专利名称：便携无线装置和天线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于便携电话的便携无线装置和天线装置。
近来，已要求小型和重量轻的便携电话设计，以便提高可携带性，并根据这种需求已广泛使用一种拉杆型天线，这种拉杆型天线在携带时缩回在主体中而在电话呼叫状态下从主体拉出。
因此，可防止携带时损坏天线，并且当其处在电话呼叫状态下通过增加天线长度(有效高度)可避免因人体影响，特别是头部造成的诸如天线增益降低之类的辐射特性的劣化，因而可提高电话质量。
另一方面，由于便携电话进一步的小型设计，不能设定发射机(话筒)和电话接收机(扬声器)之间的距离等于主体上人的嘴部和耳朵之间的距离。因此，曾提出过一种话筒与便携电话的主体分开并且容纳在一个可缩入主体和从主体拉出的可转换部分(话筒臂)中的便携电话，携带时将话筒臂缩回而当用于电话呼叫时将其拉出，以使话筒靠近嘴部。
另外，已有一种已知的小型便携电话，其中天线放入话筒臂中，在电话呼叫状态下使天线和话筒拉出一段行程，如
图1所示。
就是说，如图1所示，在常规小型便携电话10中，在电话主体外壳的前表面上通常形成电话接收机(扬声器)的开口12，一个诸如拨号键等的操作键13。另外，液晶显示元件14设置在开口12和操作键13之间。
外壳11中容纳一个电路板，电路板上装配有一个RF发射/接收电路，一个天线匹配电路，一个话音处理电路等，未示出。RF发射/接收电路和天线匹配电路设置在屏蔽罩中。
具有＂L＂型截面的保护板15与外壳11成整体设置在外壳11的右侧壁11r的再向右侧，外壳11由适当的合成树脂材料构成。由适当合成树脂材料构成的话筒臂21转动端部22的小直径转动轴与外壳11右侧壁11r的下部可自由转动地啮合。
放入话筒臂21自由端部21f的话筒23通过话音信号线24连接到电路板上的话音处理电路，放入话筒臂21并通过以直线形式设计预定长度的导体形成的棒状天线25的基部25b经馈线弹簧26连接到如上所述的电路板上的天线匹配电路。
携带便携电话10时，话筒臂21缩回并夹在外壳11的右侧壁11r和保护板15之间，如图1的实线所示。
当便携电话10处在电话呼叫状态时，如图1的虚线所示，话筒臂21从如上所述的缩回状态逆时针方向转动并拉出，以使话筒23和外壳11以适当的钝角彼此相交，并使话筒23(开口)和扬声器12相互保持分开预定距离。另外，可避免因人头部的影响而造成的诸如天线增益降低之类的辐射特性劣化。
在如上所述将话筒臂21拉出的状态中，图1中话筒23位于比外壳11的底表面11b更低的位置。
另外，通过在话筒臂21中设置棒状天线25，如上所述所便携电话10不需要外壳11中的天线容纳空间，这样有效地使便携电话10缩小。此外，如果棒状天线25采用例如诸如Ni-Ti合金之类的超弹性构件，这样可有效地增强话筒臂21。
然而，在如上所述的常规小型便携电话10中，在图中话筒臂21缩回状态中，自由端部21f不位于比外壳11上表面11f高的位置。因此，设置棒状天线25以便在其整个长度范围通过外壳11的右侧壁11r贴近电路板的接地导体和屏蔽罩。因而，大大增加了棒状天线25的输入阻抗，因此棒状天线25不能与由馈线弹簧26表示的馈电系统建立匹配，以致其间的匹配损耗增加并且不能获得极好的天线特性。
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种即使在其中包含天线的话筒臂处在缩回状态下也能提供极好天线特性的便携无线装置和天线装置。
为解决该问题，根据本发明第一方面的便携无线装置，其中一个包含有一个天线和一个话筒的圆柱体在其中轴方向中的一个端部可自由转动地耦合到无线装置主体外壳的侧面部分，并在外壳与圆柱体成直线的第一状态，和外壳与圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态中的外壳的端部边缘向外伸出，天线在中心轴方向被放入圆柱体的另一端部。
另外，根据本发明第二方面的便携无线装置，其中一个包含有一个天线和一个话筒的圆柱体在其中轴方向中的一个端部可自由转动地耦合到无线装置主体外壳的侧面部分，并在外壳与圆柱体成直线的第一状态，和外壳与圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态中的外壳的端部边缘向外定位，第一天线在中心轴方向被放入圆柱体的另一端部，第二天线在中心轴方向被放入圆柱体的一端的侧面，并设置有选择地向第一和第二天线提供电能的选择馈电装置。
