專利名稱：用于通信裝置的天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信裝置，更具體地涉及一種用于通信裝置的天線系統(tǒng)，背景技術(shù)諸如無線電話這樣的通信裝置受到市場(chǎng)和技術(shù)的驅(qū)使，朝著更小、更緊湊的尺寸和形狀因數(shù)(form factor)發(fā)展。消費(fèi)者和用戶的需求繼續(xù)推動(dòng)這種通信裝置的尺寸顯著減小。為了獲得足夠的天線電性能，尺寸的減小對(duì)裝置設(shè)計(jì)者提出了額外的挑戰(zhàn)。
為了制造更小型的組件，現(xiàn)在使用的許多通信裝置包含作為整個(gè)通信裝置一部分的折疊(flip)組件外殼(也稱為貝殼式(clamshell)組件)。折疊組件外殼典型地由兩個(gè)或更多外殼部分組成，每個(gè)部分都可以包含具有電子部件的一個(gè)或更多印刷電路板(PCB)、音頻裝置、攝相機(jī)、視覺顯示器等等，以及把這些電子部件連接在一起的電線。在一些通信裝置中，一個(gè)外殼部分是鉸鏈蓋，它閉合起來使通信裝置更緊湊并且保護(hù)位于第二外殼部分上的鍵盤或其它用戶接口免于被無意進(jìn)入。典型地，一個(gè)外殼可以相對(duì)于另一個(gè)外殼在垂直于該另一個(gè)外殼的平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。作為一個(gè)例子，諸如無線電話這樣的通信裝置可以包括由鉸鏈耦合的兩個(gè)平面元件。當(dāng)無線電話不使用時(shí)，這兩個(gè)平面元件閉合并且處于平行狀態(tài)。當(dāng)無線電話處于使用中時(shí)，這兩個(gè)平面元件相對(duì)于彼此打開，露出鍵盤、顯示器、麥克風(fēng)和/或揚(yáng)聲器這樣的裝置。
每個(gè)通信裝置包括一個(gè)天線，該天線耦合到一個(gè)收發(fā)信機(jī)上以執(zhí)行通信裝置所要求的接收和發(fā)射功能。典型地，該天線不是通信裝置內(nèi)唯一輻射能量的結(jié)構(gòu)。例如，能量的一部分是從連接到電源(例如，一個(gè)產(chǎn)生器)的接地結(jié)構(gòu)(例如，一個(gè)PCB接地)輻射的。當(dāng)接地結(jié)構(gòu)的物理長(zhǎng)度不是所輻射能量的頻率的半(1/2)波長(zhǎng)的倍數(shù)時(shí)，那么輻射結(jié)構(gòu)的效率可能降低。測(cè)試表明，例如，與較大的電話相比，在遠(yuǎn)離半(1/2)波長(zhǎng)的頻率，較小的貝殼式電話的性能會(huì)降低。
此外，已經(jīng)觀察到，用戶身體的存在，例如握著無線電話的一個(gè)手指，會(huì)導(dǎo)致性能的降低。天線受手指接觸夾持會(huì)失諧并且會(huì)降低性能。


附圖和下面的詳細(xì)描述一起包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分，用于進(jìn)一步說明各種實(shí)施例并且用于解釋所有根據(jù)本發(fā)明的各種原理和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中類似的標(biāo)記數(shù)字指在所有各個(gè)視圖中相同或功能類似的元件。
圖1說明通信裝置的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是圖1的通信裝置內(nèi)使用的天線系統(tǒng)的示意圖。
圖3是說明天線的各種替換組合的實(shí)例的表格。
圖4到7是圖1的通信裝置內(nèi)使用的圖2的天線系統(tǒng)的各種實(shí)施例的示意圖。
圖8說明圖1的通信裝置的一部分。
圖9和10說明圖8中說明的通信裝置的部分的更多細(xì)節(jié)。
圖11說明在圖1的通信裝置內(nèi)的圖2的天線系統(tǒng)的一個(gè)替換實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；但是，應(yīng)該理解，所公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示范，而本發(fā)明可以以各種形式實(shí)現(xiàn)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋為限制性的而僅僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)并且作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以實(shí)際上任何適當(dāng)?shù)脑敿?xì)結(jié)構(gòu)不同地采用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。此外，在此使用的術(shù)語(yǔ)和短語(yǔ)不是限制性的，而是提供本發(fā)明的可理解說明。
