’s的外部天線端子。天線裝置70也可在制造時(shí)整合在一WCD內(nèi)，在此情況下，傳輸線90會(huì)直接地與WCD’s的無(wú)線電收發(fā)機(jī)的射頻輸入/輸出點(diǎn)連接。
元件78、80設(shè)計(jì)成能在單或多頻段上共振。例如，導(dǎo)體78是一饋電件，其可在一較高頻段共振，電感線圈100及導(dǎo)體102則作為所述較高頻段的一″陷阱″或電掣。本文中所用的術(shù)語(yǔ)″電感電容(LC)陷阱″限定表示一電感線圈/電容陷阱或一電感陷阱。線圈100及導(dǎo)體106可作挑選以使元件78、100及102的組合可在一較低頻段共振，從而提供一種只有一饋電點(diǎn)的雙頻元件。
不直接連接饋電線90的元件80長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，與78相同或接近的頻率上共振。電感線圈104及導(dǎo)體106可選擇作為所述較高頻段的″陷阱″或掣子，以及可選擇元件80、104和106的組合以一較低頻段共振，該組合可與元件78、100和102的組合相同或接近。此外，藉由兩毗連的元件(78，100，102)及(80，104，106)較藉由一單一元件在一較低頻段中可獲得更寬的帶寬。較高頻段可以是1850-1990MHz以及較低頻段可以是824-894MHz。這些頻段的尺寸范圍及較佳尺寸值如下；尺寸范圍較佳尺寸W10.25-1.525英寸0.75英寸W21-6英寸 1.6英寸H10.3-2英寸 0.75英寸H20.001-0.5英寸 0.02英寸L11.5-4英寸 2.75英寸L20.5-4英寸 1英寸L34-8英寸 5.25英寸導(dǎo)體78，80可以有任何的橫截面，包括圓形和矩形。首選的橫截面是一直徑為0.05英寸的圓形電線。
導(dǎo)體76長(zhǎng)度L3比元件78和80的長(zhǎng)度長(zhǎng)。導(dǎo)體76可由在一介電板，例如一印刷電路板上面的多個(gè)導(dǎo)電跡線元件所限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員透過(guò)另外的實(shí)驗(yàn)，跡線可以采納多種結(jié)構(gòu)。
元件78及80在導(dǎo)體76上定向以使元件78、80的自由端在裝置操作時(shí)在連接端82之上。換句話說(shuō)，在裝置操作時(shí)，元件78、80向上。在PWD 4的典型操作中，元件78、80將會(huì)或多或少與使用者所在位置的地板或地面垂直。在一整合在PWD 4內(nèi)的天線70的實(shí)施例中，元件78、80以第一端固定在導(dǎo)體76之上而其自由端朝PWD 4頂端12方向伸展。
圖7所示為元件78及陷阱電感線圈100的另一實(shí)施例。電感線圈100是一種電線元件，其有以均距分隔或非均距分隔的線圈。在這具體實(shí)施例中，電感線圈100距元件78的間距比距導(dǎo)體元件76的間距小，也就是說(shuō)，電線圈的″間距″沿它的長(zhǎng)度變化。78及100的組合的共振頻率可藉由改變高度″H″來(lái)調(diào)節(jié)。
圖8所示為一根據(jù)本發(fā)明所述天線裝置70的另一實(shí)施例的特征。放射元件110、112在距PWD 4頂端38較遠(yuǎn)的位置上耦合以及元件110、112的開(kāi)口端114是朝向PWD 4的頂端38的方向，例如，在正常操作時(shí)元件110、112的開(kāi)口端114向上(例如離開(kāi)一地板表面)。
天線系統(tǒng)70要求的接地平面可藉由導(dǎo)電部份120、122及124分別自PWD 4里面的提供。部份120、122可在重迭區(qū)域″0″內(nèi)作電容耦合。部份124、120作電連接以及部份124在PWD 4不使用的時(shí)候，可相對(duì)于120滑進(jìn)及滑出以減少尺寸。當(dāng)PWD 4在操作時(shí)，部份124可用手縮回。在另一實(shí)施例中，部份124可在操作時(shí)自動(dòng)地伸長(zhǎng)，例如藉由一小型螺線管，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置等等。
