专利名称：便携式无线设备的天线装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种企图用于便携式无线设备，例如移动电话机等的天线装置。本发明还涉及一种用于提供所述的天线装置的方法。
技术状况一种用于便携式无线设备的天线应具有良好的接收灵敏度，并同时是紧缩的。这两个特性难以组合，因此通常需要一个折衷办法。
所述的便携式无线设备包括配置通信的所有便携式设备，例如移动电话机、寻呼机、通信器，也就是说，所谓的室内电话机和传真机以及打印设备的联络器。所述的设备可用于某些类型的无线网络，例如，蜂窝式网络，卫星网络，或较小的本地网络。
至今，市场上有几种类型的天线，例如，螺旋天线、可伸缩天线、旋转天线和陶瓷天线。
螺旋天线是一种其特性基于天线长度和天线螺旋形的间距和直径的螺旋形天线。因为螺旋天线是小的和紧缩的，所以它们有利于在移动电话机中使用。
可伸缩天线是一种可伸出和缩进和/或推入移动电话的天线。当移动电话使用时，该天线伸长，由此获得良好的接收灵敏度。当移动电话不使用时，则天线推入，由此移动电话变成紧缩的，并且易于放入衣袋里。在收缩的位置，接收灵敏度是很差的。因此，当天线收缩时，存在有移动电话不能接收呼入请求的危险。
旋转天线是一种能处于或升起位置或折下位置。当移动电话使用时，该天线升起，由此获得良好的接收灵敏度。当移动电话不使用时，则天线被折下，由此移动电话变成紧缩的，并且易于放入衣袋里。在折下位置，接收灵敏度是很差的。因此，当天线折下时，存在有移动电话不能接收呼入请求的危险。
在可伸缩天线上配置螺旋天线是公知的。这种天线装置包括两个天线，通常称为主天线和副天线。这两个天线通过在可伸缩天线、螺旋天线和电话机的无线电电路之间连接和断开功能可连接到移动电话机的无线电电路。连接和断开功能是受可伸缩天线的位置(伸长或收缩)控制。以相对于如何执行和使它产生什么结果的许多不同的方法可获得连接和断开功能。
在EP0668060A1中所述的一种天线装置包括一个可伸缩天线和一个螺旋天线，它根据可伸展天线的位置可连接到无线电电路，其中仅一个天线其时连接到无线电电路。
在EP0676824A1中所述的另一种天线装置包括一个可伸缩天线。该天线装置也包括一个线圈，该线圈在可伸缩天线伸长时起阻抗匹配元件的作用和在可伸缩天线收缩时起螺旋天线的作用。
在EP 0 516 490 A2中所述的又一个天线装置包括一个可伸缩天线和一个螺旋天线。根据该结构，在可伸缩天线处于收缩位置时，可伸缩天线用作螺旋天线的同轴导体。
在WO94/28593和也在WO94/10720中还描述了一种天线装置包括一个可伸缩天线和螺旋天线。该螺旋天线总是连接到无线电电路，而可伸缩天线在它伸展时仅连接到无线电电路。
所有上面所述的结构描述了一种同螺旋天线一起安排在一起可伸缩直天线。该螺旋天线通过可伸缩天线按照多种结构同心地排列。这些结构描述了主天线、副天线的复杂组合的不同变形和连接和断开功能。结构表示对于排列具有良好接收灵敏度的紧缩天线装置的问题还没有简单的解决办法。
发明的公开本发明要解决的一个问题是，如何提供一种用于便携式无线设备的具有良好接收灵敏度并同时可紧缩的天线装置，该天线装置包括一个主天线和一个副天线。另一个问题是，如何以简单方法提供该天线装置。包括在所述的问题中的是如何提供用于将主天线和副天线连接到无线设备的无线电电路的连接和断开功能。
还有另一个问题是，如何提供该天线装置，以致于能使用不同类型的主天线和副天线。例如，一个旋转天线或一个可伸缩天线可用作主天线和例如一个螺旋天线，一个f-天线，一个陶瓷天线或一个补片天线可用作副天线。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于其天线装置具有良好接收灵敏度并同时是紧凑的便携式无线设备的天线装置。
本发明的另一个目的是提供一种用于连接主天线和副天线到便携式无线设备的无线电电路的简单连接和断开功能，以使该天线能相配合，而与使用主天线和副天线的类型无关。
根据本发明，解决上面问题的方法是提供一种包括一个主天线和一个副天线的天线装置，其中当主天线处于第一位置时，仅主天线接到无线电电路，其中当主天线处于第二位置时，主天线和副天线都连接到无线电电路。
