專利名稱：內(nèi)裝阻抗匹配件的射頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，具體地說，涉及一種用于便攜式無線電通訊裝置例如蜂窩式電話機(jī)的天線。
移動(dòng)電臺(tái)與基地電臺(tái)用天線保持互相連通。該天線用于在移動(dòng)電臺(tái)與基地電臺(tái)之間傳輸無線電頻率(RF)信號(hào)。
天線具有一個(gè)發(fā)射元件，并可具有一個(gè)匹配結(jié)構(gòu)或者說匹配件。該發(fā)射元件是天線的可用來從移動(dòng)電臺(tái)和基地電臺(tái)中的一個(gè)向另一個(gè)發(fā)射RF信號(hào)的部分。在較高的無線電頻率下，上述匹配件可能需要用來平衡發(fā)射元件的阻抗。
移動(dòng)電臺(tái)的天線一般含有一個(gè)橫截面為圓形的長桿。該長桿可用作發(fā)射元件或用作發(fā)射元件的支承件。將一段用作匹配件的絲材纏繞在帶有一層絕緣材料的上述長桿上。長桿和絲材通常都涂上一層可提供機(jī)械保護(hù)的聚合物。
移動(dòng)電臺(tái)的天線一般安裝在移動(dòng)電臺(tái)的殼體上，并從該殼體上的一個(gè)孔伸出來。該天線通常安裝成可在完全收縮的位置與完全伸出的位置之間移動(dòng)，在前一個(gè)位置上僅有一部分天線露出在殼體外，而在后一個(gè)位置上絕大部分天線都露出在殼體外。
但是，上述的移動(dòng)電臺(tái)的天線有幾個(gè)問題，例如，用作匹配件的絲材在纏繞過程中容易斷裂。另外，長桿件在天線位于相對于移動(dòng)電臺(tái)殼體的完全伸出的位置時(shí)容易發(fā)生過度彎曲。而且，天線在相對于殼體完全縮入時(shí)尺寸較大，以致要占據(jù)殼體內(nèi)較大的空間，這個(gè)問題尤其重要，因?yàn)楫?dāng)今在蜂窩式電話機(jī)工業(yè)上的趨勢是要把移動(dòng)電臺(tái)的長度、寬度和高度設(shè)計(jì)和制造得更小。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提出的一種天線組件具有一個(gè)帶有第一和第二端部的長桿件，該天線組件還具有一個(gè)位于上述長桿件的第一端部周圍的管狀件，該管狀件起到天線組件的匹配構(gòu)件的作用，并可增加天線組件的強(qiáng)度和剛度，以防止長桿件在其第一端附近處發(fā)生彎曲。上述天線組件還具有一個(gè)設(shè)置在上述管狀件與長桿件第一端部之間的絕緣插件。
上述長桿件可做成圓棒狀件或片狀件。
另外，長桿件可構(gòu)成第一發(fā)射元件，而在其第二端部上則固定一個(gè)第二發(fā)射元件。
長桿件和管狀件可分別用鎳-鈦合金制成。具體地說，上述長桿件和管狀件可分別包含鎳鈦合金，其中鎳和鈦按重量各占50％左右。
上述的絕緣插件可選自包含聚四氟乙烯和聚亞乙基亞胺的組合。
按照本發(fā)明的另一方面，提出的一種便攜式無線電通訊裝置具有一個(gè)殼體，該殼體具有一個(gè)帶有邊緣的表面。上述便攜式無線電通訊裝置還具有一個(gè)天線組件，該天線組件具有一個(gè)帶有第一和第二端部的長桿件、一個(gè)位于上述長桿件之第一端部周圍的管狀件和一個(gè)設(shè)置在管狀件與長桿件之第一端部之間的絕緣插件。上述長桿件具有收縮的第一狀態(tài)和伸出的第二狀態(tài)，在伸出狀態(tài)時(shí)，其第一端部靠近上述的邊緣，上述管狀件則可靠緊上述邊緣以防止長桿件在上述邊緣附近處發(fā)生彎曲。
另外，上述長桿件可構(gòu)成第一發(fā)射元件，而在其第二端部上則固定一個(gè)第二發(fā)射元件，當(dāng)上述長桿件處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)時(shí)，上述第二發(fā)射元件都露出在殼體的外面。
