专利名称：便携式无线电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携式无线电设备，更具体地涉及具有两个壳体的便携式无线电设备的接地。
背景技术：
许多诸如便携式电话机的最新紧凑的便携式无线电设备在其壳体中包含通信天线。被提供用于便携式无线电设备的壳体由于包含天线必须由诸如树脂的绝缘材料制成。在包括两个壳体的便携式无线电设备的情况下，其中一个用于包含天线的壳体由树脂等制成，而另一个壳体通常由具有高机械强度的金属材料制成。在具有两个壳体的这样一种便携式无线电设备中，包含天线的壳体接地到另一个壳体。此接地由将壳体的电路板互相连接的柔性衬底中的信号线来实现。柔性衬底将壳体的电路板互相连接，并且金属壳体中的电路板连接到金属壳体上。
在上述接地中，当便携式无线电设备通过展开两个壳体而被打开时，柔性衬底的长度和两个壳体的长度之和必须等于获得良好天线特性的预定长度。类似地，当金属壳体和包含在其中的电路板互相连接时，包含天线的壳体中的电路板的长度、柔性衬底的长度以及金属壳体的长度之和必须等于获得良好天线特性的预定长度。在这些条件下，如果柔性衬底比较长，则电路板的长度必须减小。然而，可以安装在短(即小面积)电路板上的器件或模块的数量受到限制。另一方面，通常，柔性衬底在铰链中具有环形部分，该环形部分可折叠地连接两个电路板。当柔性衬底制造得较短时，柔性衬底的环形部分的曲率半径减小，从而产生大的弯曲应力。结果，柔性衬底变得容易断裂。当两个壳体可转动地连接在一起时，在柔性衬底中产生扭应力。当两个壳体可滑动地连接在一起时，在柔性衬底中产生拉应力。当柔性衬底制造得较短时，那些应力增加，使得柔性衬底容易断裂。
JP 2003-347815A公开了由具有用于调节天线长度的金属导线的一个壳体构成的便携式无线电设备。JP 2002-330206A公开了由通过铰链可折叠地连接在一起的两个壳体构成的便携式电话机。该铰链有框架接地部分。然而，这些公知的技术不适合于连接在一起而可以以各种模式移动的两个壳体的框架接地。
发明内容
因而，本发明的目的是在由可移动地连接在一起的两个壳体构成的便携式无线电设备中实现可靠的框架接地。
本发明提供包括两个壳体的便携式无线电设备。第一壳体具有导电构件和第一衬底的至少其中一个。第二壳体包括在其上安装无线电电路的第二衬底和天线元件。第一壳体和第二壳体可移动地互相连接，并且第二衬底电容耦合到导电构件和第一衬底的至少其中一个。
该便携式无线电能够在两个壳体之间进行可靠和容易的接地。在该便携式无线电设备中，不需要使用用于接地的柔性衬底。因而，由于没有必要缩短电路板，就不会对各种器件或模块在衬底上的安装施加限制。
从下列详细的描述中，当结合附图阅读时，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得明显，其中图1A和图1B是示出具有可以折叠在一起的两个壳体的便携式电话机的示例的侧视图和平面图；图2A和2B是示出具有可以转动的两个壳体的便携式电话机的示例的侧视图；图2C是图2A和2B示出的便携式电话机的平面图；图3A和3B是示出具有可以转动的两个壳体的便携式电话机的另一个示例的侧视图；图4A和4B是示出具有可以滑动的两个壳体的便携式电话机的示例的侧视图；图4C是图4A和4B示出的便携式电话机的平面图；图5A和5B是示出具有可以滑动的两个壳体的便携式电话机的另一个示例的侧视图；图6A和6B是示出具有可以折叠在一起的两个壳体的便携式电话机的另一个示例的侧视图和平面图；图7A和7B是示出具有可以折叠在一起的两个壳体的便携式电话机的另一个示例的侧视图和平面图；和图8A和图8B分别示出根据本发明的便携式电话机和传统的便携式电话机的天线特性。
具体实施例方式
本发明的优选实施例将描述如下。图1A和图1B示出作为便携式无线电设备示例的便携式电话机。在该便携式电话机中，上部壳体1和下部壳体2通过铰链4和5可折叠地连接在一起。图1A和图1B是当两个壳体1和2打开即展开时，便携式电话机的侧视图和正视图。在图1A和图1B的每一个图中，阴影部分表示由导电材料制成的区域(同样适用于整个附图)。上部壳体1具有导电材料。下部壳体2容纳用于安装无线电电路6的衬底3和天线元件10。下部壳体2由绝缘材料制成。衬底3通过功率馈电点7(power feeding point)连接到天线元件10上。铰链4由导电材料制成，并安装在上部壳体1中。铰链5由绝缘材料制成，并安装在下部壳体2中。金属端子8和9安装在衬底3的靠近铰链4的一端。金属端子8和9连接至衬底3的接地端(GRD)。
