便携式无线设备的制作方法

专利名称：便携式无线设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式无线设备，其配备有安装在例如外壳(如可折叠外壳)中 的天线。
背景技术：
例如，如联系专利文献1所描述的便携式电话那样，广泛使用的便携式无线设备 (如便携式电话终端)具有被分离为上外壳和下外壳的外壳，所述上外壳和下外壳通过铰 链连接在一起，并且所述外壳具有能使外壳开关或者折叠的结构。例如在专利文献2中所公开的那样，还存在使用可旋转的外壳的便携式信息处理 设备，所述外壳具有两个铰链组件和两个自由度。在该结构中，可以选择纵向打开状态或横 向打开状态之一，在纵向打开状态中，在上外壳和下外壳的短边保持互相靠近的同时打开 它们，在横向打开状态中，在上外壳和下外壳的长边保持互相靠近的同时打开它们。专利文献1公开了当此类型的便携式无线设备配备天线时用于增强天线性能的 结构。在该结构中，为了将构建在外壳中的屏蔽盒或提供在上外壳中的屏蔽盒用作天线，通 过柔性线缆将下外壳的屏蔽盒和上外壳的屏蔽盒电连接。为了有效地使用尺寸有限的空间(如外壳)和实现高性能的天线，可以关于便携 式无线设备构造利用外壳作为天线的外壳偶极天线。例如，可以通过如下方法构造具有与 外壳尺寸相同的辐射面积的高性能外壳偶极天线由导电金属组件形成上外壳和下外壳； 在每个所述外壳中布置导电金属框，所述导电金属框具有与外壳的尺寸基本相同的尺寸； 在外壳中使用电路板的接地图案；并且使用这些导电部分作为天线的一部分。例如，专利文献3公开了作为用于增强天线性能的另一技术的一种结构，其中， 在天线的馈电点附近布置具有一个接地端和另一个开路端的导电组件，以减小局部平均 SAR(Specific Absorption Rate，电磁波吸收率)。在该示例中，导电组件被用作地线，并 且，以导电组件引起谐振的方式，将导电组件的长度设置为该导电组件所使用的频带的波 长的四分之一。通过降低流过接地板的天线电流来实现SAR的降低。专利文献1 JP-A-2002-335180专利文献2 JP-A-2003-60759专利文献3 JP-A-2002-353719

发明内容
<本发明要解决的问题>当如上所述的外壳偶极天线被构造时，在使用便携式无线设备时外壳被打开，并 且，在上外壳的外部形状的一边和下外壳的外部形状的一边以并排的方式保持互相靠近的 同时，使用所述便携式无线设备。因此，各个外壳的单个边变得相互紧靠。在通信期间，流 过上外壳的天线电流和流过下外壳的天线电流变得互相相反(电流在相位上变得互相相 反)，由此，天线电流变得互相紧密靠近。为此原因，紧密靠近彼此流动并且方向相反的天线电流互相抵消，因此，整个天线电流降低。结果，外壳偶极天线的有效辐射面积降低，这产生 了频带窄化的问题，在该频带上获取足够的天线增益。具体地，当在其横向打开状态下使用可折叠的便携式无线设备时，保持互相紧密 靠近的上外壳的一边和下外壳的一边是长边。因此，天线电流的抵消程度变得更大。此外， 在接收被作为所谓的一段(one-segment，注册商标)广播而广播的数字广播(DTV)(如电视 节目)的天线的情况下，相应的频带073至770MHz)的波长相对于外壳的尺寸相对较长， 并且还具有更宽的频带。因此，天线特性的恶化变得显著。对此缺陷的可能解决方法是提供由例如导电组件形成的地线，并改变天线电流 的分布状态。然而，这种地线通常铺设为使得伸长到每个外壳的外部，从而所述便携式无线 设备将变得笨拙，或者外壳的设计特性将被破坏。某些设备结构可能遇到排列这种地线、或 者小型化或缩小便携式无线设备的厚度的困难。已基于提供一种便携式无线设备的背景和目的构想出本发明，所述便携式无线设 备可以被小型化或减小厚度，而不涉及外壳的设计特性的破坏，而且，其可以减小在相反方 向上流过外壳的天线电流，以及增强天线特性。〈解决问题的手段〉本发明提供了一种便携式无线设备，包括第一外壳；第二外壳；铰链部件，在可 相对旋转或移动的状态中将所述第一外壳连接到所述第二外壳；天线元件，具有将被安置 在所述第一外壳中的导电组件；电路板，安置在所述第二外壳中；无线电路，其被安置在所 述电路板上并连接到所述天线元件；导电的第一铰链组件以及导电的第二铰链组件，它们 被提供在所述铰链部件中，并具有用于转动所述第一外壳和所述第二外壳的互相不同的旋 转轴；电抗元件，其被提供在所述电路板上并且一端接地；以及连接器，当所述第一外壳和 所述第二外壳由于所述第二铰链组件的转动动作而保持打开时，所述连接器将所述第一铰 链组件电连接到所述电抗元件。