專利名稱：用于裝有鉸鏈的便攜式通訊裝置的天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及天線領域，更具體地涉及一種具有帶有內(nèi)置天線的鉸鏈的便攜式通訊裝置以及一種天線系統(tǒng)。
背景技術：
在便攜式通訊裝置領域，尤其是蜂窩式電話機領域內(nèi)有將天線內(nèi)置在電話機自身中的趨勢。同時，這種電話機所需的頻帶必須要寬，這在多數(shù)情況下都存在利益沖突。
電話機還日益變得越來越小，這就需要盡可能有效地利用電話機的空間。因而為了給其它單元制造空間或者使得進一步減小尺寸，需要將天線元件設在電話機的未使用部分中。一個可以放置天線的這種位置是鉸鏈。文獻US6,272,356描述了在蜂窩式電話機的鉸接部內(nèi)使用彈簧部件作為天線。
蜂窩式電話技術中的標準天線是所謂的PIFA(平面倒F天線)。這些天線需要將天線元件設在地線層(ground plane)上方。WO 02/25769描述了一種用于蜂窩式終端的PIFA天線，其使用鉸鏈板作為天線元件。然而，此處的鉸鏈板設在電話機的第一部分中，因此在該第一部分中沒有真正節(jié)省空間。
還有朝翻蓋式電話機發(fā)展的趨勢，這種電話機具有通過鉸接部而彼此鉸接地連接的兩個部分。因而通常將各部分制成很薄，這使得很難在這種電話機中設置具有良好特性的內(nèi)置PIFA天線，這是由于為了保證良好的頻帶特性需要由在地線層與天線元件之間的距離限定一定的天線容積(antenna volume)。
因此，需要提供這樣一種用于便攜式通訊裝置的內(nèi)置天線，其為電話機中的其它部件和單元節(jié)省空間并可用作PIFA天線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決在便攜式通訊裝置中設置內(nèi)置天線的問題，該天線可節(jié)省裝置中的空間并可用作PIFA天線。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有內(nèi)置天線的便攜式通訊裝置，該天線可節(jié)省裝置中的空間并且該天線可用作PIFA天線。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過一種便攜式通訊裝置實現(xiàn)該目的，該便攜式通訊裝置包括第一部分，其包括位于該第一部分內(nèi)并延伸穿過該第一部分的地線層；以及鉸接部，與所述第一部分接合，其沿該第一部分的一端伸展，用于提供該第一部分相對于第二部分繞第一軸線的轉(zhuǎn)動，并且用于圍繞所述軸線在所述鉸接部內(nèi)提供鉸鏈腔室，其中，天線元件至少部分地設置在所述鉸鏈腔室內(nèi)，并且所述地線層距該天線元件一距離地從所述第一部分伸展進入該鉸鏈腔室內(nèi)。
本發(fā)明的第二方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述天線元件包括至少兩個用于與該裝置的地線層和無線電電路連接的電連接點。
本發(fā)明的第三方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其還包括通過所述鉸接部與所述第一部分連接的第二部分。
本發(fā)明的第四方面旨在一種包括所述第三方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述鉸接部的厚度大于所述第一部分的厚度。
本發(fā)明的第五方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述地線層設有彎曲部，該彎曲部設在所述鉸鏈腔室內(nèi)，并遠離所述地線層的設在所述第一部分內(nèi)的部分彎曲，用于在所述地線層與所述鉸鏈腔室中的天線元件之間提供增加的距離。
本發(fā)明的第六方面旨在一種包括所述第五方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述地線層的彎曲部是成曲線的。
本發(fā)明的第七方面旨在一種包括所述第五方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述地線層的彎曲部沿著所述鉸鏈腔室的至少部分壁設置。
本發(fā)明的第八方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述天線元件沿著所述鉸接部的大致與所述地線層相對設置的壁彎曲。
