专利名称：使用三维电路托架的可转接匹配电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电话，具体来说涉及用于无线电话的可伸缩天线的匹配电路。
发明的背景许多无线电话都使用可伸缩天线，即可以在无线电话外壳上伸出和缩回的天线。可伸缩天线电连接到一个收发两用机上，按可操作方式与定位在内部设置的印刷电路板上的一个信息处理电路相关联。为了在天线和收发两用机之间实现最大的功率传输，最好对收发两用机和天线进行相互连接，以使相应的阻抗基本上“匹配”，即进行电调谐以滤除或补偿不期望出现的天线阻抗分量，在电路馈电点提供一个50欧姆的阻抗值。不幸，困扰这样一种匹配系统的是，可伸缩天线由它的本身的性质决定具有动态分量，即相对于外壳和印刷电路板发生移动或平动的分量，就此而论一般没有单一的阻抗值。相反，可伸缩天线在从一个伸出位置回到缩回位置时一般要产生有很大不同的阻抗值。因此，优选的作法是，阻抗匹配系统改变天线的阻抗，以便有天线伸出和缩回时能正确匹配天线和收发两用机这两者的阻抗。
无线电话和内设的印刷电路板的微型化使匹配网络的物理结构进一步复杂。许多较流行的手持无线电话正在进行微型化。的确，许多现代流行的款式只有11-12厘米长。因为印刷电路板放在无线电话的内部，和携带式无线电话的微型化相对应的，印刷电路板的尺寸也在收缩。遗憾的是，由于印刷电路板的尺寸减小，一般来说也要相应减小可用来支持期望的操作和性能参数的空间的大小。因此，人们的期望是有效地并且高效地利用无线电话内和印刷电路板上的有限空间。
这种微型化还可能产生与其它部件(如向外伸出的可伸缩天线)的复杂的机械和电气连接，可伸缩天线一般来说必须与外壳相互连接以便得到机械支撑，并且如以上讨论的，要连接到阻抗匹配系统，阻抗匹配系统按可操作方式与印刷电路板相关联，以使信号可以得到处理。
现在参照附
图1A和1B，其中分别表示在伸出的和缩回的天线位置的期望的等效电路10、10′。如图所示，在图1B中，天线拉杆12在伸出位置按半波(λ／2)负载操作。在这种情况下，天线馈电的输出端的阻抗高达600欧姆。与之相对比，在缩回位置，如图1A所示，天线拉杆12按四分之一波长(λ／4)负载操作，阻抗一般接近50欧姆。因此，当天线处在伸出位置，可能需要有一个L-C匹配电路。
在过去，常规的携带式无线电话已以采用了各种各样的天线连接方式来匹配天线的阻抗和外壳及印刷电路板的阻抗。例如，授予Tsunekawa等人的美国专利第5374937号建议使用无线电话外壳内印刷电路板上的向下隔开的触点或终端，其作用是接通或短路相关的匹配网络。不幸和不利的是，这种类型的转接连接使用了一系列分散的转接部件，例如滑触触点，此外还还使用了在印刷电路板上的不期望数量的空间。此外，这种结构可能限制无线电话的运行带宽。
Gerard J．Hayes和Howard E．Holshouser在1997年5月20日递交的题目为“带有天线匹配转接系统结构的无线电话”的一个共同待审查专利申请(8194-73)中描述了一个替换方案。这个系统使用了横向隔开的电路和天线触点，以减小操作该匹配系统所需的在印刷电路板上的空间的大小。然而，这个系统在转接装置中和天线到设备的电路板的相互连接中使用了一系列的分散的部件。
其它一些人也试图合并分散的印刷电路板，把电路部件放在天线的基部。遗憾的是，印刷电路板一般来说是易碎的，因此缺少在重复使用的应用中期望有的那种耐用性。此外，因为RF(射频)和基频轨迹必须互相隔离，某些电路部件的相互连接和所要求的制造容差使这些设计的缺点更加严重。
发明的目的和发明的概述因此，本发明的一个目的是提供一种匹配系统，这种匹配系统能够减少用来产生一个可伸缩天线匹配系统的转接触点和分散部件的数目。
本发明的另一个目的是按照可以组合天线组件的机械的和电气的接口的方式使用一种整体式匹配系统来转接和匹配天线的相关阻抗。
本发明的再一个目的是减少滑触触点和单独开关的数目，并且减少操作一个可伸缩天线匹配系统所必须的印刷电路板空间的大小。
本发明的还有一个目的是提供一种可与现存的各种型号的无线电话一起使用的带有一个集成电路的天线底座。
本发明的下一个目的是提供一种可靠、耐用、和经济的天线匹配电路。
