专利名称：与声导通道集成在一起的天线以及结合有该天线的无线终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体涉及结合天线和结合有该天线的无线终端。
背景技术：
随着很多当代无线终端的长度小于11厘米，无线终端的重量和大小一直在不断减小。相应地，就出现了对能够用作无线终端内部安置天线的小型天线的关注。例如，倒F形天线可以很好地适合用于无线终端，特别是在希望不断增大显示器而进行小型化加工的无线终端。常规倒F形天线通常包括与接地层(ground plane)间隔开的导电元件。倒F形天线的范例在美国专利No.6166694和6353443中有介绍，它们通过整体地被引用而结合于本发明中。
传统上，PIFA设置具有分岔结构，如美国专利No.5926139中所介绍的，并且将PIFA放置在距离接地层较远的位置以便有效地发射，通常距离为大约7至10毫米。Kin-LuWong在“用于无线通信的平面天线”第1章第4页中(Wiley出版社，2003年1月)发表的文献描述了一些用于双频PIFAS的电位发射顶片。每一上述参考文献的内容均作为整体被引用而结合于本发明中无线终端能够在多个频带内工作以利用多个通信系统是比较理想的，而这些通信系统通常各自在800MHz至6000MHz频率范围内的不同频带段上工作。例如，全球移动通信系统(GSM)是一种通常工作在低频带、例如在880MHZ和960MHz之间的数字移动电话系统。数字通信系统(DCS)是一种通常工作在高频带、例如在1710MHZ和1880MHz之间的数字移动电话系统。除此之外，全球定位系统(GPS)或蓝牙系统使用1.575或2.4-2.48GHz的频率。在北美洲，分配给移动终端的频带包括用于高级移动电话服务(AMPS)的824-894MHz和用于个人通信服务(PCS)的1850-1990MHz。其他频带用于其他的管辖范围内。
一些常规机壳设计将内部(PIFA)天线置于移动无线装置的后上部。另外，为了空出前部分，例如以便可以采用较大显示屏，一些设置将扬声器置于该装置的后面或背面，并且使用声通道将声音引向或导至该装置的前面上部。
尽管如前面所述，特别是当例如为GPS、蓝牙和/或W-LAN制式提供增强的无线电功能时，仍然存在对改进的和/或可选天的线构造的需要，以提供多频带下的工作。
发明概要本发明的实施例为通信装置和无线终端提供了天线。本发明的实施例包括集成的天线和声通道。因此，例如天线可以是集成在声通道上的天线，因此天线发射元件可以被(通常靠近至少一部分声通道的壁)保持住和/或在声通道的壁之上或之中形成。在特定实施例中，天线可以是在预期(通常为高频)频带具有大约1/4波长的次级天线(作为初级天线的补充)。天线可以是平面的倒F形天线(PIFA)元件。
某些实施例涉及一种天线子组件，该天线子组件具有与声通道集成在一起并且具有工作谐振频率(或带宽)的天线。该天线子组件包括(a)声通道，声通道由基板材料(通常为不导电的)形成，该声通道具有壁，该壁具有封闭的空间及相关的长度和宽度，该声通道适于在工作时将扬声器的输出引导至目标位置(通常在声通道端头部分的前面位置)；和(b)天线，该天线具有发射元件，该发射元件集成在声通道中。
在特定实施例中，天线元件形成于声通道壁的一部分之上和/或之中，并且该天线元件的至少一部分基本上符合通道壁的形状。
其他实施例涉及一种天线终端。该天线终端包括(a)机壳，机壳构造成封闭收发器，该收发器用于发射和接收无线通信信号；(b)声通道，该声通道有壁，该壁具有封闭的空间及相关的长度和宽度，该声通道适于在工作时将扬声器的输出引导至机壳中接近声通道端头部分的位置；(c)天线，该天线具有发射元件，该元件设置在声通道中；和(d)与声通道通信的扬声器。
还有其他的实施例涉及一种带有两个分立的内部天线以用于在多个频带下工作的无线终端。该无线终端包括(a)机壳，该机壳具有相对的前部分和后部分，机壳构造成容纳收发器，该收发器用于发射和接收无线通信信号；(b)声通道，该声通道具有壁并且具有相关的长度和宽度，该声通道位于机壳中，并且适于在工作时将扬声器的输出引导至机壳中的前部分；(c)天线空腔，天线空腔设置在机壳的后部分上，并且叠在声通道上且封闭了声通道；(d)具有导电元件的平面倒F形次级天线，该导电元件设置在声通道中并与收发器电连接；(e)平面倒F形初级天线，该平面倒F形初级天线具有导电元件，该导电元件位于机壳天线空腔中并与收发器电连接；和(e)与声通道通信的扬声器。