本發(fā)明的第九方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述天線元件為基本設在所述鉸鏈腔室內(nèi)的多頻帶天線元件。
本發(fā)明的第十方面旨在一種包括所述第九方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述多頻帶天線具有至少兩個部分，其中一個部分設在所述鉸鏈腔室的橫向側(cè)壁處。
本發(fā)明的第十一方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其中所述鉸鏈腔室在天線元件與地線層之間包括該裝置的另一功能元件。
本發(fā)明的第十二方面旨在一種包括所述第一方面特征的便攜式通訊裝置，其中該裝置為蜂窩式電話機。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種天線系統(tǒng)，其節(jié)省了其將要放置在內(nèi)的裝置中的空間并且可用作PIFA天線。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，通過提供一種用于設在便攜式通訊裝置中的天線系統(tǒng)而實現(xiàn)所述目的，所述裝置具有第一部分和與該第一部分接合的鉸接部，所述鉸接部沿該第一部分的一端伸展，用于提供該第一部分相對于第二部分繞第一軸線的轉(zhuǎn)動，所述鉸接部圍繞所述軸線在內(nèi)部設有鉸鏈腔室，該天線系統(tǒng)包括地線層，其位于所述第一部分內(nèi)并延伸穿過該第一部分；以及天線元件，其至少部分地設在所述鉸鏈腔室內(nèi)，其中，所述地線層的尺寸形成為距所述天線元件一距離地從所述第一部分伸展進入所述鉸鏈腔室內(nèi)。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點。其節(jié)省了便攜式通訊裝置的第一部分內(nèi)的空間，該空間可用于其它用途，例如用于更多部件和其它單元。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，當所述裝置的地線層的設在鉸接部內(nèi)的部分遠離第一部分中的地線層彎曲時，就獲得了較大的天線容積，這提高了該裝置的寬帶特性。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，當使用多頻帶天線元件時，因為放置地線層和/或天線元件部分的腔室的形狀，所以可以以最適合期望所述部分工作的頻帶特性的距離布置各元件，這為各單獨頻帶提供了更好的性能。本發(fā)明的第十一方面提供了另外的優(yōu)點，即，由于使用所述鉸接部容納所述裝置的其它元件，因此使得該裝置的尺寸進一步減小。
應當強調(diào)的是，當在本說明書中使用術語“包括”時是用來具體說明具有所述特征、整數(shù)、步驟或部件，但并不排除具有或增加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、部件或其組合。


現(xiàn)在，將根據(jù)附圖更詳細地描述本發(fā)明，在這些附圖中圖1示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的翻蓋式電話機處于閉合位置的立體圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例設置在所述翻蓋式電話機的第一部分和鉸接部內(nèi)的天線元件和地線層的側(cè)視圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例設置在所述翻蓋式電話機的第一部分和鉸接部內(nèi)的天線元件和地線層的側(cè)視圖；圖4示意性地表示根據(jù)發(fā)明第三實施例設置在根據(jù)本發(fā)明的翻蓋式電話機的第一部分和鉸接部內(nèi)的地線層和天線元件的立體圖；以及圖5示意性地表示根據(jù)發(fā)明第四實施例設置在根據(jù)本發(fā)明的翻蓋式電話機的第一部分和鉸接部內(nèi)的地線層和天線元件的立體圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將針對作為本發(fā)明優(yōu)選變型例的蜂窩式電話機來描述根據(jù)本發(fā)明的便攜式通訊裝置。所述電話機還優(yōu)選為所謂的翻蓋式電話機，但是也可以為其它類型的電話機，只要它們裝配有鉸接部即可。然而，所述便攜式通訊裝置還可以是其它類型的裝置，例如無繩電話機、通訊模塊、PDA或用無線電波通訊的任何其它類型的便攜式裝置。