在此使用的術(shù)語(yǔ)一個(gè)被定義為一個(gè)或多于一個(gè)。在此使用的術(shù)語(yǔ)多個(gè)定義為兩個(gè)或多于兩個(gè)。在此使用的術(shù)語(yǔ)另一個(gè)定義為至少第二個(gè)或更多。在此使用的術(shù)語(yǔ)包括和/或具有被定義為包含(即，開放性語(yǔ)言)。在此使用的術(shù)語(yǔ)耦合定義為連接，但是不需要是直接地也不需要是機(jī)械地。在此使用的術(shù)語(yǔ)程序、軟件應(yīng)用等等被定義為設(shè)計(jì)用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列。程序、計(jì)算機(jī)程序或軟件應(yīng)用可以包括子程序、功能、過程、對(duì)象方法、對(duì)象實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、java小程序(applet)、小服務(wù)程序、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫(kù)/動(dòng)態(tài)加載庫(kù)和/或被設(shè)計(jì)用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的其他指令序列。
本發(fā)明的概念可以有利地用在需要收發(fā)射頻(RF)信號(hào)的任何電子產(chǎn)品上。通信部分通?？梢园ㄒ粋€(gè)射頻(RF)發(fā)射機(jī)、一個(gè)RF接收機(jī)、一個(gè)控制器、一個(gè)天線、一個(gè)電池、一個(gè)雙工濾波器、一個(gè)頻率合成器、一個(gè)信號(hào)處理器、以及一個(gè)用戶接口，用戶接口包括鍵盤、顯示器、控制開關(guān)和麥克風(fēng)中的至少一個(gè)。電子產(chǎn)品還可以包括一個(gè)消息接收機(jī)。包含在蜂窩電話、雙向無線電設(shè)備、選擇性無線收發(fā)信機(jī)等等內(nèi)的電子設(shè)備在本領(lǐng)域中都是公知的，并且可以包含在本發(fā)明的通信裝置內(nèi)。
圖1說明了通信裝置100的一個(gè)實(shí)施例。僅僅作為例子，在具有傳統(tǒng)蜂窩無線收發(fā)信機(jī)電路的蜂窩無線電話中實(shí)現(xiàn)通信裝置100，收發(fā)信機(jī)電路在本領(lǐng)域中是公知的，因此為了簡(jiǎn)化在此不再出現(xiàn)。盡管在此參照蜂窩無線電話說明本發(fā)明，但是本發(fā)明可替換地應(yīng)用于其他通信裝置，例如消息傳送裝置、個(gè)人數(shù)字助理以及具有通信能力的個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)無線手機(jī)、無繩無線電話等等。
蜂窩電話包括諸如用戶接口這樣的常規(guī)蜂窩電話硬件(為了簡(jiǎn)化也沒有表示)，它們被集成在一個(gè)緊湊外殼中，并且進(jìn)一步包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)天線系統(tǒng)。每個(gè)特殊通信裝置都有用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可能。
如圖1中所述，通信裝置100包括一個(gè)主體外殼105和一個(gè)可移動(dòng)折疊外殼110，但是這些區(qū)別可以反過來而不影響本發(fā)明?？梢苿?dòng)折疊外殼105有一個(gè)遠(yuǎn)離主體外殼105鉸接的打開位置(如圖所示)和一個(gè)靠近主體外殼105的閉合位置(未示出)。通信裝置100可以包括一個(gè)用戶接口，例如本領(lǐng)域公知的顯示器115、麥克風(fēng)(未示出)、鍵盤120、以及揚(yáng)聲器(未示出)中的一個(gè)或多個(gè)。鉸鏈組件125機(jī)械地連接主體外殼105和可移動(dòng)折疊外殼110?？梢苿?dòng)折疊外殼110優(yōu)選地可移動(dòng)地通過鉸鏈組件125耦合到主體外殼105。鉸鏈組件125例如可以包括一個(gè)鉸軸，一個(gè)耦合到鉸軸的一端上的第一鉸環(huán)(knuckle)，以及一個(gè)耦合到鉸軸的相反端上的第二鉸環(huán)。每個(gè)鉸環(huán)是一個(gè)機(jī)械元件，充當(dāng)兩個(gè)其他組成部件之間的樞軸和附著點(diǎn)。