參照?qǐng)D9，其所示為一根據(jù)本發(fā)明的天線70被動(dòng)件136的另一實(shí)施例。在這實(shí)施例中，采用PWB(印刷線路板)技術(shù)提高天線的尺寸精度。一介電印刷線路板134，其介電常數(shù)范圍在2-30之內(nèi)，用于支承元件導(dǎo)體131、132及135。饋電點(diǎn)由數(shù)字84表示。與同軸線90的連接點(diǎn)由數(shù)字133表示。螺旋電感線圈132對(duì)應(yīng)圖4-6中的電感線圈100。雖然所示的螺旋電感線圈132為一在PWB 134表面的螺旋線，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將公認(rèn)，其也可做成跡線，同時(shí)覆蓋PWB 134的正反面并具有與導(dǎo)線部份連接的鍍過(guò)孔(″通過(guò)″)，所述線圈也可被實(shí)現(xiàn)。雖然圖9所示只為被動(dòng)件131、132、135，然而同樣的結(jié)構(gòu)也可以用來(lái)制造非被動(dòng)件。
圖10所示為根據(jù)本發(fā)明天線70的另一實(shí)施例的透視圖。各種不同的導(dǎo)電元件包括分支元件200和204(通常垂直于導(dǎo)電元件206)、元件208和210(通常與導(dǎo)電元件206平行)、一饋電體220以及一橫桿導(dǎo)體222，所有這些可構(gòu)成一單一壓制的金屬件。分支200、204的底端插進(jìn)元件206中的槽224之內(nèi)并且可被焊接要不然以機(jī)械來(lái)鎖定。
元件分支204及元件210最好寬過(guò)對(duì)應(yīng)的分支元件200及元件208。電感線圈230、232可有一延伸部份240，引致附加的線圈242、244。這樣的電感線圈230、232結(jié)構(gòu)去除了，如圖5所示，在線圈100、104末端的每一導(dǎo)電板102、106。
元件208和/或210可分別地以介電柱250以及一在位置252的介電鉗(圖中未示)來(lái)支承。
參照?qǐng)D11、12，其所示為根據(jù)本發(fā)明所述裝置的另一實(shí)施例。在這實(shí)施例中，天線70是一單頻天線組件。與在圖4-6中的雙頻實(shí)施例相比，這種天線70的實(shí)施例不需要陷阱調(diào)諧元件，例如，圖5及6中的元件100、102、104及106。
圖13所示為一本發(fā)明的天線300的單頻實(shí)施例。天線300處于PWD 4的頂端38附近。輻射元件有三個(gè)部份302、304及306。所示的一微帶線饋電部份310在312連接PWD的射頻輸入/輸出端子。使用的一接地平面320與PWD 4的內(nèi)在接地平面分開(kāi)。部份306在位置330與320作電連接。接地平面320可延長(zhǎng)超越PWD 4的頂端以及它可為如圖8所示一滑動(dòng)型。藉由PWD 4的印刷電路板的接地跡線，尤其是在天線300整合到PWD 4內(nèi)的應(yīng)用，可至少部份提供接地平面320。
天線300可以起，適合在例如1710-1990MHz的范圍上操作的一單頻天線的作用。在一實(shí)施例中，接地平面320的尺寸是1.41英寸乘2.72英寸；部份306的尺寸是0.57英寸(寬度)乘0.5英寸(高度)；以及部份302的尺寸是0.57英寸(寬度)乘1.46英寸(長(zhǎng)度)。所有導(dǎo)體的厚度可在0.001-0.10英寸的范圍內(nèi)，厚度最好為0.020英寸。伸展超過(guò)末端38的接地平面320長(zhǎng)度可在0到1英寸的范圍內(nèi)，0.7英寸是一較佳的尺寸。在一實(shí)施例中，天線300被整合到PWD 4內(nèi)，接地平面320不能伸展到PWD 4的框架外面。
參照?qǐng)D14，其所示為另一天線70實(shí)施例，其有一異型的接地平面導(dǎo)體76。圖6的導(dǎo)體76的長(zhǎng)度L1被L1’、L1”及L1’”的組合代替。通常，這些部份的組合的長(zhǎng)度將會(huì)相等或略長(zhǎng)于圖6的L1，視乎L1”對(duì)L1的比率。這個(gè)特征的作用是減少圖6中的導(dǎo)體76的總長(zhǎng)度。
參照?qǐng)D15，其所示為另一實(shí)施例，其中天線70有一不同形狀的接地平面導(dǎo)體76。其中導(dǎo)體341和電感線圈342與元件76的間距很小并且在位置343與元件76作電連接。此外，本實(shí)施例的目的是為了減少76的長(zhǎng)度。