圖1示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的翻蓋式電話機的立體圖。電話機10包括第一部分12和第二部分14，其中第二部分14可繞第一部分12的底端轉(zhuǎn)動。為此，該電話機設有鉸接部15、16，它們限定了沿該電話機的底端側(cè)設置的轉(zhuǎn)動軸線17。因此，所述鉸接部沿第一部分和第二部分二者的端部伸展。所述第一部分和第二部分通過設在所述鉸接部內(nèi)的傳統(tǒng)鉸接元件而彼此接合。通常通過以沿軸線17沿相反方向延伸的兩個凸起(tap)13(示出其中一個)的形式在所述第一部分的端部設置第一鉸接元件而形成鉸鏈，所述凸起13與所述第二部分中的兩個第二鉸接元件16的相應凹口配合，因此這些凹口沿軸線17設在所述凸起的不同側(cè)。這里，所述凸起設在大致柱形主體15的每一側(cè)上，該主體15具有與所述第一部分接合的中空腔室。然而，應當意識到，同樣也可使用其它類型的鉸鏈。在圖中，示出了處于閉合位置的電話機。這里，值得注意的是，沒有天線從該電話機伸出。天線是內(nèi)置的。
圖2示意性地表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電話機的側(cè)視圖，其中示出了相關元件。所述第一部分的內(nèi)部通過設在第一鉸接元件15中的腔室21而與第一鉸接元件15接合。該腔室具有面對著所述第一部分內(nèi)部的開口。在本實施例中，所述腔室的形狀基本為柱形，并且在這里形成為沿電話機底端繞著轉(zhuǎn)動軸線伸展的四分之三圓柱體。第一部分12包括地線層18，該地線層18沿所述第一部分的面向內(nèi)(即，當電話機處于閉合位置時面對著該電話機的第二部分)的一側(cè)伸展穿過該第一部分。地線層18筆直伸展進入鉸接元件15的腔室21內(nèi)。以與地線層的底部對齊的板的形式大致沿著底端側(cè)，即鉸接部所設置的位置設置天線元件20。所述天線元件與地線層隔開一定距離，因此靠近所述第一部分的面向外(即，在閉合位置時背離第二部分)的一側(cè)設置。同樣，該天線元件從第一部分伸展進入鉸接部的腔室內(nèi)的距離與天線元件20在該腔室內(nèi)的距離相等。這樣，在該元件和地線層之間限定天線容積。天線元件20通過電引線而與地線層和設在電話機中的無線電電路(未示出)連接，從而使得能夠以合適頻率進行傳輸。因此，該天線是所謂的PIFA天線。這樣，釋放了第一部分的空間，該空間可為第一部分中的其它單元所用，該第一部分在多數(shù)情況下很小并且必須包括用于提供電話機各種不同功能和特征的許多單元。甚至由于該節(jié)省了的空間而還可以進一步減小電話機的尺寸。如從圖2顯而易見的是，鉸接部的厚度與電話機的第一部分和第二部分的組合厚度基本相等。
圖3表示與圖2的視圖相同的根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電話機的側(cè)視圖。第一部分12以與圖2中相同的方式與鉸接元件16的腔室接合，該元件的厚度與第一部分和第二部分的組合厚度基本相同。因此，鉸接部的厚度與第一和第二部分的組合厚度大致相同。但是，可以更小。然而，鉸接部的厚度應當大于第一部分的厚度。地線層18也伸展到腔室21內(nèi)。這里，地線層的設在鉸鏈腔室21內(nèi)的部分22遠離該地線層的設在第一部分12內(nèi)的部分彎曲。此外，彎曲部22彎曲并沿腔室21的底壁24設置，該腔室具有如以上所述的半柱形形狀。地線層的彎曲部22成形為半圓柱體形。天線元件20設置成具有兩部分互成一體的板，其中第一部分具有平直形式，而第二部分具有設在該天線元件最遠端的彎曲形式并在該處形成為沿腔室21的第二相對壁26設置的大約四分之一圓柱體。這樣，得到了在天線與地線層之間的較大平均距離，這從寬帶特性的角度來看是有益的，尤其是由于在翻蓋式電話機中電話機的第一部分和第二部分相對較薄。由于增加的天線容積，本實施例除了節(jié)省空間外還因此而提供了更好的帶寬特性。這里，天線元件在端部彎曲，然而也可使該元件形成平直板，在所述第一實施例中也可進行該改進。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電話機的第一部分的內(nèi)部的立體圖。這里，可以看出，地線層在設在鉸接元件中的底部彎曲端部處的寬度小于在電話機第一部分的其余部分中的寬度。其原因是為電話機的第二部分的凹口制造空間，所述凹口適于容納第一鉸接元件的凸起(未示出)。這里，地線層18也設有抵靠腔室壁設置的彎曲的半柱體22。