CN1256802A - 电信设备的天线部件 - Google Patents

Abstract

用于射频电信收发信机如蜂窝电话或PCS设备的天线部件具有导电辐射单元。该辐射单元由一个中心部分和一对引线部分限定。导电辐射单元其上还具有一个伸长的孔径。导电辐射单元的一对引线部分在第一方向上伸展离开中央部分。该天线部件还包括一个导电接地板构件在第一方向上与导电辐射单元隔开一定距离。另外,电介质构件的至少一部分放置在导电辐射单元与导电接地板构件中间。

Description

电信设备的天线部件

本发明背景

1.发明领域

本发明涉及用于手持射频收发信机的天线部件，更具体地涉及用于如蜂窝电话、PCS设备和类似的电信设备。

2.相关技术说明

为射频收发信机如蜂窝电话、PCS设备或类似设备提出并实施了各种天线。也为其它应用提出并开发了天线，例如美国专利5677698所示的用于便携个人计算机的隙缝天线设计。

可是，用于电信设备如蜂窝电话和PCS设备的射频收发信机的先前的天线被有限的信号范围、有限的方向性、对使用者的明显射频辐射输出、对多径干扰的明显的敏感性和其它有关的性能限制等极大地限制了。

因此，本发明一方面为通信设备包括手持射频收发信机如蜂窝电话和PCS设备提供了改善的方向性、宽带输入阻抗、增加的信号强度和增加的电池寿命。本发明减少了对使用者身体的射频辐射事故和减少了用在通信设备上的方向性天线所需要的实际尺寸。其它优点包括减小多径干扰的敏感性、增加方向性比和改善峰值增益而减小指向使用者上身方向的辐射。本发明的天线部件可以集成到“翻盖”部分中或蜂窝收发信机的后面板中，例如，并因此减少在正常工作期间对弯曲或破损的敏感。

本发明另外的目的和优点将在下面的说明中阐述，和有几部分根据说明是显而易见的，或通过本发明的实践可以获知。本发明的这些或其它目的和优点可通过附带的技术说明书、权利要求书和附图的指示来了解和获得。

发明概述

为实现上述目的和按照在此记录和大致描述的本发明用途，提供一种多单元方向天线用于手持射频收发信机如蜂窝电话或PCS设备，和该天线具有有源辐射导体单元、中间电介质构件和导电接地板单元。保持电介质隔离构件相对于有源辐射导体单元和接地板。导电接地板构件可以由印刷电路板或手持射频收发信机的其它导电表面构成。多单元方向天线提供了改善的方向性和减少了使用者暴露在射频辐射之下。

该天线部件可以用在无线通信设备如其中需要小实际轮廓天线的蜂窝电话、PCS设备或LAN设备中。本发明的天线特别适合于在1850-1900MHz频带内接收和发射电磁能量。所公开的天线在设计上强化、简单，成本低，具有低的实际轮廓和提供针对无线通信设备手机外壳的良好共型能力。本发明天线的厚度能够处理得最小。由于其有关尺寸和共型性，这种天线适合容纳于收发信机设备的转动或“翻盖”面板部分中，或设备的外壳表面背部。

附图简要说明

插入并构成技术说明一部分的附图与前面的总的描述和下面对优选实施例的详细说明一起举例说明了本发明的优选实施例，用来解释本发明的原理。

图1是根据本发明的位于下面的铰链连接面板中的带有本发明的方向性天线的电话手机透视图；

图2是位于上面的铰链连接面板中的带有本发明的方向性天线的电话手机透视图；

图3说明带有位于后顶部的这种天线的蜂窝手机；

图4a和4b表示天线部件的平面图和正视图；

图4c是表示天线部件尺寸的表格并指定为表1；

图5说明关于手机接地板的天线部件的位置；

图6说明位于蜂窝手机后部分上的本发明天线；

图7A和B表示位于蜂窝手机后部分上的本发明天线的前视图和正视图；

图8a和8b表示来自辐射导电单元的同轴电缆馈线的优选布线。

优选实施例说明

如附图中所示本发明的优选实施例中详细使用了参照符号，其中相同的数字代表相同的元件。

按照本发明，在附图和下面描述的本发明优选实施例中提供一种用于射频收发信机如蜂窝或PCS通信设备的天线部件。该天线部件包括一个辐射导电单元相对于电介质基片的主面安放并与接地板构件隔开一定距离。该接地板构件可以相对于与辐射导电单元相反的电介质基片主表面安放，并可以组成收发信机设备的印刷电路板或其一部分的接地板、设备机壳或外壳的导电部分、设备电池组件或单独的导电表面或面板。