在某些实施例中，这两个平面倒F形天线构造成可以工作在多个工作谐振频带下(通常为大约2至4个)。在某些实施例中，天线可以位于距离接地层为大约3至10毫米之间，接地层可以由印刷电路板(在天线元件的上面或下面)提供。
在特定实施例中，初级天线构造成工作在大约824-894MHz之间的第一频带(可以是低频带)和至少一个另外的在大约1850-1990MHz之间的第二频带(可以是高频带)下。
还有其他的实施例涉及操作无线终端的方法。这些方法包括经由具有集成天线的声通道而将声音从无线终端中的扬声器传送到无线终端外。
下面将进一步讨论这些和其他的实施例。
附图简介
图1是根据本发明实施例的一种无线终端范例的侧视图。
图2是根据发明实施例的印刷电路板的前视图，印刷电路板具有孔，用于在该孔中接受声通道。
图3A是根据本发明实施例的声通道中的天线元件的剖面顶视图。
图3B-3G是根据本发明实施例的集成天线和声通道的其他可选位置的部分切开的示意图。
图4A-4C是根据本发明实施例的双天线结构的局部侧视图。
图5A是根据本发明实施例的无线装置的局部侧视图。
详细描述下面将参考附图更加全面地描述本发明，在附图显示了本发明的多个实施例。然而，本发明可以采用多种不同的形式来体现，并不限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例是为了彻底地和全面地公开本发明，以便向本领域的技术人员全面地表达本发明的范围。在全文中，相同的数字表示相同的元件。可以理解，尽管本发明的讨论参照了某些天线的实施例，但是，一种天线实施例的特征和操作也可以适用于其他的天线。
在附图中，为了清楚起见，线、层、特征、元件和/或区域的厚度可被放大。可以理解，当某一特征如层、区域或基板被称为是处在另一特征或元件之“上”时，它可以是直接处在另一元件上面，也可以是在两者之间存在其它元件或中介元件。与此对比的是，当一个元件被称为是“直接”处在另一特征或元件之上时，则在这两者之间不存在中介元件。也可以理解，当某一特征或元件被称为与另一特征或元件“相连”或“耦合”时，它可以与该另一个元件直接地相连或通过中介元件相连。与此对比的是，当某一特征或元件被称为与另一元件“直接相连”或“直接耦合”时，在两者之间则不存在中介元件。然而，值得注意的是，基板上存在涂层或薄膜层并不排除导电元件在基板上“直接形成”，尽管导电元件是处在涂层或薄膜层之上的。
用语“集成天线”或“整体天线”是指这样一种天线，这种天线与声通道集成在一起并且包括天线元件，该天线元件具有至少一部分发射元件，其构造成放置在，形成于，和/或保持(和/或被限定)在声通道之中，声通道壁之上和/或之中，和/或声通道壁的内表面之上。因此，本发明实施例包括与声通道一起“集成的”或“形成整体的”的天线，使得实施例包括这样的一些结构，其中发射天线元件的至少一部分被蚀刻在、印刷在或以其它方式形成于、被限定在、附着于和/或被支撑在形成声通道的基板上。集成天线可以构造成使得声通道的形状限定了至少一部分天线形状，和/或使得一部分天线的形状限定了一部分声通道内空腔的形状。集成天线元件可构造成与声通道的壁对齐，以便限定通道的一部分(其中轮廓基本上平齐)，或者集成天线元件可构造成附着于通道壁(通常为内表面)上并且延伸进入通道空腔达一段距离。集成天线可以包含发射元件，例如导电元件和/或介电(也就是模块)元件。同样，这种天线可以是任何合适的内部天线结构，例如可以在没有导电元件或贴片时工作的电介质谐振天线“RRA”，或者为具有导电元件的常规天线结构。电介质谐振天线是本领域的技术人员所熟知的。电介质谐振天线的例子可以包括美国专利No.6569795；6515635；6496149和6458734中一个或多个所介绍的，这些专利的内容都通过在这里被整体引用而结合于本发明中。
另外，尽管参照平面倒F形天线描述了某些实施例，虽然在本领域的行话中天线不一定在严格意义上是“平面”的，但它仍被称为平面倒F形天线。
术语“包含、包括”及其派生词，意味着存在所指的特征、操作、整体、元件、步骤等等，并不排斥或排除存在或增加一个或多个备选的或不同的特征、整体、步骤、元件或元件组。
