專利名稱：適用于移動(dòng)無線電設(shè)備的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于移動(dòng)無線電設(shè)備的天線裝置和一種移動(dòng)無線設(shè)備。
移動(dòng)無線電設(shè)備中，通常使用所謂已調(diào)諧的天線，即天線的有效長度與接收頻率范圍的波長λ成一定的比例。在符合所謂的GSM-標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)無線電設(shè)備中，接收/發(fā)射的頻率范圍大約為900到1000MHz。與此頻率范圍相應(yīng)的波長大約為30到35cm。一種有效長度調(diào)諧在接收頻率范圍的波長一半的天線，因此必須符合GSM-標(biāo)準(zhǔn)其有效(電)長度大約為15到18cm。顯然，對(duì)于盡可能便攜使用的移動(dòng)無線電設(shè)備，長度為15到18cm的天線是個(gè)大缺點(diǎn)。一個(gè)固定安裝在移動(dòng)無線電設(shè)備之上的這樣長的天線，由于可能極易受彎曲或折斷的傷害而不可能使用。
所以，通常給移動(dòng)無線電設(shè)備安裝具有上述長度的拉桿天線，或設(shè)計(jì)成具有同樣電長度的螺旋天線(Spiralantenne)或螺旋與拉桿相結(jié)合的天線。在移動(dòng)無線電設(shè)備開始工作之前在使用拉桿天線的情況下必須先將天線拉開。這種方法有個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)槿绻褂谜咴谝苿?dòng)無線電設(shè)備開始工作之前忘記拉長天線，就要降低移動(dòng)無線電設(shè)備的發(fā)射/接收功率。單獨(dú)的螺旋天線的缺點(diǎn)是接收/發(fā)射性能變壞。
本發(fā)明的任務(wù)在于獲得一種天線裝置，它可以在收攏狀態(tài)下有少的天線空間需求并得到良好的發(fā)射/接收特性。
該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明結(jié)合兩條已知的構(gòu)造原則得到解決。本發(fā)明特別適于移動(dòng)無線電設(shè)備的天線裝置包括一個(gè)第一螺旋天線、一個(gè)可與第一螺旋天線連接的第二天線以及一個(gè)可拉出的拉桿天線。此天線裝置是這樣構(gòu)造的，一個(gè)連接元件，比如一個(gè)普通的天線接觸元件，使拉桿天線在拉出的情況下，只將拉桿天線與第一螺旋天線相連。在拉桿天線收攏的情況下，與之相反，只將第二螺旋天線通過連接元件與第一螺旋天線相連。
根據(jù)本發(fā)明的解決方法是，由兩個(gè)單獨(dú)的、原則上彼此可獨(dú)立裝配的天線構(gòu)成。
有利的是第一螺旋天線、第二螺旋天線以及拉桿天線都調(diào)整在發(fā)射/接收頻率范圍的波長λ的1/4。上述的每個(gè)天線還單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)所述的四分之一波長輻射器(λ/4輻射器)。通過根據(jù)本發(fā)明的所述天線的組合，總是把另外一個(gè)四分之一波長輻射器耦合到第一個(gè)四分之一波長輻射器，即第一螺旋天線。在拉桿天線拉出的情況下，拉桿天線作為四分之一波長輻射器，耦合到第一螺旋天線，相反，在拉桿天線收攏的情況下，第二螺旋天線耦合到第一螺旋天線。因此，不論是在拉桿天線的收攏狀態(tài)，還是在拉出狀態(tài)都共同構(gòu)成一個(gè)λ/2輻射器，這對(duì)于該天線裝置必要的接收/發(fā)射功率的調(diào)諧是有利的。
有利的是拉桿天線在其區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域在拉桿天線收攏的情況下位于螺旋天線附近，是由非導(dǎo)電材料構(gòu)成。由此保證，在拉桿天線收攏狀態(tài)下，只是第二螺旋天線耦合到第一螺旋天線，第一和第二螺旋天線的場，幾乎不受拉桿天線的影響。
第一螺旋天線優(yōu)先是一個(gè)在印刷電路板上的線圈。
如果拉桿天線與螺旋天線同軸，空間需求就特別少。如果第一螺旋天線與第二螺旋天線平行又稍微偏移，在這方面就非常適宜。
本發(fā)明還設(shè)計(jì)了具有上述方式的天線裝置的移動(dòng)無線電設(shè)備。如果第二螺旋天線安置在移動(dòng)無線電設(shè)備的外殼的尾狀附件內(nèi)，對(duì)空間需求在此特別有利。
本發(fā)明通過以下實(shí)施例的說明和對(duì)附圖的描述會(huì)更加清楚，如圖所示

圖1基于本發(fā)明的、在拉開狀態(tài)下的天線裝置，和圖2在收攏狀態(tài)下的圖1的天線裝置。
圖1示出了一種基于本發(fā)明的、安裝在移動(dòng)無線電設(shè)備中的天線裝置，在此拉桿天線是拉開的。