上述的本發(fā)明的實(shí)施例僅僅是敘述它的原理并不應(yīng)視為起限制的作用。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將會(huì)想到本文所揭示的發(fā)明的進(jìn)一步的改型，但所有這樣的改型會(huì)被視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍里面。
權(quán)利要求
1.一種便攜式無(wú)線裝置，其包括- 一無(wú)線通訊裝置，其有一接地平面及關(guān)聯(lián)的信號(hào)發(fā)生部件；- 一天線接地平面元件，其可選擇地相對(duì)接地平面移動(dòng)；- 一PIFA天線，其有一長(zhǎng)形導(dǎo)體及一對(duì)分支元件，其中一分支元件與天線接地平面作導(dǎo)電連接，而另一分支元件限定一與信號(hào)發(fā)生部件作導(dǎo)電連接的饋電點(diǎn)，所述長(zhǎng)形導(dǎo)體有一自由端以及在操作時(shí)所述天線接地平面從無(wú)線通訊裝置伸出，而且所述自由端相對(duì)于使用者所站的地面來(lái)說(shuō)是在分支元件之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于所述天線接地平面實(shí)質(zhì)上為平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于所述長(zhǎng)形導(dǎo)體以及該對(duì)分支元件中至少其一實(shí)質(zhì)上為平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于在操作時(shí)，所述天線接地平面的一部份與接地平面的一部份重迭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于在操作前，所述天線接地平面可選擇地相對(duì)于接地平面作線性移動(dòng)。
6.一種便攜式的無(wú)線裝置，其包括- 一雙頻無(wú)線通訊裝置，其有一接地平面及關(guān)聯(lián)的信號(hào)發(fā)生部件；- 一天線接地平面元件，其可選擇地相對(duì)接地平面移動(dòng)；- 一雙頻PIFA天線，其有一對(duì)長(zhǎng)形導(dǎo)體及三分支元件，其中一分支元件與天線接地平面作導(dǎo)電連接，另一分支元件限定一與信號(hào)發(fā)生部件作導(dǎo)電連接的饋電點(diǎn)以及第三分支元件與接地平面作電容耦合，所述一長(zhǎng)形導(dǎo)體有一自由端以及在操作時(shí)所述天線接地平面從無(wú)線通訊裝置伸出，而且所述自由端相對(duì)于使用者所站的地面來(lái)說(shuō)是在分支元件之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于所述天線接地平面實(shí)質(zhì)上為平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于該對(duì)長(zhǎng)形導(dǎo)體以及三分支元件中至少其一實(shí)質(zhì)上為平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于在操作時(shí)，所述天線接地平面的一部份與接地平面的一部份重迭。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于在操作前，所述天線接地平面可選擇地相對(duì)于接地平面作線性移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于該對(duì)長(zhǎng)形導(dǎo)體是彎曲的。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于其還包括一放置在該對(duì)長(zhǎng)形導(dǎo)體元件和所述天線接地平面之間的介電元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于所述介電元件限定一彎曲面以及該對(duì)長(zhǎng)形導(dǎo)體相對(duì)所述彎曲面彎曲。