包括所述凸起和腔室的實際鉸接元件由電話機的殼體提供。這里，與第二實施例相比的不同之處在于，該天線元件為具有三個不同部分的多頻帶天線元件，其中兩個部分28和30設在塑料膜34上，從而面對由所述殼體提供的上腔室壁。第三部分32設在所述腔室的橫向側(cè)端上。該天線元件具有兩條用于與無線電電路和地線層18連接的饋送線36和38。這些部分中的較長的第一部分28在一個頻域(在本實施例中為GSM 900波段)中提供通訊，而較短的第二部分30在另一頻域(這里為UMTS頻帶)中提供通訊。第三部分32設在所述柱形腔室的環(huán)形橫向端側(cè)上，用于第三頻域(在本實施例中設置為DCS波段)。該元件32優(yōu)選地蝕刻到電話機的第一部分的殼體上。所述天線元件的饋送點36和接地點38設置于在所述三個部分中間設置的接合部分40中。除上述的優(yōu)點外，該結(jié)構提供了其它優(yōu)點，即在地線層與天線部分之間提供了不同的距離，可根據(jù)它們所起作用的頻帶而使所述距離的大小適用于更高的效率。在所述腔室的橫向側(cè)端設置所述第三天線部分，進一步允許將第一天線部分和第二天線部分制造得更大或具有比在其它情況下可能具有的更復雜的模式(pattern)。此外，在電話機打開和閉合時，所述天線都能很好地發(fā)揮作用。在本實施例中，所述天線元件全部設在鉸接部中。
在鉸接部的天線元件和地線層中間設有半圓柱形空間。該空間還可用于放置電話機的其它單元(例如，攝像機鏡頭)。這樣，實現(xiàn)了進一步節(jié)省空間。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的電話機的天線元件、地線層、饋送線以及第二部分的立體圖。第二部分14被簡化，并且為了更好地理解本發(fā)明僅以板形式示出。這里，電話機處于打開位置。這里，天線元件為多頻帶天線元件，但與圖4中的元件略有不同。首先，第一部分28和第二部分30沒有彎曲，而是設在同一平面內(nèi)。第一部分28的結(jié)構與圖4中的略有不同，但是提供了基本相同的特性。第三部分32具有不同的結(jié)構。該電話機具有從接合部分40朝端面向外筆直伸展的第一部分，并在該端面處與設在圓柱體容積的橫向端側(cè)的大致L形的第二部分接合。本實施例的其它所有方面都與圖4中的實施例相似，并提供相同優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明實施例的天線結(jié)構具有諸多優(yōu)點。其節(jié)省了電話機的第一部分內(nèi)的空間，該空間可用作其它用途，例如用于更多部件和其它單元。當電話機的地線層的設在鉸接部內(nèi)的部分遠離設在第一部分內(nèi)的地線層彎曲時，就獲得了更大的天線容積，這提高了電話機的寬帶特性。當使用多頻帶天線元件時，由于放置地線層和/或天線元件部分的腔室的曲率，可以以最適合所述部分的期望工作頻帶特性的距離放置各元件，這為各單獨波段提供了更好的性能。在鉸接部中的地線層與天線元件之間的容積還可用于放置電話機的其它元件。再一個優(yōu)點在于，通過如此放置地線層和天線元件，可以使得電話機不向使用者的身體過多輻射，這使得天線更有效，從而不會在這種不必要的輻射上浪費能量。
除了關于本發(fā)明不同實施例的這些描述外，本發(fā)明還可以以許多方式變化。在鉸鏈中所提供的天線容積的尺寸太小的情況下，可在所述鉸接部附近增加其它單獨的天線元件，以形成附加的UMTS天線。如果該尺寸足夠大，則圖4和圖5中的天線還可用于四種不同的頻帶(除已經(jīng)提到的那些外還有PCS)。所述腔室不必為柱形，而是可具有任何其它合適的形狀。然而，如果其高度大于設在電話機的第一部分中的天線元件與地線層之間的可能最大距離，則是有益的。所述地線層在彎曲時不必具有柱形曲率，而是也可采用提供增加距離的其它方式(例如，通過形成L形截面的兩個正交板)。此外，可將所述天線元件的更多或更少部分設計成筆直結(jié)構或彎曲結(jié)構。所述天線元件還可整體設在鉸接部內(nèi)或部分設在所述第一部分中。還可設置比所述的更多或更少的天線部分，這都取決于希望傳輸?shù)念l帶數(shù)量。最后，所述腔室不必形成在中央第一元件中，而是可形成在任何類型的鉸接元件中。