该天线经天线连接件接到无线电电路。主天线在其处于第一和第二位置时与天线连接件接触。当主天线采用第二位置时，副天线借助于转换装置开始与天线连接件接触，由此，主天线和副天线相互并联连接。
本发明的一个优点在于，天线装置同时具有良好的接收灵敏度并是紧凑的。
本发明的另一个优点在于，该天线装置易于实现。
本发明的还有另一个优点在于，该天线装置能用不同类型的主天线和副天线来实现。例如，主天线可以是一个旋转天线或一个可伸缩天线。副天线可以是一个螺旋天线，一个f-天线，一个陶瓷天线或所谓的补片天线。
现在借助于最佳实施例并结合附图对本发明予以更详细地描述。
图1示意地表示根据本发明安装在移动电话上的一个天线装置的第一实施例，该主天线示于升起位置。
图2示意地表示图1的天线装置，其中主天线示于折下位置。
图3示意地表示根据本发明安装在移动电话上的一个天线装置的第二实施例，该主天线示于升起位置。
图4示意地表示图3的天线装置，其中主天线示于折下位置。
图5示意地表示根据本发明安装在移动电话上的天线装置的第三实施例，该主天线示于伸出位置。
图6示意地表示图5的天线装置，其中主天线示于缩进位置。
图7表示根据本发明的第一实施例的方法的示意流程图。
图8表示根据本发明的第三实施例的方法的示意流程图。
优选实施例图1示意地表示根据本发明的天线装置的第一实施例。该天线装置表示安装在便携式无线设备10上，在该例子中，是移动电话。该天线装置包括主天线11和副天线12。在该例子中，主天线是旋转天线和副天线是螺旋天线。该主天线可在呼叫进行期间使用，并可说成是对话天线或有源天线。副天线可在移动电话准备接收输入请求时使用，并可说成是寻呼天线。
主天线11经旋转轴13和天线连接件14可连接到移动电话的无线电电路。副天线12经转换装置15、轴13和天线连接件14可连接到移动电话的无线电电路16。
在图1中，主天线11示于第一或升起位置，其中主天线连接到无线电电路而其中副天线不连接到无线电电路。在呼叫进行期间，主天线处于这个位置，对话位置或有源位置，从而获得良好的接收灵敏度。
当对话完毕时，天线11可折下去，由此移动电话变成很紧凑。移动电话例如要存放在衣袋里是没有问题的。当主天线折下成第二或折下位置(移动电话处于寻呼位置)时，轴13旋转，导致转换装置15也旋转。这样，转换装置与副天线12进入接触。
在图2中，主天线示于折下位置，其中主天线连接到无线电电路，其中副天线也连接到无线电电路。
主天线11在折下位置上具有差的灵敏度。在折下位置上差的灵敏度是由进入靠近移动电话接地平面的地方的主天线产生的。例如，该接地平面是通过移动电话的电路的接地屏蔽或通过移动电话的接地外壳形成的。
根据本发明，当主天线处于折下位置时，主天线11和副天线12为接收灵敏度而相配合。该天线通过开路端11a、12a和通过接到无线电电路16的天线的其它端相互并联连接。
图3示意地表示根据本发明的天线装置的第二实施例。所示的天线装置安装在移动电话10上。天线装置包括主天线11和副天线22。在该例子中，主天线是旋转天线，而副天线是补片天线。
与早期相同的方法，主天线通过可旋转轴13和天线连接件14连接到移动电话的无线电电路。副天线经转换装置15、轴13和连接装置20连接到移动电话无线电电路16。
图3表示在第一或升起位置的主天线11，其中主天线连接到无线电电路16，而其中副天线22不连接到无线电电路。主天线在进行呼叫期间处于这个位置，由此获得良好的接收灵敏度。
当主天线折下到第二或折下位置时，则轴13旋转，也导致转换装置15旋转。这样，旋转装置将进入同第二天线22的连接装置20接触。连接装置20可以是某些类型的接触箔片，当主天线折下时，转换装置15进入接触，以使轴13旋转。
图4表示在折下位置的主天线，其中主天线连接到无线电电路，而其中副天线也连接到无线电电路。
如早所述的，主天线11在折下位置上具有差的接收灵敏度。上面所述的在主天线和副天线之间的配合与各自天线的天线类型无关，从而，即使副天线是补片天线时，也可获得良好的接收灵敏度。此外，当主天线折下时，天线通过它们的开路端和通过被连接到无线电电路16的天线的其它端相互平行连接。