在该便携式电话机的通话期间，即在无线电电路6的接收或者发射操作期间，天线电流从天线元件10经功率馈电点7流至衬底3。天线电流主要流经衬底3的侧端部到达接地至衬底3的金属端子8和9。由于金属端子8和9电容耦合到导电铰链4上，天线电流经铰链4流至上部壳体1。结果，在该便携式电话机操作期间，由天线元件10产生的天线电流接地至上部壳体1。即使当壳体1和2折叠在一起时，金属端子8和9可以电容耦合到铰链4上。
图2A至2C示出便携式电话机的另一个示例。在该便携式电话机中，上部壳体1和下部壳体2通过枢轴11可转动地连接在一起。图2A是当两个壳体1和2展开时，便携式电话机的侧视图。图2B是当两个壳体1和2互相面对以闭合时，便携式电话机的侧视图。图2C是当两个壳体展开时，便携式电话机的平面图。
在如图2B所示的便携式电话机中，在待机状态下上部壳体1和下部壳体2布置成互相面对并堆迭。在通话期间，如图2A和2C所示，上部壳体1和下部壳体2绕枢轴11转动以展开。上部壳体1具有导电材料。下部壳体2容纳用于在其上安装无线电电路6的衬底3和天线元件10。下部壳体2由绝缘材料制成。枢轴11将上部壳体1的后侧连接至下部壳体2的前侧。金属端子12和13靠近上部壳体1的枢轴11布置。金属端子12和13连接至上部壳体1或上部壳体1中衬底(未示出)的接地端(GND)。
在通话期间，由天线元件10产生的天线电流从天线元件10经功率馈电点7流至衬底3。天线电流到达在衬底3的端部中形成的金属端子8和9。金属端子8和9连接至衬底3的接地端(GRD)。当壳体1和2展开时，金属端子12和13接近安装在衬底3上金属端子8和9以电容耦合到金属端子8和9上。结果，天线电流流至上部壳体1或上部壳体1中的衬底。从而，由于在通话期间天线电流接地至上部壳体1，天线特性在包括天线电流频率的频带内得到提高，因而提供了更好的通信质量。
图3A和33示出便携式电话机的另一个示例。同样在该便携式电话机中，上部壳体1和下部壳体2通过枢轴11可转动地连接在一起。在图2A至2C所示的便携式电话机示例中，只有当两个壳体1和2展开时，金属端子8和9与金属端子12和13电容耦合在一起。然而，在图3A和3B所图示的便携式电话机的情况下，即使当上部壳体1和下部壳体2互相面对以闭合时，金属端子8和9与金属端子12和13电容耦合在一起。根据该示例，金属端子12和13可以连接至上部壳体1或壳体1中衬底(未示出)的接地端(GND)。金属端子12和13可将衬底3电容耦合到上部壳体1，或将衬底3电容耦合到上部壳体1中的衬底(未示出)。
图4A至4C示出便携式电话机的另一个示例。在该便携式电话机中，上部壳体1和下部壳体2可滑动地连接在一起。即，壳体1和2互相平行地相对移动以展开。图4A是当两个壳体1和2互相平行地移动以展开时，便携式电话机的侧视图。图4B是当两个壳体1和2互相面对以闭合时，便携式电话机的侧视图。图4C是当两个壳体1和2展开时，便携式电话机的平面图。
上部壳体1具有导电材料。下部壳体2容纳装备有无线电电路6的衬底3和天线元件10，并且下部壳体2由绝缘材料制成。上部壳体1的后侧和下部壳体2的前侧互相接触，并且这些壳体互相平行地相对移动以展开。
金属端子12和13靠近上部壳体1的一端布置。金属端子12和13连接至上部壳体1或上部壳体1中衬底(未示出)的接地端(GND)。无线电电路安装在下部壳体2中的衬底3上。衬底3通过功率馈电点7连接至天线元件10上。金属端子8和9靠近衬底3的一端布置。金属端子8和9连接至衬底3的接地端(GND)。如图4A所示，当壳体1和2展开时，金属端子8和9电容耦合到金属端子12和13。
在无线电电路6的接收或发射操作期间，由天线元件10产生的天线电流经功率馈电点7流至衬底3。天线电流还流至衬底3的一端以到达接地至衬底3的金属端子8和9。如图4A所示，当壳体1和2展开时，天线电流流至上部壳体1以接地至上部壳体1。如图4B所示，当壳体1和2闭合时，金属端子8和9没有电容耦合到金属端子12和13上。
图5A和5B是示出上部壳体1和下部壳体2可滑动地连接在一起的便携式电话机的另一个示例的侧视图。根据该示例，上部壳体1还具有金属端子22和23。即使当壳体1和2闭合时，金属端子8和9电容耦合到金属端子22和23上。