因此，本發(fā)明僅由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種便攜式通訊裝置(10)，包括第一部分(12)，其包括位于該第一部分內(nèi)并延伸穿過該第一部分的地線層(18)；以及鉸接部(15、16)，與所述第一部分接合，其沿該第一部分的一端伸展，用于提供該第一部分相對于第二部分(14)繞第一軸線(17)的轉(zhuǎn)動，并且用于圍繞所述軸線在所述鉸接部內(nèi)提供鉸鏈腔室(21)，其中，天線元件(20；28、30、32)至少部分地設置在所述鉸鏈腔室內(nèi)，并且所述地線層距該天線元件一距離地從所述第一部分伸展進入所述鉸鏈腔室內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述天線元件包括至少兩個電連接點(36，38)，用于與該裝置的地線層和無線電電路連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，還包括通過所述鉸接部與所述第一部分連接的第二部分(14)。
4.根據(jù)權利要求3所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述鉸接部的厚度大于所述第一部分的厚度。
5.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述地線層設有彎曲部(22)，該彎曲部設在所述鉸鏈腔室內(nèi)，并遠離所述地線層的設在所述第一部分內(nèi)的部分彎曲，用于在所述地線層與所述鉸鏈腔室內(nèi)的天線元件之間提供增加的距離。
6.根據(jù)權利要求5所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述地線層的彎曲部是成曲線的。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述地線層的彎曲部沿所述鉸鏈腔室的至少部分壁(24)設置。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述天線元件沿所述鉸接部的大致與所述地線層相對設置的壁(26)彎曲。
9.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述天線元件為基本設在所述鉸鏈腔室內(nèi)的多頻帶天線元件(28、30、32)。
10.根據(jù)權利要求9所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述多頻帶天線具有至少兩個部分(28、30、32)，其中一個部分(30)設在所述鉸鏈腔室的橫向側(cè)壁處。
11.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，所述鉸鏈腔室在天線元件與地線層之間包括該裝置的另一功能元件。
12.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的便攜式通訊裝置，其特征在于，該裝置為蜂窩式電話機。
13.一種用于設在便攜式通訊裝置中的天線系統(tǒng)，該裝置具有第一部分(12)和與該第一部分接合的鉸接部(15、16)，所述鉸接部(15、16)沿該第一部分的一端伸展，用于提供該第一部分相對于第二部分(14)繞第一軸線(17)的轉(zhuǎn)動，所述鉸接部圍繞所述軸線在內(nèi)部中設有鉸鏈腔室(21)，該天線系統(tǒng)包括地線層(18)，其位于所述第一部分內(nèi)并延伸穿過該第一部分；以及天線元件(20；28、30、32)，其至少部分地設在所述鉸鏈腔室內(nèi)，其中，所述地線層的尺寸形成為距所述天線元件一距離地從所述第一部分伸展進入所述鉸鏈腔室內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式通訊裝置以及一種天線系統(tǒng)。所述裝置包括第一部分(12)，其包括位于該第一部分內(nèi)并延伸穿過該第一部分的地線層(18)；以及鉸接部(15)，其接合到所述第一部分上，沿該第一部分的一端伸展，用于提供該第一部分相對于第二部分繞第一軸線(17)的轉(zhuǎn)動，并且圍繞所述軸線在該鉸接部內(nèi)設置鉸鏈腔室(21)。天線元件(20)至少部分地設置在所述鉸鏈腔室內(nèi)，并且所述地線層距該天線元件一距離地從所述第一部分伸展到所述鉸鏈腔室內(nèi)。
文檔編號H04B1/38GK1853310SQ200480026780
公開日2006年10月25日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權日2003年9月16日
發(fā)明者應志農(nóng), 約蘭·沙克, 馬茨·克勒韋曼 申請人:索尼愛立信移動通訊有限公司