通过定位在一个天线组件上的三维电路满足了这些目的和其它目的，所说的天线组件把一个匹配电路和分开的RF和接地电路集成在一起。本发明的第一方面包括一个天线组件，它的结构可以在天线伸出时确定和激励一个匹配电路。天线组件包括一个电路托架天线底座单元。这个底座单元在外表面上包括一个预先确定的导电的和不导电的构形。外表面的导电部分和通道确定了分开的信号路径和接地路径。天线组件还包括一个具有相对的第一端和第二端的可伸缩天线，穿过可伸缩天线的中心确定了一个中央轴线。在第一和第二端上包括相应的第一和第二导电部分。这个天线可穿过围绕中央轴线的通道在第一伸出位置和第二缩回位置之间滑动地伸缩。当天线伸出时，第一导电部分与天线底座电连接。在一个优选实施例中，这个电路托架天线底座单元包括一个设置其上的匹配电路，以便当天线伸出时，匹配电路在信号路径中被接通和激励。优选地，信号路径包括单个的RF馈电点。
电路托架天线底座单元还可包括一个定位在底座上端的断路开关。这个断路开关的结构应该是能与天线上的一个导电部分接触，以便当天线在缩回位置时使匹配电路断电，借此使匹配电路在天线缩回时退出信号路径。最好这能断开匹配电路的电抗性部件，借此可以允许较宽的无线电话操作频率。
在一个优选实施例中，天线底座部件包括一个具有外表面的圆柱形主体和一个具有内表面的通道。天线底座包括一个电路托架，电路托架设在内和外表面的选定部分上，以便可以确定一个第一无线电信号路径和一个分开的第二接地信号路径。这个通道的结构应可在里面接纳可伸缩天线的一部分。优选地，所说的外表面包括一个有一个下凹区的不导电的螺纹部分，这个下凹区有助于分开RF和接地轨迹。在一个实施例中，螺纹部分的上部是导电的，它的结构适于与无线电话外壳中的一个接地插头啮合。下凹区可防止在装到无线电话中时对接地插头短路。
本发明的另一方面包括一个形成用于确定一个信号路径和一个分开的接地路径的托架电路的方法。优选地，托架电路与无线电话可伸缩天线底座组件中的一个可转接的匹配系统一起使用。这个方法包括如下步骤模制部分底座部件，即由第一种材料构成的第一层；在第一层选定的区域的上方用第二种材料形成第二层。保持底座部件第一层的预定部分的表面露在外部。给第一层的外露表面涂以导电涂层，从而在一个底座部件上形成三维导电的信号和接地电路。优选地，第二层由非催化材料形成，第一层由催化材料形成，从而使第一层由能接受金属涂层的材料形成，第二层则不能接受金属涂层。
按另一种方式，可露出一个选定部分进行光致成像，从而形成电路托架的一部分。
在操作中，当天线伸出时，天线的天线底座形成整体式的电感和电容匹配元件。最好是，这个三维的电路包围着支撑的结构，因此匹配系统就不需要单独的滑触触点，因为用于天线的机械支撑结合在与天线底座内天线的缩回和伸出对应的电的转接当中。
在下面的说明书中将详细描述本发明的上述目的、其它目的、和各个方面。
附图简述图1A是常规的缩回天线的等效电路的一个示意图，缩回的天线在这里模拟表示为一个1／4波长的短线。
图1B是常规的1／2波长的伸出的天线和相关的L-C匹配电路的等效电路的一个示意图。
图2是按照本发明的一个实施例的一个匹配电路的示意图，当天线缩回时L-C部件从该电路退出。
图3是按照本发明的一个电路托架天线底座单元的一个放大的透视图。
图4是图3的电路托架天线底座单元的透视图，表示按照本发明的这个单元的另一侧和底部。
图5A是模制过程是第一阶段的一个透视图，表示按照本发明的第一方面的一个子部件托架电路上的预定的抬高的表面，这些抬高的表面在图5C所示的结束部分内是导电的。
图5B是模制过程的第二阶段的一个透视图，表示图5A的模制部分，这个模制部分是用另外的材料在第一子部件的上方模制的。
图5C是图5B所示的部分在按照本发明的一个实施例镀上金属后的一个剖面图。
图6A是按照本发明的一个实施例一个托架电路组件的放大透视图。
图6B是图6A的托架电路组件的另一侧。
图7是具有按照本发明的一个附加实施例的一个托架电路的无线电话和天线的分解视图。
图8A是按照本发明的一个天线组件的一个实施例的侧视图。
图8B是图8A的天线组件的剖面图。
图9A是按照本发明的一个托架电路的一个附加实施例的顶视透视图。
图9B是图9A所示的托架电路的相对侧的顶视透视图。
图10是图9A所示的托架电路的顶视透视图。