通信裝置100包括一個(gè)天線系統(tǒng)(未示出)，用于截取從通信裝置100操作所在的一個(gè)或多個(gè)通信系統(tǒng)發(fā)射的信號(hào)并且用于發(fā)射信號(hào)給該一個(gè)或多個(gè)通信系統(tǒng)。天線系統(tǒng)也可以位于主體外殼105和/或可移動(dòng)折疊外殼110的外部或內(nèi)部。實(shí)際上，如本領(lǐng)域公知的，天線系統(tǒng)與通信裝置100的電子電路耦合并匹配。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，在本說明書中所指的信號(hào)源包括通信接收機(jī)、通信發(fā)射機(jī)之一和/或兩者。
圖2是圖1的通信裝置內(nèi)使用的天線系統(tǒng)200的示意圖。如所示，天線系統(tǒng)200包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件(driven element)205以及一個(gè)或多個(gè)接地諧振器210。一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件205優(yōu)選地包括至少一個(gè)通過阻抗匹配耦合到信號(hào)源260的正端265的一個(gè)天線。例如，如圖2所示，第一天線220通過一個(gè)天線阻抗匹配225耦合到信號(hào)源260的正端265。類似地，如圖2所示，第二天線230通過一個(gè)第二天線阻抗匹配235耦合到信號(hào)源260的正端265。一個(gè)或更多接地諧振器210優(yōu)選地包括至少一個(gè)通過一個(gè)阻抗匹配耦合到信號(hào)源260的負(fù)端270的天線，該負(fù)端還耦合到PCB接地215。例如，如圖2所示，第三天線240通過一個(gè)第三天線阻抗匹配245耦合到信號(hào)源260的負(fù)端270上。類似地，如圖2所示，第四天線250通過一個(gè)第四天線阻抗匹配255耦合到信號(hào)源260的負(fù)端270上。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，信號(hào)源260可以位于在主體外殼105或可移動(dòng)折疊外殼110之一或兩者內(nèi)的通信裝置100的PCB上。類似地，每個(gè)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，例如第一天線阻抗匹配、第二天線阻抗匹配、第三天線阻抗匹配和第四天線阻抗匹配，可以位于在主體外殼105或可移動(dòng)折疊外殼110之一或兩者內(nèi)的通信裝置100的PCB上。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該進(jìn)一步意識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件205的每一個(gè)和一個(gè)或多個(gè)接地諧振器210的每一個(gè)可以位于PCB的頂面或作為替換位于PCB的底面。另外，根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件205的每一個(gè)和一個(gè)或多個(gè)接地諧振器210的每一個(gè)可以具有雙重功能。雙重功能例如可以起到天線輻射元件的作用和/或起到諸如鉸鏈組件125的鉸鏈鉸環(huán)這樣的機(jī)械硬件和/或其他部件的作用。
此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，通信裝置的主操作天線可以是一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件205之一或作為替換地是一個(gè)或多個(gè)接地諧振器210之一。主天線系統(tǒng)元件可以是從通信裝置突出的類型，例如外置的短粗天線，或作為替換可以是內(nèi)部天線，例如PIFA天線。主天線和其他天線元件可以分開對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)分?jǐn)?shù)的距離，該距離提供增強(qiáng)效率所需要的耦合因子。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明使用的天線的各種替換組合的實(shí)例。特別是，圖3說明了當(dāng)天線系統(tǒng)200包括各種數(shù)量和配置的天線時(shí)各種功能性組合。圖3的表格說明了四種天線的每一種的電連接的不同情形。與一個(gè)天線相關(guān)的“+”符號(hào)指示該天線連接到信號(hào)源的正端(即，是一個(gè)驅(qū)動(dòng)元件)，而與一個(gè)天線相關(guān)的“-”符號(hào)指示該天線連接到信號(hào)源的負(fù)端(即，是接地諧振器)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，盡管圖3的表格中示出了四個(gè)天線，但是根據(jù)本發(fā)明可以利用任何數(shù)量的天線。