通过所述结构，可以将所述第一铰链组件用作地线。降低了在第一外壳和第二外 壳相互紧密靠近的同时、在相反方向上流过互相相对的第一外壳和第二外壳的端部上的边 的天线电流，并可以抑制相反相位的天线电流的抵消影响，从而可以增强天线特性。此外， 使用在所述铰链部件中提供的铰链组件作为地线避免了额外提供用于地线的新构成元组 件的需要。而且，所述地线的导体元件不从外壳伸出，从而可以实现尺寸和厚度上的降低， 而不破坏所述外壳的设计特性。本发明还包括所述便携式无线设备，其中，所述第一外壳和所述第二外壳各自被 形成为具有长边和短边的形状；并且当所述外壳保持打开，并且所述第一外壳的长边与所 述第二外壳的长边保持互相紧密靠近时，所述第一铰链组件通过所述电抗元件而被接地到 所述电路板。通过此结构，当所述外壳在其长边互相紧密靠近的情况下被打开时，所述第一铰 链组件用作地线，并且流到所述地线的天线电流增大。因此，在所述外壳互相相对且互相紧 密靠近的同时，在所述外壳的长边的端部的邻域中，在相反方向上流动的天线电流被减小。 可以减小相反相位的天线电流的抵消影响，并且可以抑制天线增益等特性的恶化。本发明还包括所述便携式无线设备，其中所述第一外壳和所述第二外壳可以在 横向打开状态和纵向打开状态之间打开和关闭，在所述横向打开状态中，由于所述第二铰链组件的转动动作，所述长边变得互相紧密靠近，由此打开所述外壳，在所述纵向打开状态 中，由于所述第一铰链组件的转动动作，所述短边变得互相紧密靠近，由此打开所述外壳； 并且在所述横向打开状态中，所述第一铰链组件通过所述电抗元件接地到所述电路板。通过该结构，在可以使用横向打开状态和纵向打开状态的外壳中，当所述外壳保 持其中外壳的长边互相紧密靠近的横向打开状态中时，所述第一铰链组件被用作地线，由 此可以增强诸如天线增益的特性。本发明还包括所述便携式无线设备，其还包括第一切换电路，其切换所述无线电 路的连接路径；第二切换电路，其切换所述第一铰链组件的连接路径；以及控制电路，其控 制所述第一切换电路的连接状态与所述第二切换电路的连接状态，其中当所述第一外壳和 所述第二外壳由于所述第二铰链组件的转动动作而保持打开时，所述控制电路选择第一连 接状态，其中所述第一切换电路将所述无线电路连接到所述天线元件，并且，所述第二切换 电路将所述第一铰链组件、所述连接器以及所述电抗元件连接到一起；以及当所述第一外 壳和所述第二外壳由于所述第二铰链组件的转动动作而保持关闭时，所述控制电路选择第 二连接状态，其中，所述第一切换电路将所述无线电路连接到所述第二切换电路，并且，所 述第二切换电路将所述第一铰链组件以及所述连接器连接到所述第一切换电路，由此使所 述第一铰链组件与所述无线电路连接。通过此结构，根据外壳的打开状态切换连接路径，因此，可以通过电抗元件将第一 铰链组件接地，由此使第一铰链组件用作地线。此外，可将第一铰链组件用作与天线连接的 路径，这是因为，第一铰链组件可连接到无线电路。本发明还涉及所述便携式无线设备，其中所述第一外壳和所述第二外壳各自被构 造为具有长边和短边的形状，并且可以在横向打开状态和纵向打开状态之间打开和关闭， 在所述横向打开状态中，由于所述第二铰链组件的转动动作，所述长边变得互相紧密靠近， 由此打开所述外壳，在所述纵向打开状态中，由于所述第一铰链组件的转动动作，所述短边 变得互相紧密靠近，由此打开所述外壳；并且所述控制电路在所述横向打开状态中选择所 述第一连接状态，在所述纵向打开状态中选择所述第二连接状态。在可以使用横向打开状态和纵向打开状态的外壳中，通过该结构切换连接路径， 由此可以通过电抗元件而将横向打开状态中的第一铰链组件接地并将第一铰链组件用作 地线。此外，在纵向打开状态中，可将第一铰链组件用作与天线连接的路径，这是因为，第一 铰链组件可连接到无线电路。本发明还包括所述便携式无线设备，其还包括线缆，其通过所述铰链部件铺设， 并将所述天线元件电连接到所述电路板；以及连接路径，用于将所述天线元件电连接到所 述无线电路。