图11是装配在图9A所示的托架电路内的一个天线的侧视图。
优选实施例的描述下面参照附图更加全面地描述本发明，附图中表示的是本发明的优选实施例。然而，可以按许多不同的方式实施本发明，不应当认为本发明只限于这里提出的实施例。相同的数字在整个说明书中代表相同的部件。在附图中，为清楚起见加大了某些厚度。
一般来说，如图3、4、6A、6B所示，本发明涉及的是一种作为天线底座单元15定位的三维电路托架。如图7所示，电路托架底座15最好和带有可伸缩天线35的无线电话30一起使用。还是优选地，如在图1A和1B中示意所示的，可伸缩天线35使用了一个上负载36，天线电拉杆35在伸出位置按半波方式操作，在缩回位置是一个1／4波长的短线(螺旋线)。当然，本发明不限于这个天线负载或天线结构，在本发明中还可以使用其它可替换的天线结构。例如，天线还可以包括半波长的整数倍的天线负载，或圆盘形或其它类型的天线负载元件。优选的作法是，本发明使RF(信号)和接地轨迹或路径相互隔开，并且使它们用各种各样的匹配部件相互转接而不需要定位在底座等处的多个部件，如滑触触点开关、印刷电路板。
如图3、4、6A、6B所示，天线底座单元电路托架15最好是一个圆柱形主体，在这里形成一个匹配电路40。如图3和4所示的，电路托架底座单元15在它的外表面21上包括一个预定的导电和不导电图形。非导电部分23在图中表示成单色的材料，而导电部分22则在图中表示为带有斑点的材料。底座部件具有相对的上和下端16、17，纵向通道18通过上和下端16、17延伸。如图4所示，这个通道有一个露出的内径，通道18最好借助于导电表面22a构成。虽然通道18沿它的整个长度和周边都是导电的，但通道18也可按另一种方式只有一个预定的导电部分(未示出)，从而使它当用相应的天线导电部分激励时可以携带电信号从底座单元的上部到达底座单元的下部。确定通道18的大小和结构，以便在其中可以容纳一个可伸缩天线。优选的作法是，如图7和8所示，通道18的尺寸应使天线35相对于通道18可滑动地伸缩。优选的作法还有，通道18的大小和结构应使天线短柱37上的下(或第一)导电部分75在天线35伸出时可以和通道18的内径实现电的和机械的接触。
优选的作法是，天线底座部件15的外表面导电部分和非导电部分22、23与通道18在一起在天线35和无线电话30之间确定了分开的信号路径和接地路径26、28。如图3和4所示，信号路径26由右斜的阴影线标记表示；类似地，电绝缘的接地路径由左斜的阴影线标记表示。图3和4表示的是本发明的一个实施例的不同的侧视透视图。这两个视图表示出其中插有非导电表面20(不带斑点和单色的)的导电材料表面22(带有斑点的表面)的图形。即使在一个小型的(即8-13毫米直径)底座单元主体15中，这种结构也可以使接地路径和信号路径28、26相互电分离。底座部件沿信号路径26最好包括单个信号(或RF)馈电点103。如图3和4所示，信号馈电点103围绕底座单元15的下部沿圆周方向延伸。
如图3、6A、6B所示，底座单元15最好还包括两个分隔开的腔或间隙60、61，腔60、61定位在底座单元15的上表面16上，并且位于信号部分和接地部分之间，用于在里边安装分立的电路元件。当然，如本领域的普通技术人员所知，和期望的天线类型有关(如单波段或双波段等)，轨道可以包括只有一个间隙、多于两个间隙、或者没有间隙，从而只包括作为电路轨道的一部分的电感器。这后一种情况可以不再需要使用分立元件。
更加优选地，这个底座单元15包括向上延伸的电接触突起70、71，突起70、71位于腔或间隙60、61的相对的两侧，便于诸如分立的电感器或电容器元件92、93之类的匹配部件40的正确定位(图6A)。现在参照附图4，在底座单元15中的接地路径28的结构应该使它在底座单元15的上部和下部16、17之间的中间位置(接地触点表面100)与这个无线电话中的接地端电接触。
