专利名称：天线和便携终端设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天线和例如适用于蜂窝电话机的便携终端设备。
蜂窝电话机装备了鞭状天线，该天线在使用时能够从盒状机壳中伸出，在不使用时能够被容纳在盒状机壳中，和单独用于接收的一个内部天线。作为鞭状天线，使用了单极天线，作为内部天线，使用了倒F型天线。倒F型天线可以通过将平面单极天线平行于底板(接地板)弯曲而集成到盒状机壳中。
图10表示常规内部天线结构的图。图10所示的螺旋天线103是从下部分机壳100一侧观看的(与人体接触一侧的相反侧)。在图10中，底板101的大部分被屏蔽机壳102覆盖，和没有被屏蔽机壳102覆盖的上部分上水平安放了螺旋天线103，而其馈电点和开路端部分固定在底板101上。
可是，上述常规鞭状天线使用盒状机壳作为底板，因此，它不利地受到底板上所安装外设的影响。倒F型天线不利地占用盒状机壳的大空间，因为是平面形。在图10所示的常规内部天线中，螺旋天线103水平地安放在底板101上；因此，其占用底板上的较大安装面积，而减少了在底板上安装其它元件的面积。另外，由于螺旋天线103水平地安放在底板上和开路端部分固定在底板上，在常规天线中，不可能使用底板的背面，因此损失了在开路端部分与人体之间安放底板的空间。因此，容易不利地受人体所影响。
在使用片(chip)天线例如微带天线作为内部天线的情况下，因为被小型化其占用了较少的空间。可是，由于整片安装在底板上，因此减少了在底板上安装其它元件的空间，也不可能在开路端部分与人体之间安放底板。因此容易不利地受人体影响。
本发明的目的是提供一种天线和便携终端设备，通过使用从四分之一波长天线的馈电点到八分之一波长部分的螺旋天线和从八分之一波长部分到开路端部分的弯曲天线，该天线占用少量底板上的安装空间和不太受人体靠近影响。
根据本发明的天线包括具有一端连接到所述天线设备馈电点和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半长度的一个螺旋天线部分，和具有一端连接所述螺旋天线的另一端和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半长度的一个伸展天线部分，所述伸展天线部分的至少一部分被弯曲。
根据本发明的一个便携终端设备包括具有一端连接到所述天线设备馈电点和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半长度的一个螺旋天线部分，和具有一端连接所述螺旋天线部分的另一端和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半长度的一个伸展天线部分，所述伸展天线部分的至少一部分被弯曲。
图1是根据实施例的便携终端设备的透视图；图2是表示根据实施例的便携终端设备内部结构的分解图；图3是表示根据实施例的便携终端设备结构的侧视图；图3A表示其外观，而图3B表示内部。
图4是表示根据实施例的天线结构的部分放大视图；图5是表示根据实施例的天线工作的图；图6是表示根据实施例在底板上的天线工作的图；图7是表示实施例使用状态的图；图8是表示实施例中底板上的可安装部分的图；图8A表示底部上天线布局；图8B表示底部上可安装部分；图8C表示顶部馈电点；和图8D表示顶部可安装部分；图9表示根据实施例的其它天线的每个结构图；和图10表示常规天线的结构图。
本实施例的一个天线和便携终端设备通过使用从四分之一波长天线的馈电点到八分之一波长部分的一个螺旋天线和从八分之一波长到开路端部分的一个弯曲天线，减少了在底板上的安装面积和也减少了人体接近的影响。
图1是根据实施例的便携终端设备透视图。在图1中，由相互啮合的顶部机壳2和底部机壳3形成便携终端设备。顶部机壳2在上部分装备了用于产生所接收话音的扬声器5，在中间部分装备用于显示电话号码等的显示器单元6，和在下部分装备允许输入电话号码等的输入键7和允许通过话音输入通信的话筒8。底部机壳3在上部分装备了鞭状天线4。