根据本发明第三方面的天线装置包括一个与一个话筒一起包含在一个圆柱体中的天线导体，圆柱体可自由转动地耦合到无线装置主体的侧面部分，并在外壳与圆柱体成直线的第一状态，和外壳与圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于在转动轴侧相对侧的圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态的外壳的端部边缘向外伸出，天线导体被放入伸出的另一端部。
根据本发明第四方面的天线装置包括一个与一个话筒一起包含在一个圆柱体中的天线导体，圆柱体可自由转动地耦合到无线装置主体的侧面部分，并在外壳与圆柱体成直线的第一状态，和外壳与圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于在转动轴侧相对侧的圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态的外壳的端部边缘向外伸出，第一天线导体被放入伸出的另一端部，第二天线导体被放入圆柱体的转动轴侧，其中有选择地向第一和第二天线导体提供电能。
在这样构成的便携无线装置和天线装置中，天线位于从无线装置主体的外壳的端部边缘伸出的圆柱部分，以使天线即使在外壳与圆柱体相互成直线的第一状态也能获得极好和足够的增益。
图1是常规便携电话的概念结构的透视图；图2是根据本发明的便携无线装置一个实施例的基本结构透视图；图3是根据本发明该实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图4是本发明第二实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图5是本发明第三实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图6是本发明第四实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图7是本发明第四实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图8是本发明第五实施例主要部分的具体结构的概念性示意图9是本发明第五实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图10是本发明第六实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图11是本发明第六实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；图12是本发明第七实施例主要部分的具体结构的概念性示意图；和图13是本发明第七实施例主要部分的具体结构的概念性示意图。
参考图2和3描述根据本发明的天线装置的实施例。图2示出根据本发明实施例的基本结构，图3示出其具体结构。在图2和3中，与图1中对应的那些部分由相同参考标号表示，并部分地省略对其的描述。
图2中，在小型便携电话10A中，在电话主体外壳11的前侧形成一个用作电话接收机(扬声器)的开口12并且还设置诸如拨号键等的操作键13。另外，在开口12和操作键13之间设置液晶显示元件14。
具有＂L＂型截面的保护板15与外壳11成整体设置在外壳11的右侧壁11r的再向右侧，外壳11由适当的合成树脂材料构成。另外，由适当合成树脂材料构成的话筒臂21H转动端部的小直径转动轴22a在预定角度范围可自由转动地保持在外壳11右侧壁11r的下部。
在该实施例中，设定话筒臂21H的长度以使话筒臂21H的自由端部21hf在第一状态从外壳11的上表面11t更加向上伸出，第一状态是指话筒臂21H被容纳在外壳11的右侧壁11r和保护板15之间。另外，代替图1所示的常规棒状天线25，将通过按预定转动直径、轴长度和圈数以螺旋形状设计导体获得的螺旋型天线包含在向上伸出的自由端部21hf中。
话筒23位于比螺旋天线31更靠近旋转端部22的位置，如图1的虚线所示，拉出话筒臂21H时使其(即开口)与扬声器12保持离开如上所述的预定距离。
如图3所示，螺旋天线31在其基部电和机械地耦合到支撑配件32，支撑配件232连接到同轴馈线33。同轴馈线33和连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a内部并引入外壳11。
话音处理电路41、RF发射/接收电路42和天线匹配电路43装配在外壳11中容纳的电路板16上，RF发射/接收电路42和天线匹配电路43配置在屏蔽罩17中。
通常设定RF发射/接收电路42的输入/输出阻抗(特性阻抗)为50Ω。
话音信号线24从话筒23连接到话音处理电路41，来自螺旋天线31同轴馈线33穿过天线匹配电路43并连接到RF发射/接收电路42。