如图4所示，信号路径26从底座单元15的上部17开始沿着外部信号轨道29c延伸，外部信号轨道29c是沿底座部件15的外部长度定位并且通过一个下凹区29和中间接地触点表面100分开，下凹区29的侧面和靠近接地触点表面100的非导电部分29a、29b相接。类似地，如图3所示，接地路径28通过一个轨道129把接地路径28升高到底座单元15的上部16，轨道129通过非导电部分129a、129b和信号路径26分开。还可以使用实现电路轨道的替换方式。例如，可以使用通路引导和连接轨道。一个通路一般来说可以认为是一个电连接两个层(未示出)的涂覆过的孔。当然，还可以采用与上述的电路轨道一起使用的通路的组合(未示出)。例如，一个通路可以代替包围一个角落的一个轨道，例如从底座单元的上部到底座单元的下侧的轨道，从而有效地缩短了电能道，借此有可能改善通道的电特性(未示出)。
在一个优选实施例中，如图7所示的，在装配时，天线底座单元15螺旋拧入外壳53的一个孔中，从而使在底座部件15上的螺纹25的一些部分(图3)与无线电话30中的孔53上定位的一个接地插头52啮合，于是将地电连接到底座单元15。
现在参照附图8A，天线底座单元电路托架15的大小和结构应使其和可伸缩天线35啮合，并且它的结构最好能在信号路径中根据天线35在托架底座单元15内的位置转接并且按电的方式包括一个或多个匹配电路部件。具体来说，天线底座单元15的结构对应于天线的伸出应能自动地啮合一个匹配转接系统40(图6A)。因此，匹配系统40对应于可移动的天线35的预定位置，即对应于天线35相对于位于无线电话外壳30内的天线组件38的缩回位置或伸出位置，具有不同的电路路径和相关的阻抗。
显然，当天线35伸出时，大部分天线主体在无线电话外壳30的外部；对比之下，当天线缩回时，大部分天线主体在无线电话外壳30的内部。在操作中，天线35沿着中央轴线50进出外壳通道53(图7)并且与底座单元15(安装到外壳30上)啮合，从而在天线底座单元15内通过天线35的位置相对于天线的缩回和伸出确定并激励了不同的信号路径，下面对此再作更加详细的描述。无线电话还包括一个印刷电路板(未示出)，印刷电路板设在靠近天线35的外壳内，以便把信号或RF馈电点103从底座15电连接到无线电话30。本领域的普通技术人员容易看出，印刷电路板的结构应该能够从天线35和底座单元15接收(和发射)电信号。
现在参照附图7，天线35包括第一和第二导电部分75、85，这些导电部分与天线底座单元15啮合，以便根据天线35相对于天线底座单元15伸出或缩回激励相应的信号路径，即伸出或缩回的信号路径。优选地，缩回的或伸出的信号路径以一个50欧姆的阻抗操作，进入与无线电话30中的印刷电路板相关的一个信号馈电点。伸出的信号路径包括一个匹配系统40(图6A)，匹配系统40匹配由于天线35的伸出的位置引起的升高的阻抗。
如以上所述，通道18和天线35相配的结构应使匹配电路40的激励和天线35的实际的伸和缩一起发生。这种结构的优点是减小了在印刷电路板上的为激励相应的匹配电路部件所需的或专用的空间的大小。
再次参照图7，在操作中，天线35沿中央轴线50进出底座单元通道18。底座单元18的结构适于经外壳开口53装配到外壳上(图7)。优选的作法是预先确定天线35的电长度(一般通过上负载元件36和直线拉杆37的长度确定)。更加优选地，应确定天线35的电长度，以便提供半波长或半波长的整数倍，使天线35在操作频共振。如图7所示，天线35包括相对的第一和第二端90、95，并且通过它们的中心确定一个中心轴50。第一端90伸出外壳30，并且包括上负载元件36，如上负载单极。如以上所述，天线35还包括一个第二导电部分85，它位于天线元件36的下边。
图11表示在伸出位置的天线35，图8A和8B表示在缩回位置的天线35。如图8A和8B所示，第二导电部分可以是电连接到上负载天线元件36的一个导电接触环85。还是如图8A和8B所示的，导电接触环85露在天线35的外直径上的长度要足够大以便啮合底座单元15上的一个或多个触点(一个或多个)或接触表面(多个)110。
现在参照附图7，天线的第二端95包括第一导电部分75，第一导电部分75电连接到并且形成在下边的(至少一部分)直线拉杆元件37上，并且和第二导电部分85分隔开。第一导电部分75的结构适于在天线伸出时和拉杆37及通道18的内表面的上部电连接，以便在它们之间发射和接收信号。下天线端95最好保持在天线底座单元15内和天线35的伸出无关。天线端95或接触部分75可包括整体式的弹簧部件或结构(未示出)以便于在天线35伸出时与通道18的内表面的上部18a(图6A)接触。如图11所示，天线35带可以有一个锚固部分199，以便锚固或夹持天线底座内的端部，防止天线拉杆从外壳30意外地抽出。无论如何，如图7和11所示的，天线的结构最好使天线的上负载元件36、第二导电部分85、和第一导电部分75都处在电通信当中。
