专利名称：可伸缩天线总成的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及一种用于便携或移动无线电通讯设备的可手动伸缩的天线，更具体说，涉及这样一种可自动伸出至使用位置的天线。
背景技术：
在便携式移动电话和其它可携带的无线电通讯仪器中，为最小化设备整体尺寸，防止使用时意外损伤天线，并减少使用者在使用时所处中磁场的强度，可伸缩的天线是最理想的并得到了广泛应用。通常，在便携式无线电通讯产品尤其是移动电话中，可伸缩天线是手动伸出和缩回的。手动伸出移动电话的天线是一种“双手”操作，因而麻烦不方便，特别是当使用者手里已持有东西却又急于接收打进来的电话时。
电动可伸缩天线一般用于车辆中，例如汽车。但是这种装置不宜于应用到便携式仪器中，因为其所要求的驱动机构较重，占据空间大，而且会减少电池的有效寿命。
在可伸缩天线盒中需要提供足够的安放深度也是小型便携式无线电通讯仪器所面临的问题。通常有一个很小的垂直间隙使天线能缩回到其中，此时天线的长度通常大致等于或大于仪器本身的高度。这个问题随着目前移动电话越做越小而愈加突出。为了克服这个问题，一些电话使用一种弹性天线，该天线在缩回时弯曲在仪器的盒体内，从而在伸出时能提供足够的天线长度。
因此，理想的是有这样一种便携式无线电通讯仪器天线，即在不使用仪器时该天线靠一止动销或其它形式的锁定机构保持在缩回位置，而当释放该锁定机构后天线能自动伸出。同时也希望一种天线总成使用时不要求电力拉出天线，紧凑轻量，而且结构简单制造便宜。
发明概述根据本发明的一方面，可伸缩天线总成包括一个装在主体结构内的天线，该主体结构能在天线伸出时支持天线，在天线缩回时保护性地封装天线。主体结构内设有一导向件，导向件具有在缩回状态时容纳天线的第一部分和与第一部分呈非线形布置的第二部分。压缩弹簧位于第二导向件内部，为天线提供一个偏动力将天线推向伸出位置。可伸缩天线总成还包括一个可选择地维持天线于缩回状态的装置。
实施本发明的可伸缩天线总成的其它特征包括导向件，该导向件作为另一种选择可以是主体结构内的内部通道或沟道，或者也可以是由主体结构支撑的管件。
附图简要说明
图1是实施本发明的可伸缩天线总成的示意图，天线处于伸出位置；图2是实施本发明的可伸缩天线总成的示意图，天线处于缩回位置。
详细说明实施本发明的可伸缩天线系统10具有天线12，图1示出了其伸出位置，图2示出了其在主体结构14内的缩回位置。典型地，主体结构14是可携带无线电通讯仪器如便携电话或移动电话的盒体或者是其框架的一部分，该主体结构在天线12伸出时支持天线，在天线缩回时保护性地封装天线。
重要的是，该可伸缩天线系统10还包括一导向件16，在优选实施例中该导向件是一个用低摩擦、电绝缘的塑料材料如聚四氟乙烯(PTFE)或尼龙制成的小直径弹性管。该导向件16有用于在天线12缩回时容纳天线的第一部分18和用于封装压缩后的弹簧22的第二部分20。弹簧22与天线12的下端直接接触，随天线12缩回而相应被压缩。导向件16的第二部分20与其第一部分18呈非线形布置，可以采用位于盒体14内部的任何二维或复杂的三维形状。但是，如果天线12是非弹性的，导向件16的第一部分18应与天线12在一条直线上布置，如附图所示。而且，导向件16的第二部分20的弯曲半径不应过小，以致小于弹簧22的实际弯曲半径，或者引起弹簧22与导向件16内壁之间在伸出和缩回过程中的过度摩擦。
弹性导向件16最好借助一个或多个与盒体14铸造成一体的止动夹24固定在盒体14内的理想位置。止动夹24有一个略小于导向管16外径的开口，而止动夹的内径与导向管16外径基本相同，这样导向管16能卡入其位然后由止动夹24固定。
作为另一种选择，导向件16也可做成主体结构14的内部通道或者C-形开口沟道。无论采用独立管道、内部通道或管道中的任何一种结构，导向件16的路线布置都可以利用电话或仪器盒体内未使用的空间，从而不再需要附加容积，尤其是在垂直方向。
在图示的例子中，弹簧22由一直径0.008in(0.2mm)、抗剪弹性模量约120,000psi(82,700N/cm2)的钢丝制成，外圈直径为0.062in(1.6mm)，弹性系数为0.11lb/in(19.3N/m)。普遍应用于移动电话的典型的四分之一波长天线伸出长度约为3.5in(8.9cm)、重量约为0.02lb(9g)。理想的是，在天线12完全伸出时弹簧有足够的偏置力作用在天线12上，以保证天线能保持在伸出位置，即，天线12在伸出时作用在其上的弹簧力要大于天线12的重量或质量。这样，弹簧22的自由长度或者说未压缩长度最好大于伸出天线12所需长度，例如作用长度，或者说伸展长度约为4.0in(10.2cm)，使得弹簧22在天线完全伸出时还有0.5in(1.3)的保持压缩长度。在图示例子中，该保持压缩的长度提供了一个0.055lb(0.24N)的偏置力，该力明显大于上述天线12的典型质量。