在圖1中可以看到一種具有外殼9的移動(dòng)無線電設(shè)備6。該移動(dòng)無線電設(shè)備6比如是一個(gè)所謂GSM-標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)電話(手機(jī)Handy)。按GSM-標(biāo)準(zhǔn)信息在900到1000MHz的頻率范圍內(nèi)傳輸。圖中還可以看到一種天線裝置，它由一個(gè)安裝在移動(dòng)無線設(shè)備6的外殼9內(nèi)的螺旋天線1、一個(gè)連接元件(天線接觸元件)7、一個(gè)第二螺旋天線2以及一個(gè)拉桿天線3構(gòu)成。在圖1中示出天線裝置所處的狀態(tài)拉桿天線拉出移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9之外。在圖2中示出天線裝置所處的狀態(tài)拉桿天線插入移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9內(nèi)。在圖1中還示出了印刷電路板4，比如它承載著沒有示出的移動(dòng)無線電設(shè)備6的處理電路。在示出的實(shí)施例中，第一螺旋天線1、第二螺旋天線2以及拉桿天線3都有各自的有效長度，為接收/發(fā)射頻率范圍的波長λ的1/4。在GSM-標(biāo)準(zhǔn)中接收/發(fā)射頻率范圍的波長λ的1/4為7-9cm。單個(gè)天線的尺寸也是如此，它不妨礙在便攜式移動(dòng)無線電設(shè)備6中的集成化。第一螺旋天線1、第二螺旋天線2以及拉桿天線3因此各自構(gòu)成所謂的四分之一波長輻射器或λ/4輻射器。
在圖1中用7標(biāo)示的方塊圖表示接觸元件。接觸元件7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在圖中沒有明確示出。根據(jù)本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)接觸元件7在圖中示出的、在拉桿天線3拉出移動(dòng)無線設(shè)備6的外殼9之外的情況下，只有拉桿天線3與移動(dòng)無線設(shè)備6的外殼9內(nèi)的第一螺旋天線1相連。因此在拉桿天線3拉開的狀態(tài)下，第一螺旋天線1和拉桿天線3共同構(gòu)成所謂的λ/2輻射器。如果拉桿天線3沒有或可能沒有完全由移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9中拉出，與此相反接觸裝置7不再將拉桿天線3與安裝在外殼內(nèi)的第一螺旋天線1連接在一起。只要接觸裝置7使拉桿天線3與在移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9內(nèi)安裝的第一螺旋天線1之間不再連接，就使第二螺旋天線2與第一螺旋天線1之間形成連接。在拉桿天線3沒有或沒有完全由移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9內(nèi)拉出的情況下，只有第二螺旋天線2與第一螺旋天線1相連。因此在這種情況下，第一螺旋天線1與第二螺旋天線2共同構(gòu)成λ/2輻射器。根據(jù)本發(fā)明接觸裝置7還保證，與拉桿天線3的狀態(tài)無關(guān)，始終有一個(gè)另外的四分之一波長輻射器連接到第一螺旋天線1，后者同樣構(gòu)成一個(gè)四分之一波長輻射器。特別是如果使用者忘了將拉桿天線3完全從移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9內(nèi)拉出，通過本發(fā)明的天線裝置保證提供足夠的發(fā)射/接收功率。需要說明，如上所述在圖1和2的示意圖中不能完全認(rèn)清接觸元件7的功能。
第一螺旋天線1可以通過一個(gè)印刷電路板4上面的線圈來構(gòu)成。于是得到一個(gè)既十分節(jié)省空間又費(fèi)用適宜的解決辦法。作為另一種選擇第一螺旋天線1可作為固定安裝的螺旋部件來實(shí)施。在這種情況下，如圖所示，在接觸裝置7相對(duì)的一側(cè)給第一螺旋天線1裝上一個(gè)天線網(wǎng)絡(luò)適配器8，將它調(diào)諧成λ/2輻射器(半波輻射器)。通過這種天線網(wǎng)絡(luò)適配器8把第一螺旋天線1與印刷電路板4上設(shè)計(jì)的移動(dòng)無線電設(shè)備6的處理電路(沒有示出)連起來。第一螺旋天線1可以立體地安裝在天線網(wǎng)絡(luò)適配器8上。因?yàn)楸景l(fā)明不涉及天線網(wǎng)絡(luò)適配器8的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以只在圖中用方塊圖來表示。
因此根據(jù)本發(fā)明總可以保證，與拉桿天線3拉開或收攏的狀態(tài)無關(guān)都構(gòu)成一個(gè)λ/2輻射器，并提供天線裝置最佳的發(fā)射/接收功率。拉桿天線3在拉開狀態(tài)時(shí)使第二螺旋天線2無效，于是在任何情況下只有一個(gè)四分之一波長輻射器連接到第一個(gè)四分之一波長輻射器，即第一螺旋天線1。