如图6A和6B所示，当天线伸出时，底座单元15和天线35的结构应该啮合匹配系统40，匹配系统40最好包括一个电感器92和一个电容器93。在优选实施例中，电感器92和电容器93是定位在底座单元15的上表面16上的分立元件，因此当天线伸出时它们处在信号路径26中。电容器的大小最好可提供约1／2-1微微法的电容。对于所示的实施例，一个有典型尺寸的部件的落脚点对于本领域的普通技术人员来说称之为“0603“。更加优选地，如图6A和6B所示的，匹配电路40包括一个电感器和一个电容器这两者，但本发明不限于此。的确，可以按另一种方式构成匹配电路40，以便可有选择地同信号的电感部分的阻抗或者电容部分的阻抗相匹配。还可以增加电阻分量，电阻分量或者加到电容和电咸分量的外部，或者与电容和电感分量整体式地作在一起。
在图11中表示出一个典型的天线结构。如图所示，天线拉杆37包括一个导电芯部35a和一个非导电的外模制件35b。因此显然可以看出，在如图7所示的优选实施例中，当天线35伸出时，从天线35经过由天线的上负载元件36、伸出的拉杆37(芯部)、和第一导电触点75确定的信号路径发射(和接收)无线电话信号。伸出的拉杆37的第一导电部分75与通道18的上部18a的内表面(图6A)啮合，并且激励位于底座单元15的上表面的并且包括电感器件和电容器在内的匹配电路40。通过匹配电路40引导这个信号向下经外部轨道29c(图4)到达信号或RF馈电点103，并进入无线电话30。这个信号馈电点103与印刷电路板或无线电话中处理无线电信号的其它基片(未示出)电连接。
参照附图7，天线的第二导电部分85电连接到位于天线35上部的螺旋元件36(如1／4波长螺旋)。因此，当缩回时，天线第二导电部分85连接到并且电接触到底座部件15的上表面16(图6A、6B)。这种啮合使信号向下穿过外部轨道29c而不用电连接匹配电路40(例如通过短路信号路径外的这些电路部件)，从而产生了缩回时的信号路径。这个缩回的信号路径最好是以50欧姆的阻抗操作。于是，如图8A和8B所示，缩回的信号路径是通过天线的螺旋元件36、天线的第二导电部分85、底座单元的上触点135a、135b(与底座接触表面110(图3)电连接)、底座单元外部轨道29c、和信号馈电点103确定的。
当然，连接到底座单元15的短路或上接触表面110(图3)的结构还有各种其它方法。图7和8表示的是例如通过焊接或压接一个金属接触环105到底座15上用机械方法把这个金属接触环105连接到底座单元15上。因此，当缩回时，接触部件135a、135b接触天线的导电部分85，从而短路匹配电路40，并引导信号向下经底座部件15进入无线电话内。其它可替换的接触表面的结构包括按预定的接触几何形状在底座单元15内模压的期望的部件(图9)，或者通过定位接触部件110使其成为底座单元15上的分散的部件。在一个优选实施例中，触点(例如图8所示的金属接触环)包括弹簧销135，弹簧销135便于与天线导电部分85实现电接触。
进而，在如图9、10、11所示的一个附加实施例中，当缩回时，天线35和底座单元15的结构适于提供一个转接机构175，以备退出匹配部件和电路40。因此，和图7和8所示的实施例(用于在匹配电路40的两端短路，和图1A所示的电路图相似)相比，这个实施例(和图2类似)使匹配电路40退出信号路径。匹配电路40的退出通过消除了信号电路中的电抗分量可以改善某些操作特性，如提供较宽的操作带宽，这自然是有益的。
现在参照附图11，当天线缩回时，底座单元15′的结构应能通过与第二导电部分85的接触使匹配电路40退出。如图所示，天线底座单元15′包括一个(最好是装有弹簧的)开关触点125′。底座单元15′还包括一个带有表面110的电接触部分，它的结构适于经天线的第二导电部分85电连接天线的上负载。开关触点125′表示为一个横向延伸的弹簧触点，即弹簧开关触点125′可以朝向和背离中央轴线50移动。开关触点125′最好配置并且定位在底座单元12′上，使其可与匹配电路40一起确定一个常闭开关。借此，在这个实施例中，当天线35伸出时，这个触点结构将像以前描述过的实施例那样操作，即天线上的下触点与底座单元15的内表面电接触，以啮合匹配电路40。然而，如图2示意所示的，当天线35缩回时，开关触点125′和底座单元15′的结构就是一个转接机构175，可以电断开匹配电路40。