在说明的实施例中，本发明的辐射导体单元可以完全是基本上平面形式或另一种形式沿中心线略呈拱型。辐射导体单元包括其轮廓内的一个伸长隙缝孔径。该隙缝孔径可以基本上是矩形形式和基本上沿辐射导体单元拱型中心线平行或垂直方向伸展。同轴电缆馈线一般可以沿隙缝中心线垂直方向伸展或离开并与隙缝平行。天线部件的馈电点放在沿隙缝孔径周边的点上。

在一个实施例中，辐射导体单元可以是“C”或通道型并具有一个中央平面部分和两个伸展的引线部分。辐射导体单元由导电材料构成并相对于电介质基片构件的顶表面安放。辐射导体单元、电介质构件和接地板构件一般以相邻或相互“叠层”关系安置。辐射导体与接地板之间的间隔或相对位置是天线部件电性能的重要参数。接地板可以直接或电容性地耦合到射频收发信机上或内部的导电接地板上，以便获得所需要的性能好处。以这种方式耦合到原有的收发信机接地板上允许更独立地实现收发信机设计中的电学性能改善。

在图1和2中，表示了根据本发明优选实施例在手持蜂窝电话手机12上的用于通信设备的天线部件10。在图1中天线部件位于下面的铰链连接的“翻盖”或面板部分的外侧。在图2中，天线部件位于上面的铰链连接的“翻盖”或面板部分的外侧。手机包括主体部分13和铰接“翻盖”或面板部分14，其在图1和2中表示为打开的、工作位置。电话手机12最好包括具有扬声器和话筒(未示出)的前面15和后面16。手机12中现有的导电接地板17电连接到位于翻盖部分14内的导电接地板18。这可以通过金属铰链19或类似物实现。天线部件10和接地板扩展部分18最好隐蔽或装入塑料翻盖部分14中。天线部件10最好由平面或拱型辐射导体单元形成，一般用中间电介质材料与较大接地板隔开。辐射导体单元包括伸长的隙缝孔径，图4和5所示为限定在辐射导体单元的中心面板部分。电介质材料22可以是例如蜂窝电话机的外壳，和接地板可以是蜂窝电话机原有的接地板。

参照图3，所示的蜂窝电话手机12和天线部件10带有隐蔽或装入收发信机外壳中的天线部件10。所示的天线位置最好使由用户手接触引起的电位最小。天线部件10也可以用于其它类型的收发信机设备如PCS设备、LAN设备和类似设备。

现在参照图4a和4b，以天线部件10的平面图和正视图所示的天线部件10具有发射侧面(a)和屏蔽侧面(b)。收发信机设备12上的天线部件10的布局使得在工作期间屏蔽侧面(b)对着设备12的用户和发射侧面(a)一般离开用户。天线部件10最好包括具有伸长隙缝21的辐射导体单元20、电介质基片22和导电接地板构件23。辐射导体单元20包括中央平面部分(在此实施例中所示基本上为平面型)和一对相反的引线部分(在此实施例中所示基本上为平面的，然而不平行)向接地板构件23延伸。在本实施例中举例说明辐射导体单元20的中央面板部分和一对相反的引线部分基本上是平面的，而其它的几何图形也是可行的。伸长的隙缝21限定在辐射导体单元20的中央面板部分上。低阻抗同轴馈线可以沿隙缝21的边缘连接到点x和y上。辐射导体20、隙缝21的形状和尺寸，馈线连接点的位置x和y，和对接地板23的间隔24对天线部件10的工作起决定性作用。在图4c的表1中列出了用于1850-1990MHz范围的尺寸和典型值。电介质22和接地板23可以延伸到辐射导体20边缘之外。电介质构件22可以具有一或更大的介电常数。天线部件单元20、22和23可以用叠层形式和粘合或另外固定方式放置在一起。

如图5所见，天线部件10可以放置在由收发信机12电子设备或翻盖部分14的扩展部分18限定的原有接地板17上或高于它。所示没有呈现手机。接地板17和23的隔离一般不重要，可是，提供了在感兴趣的频率频带上的足够电容或直接(dc)耦合。天线部件10的极化是线性的，和在对隙缝21为90度的方向上和与包含隙缝21的平面平行。

天线部件10可以形成C型的辐射导体单元，由电介质衬垫与类似投影区的接地板精密地隔开。辐射导体单元20最好具有由低阻抗同轴馈线27馈电的隙缝。接地板23直接耦合或电容耦合到较大接地板，该较大接地板可以例如是蜂窝电话机原有的接地板。

在图6中，表示了带有蜂窝电话手机12和天线25的本发明的另一个实施例。所示的原有接地板17带有靠近手机12背面16外壳上的电介质材料直接安装的天线25。接地板17可以是收发信机设备12的电池外壳。以所示的通常位置为最好使得用户手接触的电位最小。天线25可以合并在电池外壳或手机外壳的塑料内部。在一个本发明的实施例中，如图7a和7b中所见，天线25仅包括辐射导体单元。前面讨论的尺寸和参照天线部件10讨论的设计因素也应用于天线的该实施例。

