如图2所示的天线20。
[0029]如图3所示，可以将不同频率的分离的天线30和32设置在电池上，它们彼此分开地位于电池内的各区域中。例如，一个天线30可以被设计用于四频(quadband)性能，而另一分离的GPS天线32可以被添加到电池外壳的另一区域，该GPS天线具有连接到无线设备的自身的电路。
[0030]在图4所示的本发明的另一实施例中，无线电磁波屏蔽体40被嵌入电池中，以使得电池的储能芯材料42位于屏蔽体40与天线20之间。以与上述天线连接相同的方式，通过接触体44，天线被接地到无线设备的接地电路。电池被设计为储能核的厚度使无线电磁波屏蔽体与天线之间的间隔为发射信号波长的四分之一。通过在无线电磁波屏蔽体与天线之间嵌入介电材料层，可以增强对无线电磁波屏蔽体与天线的关系的这种调节。
[0031]用于电池外壳的这种设计的主要特征在于将无线设备的天线嵌入在电池内而非无线设备内。电池外壳内的天线的各种配置都是可能的，并且对本领域技术人员是显而易见的。
[0032]在将无线电磁波屏蔽体嵌入电池外壳中的本发明的实施例中，只有电池的面向用户的一侧包含屏蔽体，而远离用户的一侧是由非导电或低导电性材料制成的，以允许电磁波朝外向蜂窝电话塔台传播而不遭受任何衰减。
[0033]将这种无线电磁波屏蔽体包括在电池内部将有助于满足FCC限制朝向用户头部的辐射(比吸收率或SAR)的要求。随着时间的推移，FCC可能倾向于进一步降低所准许的SAR水平。同时，随着无线通信技术的发展，蜂窝电话已具备了具有更多数据密集型功能的手持计算机的功能，这需要来往于蜂窝电话塔台的高速率数据传送。虽然改进蜂窝电话机的功能以增加天线的功率输出是有利的，然而，如果辐射是各向同性的，FCC规章将不允许SAR的这种增加。本发明的将辐射重定向为远离用户并朝向基站的设备既满足了 FCC的要求，也满足了移动娱乐与通信设备中的不断增加的数据速率的通信技术要求。
[0034]图5还图示出用于无线通信设备的“智能”外壳(或外套)50的概念。图5示出了具有整体软外壳以及十字偶极天线的蜂窝电话。智能外壳是通过连接器连接到诸如蜂窝电话机之类的通信设备的外壳，连接器例如是蜂窝电话机机体上的下部多针连接器。除了作为承载外壳的功能以外，通过提供更多可用空间用于第二天线、手动充电系统、耳机(其不会将无线电磁波带进耳朵中)或附加存储器，这种外壳扩展了任何电话机的能力。图5示出了这些多种功能的示例，尽管应当强调，在上面提到的这些单元的布置上存在大量的灵活性，并且因此图5的布置并不限制本发明概念的范围。
[0035]这种智能外壳的优点是其始终改善了功能在于发送和接收信号的给定蜂窝电话机，同时该外壳可以始终升级了蜂窝电话机的功能。这种外壳的最重要功能之一是提供第二天线，如果适当地进行定相，该第二天线将提供重定向特征而无需使用高介电材料。为了使得多频带天线具有方向性，重要的一点是利用相控阵使得辐射总是从电话机的一侧发射。
[0036]根据本发明的第二方面，辐射从无线电话机内部的天线耦合到外壳，其中，可以对辐射的分布更好地进行管理。提出了通过适当放置的金属环以及其它寄生元件来将引导无线电磁波辐射远离用户头部的若干布置。这可以采取偶极天线、具有绝缘体或电介质的导电环和导电板的阵列的形式。一般概念是将辐射从面向用户的一侧上的内部天线耦合到设备的相对一侧，其中，外壳内部存在足够的空间来将辐射引导朝外并远离用户。耦合必须被设计为在不使外部放大器的输出下降的情况下来引导辐射。从工程学的角度讲，输出放大器所见的阻抗不应当改变。从物理学家的角度讲，反射回蜂窝电话机的辐射天线上的应当是最小福射功率。