凸出部分22b依据预定转动范围与话筒臂21H的转动轴22a的外部形成整体，当如图2的虚线所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧面的叉簧构件协同限定其转动角度(省略其说明)。
由一个适当的凸轮机构分别在如图2的实线和虚线所示的位置固定话筒臂21H(省略其说明)。在图3中，省略保护板15。下面将描述本发明实施例的操作。
在便携电话10A处在待机的运行状态下，将话筒臂21H容纳在如图2实线所示的外壳11的右侧壁11r和保护板15之间夹持。
这种状态下，保持电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17在其整个长度范围内不接近螺旋天线31，如图3所示。因此，不存在输入阻抗上升的情况，螺旋天线31作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。当便携电话10A处在电话呼叫状态下，如图2的虚线所示，话筒臂21H从如上所述的缩回状态按逆时针方向转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，以便话筒23和扬声器(开口)12相互保持离开预定距离。
这种状态下，即使在螺旋天线31位于比话筒23低的位置时，它也能离开使用者的嘴部，从而可避免人头部的影响。因此，螺旋天线31作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
如上所述，在该实施例中，在容纳话筒臂21H的状态中，自由端部分21hf中包含的螺旋天线31从外壳11的上表面11t向上伸出。因此，抑制了外壳11中包含的电路板16的接地导体和屏蔽罩17对螺旋天线31输入阻抗的影响，并在缩回和拉出话筒臂21H时可获得极好的天线特性。下面参考图3描述根据本发明的天线装置的第二实施例。
图4示出根据本发明第二实施例的具体结构。在图4中，与图3对应的那些部分由相同参考标号表示，并省略对这些部分的描述。
该实施例的基本结构与图2中所示的相同。
在图4的实施例中，在小型便携电话10B中，由适当合成树脂材料构成的话筒臂21H的转动端部22保持在由适当合成树脂材料构成的外壳11右侧的下端部，以便可在预定角度范围内自由转动。
在外壳11和话筒臂21H如图4所示相互成直线的缩回状态中，设定话筒臂21H的长度，以使话筒臂21H的自由端部从图中外壳11的上端向上伸出，其中导体螺旋地形成在自由端部的螺旋天线31在其基部耦合到支撑配件32。
话筒23比螺旋天线31的支撑配件32更靠近转动端部22设置，如图2的虚线所示，在拉出话筒臂21H时使其与扬声器12保持离开如上所述的预定距离。
在该实施例中，由印刷线路板构成的接地板27包含在话筒臂21H的中部，匹配电路43在接地板27上形成在螺旋天线31侧面。匹配电路43的一端连接到螺旋天线31的支撑配件32，匹配电路43的另一端连接到同轴馈线33。同轴馈线33和连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a内部并引入外壳11，然后连接到装配在电路板16上的RF发射/接收电路42和话音处理器电路41。电路板16的接地导体(省略其说明)、屏蔽罩17和话筒臂21H中的接地板27通过同轴馈线33的外导体电连接到另一端。
如上所述，在该实施例中，通过设置天线匹配电路43正好在螺旋天线31附近，一般可容易地将50Ω的半隆起同轴电缆用作天线馈线33，符合通常为50Ω的RF发射/接收电路42的特性阻抗，并可降低成本。
凸出部分22b依据预定转动范围与话筒臂21H的转动轴22a外部构成整体，当如图2虚线所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧面的叉簧构件(省略其说明)协同限定其转动角度。
另外，由一个适当的凸轮机构分别在如图2的实线和虚线所示位置固定话筒臂21H(省略其说明)。在图4中还省略了图2所示保护板15。下面将描述本发明第二实施例的操作。
在便携电话10B处在待机的运行状态下，将话筒臂21H缩回在如图2实线所示的外壳11的右侧壁11r和保护板15之间夹持。
这种状态下，电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17在其整个长度范围不接近螺旋天线31，如图4所示。因此，输入阻抗不上升，于是螺旋天线31以更稳定匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17以及接地板27起接地作用的单极天线正常工作。
当便携电话10B处在电话呼叫状态下，如图2虚线所示，话筒臂21H从如上所述的缩回状态逆时针转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，从而使话筒23和扬声器保持相互离开预定距离。
