专利名称：射频开关组件的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及开关组件，特别是用于无线通信装置的开关组件。
如所周知，在通信装置，例如携带式双向无线电装置中要提供一个可以外部接入的射频(RF)附属装置端口以便与远程天线和其他RF附属装置连接。在一个例子中，一个无线电装置有一个连接到一个集成天线的RF路径的RF端口。在无线电装置内部的一个RF开关把RF路径选择地从集成天线交换到RF附属装置端口。通常，当一个附属装置接到RF附属装置端口时，RF开关便自动工作。目前的技术介绍了许多把RF开关装入一个无线电中的方法以支持这项功能。
在1994年1月11日授予Jaramillo等人的美国专利No.5,278,570中介绍一个现在采用的组合同轴连接器和射频开关组件的技术方法。在这个方法中，一个天线连接器和一个RF开关集成在一个携带式无线电装置上。当一个外部连接器接到机壳上，在无线电装置内部的一个RF开关便动作。开关是由一个穿越无线电装置机壳操作的外部插销机构起动的。另一个例子是在1994年11月15日授予Marvet等人的美国专利No.5,365,027中介绍的一个滑动开关组件。这里，一个开关组件用表面安装方法装在一个无线电通信装置内部的印刷电路板上无线电装置离合端口。一个相应的外部连接器提供一个用于连接RF附属装置的端口。当一个外部附属装置接到连接器，附属装置使一个活塞受压从而使开关起动，并且把RF信号从一个天线路径绕行到附属装置端口。在这两个方法中，作为现在技术的典型，都把RF开关组件装在无线电通信装置的主体内部。即使无线电用户可能不需要一个RF附属装置端口，也采用这种设计方法。其结果是招致不必要的制造费用，成为这些用户极大的负担。
所以希望提供在需要时才把RF附属装置接到无线电装置的连接，并且提供相应的RF开关。然而，除非是个别用户的确需要，还要避免为相应的RF开关的制造费用和复杂性。因此需要提供RF开关以支持外部RF附属装置的新方法。
图1是根据本发明的一个带有外接射频开关组件的无线电通信装置的剖面视图。
图2是图1所示根据本发明的一个开关组件在非开关动作状态时沿2-2线的横断面视图。
图3是图1所示根据本发明的一个开关组件在非开关动作状态时沿3-3线的横断面视图。
图4是图2所示根据本发明的一个开关组件，但是在开关动作状态的横断面视图。
本发明为了把一个附属装置连接器与一个无线电通信装置接通提供一个可以外部安装的射频(RF)开关组件，无线电通信装置最好有一个用于可拆卸天线的天线端口并且使开关组件连接到天线端口上。RF开关组件包含一个无线电装置离合端口，一个RF附属装置端口，和一个天线离合端口。无线电装置离合端口装在无线电通信装置的天线端口上，而可拆卸天线可装在天线离合端口上。RF附属装置端口用来接受一个附属装置连接器。RF开关组件有一个机械开关用于交替地把无线电装置离合端口与RF附属装置端口或天线离合端口互连。该开关包含与无线电装置离合端口，天线离合端口，和RF附属装置端口相关联的触点。一个导电元件，最好是带可缩进顶端的探头形式，可以滑动地偏压在无线电装置离合端口触点上。在一个位置上，导电元件使无线电装置离合端口触点与天线离合端口触点电气上互连，而与RF附属装置端口电气上脱离。在另一个位置上，导电元件使无线电装置离合端口触点与RF附属装置端口触点电气上互连，而与天线离合端口电气上脱离。建议RF附属装置端口触点可以移动以便在电气上与导电元件接触并在各自位置之间移动导电元件，由此使开关动作从而使无线电装置离合端口与RF附属装置端口连接。
图1是根据本发明的一个无线通信装置组件100的局部剖面视图。组件100包含一个无线装置101，一个开关组件120，和一个可拆卸天线130。无线装置101装有用于在无线射频信道上传送双向通信的电路。无线装置101有一个天线端口110，这个端口110具备能接受和扣紧可拆卸天线130的螺旋部分135的结构要素。RF开关组件120有一个无线电装置离合端口123与天线端口110连接，和一个天线离合端口127用于接受和扣紧可拆卸天线130。RF开关组件120还具备一个射频附属装置端口125以接纳要求接入无线装置101的射频信号路径的外部附属装置的连接。在无线电组件100中，开关组件120插入在天线端口110和可拆卸天线130之间。天线端口110包含一个带内、外螺旋116,117的天线套筒115，和一个导向槽部件118，用于把开关组件120扣紧和定向。根据本发明，RF开关组件120包括一个机械开关，用于交替地使无线电装置离合端口123，因而也就使天线端口110与射频附属装置端口125或天线离合端口127电气互连。