如圖所示拉桿天線3由上部5和下部10構(gòu)成。拉桿天線3所占的范圍可以理解為上部5，該范圍在拉桿天線3收攏的情況下位于兩螺旋天線1、2的附近。即拉桿天線3的上部5基本上由拉桿天線3的上端點(diǎn)12延伸到拉桿天線3的過渡點(diǎn)13，在拉桿天線3收攏的情況下(圖2)它位于網(wǎng)絡(luò)適配器8的對(duì)面或下面。拉桿天線3的上部5優(yōu)先由非導(dǎo)電材料構(gòu)成。由此可以保證，第一螺旋天線1和第二螺旋天線2的場，在拉桿天線3收攏的情況下，只受拉桿天線3很少影響，即螺旋天線1、2的場不因拉桿天線3被動(dòng)變形。拉桿天線3的電長度在這種情況下是由拉桿天線3的下端點(diǎn)14到過渡點(diǎn)13的長度。拉桿天線3的上部5尤其具有這樣的功能，拉桿天線3可以此方式插入，即拉桿天線3的導(dǎo)電區(qū)域在它收攏的情況下(圖2)不在螺旋天線1、2的附近。上部5可看作是插入-延長部分。
如圖所示，如果第二螺旋天線2在移動(dòng)無線電設(shè)備6的外殼9的尾狀附件11內(nèi)安裝，則特別適于天線裝置的便攜結(jié)構(gòu)。于是拉桿天線3就可以同軸式可插入地安裝在第二螺旋天線2內(nèi)。在外殼內(nèi)安裝的第一螺旋天線1，就象所示的，與第二螺旋天線2的軸平行并稍微偏移安裝是有利的。
在所示的實(shí)施例中如果第一螺旋天線1、第二螺旋天線2以及拉桿天線3的有效電長度均為接收頻率范圍的波長λ的1/4，確實(shí)還需要說明，上述天線電長度的劃分是任意的，只要天線電長度的總和為所要求的全長，優(yōu)先是接收頻率范圍的波長λ的一半。
當(dāng)然在此情況下要注意，第二螺旋天線2的電長度與拉桿天線3的電長度相等，只有如此才能保證，在任何情況下，即與拉桿天線3的狀態(tài)無關(guān)構(gòu)成一種調(diào)諧的天線裝置。
參考符號(hào)表1第一螺旋天線2第二螺旋天線3拉桿天線4印刷電路板5拉桿天線(3)的上部6移動(dòng)無線電設(shè)備7連接(接觸)元件8網(wǎng)絡(luò)適配器9移動(dòng)無線電設(shè)備(6)的外殼10拉桿天線(3)的下部11外殼(9)的尾狀附件12拉桿天線(3)的上端點(diǎn)13拉桿天線(3)的上部(5)和下部(10)之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)14拉桿天線(3)的下端點(diǎn)
權(quán)利要求
1.天線裝置，特別是適于移動(dòng)無線電設(shè)備的天線裝置，具有-一個(gè)第一螺旋天線(1)，-一個(gè)可以與第一螺旋天線(1)相連的第二螺旋天線(2)，和-一個(gè)可拉開的拉桿天線(3)，其中設(shè)置一個(gè)連接元件(7)，該元件在拉桿天線(3)拉開的情況下，只將拉桿天線(3)與第一螺旋天線(1)相連，而在拉桿天線(3)收攏的情況下，只將第二螺旋天線(2)與第一螺旋天線(1)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的天線裝置，其特征在于，第一螺旋天線(1)、第二螺旋天線(2)以及拉桿天線(3)都調(diào)諧在接收/發(fā)射頻率范圍的波長的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的天線裝置，其特征在于，拉桿天線(3)在它收攏的情況下，在位于螺旋天線(1、2)附近的區(qū)域(5)，由不導(dǎo)電材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的天線裝置，其特征在于，第一螺旋天線(1)是印刷電路板(4)上面的一個(gè)線圈。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的天線裝置，其特征在于，拉桿天線(3)同軸式安裝在第二螺旋天線(2)內(nèi)。
6.根據(jù)根據(jù)上述權(quán)利要求之一的天線裝置，其特征在于，第一螺旋天線(1)平行于并稍微偏移第二螺旋天線(2)安裝。
7.移動(dòng)無線電設(shè)備，具有根據(jù)上述權(quán)利要求之一的天線裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的移動(dòng)無線電設(shè)備，其特征在于，第二螺旋天線(2)安置在移動(dòng)無線電設(shè)備(6)的外殼(9)內(nèi)的尾狀附件(11)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別適用于移動(dòng)無線電設(shè)備的天線裝置。該裝置包括一個(gè)第一螺旋天線(1)、一個(gè)第二螺旋天線(2)以及一個(gè)拉桿天線(3)。連接元件(7)在拉桿天線(3)拉長的情況下只將拉桿天線(3)與第一螺旋天線(1)相連。在拉桿天線(3)收攏的情況下連接元件(7)只將第二螺旋天線(2)與第一螺旋天線(1)相連。于是就提供了一種空間需求極少的天線裝置。同時(shí)得以保證,與拉桿天線(3)的拉長或收攏狀態(tài)無關(guān),依靠連結(jié)第二個(gè)天線總能構(gòu)成調(diào)諧至最佳發(fā)射/接收功率的天線裝置。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1201273SQ98106620
公開日1998年12月9日 申請(qǐng)日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月15日
發(fā)明者R·肖爾茲 申請(qǐng)人:西門子公司