现在将参照附图详细介绍本发明的实施例。图1示意性说明了无线装置10，该无线装置包括带有集成天线20的声通道15以及与该声通道连通的扬声器23。扬声器23可以设置在通道15中，但是通常要比通道15大，并且可以构造成处在通道15的下面或外面，同时还构造成可以和通道15进行声通信。如图所示，装置10还可以包括天线空腔21，天线空腔21可以构造成基本上封闭或完全封闭了位于其下层的声通道15(并且可以在某些实施例中，如下面将进一步讨论的那样，还将次级天线也包封起来)。装置10也可以包括印刷电路板30，电池35，键盘38，和显示器40。装置10可以包括面对面的第一和第二主平面，它们可以分别被称为正面10f和背面10r或者被分别称为前部分和后部分。印刷电路板30可以包括声通道孔30a(见图2)，该声通道孔可在其中和/或穿过其中连接声通道15的一部分。通道15也可以中止，使得它与靠近孔30a(未示出)的印刷电路板的后侧(未示出)基本上平齐。在工作中，声通道15将扬声器23的声音输出引向或引导至预期的位置(显示器38的上前侧，如图所示)。
如图1所示，声通道15可以构造成位于靠近印刷电路板30的后部分，其中通道15靠近扬声器23垂直延伸一段距离，并且随后围绕最前上边缘部分折转，使得当装置10如图1所示地保持时，通道15沿着大致水平的方向接近和/或进入孔30a。通道15的最前部分可以位于显示器38之上。扬声器23和/或通道15可以定向成不同的构造，以便将声音输出从扬声器23引导至预期的位置和/或引导至无线装置10外。另外，通道15可以延伸至装置10的正面或前面而不穿过印刷电路板30，例如在其边缘或表面的上方或周围延伸(未示出)。可以选择通道15的内通路或空间的形状，以提供合适的声音质量和/或天线元件20的形状。
图3A显示，天线20可以构造成PIFA天线，其中发射元件20e的至少一部分形成于声通道壁15w的基板上的所选部分之上或之内。对于PIFA天线结构，发射元件20e可以是导电元件。对于电介质模块天线结构(未示出)，发射元件20e可以是自适应体，如电介质模块元件。图3A示意说明了天线20具有空腔20c，空腔20c延伸进入通道空腔15g达一段距离，其中导电元件20e的一部分位于通道15的壁上。在工作中，声传输可以同时传播通过天线空腔20c和通道空腔15g。在图3A所示的实施例中，天线20位于通道15的顶部并且接近印刷电路板30(在显示器38之上)的孔30a。天线元件20e可以构造成使得该天线元件的一小部分靠在通道15的上壁部分的内壁上，其中信号引脚和接地引脚28，25分别沿印刷电路板30的方向而延伸穿过通道的另一相对侧。
图3B-3G示意说明了发射元件20e相对于声通道15的示例性位置。图3B示意说明了天线20可以定位成接近通道15的水平段15h(如通道15的下表面上所示)，并且延伸一段足够的距离，使得元件20e的至少一部分位于显示器38之上的印刷电路板30前侧上。在这个实施例中，天线元件20e可以被设置和/或印刷在声通道15的外缘部分上。图3C同样示意说明了天线20可以放置于靠近水平段15h的位置，其中元件20e的一部分位于通道15的上表面上。图3D显示了天线20位于水平段15h的下方并且处在垂直段15v的上部分处。图3E显示了天线20处在声通道15的垂直段15V的顶部边缘处。
图3F示意说明了天线20可以位于声通道15的垂直段15V周围，并且可以沿空腔15g周边的主要部分而连续地延伸。图3G示意说明了天线20可以位于通道的下部周围并且接近扬声器23的输入(端口)。通道15可以是细长的管状通道，其长度为大约20-50毫米，宽度小于大约10毫米，宽度通常为大约2-5毫米。如图所示，管状通道15可以具有限定了内部空气间隙空间15g的壁(其可以是多个互连的壁或单个壁)。通道15可以构造成为一体式部件或构造成为多个相连的段。在某些实施例中，导电元件20e可以被设置在和/或形成在该壁上，使得导电元件20e1、20e2的两个相对的导电端部之间分开了一定距离而不会接触。