[0037]在本发明该方面的一个优选实施例中，“耦合天线”用来将辐射从无线电话机的内部天线引导到承载外壳的大的表面，以使得朝向用户的辐射辐射并且远离用户的辐射最大。注意，这种耦合方法不要求电话机的外壳与内部之间的实际物理连接。然而，耦合天线相对于内部天线的位置是至关重要的。通过一系列耦合环形天线、八木天线或微带天线(patch antenna)，辐射被进一步引导为远离具有吸收性的用户头部并朝向其周围以用于传输到蜂窝塔台。用于耦合和重定向元件的材料一般是由高电导率材料制成的，尽管介电材料也用来实现最佳的物理间隔。
[0038]在图6、图7A和图7B所示的本发明的优选实施例中，无线电话机保护性外壳4具有被结合到远离用户的一侧的外壳背面中的无源耦合天线(可以是八木天线、环形或微带天线)。这种天线工作为由偶极子和其它紧密耦合的寄生元件(例如，反射器2以及一个或多个导向器2)的阵列构成的波束天线，并且从内部天线I向上、向外地引导辐射远离电话机。在此优选实施例中，还可以用环形或微带天线来取代波束天线。
[0039]图6中所示电话机例如是iPhone。如图6所示的根据本发明的Pong无线电磁波屏蔽系统已经在CCS测试出SAR.65。其已经在Cetecom相比于裸iPhone 3G手机的20.34TRP基础，测试出20.03 TRPo导电金属元件的实际厚度可以非常薄，薄至0.003"，或任何对于制造方法来说最佳的厚度，可能与例如iPhone的一般蜂窝电话机中的天线一样厚。图6所示的图案可以实现为柔性基底上的印刷电路板。该方法可以全在单片上生产单元，使得尺寸总是正确的。导电金属元件的放置可以具有0.020〃或0.5mm的容限。环上部高于例如iPhone的电话机底部15mm。
[0040]图8示出本发明的另一实施例的具有无线电磁波屏蔽体的壳体。在图8所示实施例中，可以将波束天线与屏蔽体80组合，屏蔽体80包括波状的金属表面，其产生许多影像偶极子(image dipole)，从而提供宽广的福射图(pattern of radiat1n) ο这种波纹的特定形状和大小是重要的，目的是尽可能宽地分散反射的辐射。优选地，波纹的大小与从天线到屏蔽体的间隔相当或更小。
[0041]在图9所示的本发明的替代实施例中，特定设计的高导电性波状金属屏蔽层80与特定频率范围的吸收性材料层90相结合，它们插装在内部天线与用户之间，使得电话机插入在外壳中时材料将如所指示的那样放置。
[0042]还可以通过利用如图10和图11所示的适当放置的无源波束天线来实现将无线电磁波辐射重定向为远离用户头部，这种无源波束天线具有或不具有高导电性的金属材料的波状屏蔽体，并且具有或不具有吸收性材料层。
[0043]无论是作为单独的无源定向波束天线，还是与包括在无线电话机外壳中的无源重定向屏蔽体相结合，或者这种组合整体地包括在无线电话设备中，本发明的一个主要特征在于本发明将辐射引导/重定向为远离用户并朝向蜂窝塔台引出电话机，降低SAR而不会不利地影响TRP。这是利用集成在不导电或低导电性材料(各种硅、塑胶、织物等)外壳内的定向天线和重定向屏蔽体的组合来实现的，该外壳允许电磁波朝外向蜂窝电话塔台传播而不会受到任何衰减。
[0044]在这些各个实施例中，相同的无线电磁波重定向是由集成到无线设备的内部设计中的(一种或多种)材料产生的，如图12所示。
[0045]本发明还可以在有源外壳中体现，其中，驱动嵌入在外壳中的外部天线的电力经由电话机的内置电源端口而来自于蜂窝电话机的内部电池。电力还可以来自嵌入在外壳中的太阳能电池。电力还可以来自压电式或其它类似机电生成器的机械运动。
[0046]本发明包括这样的定向波束天线(八木天线、环形或微带天线):其集成在远离用户的电话机背侧上的外壳中，一般以+/-0.020" (+/-0.5mm)的最佳放置容限悬浮在外壳中。这种天线工作为由偶极子和其它紧密耦合的寄生元件(例如，反射器以及一个或多个导向器)的阵列构成的波束天线。这些元件由特定的平坦金属材料(例如铜或金)制成。阵列中的偶极子被置于电话机的内部天线上，通过接近并在特定放置容限(最佳为5%)内有效地耦合，并由所述内部天线驱动。另