專利名稱：用于便攜式無線電設備的天線裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于便攜式無線電設備的一種天線裝置，尤其是，一種用于小型便攜式無線電設備的天線裝置。
近年來，提高移動終端設備的功能及小型化的技術得到了驚人的發(fā)展。然而，與其它電路技術或設備技術相比，增強移動終端設備的主元件--天線裝置的特性并使其小型化，卻很難。這是對整個移動終端實現(xiàn)小型化的一個障礙。目前最小的一種移動終端設備--尋呼機通常附在人體上。因此，即便是在與人體相接觸時，仍需要天線具有高增益。由此，許多尋呼機使用了是一種磁場型天線的環(huán)形天線，這種天線即便是在與人體接觸時，其天線增益也不會降低。
但是，由于環(huán)形天線的增益變換與環(huán)的孔徑面積成比例，所以當需要小型化的尋呼機時，獲得與較大的尋呼機相等的增益所需的環(huán)孔徑面積是非常困難的。并且，對于小型化的尋呼機，環(huán)形天線與其它部分間的距離變短。因此，存在另一個問題，即環(huán)形天線的增益常常會降低，這是由于其有可能受到附近的金屬部件的影響。
日本專利申請JP 7-3211688(1995)，題目為“無線電裝置的內置天線(Built-in Antenna for Radio Unit)”，及JP 61-123303(1986)，題目為“小型化無線電裝置的天線(Antenna for Miniature Radio Unit)”公開了一種技術，即使用元件封閉部分或元件本身使作為移動終端設備的便攜式無線電設備的天線裝置最小化。前者是在元件封閉部分中的元件連接部件的部分被用作環(huán)行天線。另一方面，后者是將便攜式無線電設備中的無線電元件內的封閉罩用作接地板，以及用于反饋在元件封閉部分中的電源的一個元件是一種天線元件，其中所述的元件封閉部分受到保護，使之不受無線電元件的影響。
上述公開的天線的目的在于通過利用用于元件封閉部分的空間來減小尺寸。然而，由于近年來對移動終端設備或便攜式無線電設備的需求的迅速增加，所以這種技術不再能滿足更進一步的需求--有關其小型化及增強其特性。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于便攜式無線電設備的一種天線裝置，它可滿足更進一步的需求，以便對各種便攜式無線電設備進行最小化及實現(xiàn)其特性的增強。
根據(jù)本發(fā)明，一種用于便攜式無線電設備的天線裝置包括一種具有金屬包層的單元，可將其安置為與導電板通過一個絕緣部件而相對。
例如，用于便攜式無線電設備的天線裝置具有一個有著圓柱形金屬包層的元件，可將它安置為與導電板(通常是一個金屬板)通過一個絕緣部件而相對?？赏ㄟ^使用塑料罩而使該天線裝置減輕，且該天線裝置可被用于更小型化的便攜式無線電設備。其元件封閉部分(元件罩)通常是由放置在該罩附近的導電板和絕緣部件組成。將電源饋送到便攜式無線電設備的所述元件與上述絕緣層相連。由于如此安置該元件，所以導電板和該元件的作用如同一個天線元件(發(fā)射元件)。
換句話說，在這種便攜式無線電設備中，可將天線同時地與在元件封閉部分內的所述元件一起封閉起來，而省去天線安裝部分。這樣，可非常容易地實現(xiàn)裝置的小型化。同樣，絕緣部件在依據(jù)所述絕緣常數(shù)而交換及調整所述操作頻率(諧振頻率)中是有用的。由于導電板和所述元件間的絕緣部件的布局而導致的工作頻率的降低，加強了天線裝置的小型化。
以下，將依據(jù)所述附圖，對本發(fā)明進行更詳細的說明，其中

圖1A是顯示了根據(jù)本發(fā)明第一最佳實施例的一個用于便攜式無線電設備的天線裝置的斷面透視圖，圖1B是沿著圖1A中的線A1-A2切開的剖面圖，圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明第二最佳實施例的用于便攜式無線電設備的一個天線裝置的剖面圖，圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明第三最佳實施例的用于便攜式無線電設備的一個天線裝置的剖面圖，圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明第四最佳實施例的用于便攜式無線電設備的一天線裝置的剖面圖，圖5A是顯示了根據(jù)本發(fā)明第五最佳實施例的用于便攜式無線電設備的一天線裝置的斷面透視圖，圖5B是顯示了沿圖5A中的線B1-B2切開的剖面圖，以及圖6是顯示了對根據(jù)本發(fā)明的用于便攜式無線電設備的天線裝置所占體積的天線增益帶寬的圖。
接下來，將對照附圖對本發(fā)明進行說明。
圖1A和1B是顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的結構示圖。圖1A是一個斷面透視圖，而圖1B是在某種情況下，沿著圖1A中的線A1-A2切開的剖面圖，其中的情況是指電池2同時被封閉入圖1A和1B中，以及元件蓋與罩1相連以保護電池2免被拆除。