图2和3是根据本发明的RF开关组件120在非开关动作状态时的横断面视图。图4是根据本发明的RF开关组件120在开关动作状态时的横断面视图。为讨论方便，把推荐实施例的RF开关组件120所有的元件分成一个机壳分组件，一个无线电装置离合端口分组件，一个开关分组件，一个射频附属装置端口分组件，和一个天线离合端口分组件。
机壳分组件包含一个机壳201和一个装饰套202。机壳201为开关组件120的其他部件提供框架或支持结构。机壳201最好是用金属在例如切丝车床上按标准的金属切削工艺制造。机壳201有一个通透的纵向腔291，和一个横切腔292，用于插入和装载主要开关部件。机壳有开口以支持无线电装置离合端口123，天线离合端口127，和射频附属装置端口125。装饰套202最好用例如聚氨基甲酸酯之类的热塑料弹性体制造，模压复盖在机壳201上面。为了美观，装饰套202可以做成带纹理的。
无线电装置离合端口分组件包含一个插座207，一个插座绝缘子208，一个插座O-圈209，一个插座绝缘O-圈210，和一个无线电连接器组件203,204,205,206，这些组件在机壳上组装以形成无线电装置离合端口123。插座207从无线电装置离合端口123伸展到机壳201内，以一个平坦的端面217终结。插座绝缘子208提供插座207对机壳201的绝缘。插座207形成一个用作开关组件120的开关机构的开关触点。
无线电连接器组件包含一个凸缘203，一个螺旋保持套圈204，一个隔圈205，和一个引导套筒206。螺旋保持套圈204粘附在机壳201上，并处在机壳上形成的一个外槽429之中。凸缘203有一个内槽430用来安放螺旋保持套圈204以卡住凸缘203。凸缘203可以绕机壳201自由转动。凸缘203支持一个握紧工具用于转动操作，并且有螺旋与无线电装置的天线套筒115咬合。
隔圈205固定在机壳上，位置在凸缘内。当开关组件120安装在无线装置101上的时候，隔圈限制了螺旋保持套圈的柔性变形。其结果是使组件的紧凑阻力显著改善。隔圈205最好处于保证箝夹力加在机壳上的位置。建议模压复盖外套202有一段柔软部分432把凸缘203部分地隐藏起来。引导密封口206固定在机壳201上的无线电装置离合端口123处，以改善对环境的密封。
天线离合端口分组件包含一个天线插销223，一个天线插销绝缘子224，和装在机壳201上带螺旋的腔228内形成天线离合端口127的O-圈225,226。机壳201上带螺旋的腔228形成一个用于接受和扣紧天线130的带螺旋部分135的架设。在装配时，天线插销绝缘子224固定在带螺旋的腔228内，天线插销223以压配合方式固定在绝缘子224中，使天线插销223在腔228中突出。O-圈225提供在天线插销223和绝缘子224间的密封介面，而O-圈226提供绝缘子224和机壳201间的密封。绝缘子224的周边刻上螺纹，以便把天线介面输出连接器分组件旋进机壳201中。建议绝缘子224上的螺纹与螺旋的腔228是互补方式。在分组件旋进机壳时，绝缘子224上的凹陷453便于把力矩传到天线离合端口分组件。注意在这个结构中，天线离合端口分组件的部件彼此之间和对机壳之间不要求特别的旋转定向。天线插销223的形状要求在连接时与天线130匹配。天线插销223还有一个带侧壁454的终止部分，侧壁454形成凹陷455的周边。天线插销223，特别是侧壁454，形成天线离合端口触点，这个触点是开关组件120的开关机构的一个组成部分。
开关分组件包含一个导电探头213，一个绝缘块314，和一个弹簧复位元件315。在推荐实施例中，导电探头213有一个单端探头。导电探头213由一个套筒439，位于套筒439内的一个探头插销438，和一个把插销438锚定在套筒439上的螺旋弹簧元件437组成。弹簧437和插销438都装在套筒439内。这个结构使插销438预加负荷，允许插销在套筒内移动。插销438的一部分212伸出套筒439外以形成一个可缩顶端。探头插销438在它全部运动范围中都与套筒439有电连接。探头213装在绝缘块314中，以使探头有突出在绝缘块314外的相对的末端。在绝缘块314内，最好在中间部分，有一个开口342，把探头的套筒露出，为了开关动作时进行接触。在这个结构中，绝缘块314将探头213固定在相应位置，使探头顶端212沿平坦表面217在一个垂直位置与无线电装置离合端口触点207偏向地接触。
