专利名称：天线装置以及带有该天线装置的电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天线装置以及带有这种天线装置的电设备。本发明特别是用于我们在美国专利5,204,687中所描述的可伸缩式天线装置，下面说明这篇申请。
我们的在先美国专利5,204,687公开了一种特别用于CT2无绳电话的天线装置，该天线装置包括一杆状天线和一个装在该杆状天线一端的环形天线。整个天线装置可以在外壳中移动，其位置要么到大体上在只有环形天线配备在外壳外部的收回位置，要么整个杆状天线和环形天线都配备在外壳外部的伸出位置。杆状天线和环形天线都预调到相同频率，这种配置使该天线装置处在收回位置时其环形天线能用于短程操作，而该天线装置处在伸出位置时其杆状天线能用于远程操作。在该篇专利所描述的优选实施例中，环形天线和杆状天线都是四分之一波长。
本发明的一个目的是提供一种上述杆状/环形式天线装置，该天线装置具有许多下面详细描述的优点。
根据本发明的一个方面，提供一种天线装置，该天线装置包括一杆状天线和一装在该杆状天线一端的环形天线；其特征在于环形天线包括一个安装住杆状天线的一端并预制有螺旋槽的介质芯(eielectric core)，一个固定在槽中的导电螺旋线圈，一个通过卷绕无焊连接与螺旋线圈的一端相连接的导电连接件，以及一个封装螺旋线圈的介质套管。
根据所描述的优选实施例的进一步特性，导电体带有一个金属套管，位于螺旋槽的一端，用于安装螺旋线圈对应端的螺旋槽一端；在另一端有一个用于将螺旋线圈与一电路导电连接的金属柄。另外，安装螺旋线圈的套管有一个紧靠预制介质芯对应端面的平端面。
上述特性提供了非常坚固的结构，使天线装置，特别是环形天线即使受到苛刻的机械处理时能保持其临界电辐射特性。
根据本发明的另一方面，该杆状天线和环形天线都是八分之三波长，取代了美国专利5,204,687优选实施例中描述的四分之一波长天线。这样可增加天线增益。另外，其整机电路包括由一个约8.2nH的电感和一个约1.4pF的电容组成的公共阻抗匹配电路，该公共阻抗匹配电路当杆状天线导电连接该整机电路时与杆状天线连接，并当环形天线导电连接该整机电路时与环形天线连接。由于意外地发现杆状天线和环形天线都可以使用这种阻抗匹配电路，从而免除了提供两个独立阻抗匹配电路的需要。
通过下面的描述本发明的其它特性和优点将变得非常明显。
下面参考附图通过唯一的实施例来说明本发明。
图1和2说明包括根据本发明构成的天线装置的电设备的一种形式，图1所示为天线装置处在其伸出位置，图2是其处在收回位置；图3是更详细地说明图1和2天线装置的侧视图；图4是与图3对应但更详细地说明了天线装置各个部件的纵剖面图；图5是说明图1—4的天线装置中环形天线结构的部件分解图；图6和7是更详细地说明图1—4的天线装置中杆状天线结构的局部放大图，部分用剖面表示；图8是用于杆状天线和环形天线的公共阻抗匹配电路。
图1和2给出的电设备是特别用于无线射频通信系统的发射—接收机设备。该电设备包括一个封装用示意图表示的电话发射—接收机的无线电路4的外壳，以及一个整体用标号6表示的可伸缩天线装置，当其处在伸出位置(图1)时适合于供远程使用，而当其处在收回位置(图2)时适合于供短程使用。天线装置6通过一阻抗匹配电路8和一馈线9连接无线电路4。
天线装置6由一个直的杆状天线10和一个安装在该杆状天线顶端的环形天线20组成。该天线装置可在固定于外壳2上的导电连接件30中滑动并经匹配电路8和馈线9连接到无线电路4，这样，当该天线装置处在其伸出位置(图1)时形成无线电路4到杆状天线10的导电连接，当该天线处在其收回位置(图2)时形成无线电路4到环形天线20的导电连接。
图3—7更详细地说明了天线装置6中杆状天线10和环形天线20的结构。