天线20可以设置成在预期的频率和/或所选的频带下提供大约1/4波长的天线长度，并且可以被设置成为非PIFA天线结构。在某些实施例中，天线元件20e可以在尺寸上设置成小于带有导电元件的常规PIFA天线尺寸的大约一半，并且可以更小，例如只有常规PIFA尺寸(通常小于波长的约1/10)的大约20-30％。例如，元件20e可以具有小于大约250平方毫米的相关发射面积(长乘以宽)。天线元件20e可以设置成基本上围绕整个空腔而延伸，也就是说，围绕通道15一部分内周边的主要部分或其分开的部分而延伸。例如，元件20e可以设置成大约延伸一段对应于通道空腔的一边、两边、三边或大于三边的长度。在特定的实施例中，天线20可以具有小于约30毫米高乘以小于约5毫米宽(或高度和宽度尺寸反过来)的发射(即导电和/或介电)元件20e的面积。在某些实施例中，天线元件20e可以具有大约25-30毫米乘以大约3-4毫米的面积(长乘以宽或宽乘以长)，并且天线元件20e可位于距离接地层大约2-3mm的位置。
声通道15可以用不导电的基板制成。在某些实施例中，声通道15可以用低微波损耗材料制成，例如聚合物，共聚物，弹性体(或塑料)和/或陶瓷材料，或者它们的混合物。金属导电元件20e的至少一部分可以作为表面安装条、片和/或软性电路来施加，或者通过印刷、喷墨、气相沉积、蚀刻或其他合适的技术、包括上述技术的综合而直接形成于基板之上和/或之中。
在某些实施例中，金属材料(例如铜)片或条可以设置在通道15中，并且构造成使得该金属材料片或条就位之后基本上呈现为至少一部分内壁15w的形状，并且与之摩擦式接合以便大致处在通道15中的预期位置。金属材料片或条可以构造成为叠在内壁15w一部分之上的一体式元件，或者可形成于柔性不导电基板部分如软膜层之之上或者与之一起形成。例如，在其上带有导电元件的材料片可以被卷起，其中该材料片的宽度小于通道15的宽度。可将卷起的材料片插入通道15中，然后松开使其展开而符合通道壁的形状(未示出)。无论是哪一种方法都可以将材料条或片构造成基本上符合一部分内壁15w的形状，从而留出了基本上敞开的通道内部间隙空间15g(和/或通过提供其自身的传输空腔)，以便不会过分干扰扬声器输出沿着声通道15向装置前面进行的声传输。
图3A示意说明了天线20包括信号馈给(feed)28(其可以由信号插脚提供)和另一馈给，信号馈给28将天线元件20e连接至信号端口或馈给端，该另一馈给可以是已接地的接地引脚25(可以由接地插脚25提供)，其例如通过连接至印刷电路板30所提供的接地层上来实现接地。接地馈给25是可选的，但是如本领域的技术人员所熟知的那样，可以为了匹配目的而在某些实施例中提供接地馈给25。
信号和接地馈给28，25(如果已使用)可通过印刷电路板30中的孔30e而分别连接至收发器和/或接地。然而，也可使用其他的信号和/或接地连接件。例如，当使用单独的天线(通常为初级天线)并将其设置在天线空腔21中时(在下面将进一步讨论)时，天线20可以构造成分别与初级天线信号和/或接地馈给连接器或插脚电连接。
如图3A所示，在某些实施例中，管状通道15可以构造成带有两个主要的相对的大致平面部分15p1、15p2和两个封闭通道15的侧面弯曲部分，这两个侧面弯曲部分用于将扬声器的声学输出引导至预期的位置，而不会过分损失声音质量和声级。天线元件20e类似地包括主要的平面部分20p1和中止于次级平面部分20p2的次级弯曲部分。这种构造就使得天线元件20e成形为螺旋形PIFA天线而靠在通道壁部分上。螺旋形PIFA天线在美国专利No.6166694和6353443中有介绍，其内容通过在这里被整体引用而结合于本发明中。
如图3A所示，天线元件20e延伸并顺应一部分侧壁的形状，并以曲线形式(如图所示为拱形或凹形的构造)包住其中一个侧部分，然后穿过通道15所确定的间隔15g的相对侧上的一部分壁。在这个实施例中，天线和支撑基板部分只占据了整个通道的一部分(没有盖住整个空腔壁)。其他管状的或封闭的通道结构和/或天线元件20e也可以使用。管状通道15的形状可用于为扬声器23提供声音质量，该形状可以是圆柱形、圆锥形、截头锥体形，或其他所需的形状。
该元件可以构造成提供次级天线，次级天线能够提供GPS或蓝牙功能，和/或其工作频率为大约1.575GHz或在大约2.4-2.48GHz之间。因此，例如该次级元件可以在大约1570MHz的频率下发射。
在某些实施例中，如参考图4A-4C所示意说明的，装置10’可以构造成带有两根天线即声通道安装式天线20(以下称为“次级天线”)和初级天线120。每一天线都可以放置在天线空腔21中。图4A示意说明了初级天线120可以是(多频带或单频带的)PIFA天线。图4B示意说明了初级天线120可以是外部天线，例如“鲨鱼鳍”或短块状的结构。图4C示意说明了初级天线120可以是可移动的天线。