图5示意地表示根据本发明的天线装置的第三实施例。所示的天线装置安装在移动电话10上。该天线装置包括主天线31和副天线22。在该例子中，主天线是可伸缩天线，而副天线是补片天线。
根据本发明的一个实施的例子，主天线31经天线连接件33可连接到移动电话的无线电电路16。副天线22经转换装置可连接到移动电话的无线电电路16，该转换装置可通过接触装置33和绝缘装置34提供。天线连接件33和接触装置32可以是某个类型的接触箔片，当它处于第一和第二位置时，接触箔片可与主天线进入接触。绝缘装置是由主天线设置的，以致于当主天线处于第一位置时，接触装置32与主天线脱离接触，而是与所述的装置34接触。
在图5中，所示的主天线31处于第一或伸出位置，由此，主天线接到无线电电路，并且副天线不连接到无线电电路。主天线在进行呼叫期间处于该位置，由此可获得良好的接收灵敏度。因为接触装置32与绝缘装置34接触，所以它不与主天线接触。
在图6中，所示的主天线处于第二或收缩位置，其中主天线连接到无线电电路并其中副天线也连接到无线电电路。
当主天线推入第二位置时，天线连接件33沿天线滑动，从而主天线将保持与无线电电路连接。该接触装置32将不与绝缘装置34进入接触，而是与主天线进入接触，其中副天线连接到无线电电路。
如早所述的，主天线31在收缩位置上具有差的接收灵敏度。如上所述的在主天线和副天线之间的配合与各自天线的天线类型无关，由此，即使当主天线是可伸缩或折叠天线和副天线是补片天线时，也可获得良好的接收灵敏度。此外，当主天线是折下去时，天线通过它们的开路端和通过连接到无线电电路13的天线的其它端相互并联连接。
在图7中，示出了根据本发明的第一实施例的方法的示意流程图。该方法提供一种用于便携式无线设备的天线装置，该天线装置包括主天线11、31和副天线12、22。主天线可采用如上所述的第一位置和第二位置。根据第一实施例，该方法包括如下步骤(参见图1和2)当主天线11采用第一位置时和当主天线11采用第二位置时，将主天线11经可旋转轴13和天线连接件14连接到无线电电路16，如图7的步骤701。
将轴13设置在主天线的一端，如图7的步骤702，将轴经天线连接件14接到无线电电路，如图7的步骤703，当主天线11采用第二位置时，将副天线12经转换装置15、可旋转轴13和天线连接件14连接到无线电电路16，如图7的步骤704，转换装置15用可旋转轴13设置，如图7的步骤705，以及由于主天线采用第二位置，当轴转动时使所述的装置15与副天线12进入接触，如图7的步骤706。
在图8中，示出了根据本发明的第三实施的方法的示意流程图。根据这个实施例，该方法包括如下步骤(参见图5和6)当主天线31采用第一位置时和当主天线11采用第二位置时，将主天线31经天线连接件连接到无线电电路16，其中天线连接件包括一个接触装置33，如图8的步骤801。
使接触装置33与主天线进入滑动接触，如图8的步骤802，当主天线采用第二位置时，将副天线22经转换装置连接到无线电电路16，从而，该转换装置包括接触装置32和绝缘装置34，如图8的步骤803，以及由于主天线采用第二位置，使接触装置32与主天线31进入接触，如图8的步骤804。
实际上，本发明不受上面所述的和附图所示的实施例限制，而是在所附的权利要求的范围内可进行改进。
权利要求
1．用于便携式无线设备(10)的天线装置，包括一个主天线(11,31)和一个副天线(12,22)，其中主天线可采用第一位置和第二位置，其特征在于，当主天线采用第一位置时，主天线(11,31)连接到所述无线设备(10)的无线电电路(16)，而当主天线采用第二位置时，主天线(11,31)和副天线(12,22)都连接到无线电电路。
2．根据权利要求1的天线装置，其中当主天线(11)采用第一位置和第二位置时，主天线(11)经可旋转轴(13)和天线连接件(14)连接到无线电电路(16)，其中轴(13)设置在主天线的一端并经天线连接件(14)连接到无线电电路。
3．根据权利要求1的天线装置，其中当主天线(11)采用第二位置时，副天线(12)经转换装置(15)、可旋转轴(13)和天线连接件(14)连接到无线电电路(16)，其中转换装置(15)用可旋转轴(13)设置，并且，由于主天线采用第二位置，在轴转动时与副天线(12)接触。