通过此结构，位于所述线缆附近的第一铰链组件作为地线操作，有相对较大的天 线电流流过所述线缆，从而相反相位的天线电流可以被更有效地减小，并且可以提高诸如 天线增益等的特性。本发明还包括所述便携式无线设备，其中在所述第一外壳和所述第二外壳的短边 方向上获得的所述第一外壳的电长度和所述第二外壳的电长度短于所述无线电路的操作 频率的波长的四分之一。通过该结构，即使当所述第一外壳和所述第二外壳在它们的短边方向上获得的电长度短于所述无线电路的操作频率的波长的四分之一、所述第一外壳和所述第二外壳在它 们的长边方向上获得的电长度长于所述无线电路的操作频率的波长的四分之一、以及流过 互相紧密靠近的互相相对的外壳的端的邻域的相反相位的天线电流的影响较大时，也可使 所述第一铰链组件用作地线，并且可以增强诸如天线增益等的特性，而不破坏外壳的设计 特性，同时使所述便携式无线设备可以实现尺寸和厚度上的降低。〈本发明的优点〉本发明可以提供一种便携式无线设备，所述便携式无线设备可以降低处于相反方 向、并流过外壳的天线电流，而不破坏外壳的设计特性，同时可以实现尺寸和厚度上的减


图1是示出本发明的第一实施例的便携式无线设备的主要部分的结构的平面图。图2是示出第一实施例的便携式无线设备在其横向打开状态中获得的外部视图 的前视图。图3是示出第一实施例的便携式无线设备在其纵向打开状态中获得的外部视图 的前视图。图4是示出在未提供地线时获得的外壳上的天线电流的分布状态的示意图。图5是示出配备地线的便携式无线设备的另一示例结构的平面图。图6是示出在提供了地线时获得的外壳上的天线电流的分布状态的示意图。图7是示出外壳偶极天线的天线特性的特性图。图8是示出本发明的第二实施例的便携式无线设备的主要部分的结构的平面图。图9是示出第二实施例的便携式无线设备在其横向打开状态中获得的电路的连 接状态的截面图。图10是示出第二实施例的便携式无线设备在其纵向打开状态中获得的电路的连 接状态的截面图。<附图标记说明>11上外壳12下外壳13中间外壳15天线元件21第一电路板22第二电路板23无线电路24、27匹配电路25连接线26连接导体31第一铰链组件32第二铰链组件35电抗元件
36连接线缆41第一切换电路42第二切换电路43控制电路51显示部件52操作部件
具体实施例方式通过便携式无线设备，实施例示出了示例性结构，其中本发明的便携式无线设备 被应用到便携式电话终端等，其使用在移动通信系统(诸如便携式电话)中，并且其具有蜂 窝无线通信功能和数字广播接收功能。(第一实施例)图1是示出本发明的第一实施例的便携式无线设备的主要部分的结构的平面图。 本实施例的便携式无线设备是可以应用到具有可折叠外壳的便携式电话终端的示例性结 构。第一实施例的便携式无线设备的外壳具有作为第一外壳的上外壳11、作为第二外壳的 下外壳12以及在第一外壳和第二外壳之间的连接区域中提供的、相对较小的作为铰链部 件的中间外壳13。上外壳11和下外壳12可以呈现纵向打开状态和横向打开状态，在纵向 打开状态中，外壳绕着它们各自的单个短边转动以由此打开，在横向打开状态中，外壳绕着 它们各自的单个长边转动以由此打开。图1示出了便携式无线设备在横向打开状态中获 得的结构。图2是示出第一实施例的便携式无线设备在横向打开状态中获得的外观的前视 图。图3是示出第一实施例的便携式无线设备在纵向打开状态中获得外观的前视图。上外 壳11和下外壳12被形成为细长的矩形形状。在图1至图3中，上外壳11的长边由附图标 记Ila标注；下外壳12的长边由附图标记1 标注；上外壳11的短边由附图标记lib标 注；并且下外壳12的短边由附图标记12b标注。在中间外壳13中提供用作第一铰链组件的第一铰链组件31和用作第二铰链组件 的第二铰链组件32。第一铰链组件31连接下外壳12、中间外壳13以及上外壳11，同时，可 以绕着由图1中所示的参考符号Y标注的轴的位置在箭头Al的方向上相对转动。第二铰 链组件32连接下外壳12、中间外壳13以及上外壳11，同时，可以绕着由图1中所示的参考 符号X标注的轴的位置在箭头A2的方向上相对转动。具体地，上外壳11通过中间外壳13 连接到下外壳12并被其支撑。因此，便携式无线设备的外壳具有两个自由度，并被构造为可变形。例如，在上外 壳11和下外壳12保持互相重叠的同时，通过第二铰链组件32将上外壳11相对于中间外 壳13在箭头A2的方向上绕着轴X转动。