而且，當(dāng)長桿件處于第一狀態(tài)時(shí)，天線組件可成為一個(gè)四分之一波長的發(fā)射天線，而當(dāng)長桿件處于第二狀態(tài)時(shí)，則成為一個(gè)半波長發(fā)射天線。
上述長桿件和管狀件可分別用鎳-鈦合金制成，具體地說，上述長桿件和管狀件可分別用含鎳和鈦量各50％(重量)左右的鎳-鈦合金制成。
上述絕緣插件可選自包含聚四氟乙烯和聚亞乙基亞胺的組合。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，提出一種在具有一個(gè)帶有一個(gè)表面的殼體的無線電通訊裝置上組裝天線組件的方法，該方法包含如下步驟在殼體上設(shè)置一個(gè)具有可在相對于殼體表面的第一和第二位置之間移動(dòng)的長桿件的天線組件；在上述長桿件上設(shè)置一個(gè)匹配件，使該匹配件可機(jī)械增強(qiáng)長桿件的一部分。上述方法還包含如下步驟使長桿件從第一位置移動(dòng)到第二位置上；并在將長桿件從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)使匹配件靠緊在殼體的上述表面上，從而使匹配件可阻止長桿件在殼體的上述表面附近處發(fā)生變形。
另外，上述殼體的表面可具有一個(gè)邊緣，如果有的話，上述的使匹配件靠緊殼體表面的步驟可包含如下步驟，在長桿件從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)使匹配件靠緊殼體表面的上述邊緣，從而使匹配件可阻止長桿件繞由上述殼體表面的邊緣限定的支點(diǎn)發(fā)生變形。
再者，上述殼體的表面可做出一個(gè)也在殼體上形成一個(gè)孔的邊緣狀的凸圈。因此，上述的使長桿件從第一位置移動(dòng)到第二位置的步驟可以是使長桿件通過上述的孔從第一位置移動(dòng)到第二位置，上述的使匹配件靠緊上述殼體表面的步驟則可以是在長桿件通過上述的孔從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)使匹配件靠緊上述殼體表面的上述邊緣狀凸圈，從而使匹配件可阻止長桿件繞由上述殼體表面的邊緣狀凸圈限定的支點(diǎn)發(fā)生變形。
另外，當(dāng)長桿件處于第一位置時(shí)，上述天線組件可成為四分之一波長的發(fā)射天線，而當(dāng)長桿件從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，上述天線組件可成為半波長發(fā)射天線。
優(yōu)先實(shí)施例詳述首先結(jié)合

圖1～5(特別是圖1和2)說明本發(fā)明的天線組件20的結(jié)構(gòu)。天線組件20具有一個(gè)第一接觸器22、一個(gè)長桿／第一發(fā)射元件24、一個(gè)絕緣插件26、一個(gè)匹配件28、一個(gè)絕緣套筒30、一個(gè)第二接觸器32和一個(gè)第二發(fā)射元件34。
上述的長桿／第一發(fā)射元件24是一種用一段外徑為1～2mm、橫截面最好為圓形(圖3)的絲材制成的桿狀件?；蛘咭部梢允菣M截面為矩形的片狀件36(如圖4和5所示)。長桿件24、36的位于第一發(fā)射元件24與匹配件28之間的部分覆蓋有一層彈性絕緣涂層(最好是一種聚氨基甲酸(乙)酯一硅混合物)。
如圖1所示，匹配件28是一種橫截面最好是與長桿件24的圓形截面互補(bǔ)的管狀件，該匹配件28與長桿件24相配套以便在管狀匹配件28與長桿件24的外表面40之間形成一個(gè)可安裝絕緣插件26的空間。如果使用圖4所示的長桿件36，仍然可用具有環(huán)形截面的匹配件28，但要用粘結(jié)材料填充長桿件36之表面41、絕緣插件26與匹配件28之間多余的空間。
長桿件24、36和匹配件28用超撓性的鎳鈦合金制成，該鎳-鈦合金最好由大約50％(重量)的鎳與50％(重量)的鈦組成。設(shè)置于它們之間的絕緣插入件26最好是聚四氟乙烯(PTFE)或聚亞乙基亞胺(PEI)制成。