现在参照附图9和10，开关触点125′包括一对弹簧销，这对弹簧销沿圆周在相对的方向126a、126b’上伸出，并且这对弹簧销的结构适于在天线35伸出时分别啮合底座单元上的导电表面146a、146b。这种结构可提供与天线35处于伸出位置时包括在信号路径中的匹配电路40的电连续性。开关触点125′在一般情况下压制进一个腔内并且在这里进行热接合以固定在底座15′上。优选地，开关触点是弹性的，并且由、铍铜、或其它有类似弹簧性质的材料形成。按另一种方式，可以把开关触点125′的结构制作在整体式的底座部件15′中，其中使用了底座单元15′的一个实施例的聚合物材料作为普通类型的弹簧，可对所用材料在抗疲劳和抗蠕变方面关心的问题进行设计。
优选的作法是，如以上所述，开关触点125′是常闭的，从而使开关触点125′处在信号路径中并且当天线35伸出时可与匹配电路40电通信。还是优选地，底座单元15′包括一对在弹簧开关触点125′对面定位的触垫146a、146b，从而当天线35伸出在信号路径中提供电连续性时接触弹簧销126a、126b啮合相应的触垫146a、146b。
如图9A所示，向外推动弹簧开关触点125′，并且通过天线的第二导电部分85(位于螺旋元件36的下边并靠近螺旋元件36)的移动，使弹簧销126a、126b自触垫146a、146b处移开并且与之电分离。天线的螺旋元件36和导电部分85比天线拉杆或短柱37粗。因此，当天线35缩回时，这个附加宽度就推动开关触点125′，破坏与信号路径的接触，并且打开由这个实施例的底座单元15′的结构确定的常闭开关。因此，在这个实施例中，当天线缩回时，第二导电部分85接触底座15′上的接触表面110，移动弹簧开关触点125′，弹簧开关触点125′从触垫146a、146b断开弹簧销126a、126b并且借此电连接匹配电路40。对比之下，如以上所述，当天线35伸出时，经过弹簧开关触点125′的常闭位置接通匹配电路40。当然，本领域的普通技术人员将会明白，有许多方法都可以实施本发明，可以使用各种各样的变形和结构在底座单元15和天线35之间提供期望的匹配和转接能力。
图7所示的底座单元15具有一个外部导向件105，它位于底座单元的上表面16的周围。外部导向件105有助于导向天线使之处在正确的取向，外部导向件105是导电的。借此，外部导向件105有助于当天线缩回时和相应的天线触点电接触。类似地，图11包括构成底座单元的上表面的周边的一个环105a此外，底座(如图11所示)可以包括一个护套106，护套106位于底座单元上表面的周围。这个护套可以提高这个单元的审美外观，有助于引导天线的伸和缩，并且可保护其中的部件。优选地，图11所示的护套106是一个定位在底座15′上的聚合物护套，以提供富有美感的最终产品，并且保护电路器件，如短路触点、电部件、和触垫。类似地，可给匹配部件92、93外涂一个保护涂层以便进行绝缘并提供环境保护。
现在参照附图5A、5B、5C，说明制造一个三维电路托架(更加具体地说，是一个包括并确定电路托架的整体式的底座单元)的优选方法。在这个实施例中，使用一个双注射层的模制方法来形成底座单元15的结构。最好使用两种材料或材料组合物，一种对于导电涂层有亲合力，另一种没有这样的亲合力，第一种材料用在第一注射层，第二种材料用于第二注射层。可以使用的材料的例子包括(但不限于)带有或不带有催化剂的聚合物，如液晶聚合物，ULTEMTM，和NYLONTM，或者可用一种非金属涂敷材料进行涂敷的材料，；例如各种牌号的NYLONTM。