这种状态下，螺旋天线31位于比话筒23低的位置，并离开使用者的嘴部，以避免人头部的影响。因此，螺旋天线31作为借助电路板16接地导体和屏蔽罩17以及接地板27起接地作用的单极天线正常工作。
特别是，由于接地板27设置在话筒臂21H内，在电话呼叫状态下有效地起到螺旋天线31的接地作用，从而使螺旋天线31的电特性更稳定。
如上所述，在图4的实施例中，在话筒臂21H缩回的状态，放入其自由端部21hf的螺旋天线31从外壳11上端向上伸出，接地板27设置在话筒臂21H中。因此，当话筒臂21H缩回时，抑制了接地导体和放入外壳11的电路板16的接地导体和屏蔽罩17对螺旋天线31输入阻抗的影响，以获得极好的天线特性。
在拉出话筒臂21H的电话呼叫状态下，接地板27特别有效地起到使螺旋天线31的电特性更稳定的作用。
另外，由于设置天线匹配电路43正好靠近接地板27上的螺旋天线31，使匹配更容易并协同接地板27使螺旋天线31的特性更稳定。下面参考图5描述根据本发明的天线装置的第三实施例。
图5示出第三实施例的结构。在图5中，与图2至4对应的部分由相同参考标号表示，并省略对这些部分的描述。
该实施例的基本结构与图2相同。
在图5的实施例中，设计小型便携电话10C，以使由适当合成树脂构成的话筒臂21H转动端部22的转动轴22a保持在由适当合成树脂构成的外壳11右侧的下端部，以便可在预定角度范围内自由转动。
在外壳11和话筒臂21H如图5所示相互成直线的缩回状态中，设定话筒臂21H的长度，以使话筒臂21H的自由端部从图中外壳11上端向上伸出，其中导体螺旋地形成的螺旋天线31包含在自由端部。
话筒23比螺旋天线31更靠近转动端部22设置，如图2虚线所示，在拉出话筒臂21H时使其与扬声器保持离开如上所述的预定距离。
螺旋天线31在其基部耦合到支撑配件32，支撑配件32连接到同轴馈线33。同轴馈线33和连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a并引入外壳11。
话音处理电路41、RF发射/接收电路42和天线匹配电路43装配在外壳11中容纳的电路板16上，RF发射/接收电路42和天线匹配电路43配置在屏蔽罩17中。
话音信号线24从话筒23连接到话音处理电路41，来自螺旋天线31的同轴馈线33穿过天线匹配电路43并连接到RF发射/接收电路42。
在该实施例中，一个具有四分之一波长长度的管形外护套导体33s与同轴馈线33同轴地设置在同轴馈线33的外侧。外护套导体33s的一端和同轴馈线33的外导体在转动端部相互连接，外护套导体33s的另一端电开路，形成所谓的Sperre顶。
这种情况下，同轴馈线33形成为半隆起电缆。
凸出部分22b依据预定转动范围形成在话筒臂21H的转动轴22a外侧与转动轴22a构成整体，当如图2的虚线所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧面的叉簧构件(省略其说明)协同限定其转动角度。
由一个适当的凸轮机构分别在如图2实线和虚线所示的位置固定话筒臂21H(省略其说明)。在图5中还省略了图2所示的保护板15。下面将描述本发明第三实施例的操作。
在便携电话10C处在待机的运行状态下，将话筒臂21H缩回，如图5所示与外壳11的右侧壁11对齐。
这种状态下，电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17在螺旋天线31的整个长度范围内不接近话筒臂21H，因此不增加输入阻抗，以便螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
另外，在如图2虚线所示的便携电话10C处在电话呼叫期间，话筒臂21H从如上所述的缩回状态逆时针方向转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，从而使话筒23和扬声器保持相互离开预定距离。
这种状态下，螺旋天线31位于比话筒23低的位置，并离开使用者嘴部，以避免人头部的影响。因此，螺旋天线31作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
在该实施例中，同轴馈线33的外导体和外护套导体33s的一端相互连接形成Sperre顶。因此，即使在螺旋天线31是半波长(λ/2)型天线时，抑制了流入电路板16的接地导体和屏蔽罩17的电流，以致即使在使用者握住便携电话10C的电话呼叫状态下稳定天线特性。