假定一個尋呼機是用于圖1A和1B中的實施例的一個便攜式無線電設備。這也同樣適用于第二實施例及其它實施例。罩1分離出一個主封閉部分和一個元件封閉部分，所述主封閉部分封閉了一個包含無線電元件的主電路，所述元件封閉部分封閉了干電池(以下簡稱電池)2，并且罩1封閉了這些電路。電池2具有近似于圓柱的形狀，且包有使其與正電極絕緣的金屬包層。同時，如電池2，也可使用方柱形的單元。以擋板的方向沿著罩1及元件封閉部分的部件(邊墻)，將一個金屬板5固定在元件封閉部分的底部，其中所述金屬板5是一個其長度約等于電池2的長度的導電板。將用來支撐電池2的絕緣部件3安置在金屬板5的底部。換句話說，將作為導電板的具有金屬包層的電池2安置為與金屬板通過絕緣部件3相對。同時，將絕緣部件3構造為具有如此的形狀，以致能盡可能地減小絕緣部件3和電池2之間的空間，且將絕緣部件3構造為能盡可能地發(fā)揮其絕緣效力。在這種結構中，因為電池2是圓柱形的，所以絕緣部件3與電池2接觸的部分也被構造為具有一個凹面的弧線。
在最接近罩1且鄰近電池2的一端的位置(元件封閉部分的一側)，用作為導電部件的電極終端4構成罩1的一部分。電池2的表面管(金屬包層)通常被薄絕緣體(絕緣材料)如油漆涂層所覆蓋，且電池2的所述金屬包層是在高頻下用容抗與所述電極終端高頻耦合。金屬板5與電極終端4在無線電元件和天線裝置之間構成了一個連接界面。
在圖1A和1B的這種結構中，金屬板5與連接到電極終端4的電池2的柱形部分(金屬包層部分)構成一個諧振電路，該電路在諧振頻率時起到一個天線的作用。天線的諧振頻率是隨絕緣部件3的絕緣常數(shù)及金屬板5與電池2間的間隙即絕緣部件3的厚度等等而變化的。例如，當絕緣部件3的絕緣常數(shù)提高時，諧振頻率降低，從而天線裝置可被縮小到同一頻率。同時，在這種結構中，對于諧振頻率，其很難受到鄰近的金屬片的影響。因此，也存在一個優(yōu)點，即可相對自由地選擇天線的位置。同樣，通過改變金屬板5的形狀，也可改變天線的發(fā)射定向特性，因此得到了一種所需的天線特性。
在圖1的第一實施例的天線中，將僅用做元件封閉部分的部分當作是天線的一部分。另外，將電池2本身當作天線的一部分。所以，可增加天線與整個便攜式無線電設備的體積比。結果，可增強天線的效果或增益。同樣，可將天線的空間減小到一定程度，使其主體不太能被看到。因此，存在一種結果，即可生產出更小的便攜式無線電設備?？赏ㄟ^將絕緣部件3填充到非工作區(qū)而進一步地增強這種影響。
圖2是一個顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的剖面圖。
將圖1B中的金屬板5換為金屬條6，在第二實施例中的天線裝置是由這種僅與罩1的底面相連的金屬條構成。金屬條6的長度可近似等于金屬板5的長度。這種結構可被看作具有電池2及金屬條6的絕緣條天線，其中電池2的作用是一個接地元件(接地導體)，金屬條6的作用是一個發(fā)射元件?？赏ㄟ^用屏蔽板等覆蓋電池2的外部和罩1的一部分，并將金屬板等連接到電池2以擴大接地導體，從而使天線進一步具有更高的增益。同樣，可通過改變金屬條6的尺寸(圖2中的寬度)或位置(移動到圖2中的右側或左側)來控制發(fā)射定向特性。例如，通過變窄金屬條的寬度，并將其放置到元件封閉部分的角上，可降低其諧振頻率。
圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的剖面圖。
將圖1B中的金屬板5換為印制線路板7，第三實施例中的天線裝置是由這種與罩1的底面相連接的印制線路板構成，該印刷線路板中安裝有數(shù)個用于無線電元件的部件。通過無線電元件5中的印制線路板7的導體表面幾乎覆蓋了罩1的底面，它在元件封閉部分中被安置為僅位于絕緣部件3和罩1之間。在這種結構中，存在一種結果，即由于天線導體可直接地與在無線電元件使用的印制電路板7相連，所以可降低在天線裝置和無線電元件間的耦合損耗。同樣，也存在一種結果，即可更精確地及更便宜地生產出天線導體。同時，在作為天線導體的印制電路板7的導體表面，可形成各種圖形例如螺線形、螺旋形等。
圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的剖面圖。
在第四實施例中的天線裝置是由將金屬箔9加到圖2的結構中而構成的?？赏ㄟ^將金屬箔9安置在某處而使其位于最穩(wěn)定的位置，其中的某處是指電池2與絕緣部件3相接觸的部分。同樣，金屬箔9也與電極終端4相連。在金屬箔9和電池2的包層間的很大區(qū)域內，所述金屬箔可穩(wěn)定地形成大的容抗。這種結構對于減輕因為電池2的形狀分布而使天線特性發(fā)生的變化是尤其有效的。同樣，由于金屬箔9直接與電極終端4相連，使在天線裝置和無線電元件之間的高頻耦合由容性耦合轉變?yōu)橹苯玉詈?。因此，它們之間的耦合提供了一個低損耗，且變得穩(wěn)定。
圖5A和5B是顯示了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的結構示意圖。圖5A是斷面透視圖，圖5B是在裝入電池2的情況下，沿著圖5A中的線B1-B2切開的剖面圖。同時，在圖5A和5B中，元件蓋與罩1相連接，以保護電池2免于被拆除。