初级天线120可以构造成在多个所选择的谐振频带工作。根据本发明实施例的天线20，120可以用在例如支持两个或多个不同谐振频带的多模式无线终端上，如全球电话和/或双模式电话。在某些实施例中，本发明的天线20，120中的至少一个可以工作在低频带下，而另一个天线构造成工作在至少一个高频带下。用语“低频率带宽”或“低频带”可以互换使用，在某些实施例中低频带包括大约1GHz以下的频率，通常包括824-895MHz和880-960MHz中的至少一个。名词“高频率带宽”或“高频带”可以互换使用，在某些实施例中高频带包括1GHz以上的频率，通常频率在大约1.5-2.5GHz之间。高频带中的频率可以包括在大约1700-1990MHz、1990-2100MHz和/或2.4-2.485GHz中的所选频率或频率段。
在某些实施例中，当天线可内置于其中的终端可以包括全球定位系统(GPS)接收器时，次级天线20可以构造成为GPS提供谐振。GPS工作在大约1575MHz下。本领域的技术人员熟知GPS。GPS是基于太空的三角测量系统，它利用卫星和计算机测量地球上的任意位置。与其他陆基系统相比，GPS受其覆盖面积的限制比较小，通常可以提供连续24小时的覆盖而不管天气状况如何，并且GPS非常精确。在目前的实施中，24颗环绕地球运行的卫星组成的卫星群连续发射GPS无线频率信号。上述天线的附加谐振使得天线能够用来接受这些GPS信号。
如在这里使用的，用语“无线终端”可以包括、但不限于，带有或不带多行显示的蜂窝无线终端；个人通信系统(PCS)终端，其可以将蜂窝无线终端与数字处理、传真和数字通信功能结合在一起；PDA(个人数字助理)，PDA可以包括无线终端、寻呼器、互联网/内部网接入、网页浏览器、管理器、日程表和/或GPS接收器；以及常规的膝上型电脑和/或掌上电脑接收器或者其他包括无线终端收发器的装置。无线终端也可以称为“普适计算”装置，它可以是包括便携式无线通信设备的移动终端。用语“便携式无线通信设备”(也可以被称为“移动无线终端”，两者可以互换使用)包括所有的便携式设备，例如移动电话、寻呼器和通讯器件，包括但不限于智能电话、电子管理器和类似装置。
在通信设备领域内的熟练技术人员可以理解，天线是一种可以用来发射和/或接收电子信号的装置。在发射时，天线可以从传输线接收能量并将此能量发射到空间中。在接收时，天线可以从入射波中收集能量并将此能量提供给传输线。天线发射和接收的能量值通常用增益表示。
电压驻波比(VSWR)与例如为无线终端的通信装置的传输线或输入线的天线馈给点的阻抗匹配有关。为了以最小的损耗来发射射频能量，或将接收的RF能量以最小损耗输送到无线终端接收器，无线终端天线的阻抗通常与传输线或馈给点的阻抗匹配。常规无线终端通常采用与收发器电连接的天线，收发器在工作时与信号处理电路相关联，而信号处理电路又设在内置的印刷电路板上。为了增加在天线和收发器之间传输的能量，收发器和天线可以以这样的方式连接，使得它们各自的阻抗基本上“匹配”，也就是说，被电调谐以用于补偿不希望的天线阻抗分量，以便在馈给点处提供50欧姆(Ω)(或所希望的)阻抗值。
根据本发明一些实施例的次级天线、例如倒F形天线20和/或倒F形初级天线120p(图4A)，可以和无线终端、例如带有内部接地层和工作时可发射和接收无线电话通信信号的收发器元件的无线电话终端一起，组装在装置中。接地层可以为大约40毫米宽和大约125毫米长。
如图5所示，(PIFA)次级天线20和/或初级天线120p可以设置成基本上与接地层225平行，并且通过相应的接地和信号馈给25，28和125，128分别与接地层和发射接收器元件相连。尽管被显示为分立的元件，但是，收发器161s和/或元件可以被集成倒印刷电路板30上。初级天线120p可以制造成或成型为一定的尺寸并且相对于接地层处在一定的位置，以符合无线电话终端机壳或其中子组件的形状。例如，天线120p可以设置在基板上，基板确定了机壳本身外壁的一部分，因此也提供了封闭的天线声空腔21的外壁。在其他实施例中，天线空腔21可以由将初级天线和次级天线20，120都封闭起来的分开的机壳元件来形成。
另外，可以理解尽管用语“接地层”在整个本专利申请中使用，这里所用的用语“接地层”并不限于平面的形式。例如，“接地层”可以是条状或任何形状或具有合理的大小，并且可以包括非平面的结构，如屏蔽罐或其他的金属物体。