圖4是根據(jù)本發(fā)明在圖1的通信裝置100內(nèi)使用的天線元件400的一個(gè)實(shí)例的示意圖。特別是，圖4說明一個(gè)驅(qū)動(dòng)元件和一個(gè)接地諧振器的使用。如所述，天線系統(tǒng)400優(yōu)選地包括一個(gè)主天線405和一個(gè)輔助天線410。耦合到主天線405的主天線匹配415包括把主天線405匹配到產(chǎn)生器425的正端的阻抗匹配元件。耦合到輔助天線410的輔助天線匹配420包括把輔助天線410匹配到產(chǎn)生器425的負(fù)端的阻抗匹配元件，該負(fù)端優(yōu)選地也耦合到印刷電路板(PCB)的接地平面430。輔助天線410例如還可以用于一個(gè)或多個(gè)第二通信，例如藍(lán)牙、GPS(全球定位系統(tǒng))、WLAN(無線局域網(wǎng))、UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))，以及其他類似的通信應(yīng)用。在輔助天線410用于一個(gè)或多個(gè)第二通信的情況中，它可以被各個(gè)第二通信的信號(hào)源(未示出)驅(qū)動(dòng)。
圖5說明了之前對(duì)圖4所述的天線系統(tǒng)的替換實(shí)施例。特別是，圖5說明了天線系統(tǒng)500，基于在主天線405和輔助天線410之一或兩者上的接收信號(hào)強(qiáng)度來利用電子開關(guān)505選擇性地在這兩個(gè)天線之間選擇。
圖6是根據(jù)本發(fā)明在圖1的通信裝置100內(nèi)使用的天線系統(tǒng)600的替換實(shí)施例的示意圖。特別是，圖6說明了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)元件和一個(gè)接地諧振器的使用。如所述，在該實(shí)施例中的天線系統(tǒng)600包括一個(gè)起主天線605(例如，短粗天線)作用的驅(qū)動(dòng)元件和一個(gè)起第一輔助天線610(例如，鉸鏈鉸環(huán))作用的驅(qū)動(dòng)元件。一個(gè)耦合到主天線605的主天線匹配615包括把主天線605耦合到產(chǎn)生器635的正端的阻抗匹配元件。一個(gè)耦合到第一輔助天線610上的第一輔助天線匹配620包括把輔助天線610耦合到產(chǎn)生器635的正端的阻抗匹配元件。接地諧振器包括一個(gè)第二輔助天線615。一個(gè)耦合到第二輔助天線615的第二輔助天線匹配625包括把第二輔助天線615耦合到產(chǎn)生器635的負(fù)端的阻抗匹配元件，該負(fù)端又耦合到印刷電路板(PCB)接地平面630。換句話說，主天線605和第一輔助天線610由諸如產(chǎn)生器635這樣的信號(hào)源的正端來激勵(lì)，而第二輔助天線615由諸如產(chǎn)生器635這樣的信號(hào)源的負(fù)端來激勵(lì)。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)主天線605用于廣域射頻通信時(shí)，第一輔助天線610和第二輔助天線615可以用于一個(gè)或多個(gè)第二通信，例如藍(lán)牙、GPS(全球定位系統(tǒng))、WLAN(無線局域網(wǎng))、UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))，以及其他類似的通信應(yīng)用。
圖7說明之前在此對(duì)圖6所述的天線系統(tǒng)的替換實(shí)施例。特別是，圖7說明了天線系統(tǒng)700，基于主天線605和輔助天線610之一或兩者上的接收信號(hào)強(qiáng)度來利用電子開關(guān)705選擇性地在這兩個(gè)天線之間選擇。
通過在同一個(gè)通信裝置中使用兩個(gè)或更多天線，在此所示和所述的天線系統(tǒng)提供了一種具有全面改善的通信性能的分集天線系統(tǒng)。因而消費(fèi)者注意到由于障礙物而產(chǎn)生的靜態(tài)或微弱信號(hào)的可能性很小。多個(gè)天線為清晰信號(hào)接收提供了冗余。天線分集的想法在于，如果一個(gè)天線正在經(jīng)歷由于衰落也就是深度衰減而出現(xiàn)的較低信號(hào)電平，假設(shè)其他天線在位置或極性方面移動(dòng)了，那么其他天線可能沒有經(jīng)歷同樣的深度衰減。這種選擇最佳天線的選項(xiàng)可以顯著改善尤其是在室內(nèi)環(huán)境中的性能。這種方法還可以在不同的頻率上，例如800、900、1800和1900MHz(兆赫)上，獲得可接受的四波段性能的同時(shí)，為更小的通信裝置提供有效的天線性能。