优选地，在第一次注射过程中(图5A)，模压一种已经催化的聚合物材料，使之成为第一层200，模压的方式和结构要能提供一个外露的表面210，期望这个表面210在最终的部件中是导电的。然后，在第二模制注射层300设置在第一注射层上以后，例如通过涂敷金属的或导电的涂层接连处理这些外露表面210。在第二次注射(图5B)，在第二层300内的不期望导电的那些表面上，模制第二种材料(如未经催化的聚合物)，在此过程中要使第一层200的已经催化的聚合物露在期望进行涂敷或类似操作的那些表面210上。在模制以后，可将这部分涂以第三层400(图5C)。这个涂层只以对于这个涂层的亲合力附着到表面210上，借此产生导电的和非导电的图形400、300，在这些图形上期望确定分开的信号路径和接地路径。正如本领域的普通技术人员所知，还可以和这个双注射层方法一起使用其它的方法以增加或补充期望的导电和非导电的轨道图形，例如(但不限于)以下所述的一种或多种方法浸渍、电镀、或喷涂期望的表面处理。在一个优选实施例中，在外露的催化部件上设置一个电解涂覆淀积层。典型的无电电镀材料包括铜、镍、锡、和金。
按另一种方式，可以使用光致成像或电镀和光敏抗蚀剂技术，其中使用多次曝光来形成期望的结构。当然，还可以使用光致成像和双注射层方法的组合。例如，使用双注射层方法形成包围边缘的电路，同时可使用光致成像在一个表面上增加较高分辨率电路的图形。
如本领域的普通技术人员所知，可通过硬件、软件、或者它们的组合来提供本发明上述的方面中的某个方面。因此，虽然各个部件是作为整体式部件描述的，但在实践中，通过包括运行软件代码的输入和输出端口的微控制器、通过定制的或混合的芯片、通过分立的部件、或通过上述各项的组合，可以实施所说的一个或多个部件。例如，匹配电路40的一个或多个部件可以作为一个可编程控制器设备来实施，或者作为一个单独的分立部件来实施(如这里示意所示的)。类似地，“印刷电路板“意指包括任何微电子组件结构。
以上所述的是对于本发明的说明，不能被认为是对于本发明的限制。虽然只描述了本发明的几个典型的实施例，但本领域的普通技术人员容易看出，在不偏离本发明的新的教导和优点的条件下，对于典型的实施例的许改进都是可能的。因此，所有的这样一些改进都试图包括在权利要求书中定义的本发明的范围之内。在权利要求书中，试图用装置加功能的语句覆盖为实现所引用的功能在这里所述的结构，并且不仅覆盖结构等效物，而且覆盖等效的结构。因此应该认识到，以上所述的是对于本发明的说明，不能被认为是对于这里公开的本发明的特定实施例的限制；并且应该认识到，对于所公开的实施例的改进，以及其它的实施例，都试图包括在所附的权利要求书的范围内。本发明由下面的权利要求书确定，权利要求的等效物包括权利要求之内。
权利要求
1.一种天线组件，包括一个电路托架底座单元，所说底座单元包括一个外部表面，在外部表面上具有预定的导电和非导电构形，所说底座单元还具有相对的上端和下端，一个纵向的导电通道在所说的上端和下端之间延伸，其中所说的外部表面的导电部分和所说的通道确定了分开的信号路径和接地路径；一个可伸缩天线，具有相对的第一和第二端，并且穿过它们的中心确定一个中央轴线，所说的第一和第二端在其上边包括相应的第一和第二导电部分，所说的天线在第一伸出位置和第二缩回位置之间可滑动地穿过所说中央轴线周围的所说通道；其中，当所说天线伸出时，所说第一导电部分与所说天线底座电连接。
2.权利要求1的天线组件，其特征在于所说电路托架底座单元在其上边包括一个匹配电路，其中当所说天线伸出时，所说匹配电路在所说信号路径中接通。
3.权利要求2的天线组件，其特征在于所说信号路径包括单个RF馈电点。
4.权利要求1的天线组件，其特征在于与一个电感器和一个电容器组合。
5.权利要求2的天线组件，其特征在于所说底座上端包括一个电路开关触点和至少一个相应的开关触点表面，其中所说的开关触点和所说的开关触点表面在电气方面是常闭的，因此当天线伸出时信号路径与所说匹配电路电接通，并且其中当所说天线缩回时断开所说开关触点和所说开关触点表面，并且确定所说开和所说开关触点表面的结构以使所说匹配电路进行电转接从所说信号路径退出。
6.权利要求2的天线组件，其特征在于所说天线包括按纵向顺序串接的一个上负载元件、第二导电部分、和第一导电部分，其中的每一个都与所说的上负载元件电通信。
7.权利要求1的天线组件，其特征在于当所说天线缩回时所说第二导电部分电连接到所说底座的上部，使所说匹配电路断开。
8.权利要求1的天线组件，其特征在于所说底座的非导电部分的材料是一种聚合物。
9.权利要求8的天线组件，其特征在于所说底座材料是液晶聚合物、ULTEM、和NYLON之一。