14.一種便攜式的無(wú)線裝置，其包括- 一無(wú)線通訊裝置，其有一接地平面及關(guān)聯(lián)的信號(hào)發(fā)生部件；- 一天線接地平面元件，其可選擇地相對(duì)接地平面移動(dòng)；- 一PIFA天線，其有一通常為平面的長(zhǎng)形導(dǎo)體以及一對(duì)分支元件，其中每一分支元件通常相對(duì)于長(zhǎng)形導(dǎo)體正交地對(duì)齊，一分支元件與天線接地平面作導(dǎo)電連接，另一分支元件限定一與信號(hào)發(fā)生部件作導(dǎo)電連接的饋電點(diǎn)，所述長(zhǎng)形導(dǎo)體有一自由端以及在操作時(shí)所述天線接地平面從無(wú)線通訊裝置伸出，而且所述自由端相對(duì)于使用者所站的地面來(lái)說(shuō)是在分支元件之上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于所述天線接地平面實(shí)質(zhì)上為平面以及所述長(zhǎng)形導(dǎo)體通常與所述天線接地平面平行。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于所述長(zhǎng)形導(dǎo)體以及該對(duì)分支元件中至少其一實(shí)質(zhì)上為平面。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于在操作時(shí)，所述天線接地平面的一部份與接地平面的一部份重迭。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于在操作前，所述天線接地平面可選擇地相對(duì)于接地平面作線性移動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的便攜式無(wú)線裝置，其特征在于該對(duì)長(zhǎng)形導(dǎo)體是彎曲的。
20.一種緊靠一無(wú)線裝置使用時(shí)在助聽(tīng)器感生射頻噪音的降低方法，所述無(wú)線裝置在操作時(shí)有一頂部和一底部，所述方法包括以下步驟- 提供一導(dǎo)電元件，使其與無(wú)線裝置的一接地平面耦合；- 在所述導(dǎo)電元件上提供第一及第二長(zhǎng)形導(dǎo)體元件，所述第一及第二長(zhǎng)形導(dǎo)體元件皆有一與所述導(dǎo)電元件連接的第一端以及一第二端，所述長(zhǎng)形導(dǎo)體元件通常朝向所述無(wú)線裝置的頂部；- 使第一長(zhǎng)形導(dǎo)體元件與所述無(wú)線裝置的一射頻信號(hào)線耦合；以及- 在使用時(shí)，使第二長(zhǎng)形導(dǎo)體元件與第一長(zhǎng)形導(dǎo)體元件寄生耦合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于所述方法還包括在第一及第二長(zhǎng)形導(dǎo)體元件的第二端耦合LC陷阱結(jié)構(gòu)的步驟。
22.一種與適合靠近使用者耳部的助聽(tīng)器結(jié)合使用的無(wú)線裝置的天線裝置，所述無(wú)線裝置在操作時(shí)有一頂部和一底部，所述天線裝置包括- 一導(dǎo)電元件，其長(zhǎng)度至少為一操作波長(zhǎng)的0.35倍，所述導(dǎo)電元件在一中間部份內(nèi)限定一上緣和一下緣，所述導(dǎo)電元件與所述無(wú)線裝置的一接地平面元件耦合；- 一被動(dòng)導(dǎo)體元件，其在中間部份內(nèi)與所述導(dǎo)電元件耦合，所述被動(dòng)導(dǎo)體包括一通常與所述導(dǎo)電元件垂直的第一元件以及一通常與所述導(dǎo)電元件平行的第二元件，所述第二元件向所述無(wú)線裝置的頂端延伸；以及- 一寄生導(dǎo)體元件，其在中間部份與所述導(dǎo)電元件耦合，所述寄生導(dǎo)體包括一通常與所述導(dǎo)電元件垂直的第一元件以及一通常與所述導(dǎo)電元件平行的第二元件，所述第二元件向所述無(wú)線裝置的頂端延伸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的天線裝置，其特征在于所述導(dǎo)電元件在所述無(wú)線裝置的一印刷電路板上限定為接地跡線。