如上所述，在图5所示实施例中，在话筒臂21H缩回的状态中，话筒臂21H的自由端部中包含的螺旋天线31从外壳11的上端向上伸出。因此，抑制了外壳11中包含的电路板16的接地导体和屏蔽罩17对螺旋天线31的输入阻抗的影响，并在话筒臂21H缩回时和话筒臂21H拉出H时可获得极好的特性。
另外，由于外护套导体33s连接到同轴馈线33的外导体形成Sperre顶，即使在电话呼叫中也可获得稳定的天线特性。下面参考图6和7描述根据本发明的天线装置的第四实施例。
图6和7示出根据本发明的第四实施例。在图6和7中，与图2至5对应的那些部分由相同参考标号表示，并省略对这些部分的描述。该实施例的基本结构与图2相同。
在图6和7中，设计小型便携电话10C，以使由适当合成树脂构成的话筒臂21H转动端部22的转动轴22a保持在由适当合成树脂构成的外壳11右侧的下端部，以便可在预定角度范围内自由转动。
在外壳11和话筒臂21H如图6所示相互成直线的缩回状态中，设定话筒臂21H的长度，以使话筒臂21H的自由端部从图中外壳11的上端伸出，其中导体螺旋地形成的螺旋天线31包含在话筒臂21H的自由端部中。
话筒23位于比螺旋天线31更靠近转动端部22的设置，在如图7所示拉出话筒臂21H的状态使其与扬声器保持离开如上所述的预定距离。
在该实施例中，除上面的螺旋天线21外，包含一个由具有λ/4至λ/2长度的线性导体构成的棒状天线25，以便从话筒臂21H的中部延伸到转动端部22，设置在转动轴22a中的馈电弹簧26实现与棒状天线25的基部25b的接触。
螺旋天线31在其基部耦合到支撑配件32，连接销32c(见图7)设置在支撑配件32的外壳11侧面以便穿过话筒臂21H的侧壁。另外，馈电弹簧34设置在外壳11的上端部，以使其可面对并接触连接销32c。
连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a内部并引入外壳11，然后连接到电路板16上的话音处理电路41。
在电路板16上装配一个RF发射/接收电路42，第一和第二天线匹配电路43、44，一个转换开关45等。RF发射/接收电路42，天线匹配电路43、44和转换开关45设置在屏蔽罩17中。
RF发射/接收电路42连接到转换开关45的可动触点。第一天线匹配电路43连接在开关45的h侧固定触点和馈电弹簧34之间，第二天线匹配电路44连接在开关45的r侧固定触点和馈电弹簧26之间。
在该实施例中，一个永磁铁包含在话筒臂21H中，一个磁传感器46设置在外壳11中以使其面对磁铁28，从而根据磁传感器46与话筒臂21H的缩回状态和拉出状态分别对应的输出控制转换开关45的连接。
凸出部分22b以预定角度范围在话筒臂21H转动轴22a的外侧与转动轴22a形成整体，当如图7所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧的叉簧构件(省略其说明)协同限定其转动角度。
由一个适当的凸轮机构分别在如图2实线和虚线所示的位置固定话筒臂21H(省略其说明)。在图6和7中同样省略了图2所示的保护板15。下面将描述根据本发明第四实施例的操作。
在便携电话10D处在待机的运行状态下，如图6所示，缩回话筒臂21H与外壳11的右侧壁11r对齐。
这种状态下，话筒臂21H中包含的螺旋天线31的支撑配件32的连接销32c(见图7)在面对馈电弹簧34时与外壳11侧面的馈电弹簧34接触，话筒臂21H中的永磁铁28和磁传感器46相互面对，以使转换开关45的可动触点根据磁传感器46的输出连接到h侧的固定触点。
因此，螺旋天线31和RF发射/接收电路42通过支撑配件32、馈电弹簧34、天线匹配电路43和转换开关45相互连接，棒状天线25的基部25b通过馈电弹簧26和天线匹配电路44连接到开关45的r侧固定触点，从而使基部25b与RF发射/接收电路42分离。
螺旋天线31在其整个长度范围内不接近电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩，因而不增加输入阻抗，因此，螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
此时，棒状天线25不起天线的作用。
当便携电话10D处在电话呼叫状态下，如图2的虚线所示，话筒臂21H从如上所述的缩回状态按逆时针方向转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，以便话筒23和扬声器相互保持离开预定距离。
这种状态下，如图7所示，话筒臂21H中包含的螺旋天线31的支撑配件32的连接销32c与外壳11侧面的馈电弹簧34分开，并且还与话筒臂21H中的永磁铁28和外壳11中的磁传感器46分开，以使转换开关45的可动触点根据磁传感器46的输出切换到r侧的固定触点。