由此，如图1和图2所示，可以使该便携式无线设 备进入横向打开状态，其中，在水平方向较长的状态中打开外壳，其中图中下外壳12的上 端上的长边1 与图中上外壳11的下端上的长边Ila保持互相紧密靠近。此外，当将外壳 在相反方向上转动时，可以折叠所述外壳，以使其进入上外壳11和下外壳12互相重叠的状 态。在上外壳11和下外壳12保持互相重叠的同时，通过第一铰链组件31将外壳在箭 头Al的方向上绕着轴Y转动。由此，如图3所示，可以使该便携式无线设备进入纵向打开状态，其中，以窄的细长的形状打开外壳，同时，图中下外壳12的上端上的短边12b与图中 上外壳11的下端上的短边lib保持互相紧密靠近，中间外壳13夹在它们之间。此外，当将 外壳在相反方向上转动时，可以折叠所述外壳，以使其进入上外壳11和下外壳12互相重叠 的状态。因此，可以在三种状态中的任一种中使用外壳；即纵向打开状态、横向打开状态以 及关闭状态。上外壳11配备第一电路板21，下外壳12配备第二电路板22。类似通常的便携式 电话终端，由液晶显示器件等构成的显示部件51以及相关的电路被构建在上外壳11中。这 些组成元件被布置在第一电路板21上。包括控制部件、无线部件等的各种电路以及操作部 件52被构建在下外壳12中。所述组成元件被安装在第二电路板22上。通过连接线缆36将下外壳12的第二电路板22与上外壳11的第一电路板21电 连接在一起。连接线缆36是由同轴线缆形成的柔性线缆，并被插入到中间外壳13的铰链 部件中。第一电路板21的电源线、地线、必要的信号线等通过连接线缆36而被电连接到第 二电路板22。连接线缆36的同轴线缆的屏蔽导体被连接到第一电路板21的接地处以及第 二电路板22的接地处。在图1所示的示例中，连接线缆36通过穿过中间外壳13的铰链部 件的内部的路径，将第一电路板21连接到第二电路板22。通过连接器36a，将连接线缆36 的一端连接到第二电路板22的与中间外壳13邻近的一端的邻域(图1中的左端的邻域)， 并通过连接器36b，将连接线缆36的另一端连接到第一电路板21的面向中间外壳13的一 端的邻域(图1中的左端的邻域)。本实施例的便携式无线设备配备作为无线功能的用于接收数字广播(DTV)的数 字广播接收功能。使外壳自身作为天线操作的外壳偶极天线被构造作为用于接收数字广播 的天线。虽然未示出，但作为便携式电话终端的便携式无线设备还可以配备蜂窝无线通信 功能，其被用于为语音交谈和分组通信的目的确保通信线路。
用于接收数字广播的无线电路23被安排在第二电路板22上。无线电路23执行用 于接收具有在数字广播中使用的频带的无线信号的处理。这里假定将范围从473至770MHz 的频带用于接收数字广播。当便携式无线设备配备有蜂窝无线通信功能时，便携式无线设 备配备有用于蜂窝无线通信功能的无线电路和天线。例如约800MHz (从830至885MHz的 范围)的频带被用于蜂窝无线通信，并且使用单极天线作为天线。 在便携式无线设备的外壳中，由导电金属框形成上外壳11的主要部分，所述导电 金属框是天线元件15，并具有与外壳的形状基本相同的辐射面积。下外壳12的主要部分 同样由用作天线元件的导电金属框形成。在图1所示的横向打开状态中，在与中间外壳13 相对的外壳一端的附近，通过由导体形成的连接线25，下外壳12的第二电路板22和上外壳 11的天线元件15被电连接到一起。在此情况下，连接线25的一端连接到天线元件15，连 接线25的另一端连接到匹配电路M，并进一步通过匹配电路M连接到无线电路23的输入 端子。具体地，在横向打开状态中，连接线25被用作连接到天线的路径，并且，作为外壳偶 极天线的一部分的天线元件15被连接到无线电路23。通过这种结构，可以使得使用两个外 壳作为天线元件的外壳偶极天线通过使用上外壳11的天线元件15和下外壳12的第二电 路板22的接地图案来操作。在图3所示的纵向打开状态中，上外壳11和下外壳12被电磁 耦合，以作为外壳偶极天线工作。现在，在纵向打开状态中，也可以使用除连接线25之外的 连接组件来形成用于连接到天线元件15的路径。