通過連接終端11和12，將圖2內的第二實施例中的電池2和金屬條6相連，在第五實施例中的天線裝置就是由這種結構組成的。與金屬條6相連的金屬板的連接終端11被安置在靠近電池2一端的表面的地方。通過在穿過絕緣部件3的時候，使用連接終端11和12而使電池2的金屬包層與金屬條6相連，就形成了一個環(huán)形天線。與圖2中的第二實施例相似，該環(huán)行天線和無線電元件間的連接是由電極終端4和金屬條6給出的。
圖6是一個顯示了對于根據(jù)本發(fā)明的便攜式無線電設備，其天線裝置所占的體積的天線增益帶寬的示圖。
如圖所示，天線增益(dB)×天線裝置的帶寬(Hz)是和天線所占的體積(立方米)成比例。
如上所述，在第一和第五實施例中的天線裝置僅使用其一部分作為天線，其中所述部分僅被當作元件封閉部分(罩)使用。這樣，專用于天線裝置的部分(體積)就不是必需的了。另外，在便攜式無線電設備中占用了相當大體積的元件封閉部分內的電池2本身也被用做天線元件。因此，可獲得大的占用體積。從而，可實現(xiàn)本發(fā)明所提供的效果即小型化及增強其特性，而不用關心天線裝置的尺寸。
本發(fā)明的有益效果如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的用于便攜式無線電設備的天線裝置中，將具有金屬包層的單元安置為通過絕緣部件與導電板相對，使元件封閉部分的一部分裝入單元，甚至是單元本身也可被用作天線裝置。結果，用于便攜式無線電設備的天線裝置的尺寸被限制在元件封閉部分。在便攜式無線電設備的設計中，可實現(xiàn)其小型化及增強其特性而不用考慮天線的尺寸。
同樣，當提供給這個天線裝置一個接地板以屏蔽相應的部分時，與此相反，與傳統(tǒng)的環(huán)形天線相比，該天線增益很可能會增加。這樣，金屬屏蔽層通常被用來防止相應電路的高頻噪聲。因此，這里也存在一種結果，即可增強設計便攜式無線電設備的自由度。
雖然對本發(fā)明的說明是就特定的實施例來實現(xiàn)及清楚地公開的，但是所附加的權利要求并不僅限于此，而應被解釋為包含有本領域技術人員可能作出的所有經修改及替換的結構，這種結構明顯地落入本文所做的闡述中的基本講授內容中。
權利要求
1．一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，包括一個帶有金屬包層的元件，將該元件安置為通過一個絕緣部件與導電板相對。
2．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于將所述導電板安置在所述便攜式無線電設備的元件封閉部分的一個面上。
3．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述元件的金屬包層和上述導電板構成一絕緣條天線的幅射元件。
4．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述單元的所述金屬包層與便攜式無線電設備的一個無線信號輸入端高頻耦合。
5．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述單元的金屬包層是近似于圓柱形。
6．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述導電板是沿所述元件的軸向延伸的金屬條。
7．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述導電板是一個印刷線路板。
8．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述印刷線路板有幾個安裝于該印刷線路板上的用于無線電元件的部件。
9．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，進一步包括將一個金屬箔安置在所述元件和所述導電板之間，該金屬箔直接與便攜式無線電設備的無線電元件相連。
10．根據(jù)權利要求1的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述元件是在某個位置與所述導電板相連，該位置靠近所述單元的一個端面，及另一個端面，以形成一個環(huán)形天線。
11．根據(jù)權利要求10的一種用于便攜式無線電設備的天線裝置，其特征在于所述元件的所述金屬包層和所述導電板都與所述便攜式無線電設備的無線電元件高頻耦合。
全文摘要
這里公開的是一種用于便攜式無線電設備的天線裝置,它有一個帶金屬包層的元件,該元件與導電板通過絕緣部件而相對設置。
文檔編號H01Q1/22GK1213191SQ9812022
公開日1999年4月7日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權日1997年9月30日
發(fā)明者原野信也 申請人:日本電氣株式會社