圖8說明了通信裝置100的一部分。如圖8中所示，天線系統(tǒng)的主天線可以是一個(gè)連接到通信裝置100的主外殼105上的短粗天線800。作為替換，主天線可以連接到可移動(dòng)折疊外殼110(未示出)上。另外，鉸鏈組件125可以包括機(jī)械連接到主外殼105(如所示)和/或可移動(dòng)折疊外殼110上的一個(gè)第一金屬鉸環(huán)805和一個(gè)第二金屬鉸環(huán)810。第一金屬鉸環(huán)805和第二金屬鉸環(huán)810可以由鍍鉻的鋅或等效的材料組合構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，天線系統(tǒng)200的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)元件205之一可以包括一個(gè)第一金屬鉸環(huán)805和/或一個(gè)第二金屬鉸環(huán)810。類似地，一個(gè)或多個(gè)接地諧振器210之一可以包括第一金屬鉸環(huán)805和/或第二金屬鉸環(huán)810。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，圖4的天線系統(tǒng)400可以包括作為主天線405的第一金屬鉸環(huán)805和作為輔助天線410的第二金屬鉸環(huán)810，并且可以去掉短粗天線800。作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例，圖4的天線系統(tǒng)400可以包括作為主天線405的短粗天線800和作為輔助天線410的第一金屬鉸環(huán)805和第二金屬鉸環(huán)810之一或兩者。
作為另一個(gè)實(shí)例，天線系統(tǒng)600可以包括作為主天線605的短粗天線800和作為第一輔助天線610的第一金屬鉸環(huán)805，它們由信號(hào)源(產(chǎn)生器635)的正端激勵(lì)；并包括作為第二輔助天線615的第二金屬鉸環(huán)810，其由信號(hào)源(產(chǎn)生器635)的負(fù)端來激勵(lì)。
使用一個(gè)或多個(gè)鉸環(huán)用于輔助天線和/或主天線，可以提供更好的整個(gè)天線系統(tǒng)帶寬。其他好處包括可以減小由于人頭部和/或手的靠近造成天線失諧而產(chǎn)生的效率下降。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例，之前對(duì)圖8所述的金屬鉸環(huán)可以用一個(gè)或多個(gè)金屬片代替。利用不同的金屬片配置來代替金屬鉸環(huán)，可以以各種通信裝置形狀因數(shù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的天線系統(tǒng)，例如那些不能提供固體金屬鉸環(huán)所占用的體積的通信裝置形狀因數(shù)。但是，為了清楚的目的，本發(fā)明按照鉸環(huán)結(jié)構(gòu)來描述。
圖9說明把第一金屬鉸環(huán)805和第二金屬鉸環(huán)810電連接到用于制造天線系統(tǒng)所需要的電連接的印刷電路板的一個(gè)實(shí)施例。如所示，鉸環(huán)900可以使用連接到鉸環(huán)900的至少一部分915的彈簧觸點(diǎn)910電或機(jī)械地耦合到印刷電路板905。彈簧觸點(diǎn)910例如可以是一個(gè)鍍金的導(dǎo)電彈簧夾，其回流焊接到印刷電路板905上。作為替換(未示出)，鉸環(huán)900可以直接接觸到印刷電路板905上印刷的導(dǎo)電墊片。鉸環(huán)900例如可以是第一金屬鉸環(huán)805和/或第二金屬鉸環(huán)810。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)阻抗920在彈簧觸點(diǎn)910和印刷電路板905之間連接，以便提供用于增強(qiáng)天線效率的最佳阻抗匹配。阻抗920的最佳值部分地通過印刷電路板905和鉸環(huán)900之間的距離確定。
為了增強(qiáng)天線系統(tǒng)性能，在鉸環(huán)下面的接地可以去掉或通過把它與主收發(fā)信機(jī)的接地分離來用作諧振器結(jié)構(gòu)的部分。阻抗920優(yōu)選地把鉸環(huán)的一端連接到收發(fā)信機(jī)的接地。另外，優(yōu)選地可以在印刷電路板905上在收發(fā)信機(jī)的接地和諧振器結(jié)構(gòu)之間提供一個(gè)小溝槽，以形成一個(gè)分布電容，從而與阻抗920諧振。作為替換，在增加阻抗920的值時(shí)，去掉所有的接地。測(cè)試結(jié)果表明，把阻抗920靠近PCB905的接地邊緣放置，可能增強(qiáng)性能。