由导电金属组件形成在中间外壳13中提供的第一铰链组件31。在本实施例中，第 一铰链组件31被用作地线。在第一铰链组件31和下外壳12的第二电路板22之间插入由 弹性可变形的细长导电组件形成并用作连接器的连接导体26。连接导体沈的一端通过电 抗元件35被接地连接到第二电路板22的接地处，连接导体沈的另一端保持与第一铰链组 件31接触，并与其电传导。连接导体沈将第二电路板22电连接到第一铰链组件31。例 如，使用47nH的线圈作为电抗元件35。期望将由第一铰链组件31和连接导体沈组成并用作地线的导体元件的电长度Ll 设置为由无线电路23接收的无线信号的频带(操作频带)的波长λ的约四分之一(例 如，约100mm)。即使当电长度Ll短于(1/4) λ时，也提供电抗元件35，由此，第一铰链元件 31可以被使用，并具有地线的功能。在横向打开状态中，在两个外壳保持互相紧密靠近的情 况下的从长边Ila和12a的位置以及连接线缆36的位置到第一铰链组件31的距离L2被 设置为小于操作频带的波长λ的四分之一。上外壳11和下外壳12中的每个的长边长度 La(在长边的方向上获得的电长度)被设置为例如操作频带的波长λ的约四分之一(约 100mm)；使上外壳11和下外壳12中的每个的短边长度Lb (在短边的方向上获得的电长度) 短于La，S卩，Lb被设置为小于操作频带的波长λ的四分之一。图4是说明在不提供地线时所获得的外壳上的天线电流的分布状态的示意图。当 使具有可折叠外壳的便携式无线设备中的外壳偶极天线工作时，在上外壳11和下外壳12 中获得的天线电流的分布状态变为诸如图4中所示的状态。在上外壳11和下外壳12保持 互相紧密靠近的端的邻域中，流过上外壳11的天线电流61和流过下外壳12的天线电流62 在方向上变得相反(即，具有相反相位的电流在所述端的邻域中流动)，因此，两个天线电 流变得互相抵消。因此，总天线电流被降低，并且还减小了整个外壳偶极天线的有效辐射面 积。天线的辐射面积上的减小导致了获取足够天线增益的频带的缩窄，从而恶化了天线特 性。特别是在横向打开状态中，上外壳11和下外壳12互相紧密靠近的边(长边Ila和 12a)变得更长。长边Ila和1 中的每个的长度(电长度)La现在被设置为操作频带的波 长λ的约四分之一(约100mm)。考虑到操作频带的波长的长边Ila和1 的电长度变得 更大，因此，由相反相位电流引起的天线电流的抵消影响变得更大。此外，当偶极天线被用 作接收数字广播的天线时，对应的频带G73至770MHz)的波长比外壳的尺寸相对更长，并 具有更宽的频带。因此，天线特性的恶化变得显著。相应地，降低这种相反相位的电流和抑 制由天线电流的抵消影响引起的特性恶化的可能对策是提供地线。图5是示出配备地线的便携式无线设备的另一示例性结构的平面图。在图5中所 示示例性结构中，上外壳11配备了用作地线的导体元件65。导体元件65的一端通过电抗 元件66连接到上外壳11的第一电路板21上的接地处(ground)，以被接地，并且导体元件 65的另一端伸出到上外壳11之外。用作地线的导体元件65的电长度以及电抗元件66的 电长度被设置为无线电路23的操作频带的波长λ的约四分之一(例如，约100mm)。在横 向打开状态中，从两个外壳变得互相紧密靠近的长边Ila和12a的位置以及连接线缆36的 位置到导体元件65的距离L2被设置为低于操作频带的波长λ的四分之一。图6是说明当提供地线时所获得的外壳中的天线电流的分布状态的示意图。当使 外壳偶极天线工作时，提供地线，由此外壳上的天线电流的分布状态改变。用作地线的导体元件65被布置在这样的位置与上外壳11和下外壳12互相紧密靠近的长边Ila和1 的 位置以及连接线缆36的距离小于操作频带的波长λ的四分之一。因此，包括电抗元件66 的导体元件65在预定频率上产生谐振，由此，在存在导体元件65的方向上流动的天线电流 63增大。因此，在平行于长边Ila和12a的方向上流动的天线电流61和62降低，所述长 边Ila和1 在上外壳11和下外壳12互相紧密靠近的端的附近。因为作为结果、互相抵 消的相反相位的电流被降低，所以防止了天线的辐射面积的减小。图7是示出作为外壳偶极天线的天线特性的VSWR(电压驻波比)的频率特性的特 性图。图7的特性图示出了通过使用计算机执行的仿真的结果。图7(a)示出了在不提供地 线时所产生的特性，图7(b)示出了在提供地线时产生的特性。当天线电流被相反相位的电 流减小、并因此导致天线的辐射面积的减小时，如图4所述，VSWR足够小(好的)以及产生 期望的天线增益的频带变窄，如图7(a)所示，从而天线特性变差(低频处的VSWR较大(差 的)，并且天线特性的恶化显著)。