第二發(fā)射件34可以是任何形狀的。但最好是由橫截面為圓形的絲材制成的螺旋形件，其螺旋的直徑約10mm。該第二發(fā)射件34用聚合物材料過模壓而成，使其具有機(jī)械保護(hù)作用。
按圖2所示進(jìn)行組裝時(shí)，將絕緣套筒30、第二接觸器32和第二發(fā)射件34大致地置于長桿件24的預(yù)先涂有絕緣涂層的第二有效端部42(也就是靠近長桿件24的第二端的區(qū)域)。首先通過例如卷邊法使第二發(fā)射件34與長桿件24相連接。最好是在第二發(fā)射件34與長桿件24相連接時(shí)對它預(yù)先繞線并進(jìn)行過模壓，但也可將第二發(fā)射件34與長桿件24先連接起來然后進(jìn)行過模壓。
然后，使第二接觸器32和絕緣套筒30沿長桿24滑入到合適的位置。絕緣套筒30和第二接觸器32分別采用常規(guī)連接方法例如粘接法與長桿24相連接。
然后將第一接觸器22，絕緣插件26和匹配件28大致置于長桿件24的第一有效端部44(就是靠近長桿件24的第一端45的區(qū)域)。最好是首先將絕緣插件26接到長桿件24上，然后將匹配件28套在絕緣插件26上，并采用例如粘接法使其與絕緣插件26相連接。然后再采用例如卷邊法將第一接觸器22固定到長桿件24上。
圖6和7簡單示出安裝在一種便攜式無線電通訊裝置例如蜂窩式電話機(jī)48的殼體46上的天線組件20。在圖6和7中，長桿件24的第一有效端42穿過裝置48的殼體46的壁52中的孔50，具體地說，插入壁52中的插塞55的表面54形成的上述的孔50。
圖6示出處于完全收縮位置的天線組件20，它伸出殼體46外的長度約為25～30mm。在完全收縮的位置上。僅從殼體46的壁52伸出長桿件24的第二有效端42上的第二發(fā)射件34。其第二接觸器32與來自發(fā)射器／接受器組件58的饋線56相連接，其第一接觸器22則隨意與地線60相連接。
采用處在完全收縮位置的天線組件20，第二發(fā)射件34最好形成在例如AMPS頻帶(824～894兆赫)工作的四分之一波長的發(fā)射天線。第二發(fā)射件34最好具有50Ω(歐姆)的輸入阻抗。通過加設(shè)寄生元件(如美國專利申請No．08／929592所述的那種，該專利申請的全部內(nèi)容已納入本專利作為參考)，或?qū)l(fā)射元件制成一種非均勻螺距的螺旋形(例如美國專利申請No．08／725507所述的那種，該專利申請的全部內(nèi)容已納入本專利作為參考)，可實(shí)現(xiàn)雙頻帶作業(yè)，其第二發(fā)射件34也成為可在較高頻率下例如在PCS頻帶(1850～1990兆赫)或PDC頻帶(1500兆赫)工作的四分之一波長的發(fā)射天線。
通過對第二發(fā)射元件34施加一個(gè)沿箭頭61方向的力可使天線組件20從圖6所示的完全縮入的位置移動(dòng)到完全伸出的位置(如圖7所示)。在完全伸出的位置上，第二發(fā)射元件34和長桿／第一發(fā)射元件24的主要部分從殼體46的壁52伸出約95mm。此時(shí)，第一接觸器22與來自發(fā)射器／接收器組件58的饋線56相連接，而匹配件28則與地線62相連接。
當(dāng)天線組件20處于完全伸出的位置時(shí)，第二發(fā)射元件34和長桿／第一發(fā)射元件24以串聯(lián)方式露出，最好成為可在例如AMPS頻帶(824～894兆頻)工作的半波長發(fā)射天線，與長桿／第一發(fā)射元件24串聯(lián)的第二發(fā)射元件34最好具有50歐姆的輸入阻抗。
而且，當(dāng)天線組件20處于完全伸出的位置時(shí)，其第二發(fā)射元件34、長桿／第一發(fā)射元件24、和匹配件28成為在較高頻率下例如在PCS頻帶(1850～1990兆赫)或PDC頻帶(1500兆赫)工作的半波長發(fā)射天線。此時(shí)，該半波長發(fā)射天線具有50歐姆的輸入阻抗。以此方式，也可在完全伸出的位置實(shí)現(xiàn)雙頻帶作業(yè)。
另外，在完全伸出的位置上，匹配件28可緊靠在插塞55的表面54上，從而增大長桿件24的強(qiáng)度和剛度，防止長桿件24繞插塞55的表面54的邊緣64形成的支點(diǎn)而彎曲。