優(yōu)選地其他電子部件位于諧振器的環(huán)境之外。此外，位于諧振器附近的接地部件優(yōu)選地被扼流。在通信裝置100內(nèi)使用的柔性電纜(flexcable)優(yōu)選地從阻抗920所處的面上通到可移動(dòng)折疊外殼110，因?yàn)槟莻€(gè)面上具有較低的E場(chǎng)(電磁場(chǎng))強(qiáng)度，并且它們之間的耦合導(dǎo)致與諧振器的失諧最小。鉸環(huán)900的另一端可以浮動(dòng)由于高E場(chǎng)的存在和諧振器失諧的可能性在PCB905上能夠提供的那么遠(yuǎn)的距離。
鉸環(huán)900可以由諸如鍍鉻的鋅這樣的金屬材料制成。作為替換，鉸環(huán)900可以由非金屬材料構(gòu)成并且具有在內(nèi)部或外部附著在它上面的導(dǎo)電天線圖案。圖10說明了使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)將導(dǎo)電曲折圖案1000淀積/印刷在鉸環(huán)900的一個(gè)鉸環(huán)表面1005內(nèi)部的例子。曲折圖案還可以印刷在聚酯薄膜背襯柔性材料(mylar backing flex)上并且插入在鉸環(huán)的內(nèi)部，在這種情況中鉸環(huán)是由非導(dǎo)電材料制成的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，多個(gè)曲折圖案可以用于方便多波段操作。例如，多個(gè)曲折圖案的每一個(gè)都可以具有到印刷電路板905的不同連接，用于轉(zhuǎn)換操作的波段，或單獨(dú)用于作為替換的通信信道，諸如藍(lán)牙、GPS等。導(dǎo)電曲折圖案1000可以通過圖9所示的彈簧觸點(diǎn)910連接到印刷電路板905或通過接觸印刷電路板905的表面上的導(dǎo)電墊片直接連接。
在此所述的天線系統(tǒng)的另一個(gè)好處是減少靜電放電問題。電連接的鉸環(huán)為電流提供了一個(gè)通道，從而使通向附近的印刷電路板905上連接的通信裝置100的電子電路和部件和/或附近的諸如側(cè)面按鈕柔性材料(side button flex)這樣的柔性電路(flex circuit)的電流通道最小化。
圖11說明了在通信裝置100內(nèi)本發(fā)明的天線系統(tǒng)的一個(gè)物理實(shí)施例。特別是，如圖11所示，天線系統(tǒng)1100包括接地諧振器1105和位于PCB1115的相反端和/或側(cè)的主天線1110。在接地諧振器1105和PCB1115之間耦合的阻抗匹配1120提供這些元件所需要的匹配。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，接地諧振器1105可以使用在此之前對(duì)圖8到10所述的一個(gè)或多個(gè)金屬鉸環(huán)和一個(gè)或多個(gè)金屬片來構(gòu)造。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，天線系統(tǒng)1100的帶寬可以通過兩個(gè)諧振器(即，天線系統(tǒng)1100的主天線1110和接地諧振器1105)的耦合因數(shù)來確定，這作為PCB接地1115把它們分開的一個(gè)功能。PCB接地1115的長(zhǎng)度提供諧振元件諧振器(即，天線系統(tǒng)1100的主天線1110和接地諧振器1105)之間的耦合所需要的相位長(zhǎng)度和/或系數(shù)，并且還是天線系統(tǒng)1100中的輻射元件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，用最佳耦合系數(shù)耦合的諧振元件可以具有比用單元件結(jié)構(gòu)更寬的帶寬。
由于PCB、附加的接地諧振器和/或鉸鏈鉸環(huán)以及阻抗匹配都可以調(diào)整整個(gè)接地結(jié)構(gòu)(1115、1120、1105)的相位，因此它們可互換，意思是如果需要不同的PCB長(zhǎng)度和接地諧振器長(zhǎng)度，可以改變阻抗值來獲得增加的帶寬。
總之，在此描述的天線系統(tǒng)通過利用現(xiàn)有的機(jī)械結(jié)構(gòu)作為天線系統(tǒng)內(nèi)的集成部件，在通信裝置中提供了增強(qiáng)的性能。特別是，在此所述的天線系統(tǒng)通過使用鉸鏈組件的鉸環(huán)作為天線系統(tǒng)的集成部分，為折疊式通信裝置提供了增強(qiáng)的性能。