图2是表示根据实施例便携终端设备内部结构的分解图。在图2中，当向下安放的顶部机壳2去掉底部机壳3时，在便携终端设备1内安置了带有安放在顶部机壳2之内用于通信预定电路的一个底板10。底板10表面除了上部和下部都被屏蔽外壳11所覆盖，该屏蔽外壳具有用于覆盖电路的接地镀层。
在屏蔽外壳11暴露的上部分在底板10上安装了一个内部天线12。该内部天线12由一个螺旋天线13和一个弯曲天线14形成。该螺旋天线13垂直地安装在底板上，和螺旋天线13顶部连接到弯曲天线14。该弯曲天线14由支撑体15支撑离开底板10一段距离。
图3是表示根据实施例的便携终端设备结构的侧视图。图3A表示其外观，和图3B表示其内部。图3B所示的螺旋天线13对底板垂直地站立在图3A的底部机壳3中的底板10上暴露在屏蔽外壳11外的上部部分上。螺旋天线13的顶部连续地连接到弯曲天线14。螺旋天线14的表面离开底板表面一个预定距离。接地板20安放在弯曲天线14的底板10相反一侧，在顶部机壳2内。接地板20工作以便结合在人体前的弯曲天线14开路端部分产生的电场，由此减少来自人体的影响。
图4是表示根据实施例的天线结构的部分放大透视图。在图4中，螺旋天线13从底板上馈电点21以在下部向上方式垂直站立在底板表面，在底板10上暴露在屏蔽外壳11外的底板端部中。
螺旋天线13的顶部在底板宽度方向(右侧)上连续连接到弯曲天线14的第一线性部分，和弯曲天线14的第一线性部分朝底板中心在第一拐弯处弯曲(朝屏蔽外壳11侧)连接到第二线性部分。另外，它在第二拐弯处朝底板的宽度方向(在右侧)弯曲连接到第三线性部分。它在第三拐弯处还朝底板末端部分进一步弯曲连接第四线性部分。另外，它在第四拐弯处朝底板宽度方向(在左侧)弯曲连接第五线性部分。
另外，弯曲天线14的底板(在左侧)宽度方向上的第五线性部分朝底板末端部分弯曲连接第六线性部分，它在第六拐弯处朝底板宽度方向(在右侧)弯曲连接到第七线性部分，它在第七拐弯处朝底板末端部分弯曲连接到第八线性部分，和它进一步在第八拐弯处朝底板宽度方向(在左侧)弯曲连接第九线性部分。
在这些第一到第九线性部分和第一到第八拐弯中，每个方向和长度由安装在底板10和屏蔽外壳11表面上的支撑体15支持。支撑体15提供了弯曲天线14形成的平面与底板表面之间的预定空间。在弯曲天线14形成的平面的相反一侧，在覆盖弯曲天线14开路端22的底板背面上安装了接地板20。接地板20结合了人体前由弯曲天线14的开路端部分产生的电场。
现在，将描述根据实施例的天线的工作。
图5是表示根据实施例天线的工作图。根据实施例由螺旋天线13和弯曲天线14形成的天线12是四分之一波长(λ)天线。
在图5中，预定正弦波形或余弦波形的电流I和电压V从馈电点21的馈电单元23提供给螺旋天线13的一端。螺旋天线13提供在从馈电点21到八分之一波长(λ)部分的这部分中，和弯曲天线14提供在从八分之一波长(λ)到开路端22的这部分中。
考虑半波长(λ)偶极天线被折叠回到馈电点21的情况，该天线提供的电流I和电压V示于图5，其中天线12的四分之一波长(λ)由根据实施例的螺旋天线13和弯曲天线14组成。当在水平方向上表示大小而在垂直方向上表示该天线时，在偶极天线的两端部分电流I为零，和在馈电点21变成正的最大值，而电压V在偶极天线的两端变成负的或正的最大值，和在馈电点21变为零。
因此，在根据实施例由螺旋天线13和弯曲天线14组成的四分之一波长(λ)天线12中，对应从馈电点21到八分之一波长(λ)的螺旋天线13的部分变成电流主区30，因为电流I值起大作用，而对应从八分之一波长(λ)到开路端22的弯曲天线部分14变成电荷(电压)主区，因为电压V值起大作用。
如上所述，根据实施例的天线中，接近馈电点21的部分变成电流主区和接近开路端22的部分变成电荷主区，以八分之一波长(λ)部分为边界。因此，当人体从八分之一波长(λ)部分在接近开路端一侧靠近电荷(电压)主区时，天线的输入阻抗易于受人体影响，因为电荷值大而出现电场干扰。可是，即使人体从八分之一波长(λ)部分靠近接近馈电点一侧的电流主区，输入阻抗不太受人体影响。因此，对应电荷(电压)主区的弯曲天线应当安放在离开人体尽可能远的有效区内，由此减少了在底板上安装天线的面积和减少人体靠近的影响。