特别地，在必须接收如数字广播中的宽频带(从473至 770MHz的范围)无线波的应用中，天线特性的恶化变得显著。相反地，当通过提供地线而抑 制了天线电流的降低时，如图5所示，VSWR改善，如图7(b)所示。具体地，通过地线的谐振 改善在低频范围处所产生的VSWR特性，由此获得频带的拓宽。在如图5所示的示例性结构 中，在操作频率带中产生的天线增益可以被改善约5dB。当线性导体元件65被提供作为如图5中所示的示例性结构中的地线时，存在导体 元件被安排得伸出外壳外部的情况，以及外壳在尺寸上将变大以确保用于放置导体元件的 空间的情况。为此原因，采用如图1所示的第一实施例的情况的结构，其中，在提供铰链部 件的中间外壳13中提供的、导电的第一铰链组件31被使用并被用作地线。在此情况下，包 括电抗元件35的第一铰链组件31以及由连接导体沈形成的导体元件在无线电路23的操 作频带上产生谐振，由此，该无线电路被用作地线。因此，外壳偶极天线中的电流的分布状 态以与图6中所示的示例相同的方式发生变化。具体地，流向第一铰链组件31的天线电流 增大，并且在长边Ila和12a的邻域中相反方向的天线电流发生降低，其中在所述长边Ila 和1 处，上外壳11和下外壳12互相紧密靠近。连接线缆36被插入到中间外壳13的内部，并被放置在第一铰链组件31附近的位 置。测试显示相对高的天线电流流过将第一电路板21连接到第二电路板22的连接线缆36。 因此，连接线缆36被安排在靠近第一铰链组件31的位置处，由此用作地线的第一铰链组件 31对外壳偶极天线的天线电流的分布状态的影响变大，从而可以有效地防止相反相位电流 的抵消引起的天线电流的降低。因此，可以提高天线特性，并且可以实现宽带的外壳偶极天 线。在图1所示的示例结构中，通过使用计算机执行的仿真显示出在低频带处获得的VSWR 特性被以如与图5所示的示例性结构中相同的方式的地线的谐振改善。在操作频带处产生 的天线增益可以被改善约3dB。如上所述，根据本实施例，使第一铰链组件31作为地线工作，由此避免了额外提 供用作地线的新构成组件的需要，并且第一铰链组件31被赋予地线的功能。可降低流过互 相紧密靠近且互相相对的外壳端上的边的外壳偶极天线的相反相位的电流。因此可以防止 天线的辐射面积的减小，并且防止诸如VSWR的特性的恶化，从而可以提高天线特性。在此 情况下，地线的导体元件不从外壳伸出，并且用于额外安排的空间也不需要。因此，可以增 强外壳的设计特性，并且尺寸和厚度上的降低也变得容易实现。
(第二实施例)图8是示出本发明的第二实施例的便携式无线设备的主要部分的结构的平面图。 第二实施例是第一实施例的修改，并具备如下结构，其中根据打开或关闭的状态切换用作 地线的第一铰链组件31的连接。与联系第一实施例所描述的构成元件相同的构成元件被 分配相同的附图标记，并省略对它们的解释。在第二实施例的便携式无线设备中，除了包括无线电路23和匹配电路M之外，下 外壳12的第二电路板22还在其上具有用作第一切换电路的第一切换电路41、用作第二切 换电路的第二切换电路42、控制电路43以及匹配电路27。在其它方面，第二实施例与第一 实施例相同。第一切换电路41是用于切换无线电路23与天线之间的连接路径的切换电路。第 二切换电路42是用于切换第一铰链组件31与连接导体沈之间的连接路径的切换电路。第 一切换电路41和第二切换电路42可以根据来自控制电路43的控制信号切换连接状态。第一切换电路41的一个连接端子41a通过匹配电路M连接到连接线25和天线 元件15。第一切换电路41的另一连接端子41b通过匹配电路27连接到第二切换电路42。 第一切换电路41的公共端子41c连接到无线电路23的输入端子。第二切换电路42的一个连接端子4 通过电抗元件35接地，第二切换电路42的 另一连接端子42b通过匹配电路27连接到第一切换电路41的另一连接端子41b。第二切 换电路42的公共端子42c连接到连接导体沈，并通过连接导体沈电连接到第一铰链组件 31。控制电路43向第一切换电路41和第二切换电路42两者输出单个控制信号，由此 在第一切换电路41的连接状态和第二切换电路42的连接状态之间控制和切换。