本公開是用來解釋如何構(gòu)成和使用根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，而不是用來限制其真正的、預(yù)定的合理范圍。前面的說明不是排除性的或把本發(fā)明限制到所公開的確切形式。根據(jù)上面的教導(dǎo)可能有修改和變形。選擇并描述這些實(shí)施例是為了提供本發(fā)明的原理和其實(shí)際應(yīng)用的最佳說明，并且使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員以各種實(shí)施例和適于所設(shè)想的特定使用的各種修改來利用本發(fā)明。當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求被合理、合法并公正地授權(quán)的范圍解釋時(shí)，所有這些修改和變形都在所附的權(quán)利要求以及其所有等效方式所確定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，所附的這些權(quán)利要求可以在本申請(qǐng)獲得專利權(quán)的待決期間修改。
權(quán)利要求
1.一種在一個(gè)或多個(gè)通信系統(tǒng)內(nèi)使用的通信裝置，該通信裝置包括主外殼；可移動(dòng)折疊外殼，通過鉸鏈組件可移動(dòng)地耦合到所述主外殼上；在所述主外殼和可移動(dòng)外殼外殼之間耦合的鉸鏈組件，該鉸鏈組件包括鉸鏈軸，第一鉸環(huán)，耦合到所述鉸鏈軸的一端上，以及第二鉸環(huán)，耦合到所述鉸鏈軸的另一端上；以及天線系統(tǒng)，用于在所述一個(gè)或多個(gè)通信系統(tǒng)內(nèi)發(fā)射和接收通信信號(hào)，該天線系統(tǒng)包括所述第一鉸環(huán)，耦合到信號(hào)源的正端上。
2.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中，所述第一鉸環(huán)通過第一阻抗匹配耦合到所述信號(hào)源的正端上。
3.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，進(jìn)一步包括印刷電路板，其中，所述信號(hào)源耦合到該印刷電路板，并且所述第一鉸環(huán)通過耦合到該印刷電路板上的導(dǎo)電彈簧夾耦合到所述信號(hào)源的正端。
4.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中，所述天線系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述第二鉸環(huán)，藕合到所述信號(hào)源的負(fù)端上。
5.如權(quán)利要求4所述的通信裝置，其中，所述第二鉸環(huán)通過第二阻抗匹配耦合到所述信號(hào)源的負(fù)端上。
6.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中，所述天線系統(tǒng)進(jìn)一步包括主天線，藕合到所述信號(hào)源的正端上。
7.如權(quán)利要求6所述的通信裝置，其中，所述主天線通過主天線阻抗匹配耦合到所述信號(hào)源的正端上。
8.如權(quán)利要求6所述的通信裝置，其中，所述天線系統(tǒng)進(jìn)一步包括電子開關(guān)，并且所述主天線和第一鉸環(huán)通過該電子開關(guān)耦合到所述信號(hào)源的正端上。
9.如權(quán)利要求6所述的通信裝置，其中，所述天線系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述第二鉸環(huán)，藕合到所述信號(hào)源的負(fù)端上。
10.如權(quán)利要求9所述的通信裝置，進(jìn)一步包括印刷電路板，具有印刷電路板接地，其中，所述信號(hào)源的負(fù)端耦合到該印刷電路板并且所述第二鉸環(huán)耦合到該印刷電路板接地。
全文摘要
公開了一種在通信裝置(100)內(nèi)使用的天線系統(tǒng)(200、400、500、600)。該通信裝置(100)包括一個(gè)信號(hào)源(260、425、635)、一個(gè)主外殼(105)和一個(gè)可移動(dòng)折疊外殼(110)，該可移動(dòng)折疊外殼通過一個(gè)鉸鏈組件(125)耦合到該主外殼(105)上。該鉸鏈組件(125)由一個(gè)鉸鏈軸、一個(gè)耦合到該鉸鏈軸的一端上的第一鉸環(huán)(805)和一個(gè)耦合到該鉸鏈軸的相反端上的第二鉸環(huán)(810)組成。該天線系統(tǒng)(200、400、500、600)包括鉸鏈組件(125)的鉸環(huán)的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)H01Q1/08GK1617458SQ20041008834
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月10日
發(fā)明者維賈伊·L·阿斯拉尼, 保羅·莫寧斯塔 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司