绝缘块314建议用例如TelflonTM-filled DelrinTM这样的材料制造，这些材料有良好综合的介电常数，机械，和耐磨特性。绝缘块314固定在机壳201内，处于无线电装置离合端口触点207和天线离合端口触点223之间，并由弹簧元件315导向。复位弹簧元件315是预加负荷的并且藏在机壳201的一个套孔345中。弹簧元件315围绕绝缘块314安装以使绝缘块314和探头213偏离套孔345。单端探头按照与它的触点垂直的位置安置，因而有一个比通常的金属片滑动触点较细小的导电复盖区。围在四周的绝缘块314有效地把探头213与围在四周的机壳内膛的金属绝缘。绝缘块314和探头213正常时被复位弹簧元件315偏移以使探头213与天线离合端口触点223接触，因此无线电装置离合端口触点207与天线离合端口触点223电气互连。凹陷445容纳探头213的运动范围。探头213可以从接触侧壁454的位置移动到凹陷内的离开侧壁454的位置。
射频附属装置端口分组件包含一个活塞形式的射频附属装置端口触点216，一个绝缘子317，一个套筒318，一个复位弹簧319,O-圈320,321，和一个e-限位夹圈322。活塞触点216可以移动以接触和离开导电探头213的套管439。复位弹簧319与活塞触点216结合并且预先加压使活塞触点216偏到一个空闲位置从而提供一个开关起动阻力。活塞触点216有一个外表面347与套管318一起形成一个射频附属装置端口的外部界面。活塞触点216用绝缘子317与套管318隔开，绝缘子317使活塞触点216电绝缘，并提供一个可让活塞触点216在其内滑动的光滑孔穴。在全部活塞触点216的行程中，一个内置O-圈320把活塞触点216和绝缘子317之间的界面密封。e-限位夹圈322把有预压力的活塞触点216保持在绝缘子317内。一个外置O-圈321把绝缘子317和机壳201之间的界面密封。射频附属装置端口分组件的部件彼此之间和对机壳之间不要求特别的旋转定向。
这样，开关组件包括了一个机械开关，这个机械开关包含无线电装置离合端口触点207，天线离合端口触点223，射频附属装置端口触点216，和导电探头213。开关交替地使无线电装置离合端口123与射频附属装置端口125或天线离合端口127电气互连。无线电装置离合端口触点207和天线离合端口触点223相互间有空间分隔地固定，而射频附属装置端口触点216相对其他触点207、223，在接触导电探头213的位置和脱离导电探头213或与导电探头213在空间上分开的位置之间移动。当脱离射频附属装置端口触点216时，导电探头213被偏向以使无线电装置离合端口触点207和天线离合端口触点223互连。当加上一个开关起动力时，导电探头滑行，连续地接触无线电装置离合端口触点207，并且与天线离合端口触点223分离。同时，导电探头213使无线电装置离合端口触点207与射频附属装置端口触点216电气互连。正常时，开关偏置在无线电装置离合端口123与天线离合端口127互连的位置，并且当一个附属装置连接器(未画出)接在射频附属装置端口125上时，便自动起动无线电装置离合端口123与射频附属装置端口125的互连。
根据本发明的一个方面，一个单端的探头组件以新的方法被采用。探头的一部分，即探头顶端，连续地滑动接触无线电装置离合端口触点。探头的另一部分，即探头顶端相对的端，依赖于探头的位置，选择地接触天线介面触点。在建议的套管的中点，探头以一种可控的，周期的方式被射频附属装置端口触点接触。同时，可缩的或可偏转的探头插销仍然连续地与一个接触面接触。因此，单端的探头组件可用来提供一个双掷单断动作。和其他的方法比较，滑动探头方法的一个好处是节省需要的空间。
本发明提供显著超过现存技术的优点。一个外部可安装的开关组件与一个通信装置上的天线端口接连，并且提供射频开关以支持连接射频附属装置。这样，除非是个别用户要求，就可以免除用于射频开关的费用。开关组件结合一个机械开关可以在一个紧密的空间周围实现，但是它又提供了有用的功能。