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的天線裝置，其特征在于所述導(dǎo)電元件實(shí)質(zhì)上為平面。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的天線裝置，其特征在于所述被動(dòng)導(dǎo)體元件的第二元件與寄生導(dǎo)體元件實(shí)質(zhì)上平行。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的天線裝置，其特征在于所述被動(dòng)導(dǎo)體元件的第一元件與所述寄生導(dǎo)體元件連接在一起。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的天線裝置，其特征在于其還包括一或多個(gè)LC陷阱，以實(shí)現(xiàn)一雙頻操作，所述LC陷阱結(jié)構(gòu)在所述被動(dòng)導(dǎo)體元件的自由端或所述寄生導(dǎo)體元件或兩者的一耦合。
28.一種與適合靠近使用者耳部的助聽(tīng)器結(jié)合使用的無(wú)線裝置的天線裝置，所述無(wú)線裝置在操作時(shí)有一頂部和一底部，所述天線裝置包括- 一分段的接地平面元件，其包括多個(gè)接地平面部份，其中至少一部份在所述無(wú)線裝置操作時(shí)可相對(duì)于所述多個(gè)部份的另一些部份移動(dòng)；- 一被動(dòng)導(dǎo)體元件，其與所述分段的接地平面元件耦合，所述被動(dòng)導(dǎo)體包括一通常與所述分割的接地平面元件垂直的第一元件以及一通常與所述分割的接地元件平行的第二元件，所述第二元件向所述無(wú)線裝置的頂端延伸；以及- 一寄生導(dǎo)體元件，其與所述分段的接地平面元件耦合，所述寄生導(dǎo)體包括一通常與所述分割的接地元件垂直的第一元件以及一通常與所述分割的接地元件平行的第二元件，所述第二元件向所述無(wú)線裝置的頂端延伸。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的天線裝置，其特征在于所述被動(dòng)導(dǎo)體元件的第二元件及所述寄生導(dǎo)體元件實(shí)質(zhì)上平行。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的天線裝置，其特征在于所述被動(dòng)導(dǎo)體元件的第一元件與所述寄生導(dǎo)體元件連接在一起。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的天線裝置，其特征在于其還包括一或多個(gè)LC陷阱，以實(shí)現(xiàn)一雙頻操作，所述LC陷阱結(jié)構(gòu)在所述被動(dòng)導(dǎo)體元件的一自由端或所述寄生導(dǎo)體元件或兩者上耦合。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一為減少助聽(tīng)器的無(wú)線電頻率(射頻)干擾的定向PIFA－型裝置(2)，其包括一與PWDs(4)例如數(shù)位手機(jī)一起使用的定向多頻和/或單頻天線(6)。所述裝置(2)大幅減少或消除一助聽(tīng)器中在PWDs(4)操作時(shí)所感生的音頻噪音以及使助聽(tīng)器得以操作。在操作時(shí)，裝置(2)可裝在PWD遠(yuǎn)離使用者頭部的側(cè)面上。裝置(2)可在制造PWB(4)時(shí)整合在它的里面或者作為一售后市場(chǎng)組件供給一有連接外部天線(70)的端子(74)的PWD(4)。當(dāng)與目前PWD(4)所使用的天線相比，裝置(2)提供了提高的前后比以及也因而減少SAR(比吸收率)—頭部在一PWD(4)附近吸收的射頻能量水平。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK1647314SQ03807955
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月13日
發(fā)明者格雷格·約翰遜 申請(qǐng)人:格雷格·約翰遜