运用弹簧设计领域公知的公式，可以得出，在上述图示的例子中，弹簧22约有234圈，使得其完全压缩，或者说基本压成实体时的长度约为1.87in(4.75cm)，在完全伸展或者说自由时长度为5.87in(14.9cm)。这样，导向件16全长约为6.0in(15.2cm)，其中紧挨导向件16的末端、第二部分的底部，有一部分例如约为0.1in(0.25mm)，该部分封闭，从而为弹簧22的末端提供一个反作用面。
实施本发明的可伸缩天线总成还包括一个可选择地将天线12维持于图2所示缩回位置的装置26。在优选实施例中，装置26是一可滑动的止动销28，该止动销有一端用于啮合入在天线12外表面上形成的止动器30中。当天线12缩回时，止动销28移到右边，如图所示，于是啮合入止动器30中，因而将天线12锁定在其缩回位置上，阻止天线12伸出直到将止动销从与止动器30的啮合状态中移开。理想的是，该止动销28靠一弹簧，未示出，施加偏压力压向止动器30，以防止意外的脱开啮合引起天线12释放和伸出。而且，通过把止动销28偏压向天线12，止动销28将与天线表面保持持续接触，若该止动销由导电材料制成，则可在天线12与仪器的信号处理电路之间提供一个适于传输信号的电连接32。
作为另一种选择，可选择地将天线12维持于缩回位置的装置26也可以是其它锁定结构如金属弹簧或塑料弹簧，或者也可机械连接到仪器上的翻开式盖上，使天线12在仪器的盖打开时能自动伸出。而且，整个可伸缩天线总成12可制成“插入式”组件，包括一个或多个零件如天线12，压缩弹簧22，导向管16(如果在主体结构14内未设有其它导向结构)，天线止动销28，以及电接头或电连接器32。
在实际应用中，通过将天线12推入导向件16的第一部分18内来实现手动缩回天线12，于是弹簧22被压进导向件16的第二部分20内。然后，止动销28，或者其它形式的锁定机构26，嵌入从而将天线12维持于缩回位置。释放该锁定机构26后，天线12自动伸出至伸出位置，从而在使用仪器的过程中，借助弹簧22所提供的偏置力天线可以被使用并保持在使用状态。
尽管用实施例的方式描述了本发明，但本领域的普通技术人员可以看出，对导向件16的结构和材料、其它结构形式、直径以及压缩弹簧22的弹簧系数和参数都可以作出多种变化，符合特定操作要求，都不超出本发明的范围。同样，锁定机构26也可以有不同于这里描述并图示的结构和布置形式。这些变化都落入下面权利要求的范围。本发明的其它方面、特征和优点可以通过研究本说明书、附图以及后附的权利要求书而得出。
权利要求
1.一种可伸缩天线总成，包括一天线，可在伸出位置和缩回位置之间移动；一主体结构，用于在天线处于所述伸出位置时支持所述天线，在天线处于所述缩回位置时保护性地封装所述天线；一导向件，位于所述主体结构内部，具有第一部分和第二部分，其中第一部分的内部用于可滑动地容纳所述天线的至少一部分，所述第二部分与所述第一部分相通并与之呈非线性关系布置；一可压缩弹簧，位于导向件的所述第二部分内，并对所述天线提供一个偏置力以将天线推向所述的伸出位置；可选择地将所述天线维持于所述缩回位置的装置。
2.根据权利要求1所述的可伸缩天线总成，其特征在于，所述导向件是一个与所述主体结构成一体的内部通道。
3.根据权利要求1所述的可伸缩天线总成，其特征在于，所述导向件包括一个由所述主体结构支持的弹性管件。
4.根据权利要求3所述的可伸缩天线总成，其特征在于，所述主体结构包括一内壁表面，所述弹性管件包括一个由主体结构内壁表面支持在预定位置上的塑料管。
5.根据权利要求1所述的可伸缩天线总成，其特征在于，其中所述导向件的第二部分沿曲线路径布置。
6.根据权利要求1所述的可伸缩天线总成，其特征在于，其中所述天线有一个外表面和一个在所述外表面内靠近天线末端处制成的止动器，所述可选择地将天线支持在所述缩回位置上的装置包括一个用于嵌入所述天线外表面上止动器中的止动销。
7.根据权利要求6所述的可伸缩天线总成，其特征在于，其中所述止动销为所述天线与可连接到无线电通讯仪器的信号处理电路上的电接点之间提供了一种电连接。
全文摘要
随着将天线自缩回位置释放后,封装在导向件一部分内的压缩弹簧提供了一个自动伸出天线的偏置力。导向件中封装弹簧的部分与其另一部分呈非线形排列,所述另一部分用于在天线缩回时容纳天线。可伸缩天线总成解决了在便携式无线电通讯仪器中需用双手抽出天线造成的不方便问题,同时不会增加该仪器的尺寸或显著增加其重量。
文档编号H01Q1/24GK1220032SQ97194946
公开日1999年6月16日 申请日期1997年4月4日 优先权日1996年4月4日
发明者C·A·鲁迪西尔 申请人:艾利森公司