在此情形 下，控制电路43通过未示出的传感器(例如，开关、磁体和霍尔元件等)检测是否存在便携 式无线设备的外壳的横向打开状态，并根据外壳的横向打开状态，自动地在第一切换电路 41的连接状态和第二切换电路42的连接状态之间切换。图9是示出在第二实施例的便携式无线设备的横向打开状态中获得的电路的连 接状态的截面图。图10是示出在第二实施例的便携式无线设备的纵向打开状态中获得的 电路的连接状态的截面图。当外壳在横向打开状态中时，控制电路43以如下方式将连接状态控制为第一连 接状态第一切换电路41的连接端子41a和公共端子41c被连接到一起，并且第二切换电 路42的连接端子4 和公共端子42c被连接到一起，如图9所示。当外壳在纵向打开状态 中(不在横向打开状态中)时，控制电路43以如下方式将连接状态控制为第二连接状态 第一切换电路41的连接端子41b和公共端子41c连接在一起，并且第二切换电路42的连 接端子42b和公共端子42c连接到一起，如图10所示。如图1中所示的第一实施例，当外壳在横向打开状态中时，天线元件15通过连接 线25、匹配电路M以及第一切换电路14连接到无线电路23的输入端子。同时，第一铰链 组件31通过连接导体沈、第二切换电路42以及电抗元件35接地。同时，当外壳在纵向打开状态中时，无线电路23的输入端子与连接线25和匹配电 路对电断开，而通过第一切换电路41、匹配电路27以及第二切换电路42电连接到连接导 体沈和第一铰链组件31。电抗元件35与连接导体沈和第一铰链组件31断开。
如上所述，在横向打开状态中，第一铰链组件31和连接导体沈通过电抗元件35 接地，并且第一铰链组件31用作地线。相反地，在纵向打开状态中，第一铰链组件31和连 接导体沈与电抗元件35断开，并用作连接到无线电路23的天线的一部分、以及用于与天 线元件15连接的路径。在此情况下，上外壳11的天线元件15与第一铰链组件31不直接 连接到一起。然而，它们被安排得互相紧密靠近，因此，上外壳11和下外壳12在无线频率 上电磁耦合，从而作为外壳偶极天线工作。还可以采用如下结构在纵向打开状态中，第一 铰链组件31与上外壳11的天线元件15电连接到一起。在第二实施例中，在具有相反相位的天线电路的抵消影响很大的状态中，如在上 外壳11的长边Ila和下外壳12的长边1 保持互相紧密靠近的横向状态中那样，可以通 过将第一铰链组件31用作地线以及减小流过外壳的相反相位的电流，来改善外壳偶极天 线的特性，从而使频带变宽。在上外壳11的短边lib和下外壳12的短边12b保持互相紧 密靠近的纵向打开状态中，相反相位的天线电流的影响变小。因此，第一铰链组件31被用 作天线或者天线连接路径，而不特别铺设地线，由此，第一铰链组件31可以被有效地使用， 并有助于外壳的小型化。如上所述，在本实施例中，当多个分离的外壳被用作外壳偶极天线时，导电的铰链 组件通过电抗元件接地，并因此被用作地线。流过互相紧密靠近且相对的两个外壳的相反 相位的电流被降低，并且可以抑制天线电流的抵消影响，从而可以在宽带上获得足够的天 线增益。此外，为了提供地线，不需要增加另一导电组件和提供伸出外壳之外的导体元件。 因此，可以避免阻碍外壳的尺寸和厚度降低的因素，而不破坏外壳的设计特性。所述实施例已经提供了将本发明应用到具有蜂窝通信功能以及数字广播接收功 能的便携式电话终端中的情况。然而，本发明同样可以被应用到紧凑的便携式无线设备中， 如具有其它各种无线通信功能和广播接收功能的便携式电话终端、便携式信息终端(PDA) 以及其它电子设备。本发明不被限制于在所述实施例中提供的公开。本发明还计划包括由本领域的技 术人员根据本专利申请的描述和公知技术所想出的修改和应用。所述修改和应用将落入所 寻求保护的范围中。本专利申请基于2008年6月10日提交的日本专利申请(JP-A-2008-151976)，通 过引用将它的主题合并到这里。〈工业实用性〉本发明产生了能够减小在相反方向上流过外壳的天线电流以及改善天线特性的 优点，同时可以获得尺寸和厚度上的降低而不破坏外壳的设计特性，并且其作为在外壳 (例如，可折叠的外壳)中提供天线的便携式无线设备等很有用。
权利要求