权利要求
1．一个无线电组件，包含一个可拆卸天线；一个有外部接入天线端口的无线电装置，该天线端口具备接受和扣紧可拆卸天线的结构要素；和一个插在天线端口和可拆卸天线之间的开关组件，该开关组件包含一个射频附属装置端口，和一个机械开关，该机械开关交替地把天线端口与射频附属装置端口或可拆卸天线电气互连。
2．权利要求1的无线电组件，其中的开关包含在空间上隔离的第一，第二，和第三个触点；和一个导电元件滑动地与第一个触点在第一个和第二个位置上接触，其中当在第一个位置时，导电元件使第一个触点与第二个触点电气互连，但不与第三个触点连接，并且当在第二个位置时，导电元件使第一个触点与第三个触点电气互连，但不与第二个触点连接。
3．权利要求2的无线电组件，其中开关组件还包含一个无线电装置离合端口，和一个天线离合端口，它们分别连接到天线端口和可拆卸天线；和第一，第二，和第三个触点分别地电气连接到无线电装置离合端口，射频附属装置端口和天线离合端口。
4．权利要求3的开关组件，其中第一和第三个触点彼此相对地固定，第二个触点可以在接触导电元件的位置和脱离导电元件的位置之间相对于第一和第三个触点移动；和用一个特殊的开关起动力使导电元件脱离第二个触点时偏到第二个位置，和使导电元件接触第二个触点时偏到第一个位置。
5．一个射频开关组件，包含在空间上隔离的第一，第二，和第三个触点；和可在第一个触点上的第一个和第二个位置之间移动的一个导电探头，其中当在第一个位置时，导电探头使第一个触点与第二个触点电气互连，但不与第三个触点连接，并且当在第二个位置时，导电探头使第一个触点与第三个触点电气互连，但不与第二个触点连接。
6．权利要求5的射频开关组件，其中导电探头有一个可缩进顶端。
7．权利要求6的射频开关组件，其中导电探头包含一个套管，一个位于套管内的插销，和一个把插销锚定在套管上的弹簧元件，插销和套管有稳定的电接触。
8．权利要求5的射频开关组件，其中第一和第三个触点彼此相对地固定，第二个触点可以相对于第一和第三个触点在接触导电探头的位置和脱离导电探头的位置之间移动；和用一个特殊的开关起动力使导电探头脱离第二个触点时偏到第二个位置，和导电探头接触第二个触点时偏到第一个位置。
9．权利要求8的开关组件，其中导电探头在第一和第二个位置之间移动时，导电探头位于可以沿着第一个触点滑动并且与第一个触点连续接触。
10．一个射频开关组件用于把一个辅助连接器连接到一个无线通信装置上，该无线通信装置具有一个用于可拆卸天线的天线端口，该射频开关组件包含一个无线电装置离合端口用于与天线端口相连接；一个射频附属装置端口用于接受附属装置连接器；一个带有接受可拆卸天线的装置的天线离合端口；一个开关，包含一个电气互连到无线电装置离合端口的第一个触点；一个与第一个触点在空间上分离的第二个触点，该第二个触点电气互连到天线离合端口；一个有可缩顶端的探头偏压在第一触点上，该探头沿第一触点滑动时可以在第一个和第二个位置之间移动，其中当它在第一个位置时探头使第一个触点与第二个触点电气互连，当它在第二个位置时该探头与第二个触点电脱离，正常时探头偏置在第一个位置上；和一个插销触点与射频附属装置端口电气互连，正常时插销触点偏置在离开探头的位置并且可以移动到和探头电气接触，并使探头移动到第二个位置。
全文摘要
一个无线通信装置组件(100)的一个射频开关组件(120),可以安装在一个天线端口(110)和一个可拆卸天线(130)之间用于给一个射频附属装置提供一个接口。射频开关组件(120)有一个无线电装置离合端口(123)一个射频附属装置端口(125)和一个天线离合端口(127),以及与它们相联系的触点(207,216,223)。开关交替地使无线电装置离合端口(123)与射频附属装置端口(125)或天线离合端口(127)电气互连。建议该开关包含一个导电探头(213),当该探头滑动到与天然离合端口触点(223)或与射频附属装置端口触点(216)电气互连时,该探头连续地与无线电装置离合端口触点(207)接触。
文档编号H01P1/10GK1223017SQ98800435
公开日1999年7月14日 申请日期1998年3月3日 优先权日1997年3月3日
发明者特迪·W·罗西奇, 奥兰德·赫南德兹, 莫林·M·库克, 法里思·S·哈巴伯, 小雷蒙德·P·米恩 申请人:摩托罗拉公司