初级天线120p和/或次级天线20的天线导电元件可能设有、也可能没有下方的基板介电衬垫，例如FR4或聚酰亚胺。另外，天线120p在分枝或分段之间的空间内包括空气间隙。作为备选，这个空间可以至少部分地填充介电基板材料或在衬垫上形成导电图案。进一步说，根据本发明的实施例，形成次级天线20的倒F形导电元件可以被保持在或设置在介电基板之上和/或之中，例如上面所描述的声通道壁。
参考图4A和图5，天线元件20e，120e可以用铜和/或其他合适的导电(通常为金属)材料制成。例如，所使用的导电元件分枝可以由铜片制成。或者，导电元件分枝可以由在介电基板上成层的铜层形成。然而如本领域的技术人员所熟知，根据本发明的用于倒F形导电元件的导电元件20e，120e可以由各种导电材料形成，并不局限于铜。如前所述，天线20和/或120p可以通过任何合适的方式制成，包括但不限于金属冲压、切削或成型，和/或通过沉淀、喷墨、涂绘、压模、光刻、蚀刻或其他方法在目标基板材料上提供导电材料迹线在柔性薄膜或其他基板上形成呈所希望图案的导电材料。在电介质天线结构中可以使用介电元件(例如陶瓷)。
可以理解，尽管这里参考无线终端而描述了根据本发明实施例的天线，但是，本发明的实施例并不限于此结构。例如，根据本发明实施例的天线可以使用在无线终端中，其可能只发射或只接收无线通信信号。例如，使用天线的常规AM/FM收音机或任何接收机可能只接收通信信号。或者，远程数据输入装置可能只发送通信信号。
参考图5示意说明了无线终端200的一个例子。如图所示，次级天线20包括装在声通道15中的发射元件20e。在某些实施例中，发射元件20e可以与接地层225保持分开一定距离的关系，接地层225通常保持在印刷电路板30上。天线元件20e可以和信号馈给28和接地馈给25进行通信。信号和接地馈给28，25可以设置成彼此相邻，并且设在元件20e的一个公共边缘部分上。在某些实施例中，信号和接地馈给28，25可以设置成靠近元件20e的一个公共外边缘部分。用语“公共外边缘部分”指信号和接地馈给设置成彼此相邻或者接近元件20e的外侧或端部分或在其上(没有导电元件或发射元件将它们分开)。与这种结构形成对比的是，通过导电元件展开而分开信号和接地馈给(例如对于中央馈给结构)，接地馈给设在元件的第一部分上，而信号馈给在接地馈给的对面。
仍参考图5，初级天线120p可以包括与接地层125保持分开一定距离关系的导电元件120e，接地层125一般又被保持在印刷电路板30上。天线元件120e也可以和信号馈给128和接地馈给125进行通信。信号和接地馈给128，125可以设置成相互靠近的位置并且设在元件120e的一个公共边缘部分上。在某些实施例中，信号和接地馈给128，125也可以设置在靠近元件120e一个公共外部边缘部分上的位置。作为其他的选择，导电元件展开使信号馈给和接地馈给分开，接地馈给125被安排在元件的第一部分(例如中央馈给结构)，而信号馈给128在接地馈给的对面。
下面将详细介绍使无线终端200能够发射和接收无线终端通信信号的常规电子元件布置。如所示意说明的，用于接收和/或发射线终端通信信号的天线20和/或120p与收发器电路元件161s电连接。元件161s可以包括与控制器例如微处理器电连接的射频(RF)收发器。控制器可以电连接至扬声器，扬声器设置成将信号从控制器传输至无线终端用户。控制器也可以电连接至话筒，话筒接收用户的声音信号并通过控制器和收发器将声音信号传送至远程装置。控制器可以电连接至键盘和显示器以方便无线终端操作。收发器、控制器和话筒的设计对于本领域的技术人员来说都是众所周知的，在这里就不再进一步介绍。
图5所示的无线通信装置200可以是无线电话类型或PCS类型的蜂窝无线终端，其使用了根据本发明实施例的天线20。如图所示，装置200包括从信号接收器和/或发射器(例如RF收发器)伸出的信号馈给128，信号接收器和/或发射器包括电子收发器元件161s。接地层125作为平面型倒F形天线120p的接地层。天线120p可以包括介电基板衬垫，如虚线208示意性地所示。天线120p可以包括被包起来的部分212，它用来将导电元件连接至信号和接地馈给128，125。接地馈给125连接至接地层225。天线120p和/或20可以安装成基本上平行于接地层225，如上所述，天线120p和/或20可以制成各种形状、变形和弯曲而出现在特定的应用中。信号馈给28，128可以穿过接地层225的孔214而连接至发射接收元件161s。对于无线(也就是说无线电话)终端而言，发射接收元件161s、接地层225以及初级和次级倒F形天线120p可以封闭在机壳165内。机壳165可以包括后部分165b和前部分165f。无线装置200可以包括其他元件，例如前面提到的键盘和显示器。接地层225可以设置成处在天线20，120p的上面或下面。