上述天線組件20具有若干優(yōu)點(diǎn)。由于使用鎳-鈦合金，可使天線組件20的重量減輕。而且由于使用了增大長桿件24的強(qiáng)度和剛度的匹配件28，故可消除或限制天線組件20在與殼體46緊靠點(diǎn)處的彎曲，而不用加設(shè)占據(jù)殼體46的內(nèi)腔但對無線電通訊裝置48的工作無有益作用的單獨(dú)構(gòu)件。
通過研讀本說明書和附圖以及所附權(quán)利要求可以了解本發(fā)明的更多其他的方面、目的和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1．一種天線組件，具有一個(gè)帶有第一和第二端部的長桿件；一個(gè)套在上述長桿件的第一端部周圍的管狀件，該管狀件用作上述天線組件的匹配構(gòu)件，并可增加天線組件的強(qiáng)度和剛度，以阻止長桿件在第一端附近發(fā)生的彎曲；和一個(gè)置于上述管狀件與長桿件第一端之間的絕緣插件。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的天線組件，其特征在于，上述的長桿件限定一種棒狀件。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的天線組件，其特征在于，上述的長桿件限定一種片狀件。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的天線組件，其特征在于，上述的長桿件限定第一發(fā)射元件。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的天線組件，其特征在于，還具有一個(gè)與上述長桿件的第二端相耦合的第二發(fā)射元件。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的天線組件，其特征在于，上述的長桿件和管狀件分別包含鎳-鈦合金。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的天線組件，其特征在于，上述的長桿件和管狀件分別包含鎳和鈦各占大約50％(重量)的鎳-鈦合金。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的天線組件，其特征在于，上述的絕緣插件可以選自包含聚四氟乙烯或聚亞乙基亞胺的組合。
9．一種便攜式無線電通訊組件，含有一個(gè)殼體，其表面有一邊緣；一個(gè)天線組件，該天線組件具有一個(gè)帶有第一和第二端部的長桿件；一個(gè)套在上述長桿件的第一端部周圍的管狀件；和一個(gè)設(shè)置在上述管狀件與上述長桿件的第一端部之間的絕緣插件；上述的長桿件具有收縮的第一狀態(tài)和伸出的第二狀態(tài)，在伸出狀態(tài)時(shí)，其第一端部靠近上述邊緣，上述管狀件可靠近上述邊緣，以阻止長桿件在靠近上述邊緣處發(fā)生彎曲。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的無線電通訊組件，其特征在于，上述長桿件限定第一發(fā)射元件。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的無線電通訊組件，其特征在于，還具有一個(gè)與長桿件之第二端部相耦合的第二發(fā)射元件，該第二發(fā)射元件在長桿件處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)時(shí)均置于上述殼體之外面。
12．根據(jù)權(quán)利要求9的無線電通訊組件，其特征在于，上述的天線組件在長桿件處于第一狀態(tài)時(shí)限定四分之一波長的發(fā)射天線，而在長桿件處于第二狀態(tài)時(shí)限定半波長發(fā)射天線。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的無線電通訊裝置，其特征在于，上述的長桿件和管狀件分別包含鎳-鈦合金。