参照图8a和8b，表示了来自天线部件10或天线25的同轴馈线27的优选布线或位置。优选的同轴电缆引线x和y通过焊接连接到隙缝21的周边31上。将通常为矩形的蜂窝电话机原有接地板包括到天线部件10中引起的增加增益超过对常规隙缝天线所期望的。

在工作和使用中天线部件10表现了极高的效率和有效性能特性。本发明的天线部件提供了改善的方向性、宽带输入阻抗、增加的信号强度和增加的电池寿命。本发明的天线减少了对用户身体的射频辐射事故，并减少了用于蜂窝电话手机、PCS设备和类似设备中方向性天线的实际尺寸要求。所公开的天线也增加了方向性比，减少了多径干扰，并容易地集成到蜂窝收发信机设备的“翻盖”或后面板部分中，这使弯折和损坏的危险性最小。

另外的优点和改进对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明的范围不限于所示和描述的特定细节、代表性设备和说明性例子。因而，对这些细节的违背可能不偏离申请人总的发明构思的精神和范围。

Claims (20)

1.用于射频电信收发信机的一种天线部件，所述收发信机具有一个电子设备，所述天线部件包括：

一个导电辐射单元，具有一个中央部分和一对引线部分，所述导电辐射单元其上具有一个伸长的孔径，所述导电辐射单元有效地耦合到收发信机的电子设备上，所说引线对部分离开中央部分向第一方向伸展；

一个导电接地板构件，在第一方向上与导电辐射单元隔开一定距离，所述导电接地板构件有效地耦合到收发信机电子设备上；和

一个电介质构件，所述电介质构件的至少一部分放置在导电辐射单元与导电接地板构件之间。

2.根据权利要求1的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中导电辐射单元的中央部分是矩形并基本上为平面的。

3.根据权利要求2的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中导电辐射单元的中央部分基本上平行于接地板构件。

4.根据权利要求1的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中伸长孔径完全放置在中央部分上并沿导电辐射单元的纵向轴线对准。

5.根据权利要求4的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中引线部分基本上对准纵向轴线。

6.根据权利要求4的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中伸长孔径具有一个长度尺寸，其在纵向轴线方向基本上等于导电面板构件的长度尺寸。

7.根据权利要求1的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中电介质构件的至少一部分与导电辐射单元接触。

8.根据权利要求1的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中接地板构件是与电子设备的接地板隔开的导电面板构件。

9.根据权利要求1的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中电介质构件具有一或更大的介电常数。

10.根据权利要求1的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中收发信机还包括一个机箱构件，和其中电介质构件是所述机箱构件的一部分。

11.用于射频电信收发信机的一种天线部件，所述收发信机具有一个电子设备，所述天线部件包括：

一个导电辐射单元，具有一个中央部分和一对引线部分，所述导电辐射单元在其上的一对引线部分之间具有一个伸长的孔径，所述导电辐射单元有效地耦合到收发信机的电子设备上，所说引线对部分离开中央部分向第一方向伸展；

一个导电接地板构件，在第一方向上与导电辐射单元隔开一定距离，所述导电接地板构件有效地耦合到收发信机电子设备上；和

一个电介质构件，所述电介质构件的至少一部分放置在导电辐射单元与导电接地板构件之间。

12.根据权利要求11的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中导电辐射单元的中央部分是矩形并基本上为平面的。

13.根据权利要求11的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中电介质构件的至少一部分与导电辐射单元接触。

14.根据权利要求11的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中接地板构件是与电子设备的接地板隔开的导电面板构件。

15.根据权利要求11的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中收发信机还包括一个机箱构件，和其中电介质构件是所述机箱构件的一部分。

16.用于手持射频电信收发信机的一种天线部件，所述收发信机具有一个电子设备，所述天线部件包括：

一个导电辐射单元，具有其上的一个伸长的孔径，所述导电辐射单元有效地耦合到收发信机的电子设备上，所述导电辐射单元具有一个发射方向；

一个导电接地板构件，在基本上与发射方向相反的第一方向上与导电辐射单元隔开一定距离，所述导电接地板构件有效地耦合到收发信机电子设备上；和

一个电介质构件，所述电介质构件放置在导电辐射单元与导电接地板构件之间。

17.根据权利要求16的用于手持射频电信收发信机的一种天线部件，其中电介质构件的至少一部分与导电辐射单元接触。

18.根据权利要求16的用于手持射频电信收发信机的一种天线部件，其中导电辐射单元是矩形并基本上为平面的。

19.根据权利要求16的用于手持射频电信收发信机的一种天线部件，其中接地板构件是与电子设备的接地板隔开的导电面板构件。

20.根据权利要求16的用于射频电信收发信机的一种天线部件，其中收发信机还包括一个机箱构件，和其中电介质构件是所述机箱构件的一部分。

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