4．根据前面权利要求的任一个的天线装置，其中主天线(11)是一个旋转天线，从而当天线折起时采用第一位置和当天线折下时采用第二位置。
5．根据权利要求1的天线装置，其中当主天线(31)采用第一和第二位置时，主天线(31)经天线连接件连接到无线电电路(16)，其中天线连接件包括一个与主天线滑动接触的连接装置(33)。
6．根据权利要求1的天线装置，其中当主天线采用第二位置时，副天线(22)经转换装置连接到无线电电路(16)，其中转换装置包括接触装置(32)和绝缘装置(34)以及其中由于主天线采用第二位置，接触装置(32)与主天线(31)接触。
7．根据权利要求1、5和6的任何一个的天线装置，其中主天线(31)是一个可伸缩天线，其中当天线伸展时采用第一位置和当天线收缩时采用第二位置。
8．根据前面权利要求的任一个的天线装置，其中主天线(11,31)当其采用第二位置时构成一个传输电路，其中主天线构成传输电路的导体以及所述的无线设备的接地平面构成传输电路的接地。
9．根据前面权利要求的任一个的天线装置，其中当主天线采用第二位置时，主天线(11,31)和副天线(12,22)相互并联连接。
10．根据前面权利要求的任一个的天线装置，其中副天线是一个紧凑天线，它包括螺旋天线、补片天线、陶瓷天线和f-天线类型的天线。
11．提供一种用于便携式无线设备(10)的天线装置的方法，其天线装置包括一个主天线(11,31)和一个副天线(12,22)，其中主天线可采用第一位置和第二位置，其特征在于有下列步骤将主天线(11,31)和副天线(12,22)以这种方法连接到所述的无线设备(10)的无线电电路(16)即当主天线采用第一位置时，主天线(11,31)连接到无线电电路(16)，和当主天线采用第二位置时，主天线(11,31)和副天线(12,22)都连接到无线电电路(16)。
12．根据权利要求11的方法，包括步骤为当主天线(11)采用第一位置时和当主天线(11)采用第二位置时，将主天线(11)经可旋转轴(13)和天线连接件(14)连接到无线电电路(16)，轴(13)设置在主天线的一端，当主天线(11)采用第二位置时，将该轴经天线连接件(14)连接到无线电电路(16)，副天线(12)经转换装置(15)、可旋转轴(13)和天线连接件(14)连接到无线电电路(16)，该转换装置(15)由可旋转轴(13)进行设置，以及由于主天线采用第二位置，当轴旋转时将所述装置(15)与副天线(12)接触。
13．根据权利要求11的方法，包括步骤为当主天线(31)采用第一位置时和当主天线采用第二位置时，将主天线(31)经天线连接件连接到无线电电路(16)，其中天线连接件包括一个接触装置(33)，接触装置(33)与主天线滑动接触，当主天线采用第二位置时，将副天线(22)经转换装置连接到无线电电路(16)，其中转换装置包括一个接触装置()32和一个绝缘装置(34)，以及由于主天线采用第二位置，使接触装置(32)与主天线(31)接触。
14．根据权利要求11-13的任一个的方法，包括步骤为当主天线采用第二位置时，将主天线(11,31)和副天线(12,22)相互并联连接至无线电电路(16)。
全文摘要
本发明涉及一种用于便携式无线设备,例如移动电话机(10)的天线装置和一种用于提供该天线装置的方法。移动电话天线应该具有良好的接收灵敏度并同时是紧缩的。一种能折下、折起或收缩到移动电话中的天线变成紧缩的,但是接收灵敏度变得很差。一种解决方法是一个包括主天线(11)和副天线(12)两个天线的天线装置。该主天线可采用两个位置并总是连接到移动电话的无线电电路(16)。该副天线是一个小的压缩天线。当移动电话处于寻呼位置时,主天线以折下、折起或收缩入位置设置,其中副天线也连接到无线电电路。两个天线构成一种具有良好接收灵敏度和是紧凑的天线装置。
文档编号H01Q1/08GK1228879SQ97197399
公开日1999年9月15日 申请日期1997年8月12日 优先权日1996年8月29日
发明者A·约翰森 申请人:艾利森电话股份有限公司