图6A和6B分别是每个示出具有双轴铰链的便携式电话机示例的侧视图和平面图。该便携式电话机包括上部壳体1和下部壳体2以及布置在其之间的中间壳体20。中间壳体20通过铰链4和5可折叠地连接至下部壳体2。中间壳体20还通过枢轴19可转动地连接至上部壳体1。上部壳体1可以绕枢轴19转动。中间壳体20具有金属端子14和15。上部壳体1具有金属端子16和17。
在上述便携式电话机中，当壳体展开时，金属端子8和9电容耦合到铰链4上，且金属端子14和15电容耦合到金属端子16和17上。因此，天线电流通过衬底3和中间壳体20接地至上部壳体1。衬底3与上部壳体1或上部壳体1中的衬底可以只在壳体展开时电容耦合在一起。在图6A和6B所示出的便携式电话机中，即使当壳体1和2展开时，衬底3与上部壳体1或其中的衬底可以电容耦合在一起。
图7A和7B示出便携式电话机的另一个示例。在该便携式电话机中，金属端子9布置在衬底3端部一侧的中心，而金属端子8布置在衬底3端部一侧的端部。高频电流即天线电流由于趋肤效应主要流至衬底3的侧端部上。因此，如图1A至6B所示，待相互电容耦合的金属端子优选地布置在衬底的两端。然而，如7A和7B所示，一个金属端子可以布置在衬底的侧端部之一中。
图8A示出以上实施例的便携式电话机的无线电电路6的天线特性。图8B示出传统便携式电话机的无线电电路6的天线特性。在图8A和8B中，标记1至4分别表示830MHz、840MHz、875MHz和885MHz。在图8A中，回波损耗在各个频率得到减少。当两个史密斯圆图互相比较时，表示所期望的天线特性的频带宽度在包括天线电流的频率(800MHz)的频带上被放大。
根据以上实施例的便携式电话机，流经衬底3端部的天线电流通过电容耦合经金属端子流至上部壳体。因而，壳体1和2在包括天线电流的频率的频带电连接在一起，并且没有必要在铰链中形成柔性衬底。因而，不需要为了获得所需的天线特性而缩短衬底3。
例如，即使当天线的频率是1.5GHz，或1.8GHz时，可以获得类似于800MHz条件下的那些效果。实施例的接地是框架接地，且接地端子是框架接地端子。除了便携式电话机之外，本发明的便携式无线电设备也可应用到由两个可移动连接在一起的壳体组成的无线电设备。
尽管本发明已经结合某些优选实施例进行了描述，可以理解到由本发明所包含的主题不限定于这些具体的实施例。相反，其意图包括所有能包括在权利要求的精神和范围内的替代物、改造物和等同物。
而且，即使权利要求在审查期间进行了修改，发明人的意图是保持所要求权利的发明的所有等同物。
权利要求
1.一种便携式无线电设备，包括具有导电构件和第一衬底中的至少一个的第一壳体；和用于包含第二衬底和天线元件的第二壳体，无线电电路安装在所述第二衬底上，其中所述第一壳体和所述第二壳体可移动地互相连接；所述第二衬底电容耦合到所述导电构件和所述第一衬底中的至少一个。
2.如权利要求1所述的便携式无线电设备，其中所述第二衬底包括导电端子，并且所述导电端子靠近所述第一壳体的所述导电构件和所述第一衬底中的至少一个布置。
3.如权利要求2所述的便携式无线电设备，其中在无线电通信期间，电流从所述第二壳体经所述导电端子流至所述第一壳体的所述导电构件和所述第一衬底中的至少一个。
4.如权利要求1所述的便携式无线电设备，其中当所述便携式无线电设备展开时，所述第二衬底电容耦合到所述导电构件和所述第一衬底中的至少一个。
5.如权利要求1所述的便携式无线电设备，其中所述第一壳体和所述第二壳体可折叠地连接在一起。
6.如权利要求1所述的便携式无线电设备，其中所述第一壳体和所述第二壳体可转动地连接在一起。
7.如权利要求1所述的便携式无线电设备，其中所述第一壳体和所述第二壳体可滑动地连接在一起。
8.如权利要求2所述的便携式无线电设备，其中所述第二衬底包括多个导电端子。
9.如权利要求2所述的便携式无线电设备，其中所述导电端子接地。
10.如权利要求8所述的便携式无线电设备，其中所述导电端子中的至少一个布置在所述第二衬底的侧端部。
全文摘要
本发明提供了一种便携式无线电设备，具有包括导电元件和第一衬底中的至少一个的第一壳体。该设备具有第二壳体，第二壳体用于包含在其上安装无线电电路的第二衬底和天线元件。第一壳体和第二壳体可移动地互相连接。第二衬底电容耦合到导电元件和第一衬底中的至少一个。
文档编号H01Q1/24GK1777049SQ200510123540
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年11月19日
发明者井出好之 申请人:日本电气株式会社