14．根據(jù)權(quán)利要求9的無線電通訊組件，其特征在于，上述的長桿件和管狀件分別包含鎳鈦合金，其中鎳和鈦按重量各占50％左右。
15．根據(jù)權(quán)利要求9的無線電通訊組件，其特征在于，上述的絕緣插件可選自由聚四氟乙烯和聚亞乙基亞胺組成的組合。
16．一種在具有一個(gè)帶有一表面的殼體的無線電通訊組件二重新組合一種天線組件的方法，包含如下步驟在上述殼體上設(shè)置一個(gè)帶有可相對于上述殼體表面在第一位置與第二位置之間移動(dòng)的長桿件的天線組件；在上述長桿件上設(shè)置一個(gè)匹配件，使該匹配件在機(jī)械方面增強(qiáng)上述長桿件之一部分；將上述長桿件從上述第一位置移到上述的第二位置；和在上述長桿件從上述第一位置移至上述第二位置時(shí)，使上述匹配件靠緊上述殼體的上述表面，從而使匹配件阻止長桿件在殼體的上述表面附近發(fā)生變形。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，上述殼體的表面有一個(gè)邊緣，上述的使匹配件靠緊上述殼體的表面的步驟包含這樣的步驟在上述長桿件從上述第一位置移至上述第二位置時(shí)，使上述匹配件靠緊上述殼體表面的上述邊緣，從而使匹配件阻止長桿件繞由上述殼體表面的邊緣所限定的支點(diǎn)而變形。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，上述殼體的上述表面限定一個(gè)邊緣，該邊緣又限定殼體上的一個(gè)孔，上述的使長桿件從上述第一位置移至上述第二位置的步驟包括使長桿件通過上述的孔從上述第一位置移至第二位置，上述的使匹配件靠緊上述殼體的表面的步驟包括當(dāng)長桿件通過上述的孔從上述第一位置移至上述第二位置時(shí)，使匹配件靠緊上述殼體表面的上述邊緣，從而上述匹配件阻止長桿件繞由上述殼體表面的上述邊緣限定的支點(diǎn)而變形。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，上述的長桿件和管狀件分別包含鎳-鈦合金。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的無線電通訊裝置，其特征在于，上述的長桿件和管狀件分別包含鎳鈦合金，其中鎳和鈦按重量各占50％左右。
21．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，當(dāng)上述長桿件處于上述的第一位置時(shí)，上述天線組件限定一個(gè)四分之一波長發(fā)射天線，而當(dāng)上述長桿件從上述第一位置移至上述第二位置時(shí)，上述天線組件限定一個(gè)半波長發(fā)射天線。
全文摘要
一種天線組件具有一個(gè)帶有第一和第二端部的長桿件,該天線組件還具有一個(gè)套在上述長桿件的第一端部周圍的管狀件,該管狀件起到天線組件的匹配構(gòu)件的作用,并增強(qiáng)天線組件的強(qiáng)度和剛度,以防止長桿件在第一端附近發(fā)生彎曲。天線組件還具有一個(gè)設(shè)置在管狀件與長桿件之第一端部之間的絕緣插件,另外,天線組件可與一個(gè)殼體相組合形成一個(gè)無線電通訊組件,上述殼體具有一個(gè)帶有邊緣的表面,上述管狀件起到匹配構(gòu)件的作用,并增加天線組件的強(qiáng)度和剛度,以防止長桿件在由上述邊緣限定的支點(diǎn)處發(fā)生彎曲。此外,還提出在無線電通訊組件上重新組合天線的方法。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1293829SQ99804159
公開日2001年5月2日 申請日期1999年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月20日
發(fā)明者小J·D·麥唐納德, G·J·哈耶斯, J·M·斯帕爾 申請人:艾利森公司