因此，棒状天线25和RF发射/接收电路42通过馈电弹簧26、天线匹配电路44和转换开关45相互连接，螺旋天线31通过支撑配件32、馈电弹簧34和天线匹配电路43连接到开关45的h侧固定触点，并与RF发射/接收电路42分开。
棒状天线25在其整个长度范围内不接近电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17，因此，不增加输入阻抗，螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
此时，螺旋天线31不起天线的作用。
在上述实施例中，当话筒臂21H缩回时，使包含在自由端部中以便从外壳11上端向上伸出的螺旋天线31起作用，当拉出话筒臂21H时，切换开关45以使包含在其中部的棒状天线25起作用。因此，在缩回话筒臂21H和拉出话筒臂21H的任何一种情况下，抑制了外壳11中包含的电路板16的接地板和屏蔽罩17对螺旋天线31或棒状天线25的输入阻抗的影响，并可因此获得极好的天线特性。下面将参考图8和9描述根据本发明的第五实施例。
描述根据本发明第五实施例的结构。对应于图6和7的那些部分由相同参考标号表示，省略这些部分的描述。
在图8和9中，设计小型便携电话10E，以使由适当合成树脂材料构成的话筒臂21H转动端部22的转动轴22a保持在由适当合成树脂材料构成的外壳11右侧的下端部，以便可在预定角度范围内自由转动。
如图8所示，在话筒臂21H和外壳11成直线并且缩回在其侧壁和保护板15之间的状态中，设定话筒臂21H的长度，以使话筒臂21H的自由端部从图中外壳11的上端向上伸出，其中导体螺旋地形成的螺旋天线31包含在话筒臂21H的自由端部中，而其基部耦合到支撑配件32。
话筒23设置在比螺旋天线31更靠近转动端部22的设置，在如图9所示拉出话筒臂21H的状态使其与扬声器保持离开如上所述的预定距离。
包含具有λ/4至λ/2长度并由直线导体构成的棒状天线25，以便从话筒臂21H的中部延伸到转动端部22，设置在基部25b的转动轴22a中的馈线弹簧26在面对基部25b时与基部25b的接触。
在该实施例中，由替代如上所述实施例的馈电弹簧34的电磁耦合元件35执行螺旋天线31的馈电。
电磁耦合元件35由半圆形导体构成，并在图8所示话筒臂21H缩回的状态中同轴地面对螺旋天线31(基部)时设置在外壳11的侧壁和保护板15之间。设置电磁耦合元件35的连接销35c以穿过外壳11的侧壁。
连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a的内部，引入外壳11，并连接到电路板16上的话音处理电路41。
在电路板16上装配第一和第二天线匹配电路43、44，一个转换开关45等。RF发射/接收电路42，天线匹配电路43、44和转换开关45设置在屏蔽罩17中。
RF发射/接收电路42连接到转换开关45的可动触点，第一天线匹配电路43连接在开关45的h侧固定触点和电磁耦合元件35的连接销35c之间。另外，第二天线匹配电路44连接在开关45的r侧固定触点和馈电弹簧26之间。
用于控制转换开关45连接的磁传感器46设置在外壳11中，永磁铁28包含在话筒臂21H中以面对磁传感器46。
凸出部分22b形成在话筒臂21H的转动轴22a的外侧，在预定转动范围与转动轴22a构成整体，当如图9所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧的叉簧构件(省略其说明)协同限定其转动角度。
由一个适当的凸轮机构在如图2实线和虚线所示的位置固定话筒臂21H(省略其说明)。下面将描述根据本发明第五实施例的操作。
在便携电话10E处在待机的运行状态下，如图8所示，话筒臂21H与外壳11成直线，并缩回在右侧壁和保护板15之间。
这种状态下，话筒臂21H中包含的螺旋天线31和外壳11侧面的电磁耦合元件35相互面对，话筒臂21H中的永磁铁28和外壳11中的磁传感器46相互面对，以使转换开关45的可动触点根据磁传感器46的输出连接到h侧固定触点。因此，RF发射/接收电路42和磁耦合元件35通过天线匹配电路43和转换开关45相互连接，高频电流流入电磁耦合元件35，以使与该电流对应的磁通量耦合到螺旋天线31，从而使高频电流流入螺旋天线31。
此时，棒状天线25通过馈电弹簧26和天线匹配电路44连接到开关45的r侧固定触点，并与RF发射/接收电路42分离，因而起不到天线的作用。
由于螺旋天线31在其整个长度范围内不接近电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17，因而不增加输入阻抗。因此，螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