1.一种便携式无线设备，包括第一外壳； 第二外壳；铰链部件，其使所述第一外壳和所述第二外壳在可相对旋转或移动的状态下连接； 天线元件，其具有被安置在所述第一外壳中的导电组件； 电路板，其被安置在所述第二外壳中； 无线电路，其被安置在所述电路板上，并连接到所述天线元件； 导电的第一铰链组件、以及导电的第二铰链组件，它们被提供在所述铰链部件中，并具 有用于转动所述第一外壳和所述第二外壳的互相不同的旋转轴； 电抗元件，其被提供在所述电路板上，并且一端接地；以及连接器，在所述第一外壳和所述第二外壳由于所述第二铰链组件的转动动作而保持打 开时，所述连接器将所述第一铰链组件电连接到所述电抗元件。
2.如权利要求1所述的便携式无线设备，其中，所述第一外壳和所述第二外壳各自被 形成为具有长边和短边的形状；并且当在所述第一外壳的长边与所述第二外壳的长边互相紧密靠近的情况下、所述外壳保 持打开时，所述第一铰链组件通过所述电抗元件而接地到所述电路板。
3.如权利要求2所述的便携式无线设备，其中，所述第一外壳和所述第二外壳可以在 横向打开状态和纵向打开状态之间打开和关闭，在所述横向打开状态中，由于所述第二铰 链组件的转动动作，所述长边变得互相紧密靠近，由此打开所述外壳，在所述纵向打开状态 中，由于所述第一铰链组件的转动动作，所述短边变得互相紧密靠近，由此打开所述外壳； 并且在所述横向打开状态中，所述第一铰链组件通过所述电抗元件接地到所述电路板。
4.如权利要求1所述的便携式无线设备，还包括 第一切换电路，其切换所述无线电路的连接路径；第二切换电路，其切换所述第一铰链组件的连接路径；以及控制电路，其控制所述第一切换电路的连接状态与所述第二切换电路的连接状态，其中，当所述第一外壳和所述第二外壳由于所述第二铰链组件的转动动作而保持打开时，所 述控制电路选择第一连接状态，其中，所述第一切换电路将所述无线电路连接到所述天线 元件，并且，所述第二切换电路将所述第一铰链组件、所述连接器以及所述电抗元件连接到 一起；以及当所述第一外壳和所述第二外壳由于所述第二铰链组件的转动动作而保持关闭时，所 述控制电路选择第二连接状态，其中，所述第一切换电路将所述无线电路连接到所述第二 切换电路，并且，所述第二切换电路将所述第一铰链组件以及所述连接器连接到所述第一 切换电路，由此使所述第一铰链组件与所述无线电路连接。
5.如权利要求4所述的便携式无线设备，其中，所述第一外壳和所述第二外壳各自被 构造为具有长边和短边的形状，并且可以在横向打开状态和纵向打开状态之间打开和关 闭，在所述横向打开状态中，由于所述第二铰链组件的转动动作，所述长边变得互相紧密靠 近，由此打开所述外壳，在所述纵向打开状态中，由于所述第一铰链组件的转动动作，所述短边变得互相紧密靠近，由此打开所述外壳；并且所述控制电路在所述横向打开状态中选择所述第一连接状态，在所述纵向打开状态中 选择所述第二连接状态。
6.如权利要求1所述的便携式无线设备，还包括线缆，其通过所述铰链部件被铺设，并将所述天线元件电连接到所述电路板；以及 连接路径，用于将所述天线元件电连接到所述无线电路。
7.如权利要求2、3和5中的任一项所述的便携式无线设备，其中，在所述第一外壳和所 述第二外壳的短边方向上获得的所述第一外壳的电长度和所述第二外壳的电长度比所述 无线电路的操作频率的波长的四分之一短。
全文摘要
本发明公开了一种便携式无线设备，其中，通过降低在相反方向上流入外壳的天线电流来增强天线特性，同时在不引起对外壳的设计破坏的情况下进行小型化和薄型化。具有上外壳(11)、下外壳(12)以及中间壳(13)的便携式无线设备可以选择纵向打开的状态和横向打开的状态，并且，当第二铰链组件(32)转动使提供横向打开状态时，上外壳(11)的天线元件(15)通过连接线(25)与下外壳(12)的第二电路板(22)上的无线电路(23)连接，并且中间外壳(13)中的第一铰链组件(31)通过连接导体(26)和电抗元件(35)接地到下外壳(12)的第二电路板(22)的接地处。因此，第一铰链组件(31)被用作地线，从而降低了在彼此面对的上外壳(11)和下外壳(12)之间流动的相反相位的天线电流。
文档编号H01Q1/48GK102057534SQ200980121890
公开日2011年5月11日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年6月10日
发明者垣津晴彦, 小林弘晃, 山口雄史 申请人:松下电器产业株式会社