在本申请的附图和说明书中，已经公开了本发明的一些实施例，尽管使用了特定用语，但这些用语只是作为普遍和描述性的意义来使用，并没有限制性，本发明的范围由所附权利要求来阐明。因此，前面所述是本发明的示意说明，不应解释为具有限制性。尽管只介绍了一些本发明的示范性实施例，但是，本领域的技术人员会轻易地想到，在实质上不脱离本发明的新颖内容和优点的前提下存在很多对示范性实施例的改进。因此，所有这些改进都包括在所附权利要求所限定的本发明的范围内。在权利要求中，所使用的方法加功能的权项旨在覆盖描述为执行所述功能的结构，不仅覆盖了结构上的等效物，也覆盖了等效的结构。因此可以理解，以上所述是本发明的示意说明，并不应解释为限于所公开的特定实施例，对所公开实施例的改进以及其他的实施例都包括在所附权利要求的范围内。本发明由所附权利要求来限定，这些权利要求的等效物也包括在其中。
权利要求
1.一种天线子组件，其包括具有工作谐振频率的集成天线和声通道，所述天线子组件包括由基板材料形成的声通道，所述声通道具有壁，所述壁具有封闭的空间及相关的长度和宽度，所述声通道适于在工作时将扬声器的输出引导至目标位置；和与所述声通道集成在一起的天线。
2.根据权利要求1所述的天线子组件，其特征在于，所述声通道由不导电的基板材料形成，所述天线包括在所述声通道的一部分壁之上和/或之中形成的导电元件。
3.根据权利要求1所述的天线子组件，其特征在于，所述声通道由不导电的基板材料形成，所述天线包括在所述声通道的一部分壁之上和/或之中形成的电介质谐振天线，所述电介质谐振天线包括介电块元件。
4.根据权利要求1所述的天线子组件，其特征在于，还包括与所述声通道连通的扬声器。
5.根据权利要求2所述的天线子组件，其特征在于，所述导电元件的至少一部分符合一部分所述声通道壁的形状。
6.根据权利要求2所述的天线子组件，其特征在于，所述导电元件是平面的倒F形天线。
7.根据权利要求6所述的天线子组件，其特征在于，在所选的频率和/或频带下，所述天线导电元件的天线长度为大约1/4波长。
8.根据权利要求6所述的天线子组件，其特征在于，所述天线设置成在大约1570MHz的所选频率下谐振，从而提供了GPS功能。
9.根据权利要求2所述的天线子组件，其特征在于，还包括设置成离开所述声通道并与所述印刷电路板相接合的信号和接地馈给，其中，所述信号和接地馈给设置成在所述声通道的一个公共边附近彼此相邻，所述声通道具有相对的第一和第二端部分，其中，所述导电元件设置成更靠近所述声通道的所述第一端部分，而所述扬声器与所述声通道的第二端部分连通。
10.根据权利要求9所述的天线子组件，其特征在于，至少一部分所述天线导电元件直接形成于所述声通道的基板上。
11.一种无线终端，包括(a)机壳，它设置成用于封闭发射和接收无线通信信号的收发器；(b)声通道，声通道具有壁，所述壁有封闭的空间及相关的长度和宽度，并且带有相对的第一和第二端部分；(c)天线，其具有相关的发射元件，其中，所述元件的至少一部分处于所述声通道之中和/或之上；和(d)扬声器，它与所述声通道连通，所述声通道适于在工作时将所述扬声器的输出引导至所述机壳内的预期位置。
12.根据权利要求11所述的无线终端，其特征在于，所述天线具有导电的发射元件并且构造成为平面倒F形天线，所述天线具有大约1/4波长的电长度，所述扬声器位于所述天线之下。
13.根据权利要求12所述的无线终端，其特征在于，所述天线的至少一部分的形状基本上符合所述声通道空腔形状的一部分。
14.根据权利要求11所述的无线终端，其特征在于，所述天线构造成为具有介电发射元件的电介质谐振天线，所述扬声器位于所述天线之下。
15.根据权利要求14所述的无线终端，其特征在于，所述天线的至少一部分的形状基本上符合所述声通道空腔形状的一部分。