图6是表示根据实施例的底板上天线的工作图。图7表示实施例的使用状态的图。在图6中，对应安置在底板10上螺旋天线13从馈电点21到八分之一波长(λ)部分的这部分变成电流主区30，因为电流值I起大作用，和对应弯曲天线14从八分之一波长(λ)的这部分到开路端22的这部分变成电荷(电压)主区，因为电压值V起大作用。接地板20安放在底板10的背面表面上，以便覆盖弯曲天线14相反一侧上的开路端22。
如上所述，接近馈电点21部分变成电流I主区和接近开路端22部分变成电荷主区，以八分之一波长(λ)为边界。当人体从八分之一波长(λ)部分靠近在接近开路端22一侧上的电荷(电压)主区31时，输入阻抗易于受电场干扰产生的影响，因为电荷值大。如果人体从八分之一波长(λ)部分靠近接近馈电点21一侧的电流主区30，输入阻抗不太受影响。
如同在图7的使用状态中所示，对应电荷(电压)主区31的弯曲天线14安放的底板10的顶部表面上朝底部机壳3一侧，以便具有离开人体40的良好距离，和进一步安放在手指42接触之外的左侧。如图7所示，在许多情况下该设备以手指42放在底部机壳3侧面上的螺旋线圈13以下部分上握住它的方式使用。
另外，接地板20安装在顶部机壳2一侧上的底板10上，在顶部机壳2上弯曲天线14与扬声器5之间，该顶部机壳2通常与人体40的耳朵41接触，和电荷(电压)主区31的电场被强制结合到接地板20，由此使电场稳定。
图8是表示根据实施例底板的可安装部分的图。图8A表示从底部机壳3观看的底板底表面，图8B表示底板底表面上的可安装部分，图8C表示从顶部机壳2观看的底板顶表面，和图8D表示底板顶表面上的可安装部分。
如图8A所示，螺旋天线13垂直底板安放在暴露在屏蔽外壳11外上端部分右侧上，在底板10的底表面上，和具有预定线性部分和弯曲部分的弯曲天线14安放在左侧，离开底板表面给定距离。因此，如图8B所示，斜线阴影区而非螺旋天线13的可安装区被提供作为其它元件的可安装部分50。
如图8C所示，由于只有馈电点21安装在底板10的顶表面，如图8D所示，斜线阴影区而非馈电点21如图8D所示被提供作为其它元件的可安装部分51。
如上所述，由于根据实施例的天线被安排成螺旋天线13从底部的馈电点21到顶部垂直竖立在底板10表面上和伸展天线形成从馈电点21的大约八分之一波长部分到开路端22再到螺旋天线13顶部的表面离开底板10表面一个给定距离，这可以减少人体接近的影响。另外，由于包括与伸展天线形成部分相反的底板表面部分而非螺旋天线13直径方向的可安装部分被提供作为其它元件的可安装部分50，可以扩大底板一个表面上的可安装区。由于在底板的另一个表面上只安装馈电点21，该部分而非馈电点21被提供作为其它元件的可安装部分51，由此扩大在底板另一个表面上的可安装区。
如上所述，由于伸展天线是具有不交叉和不接触的线性部分和弯曲部分的弯曲天线14，根据实施例的该天线可以容易制造，和可以通过在底板上定位开路端22离开其它元件以任何结构来设计，一般容易地获得预定的四分之一波长λ。
从底板10上馈电点21的底部到垂直竖立的螺旋天线13顶部的距离大于支撑体15的高度，因此举例来说，当利用支撑体15在底板10之上安放弯曲天线14时螺旋天线13的底部可以弹性地固定到馈电点21上。
如上所述，在根据实施例的天线中，通过离开底板10表面一个给定距离定位螺旋天线13的顶部，螺旋天线13的底部可以弹性地固定在底板10上的馈电点21上。因此，通过使从底板10上馈电点21的底部到垂直竖立在底板10上的螺旋天线13的顶部的距离更大，当对底板10定位该天线时，螺旋天线13的底部弹性地固定在馈电点21上，由此作为简单连接器。
螺旋天线13和弯曲天线14的结构不限于上述结构，而可以使用下面提到的结构。
图9是表示根据实施例的其它天线的每个结构图。图9A表示纵向定位的螺旋天线60的结构(在底板的纵向方向)。图9B表示在垂直方向安排的弯曲天线62线性部分折叠部分的结构。图9C表示横向安排的弯曲天线64的线性部分的折叠部分的结构。图9D表示螺旋形安排的弯曲天线66线性部分的折叠部分的结构。
弯曲天线14的结构不限于上述结构，它可以利用支撑体15在平面表面上形成，或它可以用立体方式和曲面方式形成。在这些方式中，弯曲天线14通过定位开路端22远离底板上的其它元件任意地形成，以便使它容易获得预定的四分之一波长λ。