杆状天线10包括一中心金属杆11和一外部介质套管12。杆状天线10的下端包括一与中心金属杆11导电连接并为中心金属杆11提供外部导电连接的金属套管13。杆状天线10的顶端包括一套在金属杆11和其介质套管12顶端以支撑环形天线20同时中断此处的导电连续的介质套管14。为达到该目的，介质套管14的顶端有一用于安装环形天线20的带外螺纹的介质心柱(dielectric stem)(图6、7)。
从图4和5可以更详细地看出环形天线20的构造。它包括除在直径减小的端部23和有增大的顶端24的另一端之外沿其全长预制有导电槽22的介质芯21。在增大的顶端24与螺旋槽部分21的接头处形成一个环形台肩24a，并形成一半圆形外表面24b。
环形天线20还包括一个安装在介质芯21的螺旋槽22中的导电(金属)线制成的螺旋线圈25。线圈25的一端25a靠在芯的增大顶端24的环形台肩24a上。线圈25的另一端25b安装在金属连接件26的螺旋槽26a中。金属连接件26的一端包括一个在环形天线20装配好的情况下紧靠芯21的端部23的平端面26b，为达到该目的，端部23的端面23a被整平。连接件26的另一端包括一个带有用于安装杆状天线10的外螺纹式介质心柱15(图6、7)的内螺纹孔27a。
介质套管28封装芯21，导线线圈25和导电连接件26，而将金属柄27露出。
导电连接件30带有用于将其拧入外壳2的开口中的螺纹体31。导电连接件30在该天线处在伸出位置(图1)时可与杆状天线10端部的金属套管13连接，而在该天线处在收回位置(图2)时可与金属柄27连接。因此，当该天线装置处在其伸出位置(图1)时，连接件30和金属套管13间的导电连接使杆状天线10与无线电路4导电连接，当该天线装置处在其收回位置(图2)时，连接件30啮合套管27使环形天线20与无线电路4导电连接。
下面是构成附图中说明的天线6的一种方法例如通过注模，将介质套管14加到杆状天线10的中心金属杆11的一端套在金属杆11的顶端并限定外螺纹心柱15(图6、7)。为将中心杆11更牢固地固定在介质套管14中，最好将金属杆顶端整平，如图6的11a处所示。如14a处所示，介质套管14的下端有一个用于安装预制介质套管12顶端的环形凹口。后一个套管的长度完全套住中心金属杆11。
然后，将金属套管13加到中心金属杆11和其外部的介质套管12的下端。为使金属套管13和中心杆11之间建立良好的导电连接，金属杆11和介质套管的外端最好使该金属套管被向内压；金属杆的外部顶端被整平；然后，金属杆和介质套管使金属套管13被向外压以使金属杆楔的平端牢固地顶住金属套管的内表面。
环形天线的装配是通过将螺旋导线25装到预制芯21的螺旋槽22中，直到导线的端部25a紧靠在该芯的加厚端24的台肩24a上。螺旋导线25的另一端25b拧入金属连接件26的螺旋槽26b，直到金属连接件26的平面26b紧靠在芯的平面23上。然后，螺旋导线25的端部25b卷绕在金属连接件26上以提供良好的导电接触。由于焊剂有油芯效应的趋势，从而改变线圈25的导电特性，因此导电接触最好是无焊剂的接触。
然后，介质套管28紧靠加厚头24的平环形壁24a套住整个金属线圈25和线圈另一端的导电连接件26，但大体上将金属柄27的全长露出。如果需要，可以在芯21和其线圈25的外表面加上粘结剂，使介质套管28、芯21、金属线圈25和导电连接件26之间产生牢固的机械粘结。
天线装配好后，可以通过连接件30插到外壳2，其中连接件30由其螺纹体31固定到外壳2。这样，可以将天线装置6伸出到其伸出位置(图1)。
在该位置，连接件30啮合金属套管13使杆状天线10与无线电路4导电连接。当天线装置6移到的其收回位置(图1)时，导电连接件30与金属柄27连接使环形天线20连接该电路。天线装置处在伸出位置(图1)能使杆状天线10用于远程操作；而天线装置处在收回位置(图2)能使环形天线20用于短程操作。