10.权利要求1的天线组件，其特征在于所说底座的导电部分和非导电部分的构形包括经催化的和未经催化的材料。
11.权利要求1的天线组件，其特征在于所说的导电构形是通过一种电涂覆的催化材料确定的。
12.权利要求2的天线组件，其特征在于所说天线和所说底座的结构应能插入一个无线电话外壳中，以便在所说天线伸出时提供一个第一阻抗，并且在所说天线缩回时提供一个第二阻抗。
13.权利要求12的天线组件，其特征在于当所说天线伸出时，所说通道内径接触所说天线的第一导电部分，从而电接通所说匹配电路，并且其中当所说天线缩回时，所说第二导电部分是一个定位在所说天线的上负载元件的下部附近的一个接触环，并且电连接所说底座的上部到所说的天线，使所说匹配电路短路，退出信号路径。
14.权利要求13的天线组件，其特征在于所说底座单元进一步包括一个定位在所说底座上部的断路开关，所说断路开关的结构适于当所说天线处在缩回位置时接触所说天接触环并从信号路径上电断开所说匹配电路，借此使所说匹配电路在所说天线缩回时退出所说信号路径。
15.权利要求1的天线组件，其特征在于进一步包括一个定位在所说底座上端周围的向上延伸的护套。
16.权利要求1的天线组件，其特征在于所说的底座单元包括一个螺纹部分，这个螺纹部分位于所说上端和下端的中间，用于安装到无线电话外壳上。
17.权利要求16的天线组件，其特征在于所说底座的上表面包括与之相对的可从外部接近的下侧，其中所说螺纹部分在结构上与设在无线电话外壳中的一个接地插头啮合，并且其中所说底座的上表面的所说下侧与所说接地插头电接触。
18.权利要求1的天线组件，其特征在于所说的天线进一步包括一个纵向延伸的拉杆部分，它位于所说上负载元件和所说第一导电部分的中间，其中所说的匹配电路在伸出位置通过在所说天线第一导电端部和所说底座的内径之间的电接触而被激励，并且其中所说上负载元件、所说天线拉杆、和所说底座在它们之间确定了一个信号路径。
19.权利要求1的天线组件，其特征在于当所说天线处在缩回位置，所说天线和所说底座的结构可断开所说匹配电路的电抗性部件，从而允许一个较宽的无线电话操作带宽。
20.一种天线底座部件，包括具有一个外部表面的一个圆柱形主体和具有一个内部表面的一个通道；一个电路托架，设在所说的内和外表面的选定部分上，用于确定第一无线电信号路径和一个分开的第二接地信号路径；其中所说通道的结构适于在其中接纳可伸缩天线的一部分。
21.权利要求20的天线底座部件，其特征在于所说外部表面包括一个螺纹部分，用于与在无线电话外壳中的接地插头电连接，其中所说下凹区可防止在装到无线电话时信号路径和接地插头短路。
22.一种形成电路托架的方法，所说电路托架为无线电话可伸缩天线匹配系统确定一个可转接的信号路径和分开的接地路径，该方法包括如下步骤模制第一种材料的第一层的部分底座部件；在所说第一层的所选区域上形成第二种材料的第二层；确定所说第二层的位置，以维持所说底座部件的第一层的预定部分为外露表面；和用导电涂层涂覆所说第一层的外露表面，借此在所说底座部件上形成三维导电信号电路和接地电路。
23.权利要求22的方法，其特征在于所说第二层是由非催化材料形成，所说第一层由催化的材料形成。
24.权利要求22的方法，其特征在于所说第一层由可接受金属涂层的材料形成，所说第二种材料不能接受金属涂层。
25.权利要求22的方法，其特征在于进一步还包括如下步骤在所说底座部件上装配分立的电路部件，以便与所说信号路径电通信，从而可在天线从无线电话上伸出时确定一个与信号路径接通的匹配电路。
26.权利要求22的方法，其特征在于进一步包括如下步骤曝光一个选定的表面以便光致成像，形成所说电路托架的一部分。
全文摘要
一种包括三维电路托架的无线电话天线组件,电路托架在天线底座组件上整体式地形成分开的信号路径和接地路径,并且在上面包括一个匹配电路。本发明构成一个天线组件通道以确定一个三维的电路,从而可匹配由可伸缩上负载天线产生的不同的阻抗(缩回的阻抗和伸出的阻抗),其中不需要分开的转接电路和滑触触点。
文档编号H01R13/03GK1278958SQ98811217
公开日2001年1月3日 申请日期1998年9月18日 优先权日1997年9月23日
发明者C·A·鲁迪斯尔 申请人:艾利森公司