如上所述，其中对于预定波长的电长度基本上为四分之一电波，本发明的天线和便携终端设备包括第一天线单元和第二天线单元，第一天线单元是从底板上靠近馈电单元的馈电点到大约八分之一波长部分的螺旋天线，第二天线单元是具有从大约八分之一波长部分延伸到开路端作为伸展天的线性部分和弯曲部分的伸展天线。接近馈电点的部分变成电流主区，而接近开路端部分变成电荷主区，以八分之一波长(λ)为边界。当人体从八分之一波长(λ)部分接近靠近开路端一侧上的电荷(电压)主区时，因为大电荷值产生的电场干扰，天线的输入阻抗受人体影响，而当人体从八分之一波长(λ)部分接近靠近馈电点一侧上的电流主区时，输入阻抗不太受影响。因此对应电荷(电压)主区的弯曲天线定位在离开人体尽可能远的有效区内，由此可能减少在底板上用于安装天线的面积和减少人体靠近的影响。
另外，如上所述，在本发明的天线中，螺旋天线顶部具有在底板与自身之间的给定空间，和螺旋天线底部弹性地固定在底板表面的馈电点上。因此，当对底板定位该天线时，使从底板上馈电点底部到垂直竖立于底板上螺旋天线顶部的距离更大，螺旋天线底部可以弹性地固定到馈电点，由此有利地作为简单连接器。
已经参照附图描述了本发明的优选实施例，应理解本发明不限于这些精确的实施例，和本领域技术人员可以不脱离本发明精神和范围来实现各种改变和修改，本发明精神和范围由所附的权利要求书限定。
权利要求
1.一种天线设备，包括一个螺旋天线部分，具有一端连接到所述天线设备的馈电点和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半的长度，和一个伸展天线部分，具有一端连接到所述螺旋天线部分的另一端和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半的长度，所述伸展天线部分至少在一部分上弯曲。
2.根据权利要求1的天线设备，其中；所述天线设备的电波长度基本上等于四分之一所接收信号的波长。
3.根据权利要求1的天线设备，进一步包括一个基底，其中所述螺旋天线部分和所述伸展天线部分定位在所述基底一侧上和在所述基底另一侧上对应所述伸展天线部分的位置上，所述基底具有一个接地区。
4.根据权利要求1的天线设备，进一步包括具有连接到所述馈电点部分的一个基底，和其中所述螺旋天线部分从馈电点基本上垂直所述基底，和所述伸展天线部分与所述基底隔开。
5.根据权利要求4的天线设备，其中；所述螺旋天线部分的一端通过所述螺旋天线部分的弹力推动连接到基底。
6.一种具有一个天线的便携终端设备，包括；一个螺旋天线部分具有一端连接到所述天线设备的馈电点和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半的长度，和一个伸展天线部分具有一端连接到所述螺旋天线部分的另一端和具有对应所述天线设备电波长度基本上一半的长度，所述伸展天线部分在至少一部分上被弯曲。
7.根据权利要求6的便携终端设备，其中；所述天线的电波长度基本上等于四分之一所接收信号的波长。
8.根据权利要求6的便携终端设备，进一步包括一个基底，其中所述螺旋天线部分和所述伸展天线被定位在所述基底一侧上和在所述基底另一侧上对应所述伸展天线部分的位置上，所述基底具有一个接地区。
9.根据权利要求6的便携终端设备，进一步包括一个基底具有连接到所述馈电点的部分，和其中所述螺旋天线部分从馈电点上基本上对于所述基底垂直，和所述伸展天线部分与所述基底隔开。
10.根据权利要求9的便携终端设备，其中；所述螺旋天线部分的一端通过所述螺旋天线部分的弹力推动连接到基底。
全文摘要
本发明提供了一种天线和便携终端设备,能够减少在底板上安装天线的面积和减少人体接近的影响,通过使用从四分之一波长天线的馈电点到八分之一波长部分的一个螺旋天线和从八分之一波长部分到开路端的一个弯曲天线,由此减少在基底上安装天线的面积和减少人体接近的影响。
文档编号H01Q1/36GK1267100SQ0010689
公开日2000年9月20日 申请日期2000年3月15日 优先权日1999年3月15日
发明者松本浩幸 申请人:索尼公司