已经发现，如果杆状天线10和环形天线20各为八分之三波长，而不是四分之一波长时可增加天线增益。然而，这需要在图1和2所示的标号8处有一个阻抗匹配电路。
图8说明一个意外发现的杆状天线10和环形天线20都能使用的阻抗匹配电路，因而免除了两个天线工作时分别使用各自的匹配电路的要求。如图8所示，阻抗匹配电路包括一个连接在馈线9和起动的杆状天线10或环形天线20之间电感值为8.2nH的电感线圈L，以及连接在地线和电感线圈L与天线接头之间的1.4pF的电容。
权利要求
1.一种天线装置，包括一杆状天线和一装在该杆状天线一端的环形天线；其特征在于该环形天线包括一个安装杆状天线的一端并有预制螺旋槽的介质芯，一个固定在该槽中的导电螺旋线圈，一个通过卷绕无焊连接与该螺旋线圈的一端相连接的导电连接件，以及一个封装该螺旋线圈的介质套管。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于所述导电连接件由一端带有用于安装螺旋线圈对应端的螺旋槽构成，并在另一端包括一个用于将螺旋线圈与一电路导电连接的金属柄。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于安装螺旋线圈一端的导电连接件包括一个紧靠预制介质芯对应端面的平端面。
4.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于所述介质芯的自由端有一个预制的增大顶端，芯上的螺旋槽在增大顶端终止，螺旋线圈的自由端紧靠该增大顶端。
5.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于所述金属柄带有一个内螺纹孔并安装杆状天线对应端的介质材料附带的外螺纹杆以将环形天线固定到杆状天线。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于杆状天线与介质材料外螺纹杆的端部相对的一端包括一个导电连接件，这样可以经后一个导电连接件使杆状天线与电路导电连接，或经金属柄使环形天线与电路导电连接。
7.一种电设备，包括一个封装电路的外壳装置；一个根据权利要求6所述可以在外壳中移动到大体上只有环形天线露在外壳外部的收回位置，或整个杆状天线和环形天线都露在外壳外部的伸出位置天线装置；以及一个由外壳附带的导电连接件，该导电连接件能在天线装置处于收回位置时有效地使环形天线的金属柄与电路导电连接，或在天线装置处于伸出位置时有效地使杆状天线的导电连接件与电路导电连接。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于杆状天线和环形天线都被预调到相同的频率以分别用于短程操作和远程操作。
9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于杆状天线和环形天线都是八分之三波长，整机电路包括由一个约8.2nH的电感和一个约1.4pF的电容组成的公共阻抗匹配电路，该公共阻抗匹配电路当杆状天线导电连接该整机电路时与杆状天线连接，并当环形天线导电连接该整机电路时与环形天线连接。
全文摘要
一种天线装置包括一杆状天线和一装在该杆状天线一端的环形天线。该环形天线具有一个由杆状天线附带并预制有螺旋槽的介质芯，一个固定在该槽中的导电螺旋线圈，一个通过卷绕无焊连接与该螺旋线圈的一端连接的导电连接件，以及一个封装该螺旋线圈的介质套管。
文档编号H01Q9/04GK1126383SQ9510555
公开日1996年7月10日 申请日期1995年6月13日 优先权日1994年6月13日
发明者米歇尔·埃利奥特, 马提·马蒂斯凯伦 申请人:盖尔特尼克斯有限公司