16.根据权利要求12所述的无线终端，还包括印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述机壳内，所述印刷电路板上形成有声通道孔并且具有信号馈给和接地层，其中，所述天线与所述信号馈给和接地层操作式地相关联，并且所述声通道内的所述天线元件限定了工作在所选频率下的次级天线，所述无线终端还包括单独的初级天线，所述初级天线与所述次级天线分开。
17.根据权利要求14所述的无线终端，还包括印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述机壳内，所述印刷电路板上形成有声通道孔并且具有信号馈给，其中，所述天线与所述信号馈给操作式地相关联，并且所述声通道内的所述天线元件限定了工作在所选频率下的次级天线，所述无线终端还包括单独的初级天线，所述初级天线与所述次级天线分开。
18.根据权利要求16所述的无线终端，其特征在于，所述初级天线是平面倒F形天线，其具有多个与所述次级天线的谐振带宽不同的谐振带宽，所述初级天线与所述印刷电路板的信号馈给和接地层通信。
19.根据权利要求16所述的无线终端，还包括天线空腔，所述天线空腔位于所述机壳的后上部分，并且叠在所述初级天线和其中带有所述次级天线的声通道上，并且封装了这些部分。
20.根据权利要求19所述的无线终端，其特征在于，所述声通道由不导电的基板材料形成，所述次级天线元件的至少一部分安置在所述声通道的一部分内表面上，因此所述次级天线元件在所选的工作频率下限定了大约1/4波的谐振器。
21.根据权利要求11所述的无线终端，其特征在于，所述通道的中间部分是空气间隙，所述天线元件具有大致平面的主要部分以及在所述平面部分之上或之下延伸的边缘部分，所述天线元件的至少一部分符合所述声通道的形状。
22.一种带有两个分开的内部天线以用于在多个带宽下工作的无线终端，其包括(a)机壳，所述机壳具有相对的前部分和后部分，所述机壳设置成保持了用于发射和接收无线通信信号的收发器；(b)声通道，所述声通道具有壁及其相关的长度和宽度，所述声通道位于所述机壳内；(c)天线空腔，所述天线空腔设在所述机壳的后部分上，并且定位成叠在所述声通道上并将其封闭起来；(d)次级天线，所述次级天线的至少一部分位于所述声通道之中和/或之上并且与所述收发器电连接；(e)平面倒F形初级天线，所述平面倒F形初级天线具有导电元件，其位于所述机壳的天线空腔内并且与所述收发器电连接；和(f)扬声器，所述扬声器与所述声通道连通，所述声通道适于在工作中将所述扬声器的输出引导至所述机壳内的前部分。
23.根据权利要求22所述的无线终端，其特征在于，所述次级天线包括平面倒F形天线，所述平面倒F形天线具有导电元件，所述导电元件的至少一部分位于所述声通道之中和/或之上并且与所述收发器电连接。
24.根据权利要求23所述的无线终端，其特征在于，所述扬声器位于所述次级天线之下，所述次级天线的导电元件被所述声通道封闭在其中，并且构造成使得所述次级天线导电元件的至少一部分基本上符合所述声通道的内部形状，并且允许所述扬声器的声传输从所述声通道传出。
25.根据权利要求22所述的无线终端，其特征在于，所述次级天线包括电介质谐振天线，所述电介质谐振天线具有介电块元件，所述介电块元件的至少一部分位于所述声通道之中和/或之上并且与所述收发器电连接。
26.根据权利要求25所述的无线终端，其特征在于，所述扬声器位于所述次级天线之下，所述次级天线元件被所述声通道封闭在其中，并且构造成使得所述次级天线元件的至少一部分基本上符合所述声通道的内部形状，并且允许所述扬声器的声传输从所述声通道传出。
27.一种操作无线终端的方法，包括经由包括集成天线的声通道，将声音从所述无线终端中的扬声器传输到所述无线终端外。
全文摘要
天线和结合有天线的无线终端包括发射元件，该发射元件设置在声通道之上和/或之中，该声通道适于将扬声器保持在其中并且将扬声器的声输出引导至预期位置。
文档编号H01Q1/44GK1856904SQ200480027957
公开日2006年11月1日 申请日期2004年7月21日 优先权日2003年7月30日
发明者Z·嬴, W·施 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司