在便携电话10E处在电话呼叫状态时，如图2的虚线所示，话筒臂21H从如上所述的缩回状态逆时针方向转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，以便话筒23和扬声器相互保持离开预定距离。
这种状态下，如图9所示，话筒臂21H中包含的螺旋天线31与外壳11侧面的电磁耦合元件35相互分开，并还与话筒臂21H中的永磁铁28和外壳11中的磁传感器46相互分开，以使转换开关45的可动触点根据磁传感器46的输出切换到r侧的固定触点。
因此，棒状天线25和RF发射/接收电路42通过馈电弹簧26，天线匹配电路44和转换开关45相互连接，螺旋天线31通过天线匹配电路43连接到开关45的h侧固定触点，并与RF发射/接收电路42分开。
棒状天线25在其整个长度范围内不接近电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17，因而不增加输入阻抗，螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
此时，螺旋天线31不起天线的作用。
在上述实施例中，当话筒臂21H缩回时，使包含在话筒臂21H自由端部中以便从外壳11上端向上伸出的螺旋天线31起作用，当拉出话筒臂21H时，切换开关45以使包含在话筒臂21H中部的棒状天线25起作用因此，在缩回和拉出话筒臂21H的任何一种情况下，抑制了外壳11中包含的电路板16的接地导体和屏蔽罩17对螺旋天线31或棒状天线25的输入阻抗的影响，并可因此获得极好的天线特性。下面将参考图10和11描述根据本发明的天线装置的第六实施例。
图10和11示出本发明第六实施例的结构。在图10和11中，对应于图6和9的那些部分由相同参考标号表示，省略对这些部分的描述。
在图10和11中，设计小型便携电话10F，以使由适当合成树脂材料构成的话筒臂21H转动端部22的转动轴22a保持在由适当合成树脂材料构成的外壳11右侧的下端部，以便可在预定角度范围内自由转动。
如图10所示，在外壳11与话筒臂21H成直线时，设定话筒臂21H的长度，以使话筒臂21H的自由端部从图中外壳11的上端向上伸出，其中导体螺旋地形成的螺旋天线31包含在自由端部中，而其基部耦合到支撑配件32。
话筒23设置在比螺旋天线31更靠近转动端部22的设置，在如图11所示拉出话筒臂21H的状态使其与扬声器保持离开如上所述的预定距离。
在该实施例中，由具有λ/4长度并由直线导体构成的棒状天线25Q的一端直接连接到话筒臂21H中的螺旋天线31的支撑配件32，设置在转动轴22a中的馈电弹簧26面对并与棒状天线25Q的基部25b接触。
另外，连接销32c(见图11)设置在螺旋天线31的支撑配件32的外壳11侧面以便穿过话筒臂21H的侧壁，馈电弹簧34设置在外壳11的上端部，以使馈电弹簧34面对连接销并与连接销32c接触。
连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a的内部并引入外壳11，然后连接到电路板16上的话音处理电路41。
在电路板16上装配RF发射/接收电路42，第一和第二天线匹配电路43、44，一个双回路转换开关47等。RF发射/接收电路42，天线匹配电路43、44和转换开关47设置在屏蔽罩17中。
第一天线匹配电路43连接在双回路转换开关47的一个触点和馈电弹簧34之间，RF发射/接收电路42连接到开关47的b触点。另外，第二天线匹配电路44连接在开关47的c触点和馈电弹簧26之间。开关47的该触点接地。
一个用于控制双回路转换开关47连接的磁传感器46设置在外壳11中，另外，永磁铁28包含在话筒臂21H中以面对磁传感器46。
凸出部分22b在预定角度范围在转动轴22a外部与话筒臂21H的转动轴22a形成整体，当如图11所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧的叉簧构件(省略其说明)协同限定其转动角度。
由一个适当的凸轮机构在如图2实线和虚线所示的位置固定话筒臂21H(省略其说明)。在图10和11中同样省略了图2所示的保护板15。下面将描述根据本发明第六实施例的操作。
在便携电话10E处在待机的运行状态下，如图10所示，缩回话筒臂21H而与外壳11的右侧壁成直线。
在该缩回状态下，话筒臂21H中包含的螺旋天线31的支撑配件32的连接销32c(见图11)面对外壳11侧面的馈电弹簧34与馈电弹簧34接触，外壳11中的永磁铁28和磁传感器46相互面对，以使外壳11的开关47的a、b触点与c、d触点相互接触。
因此，螺旋天线31和RF发射/接收电路42通过支撑配件32，馈电弹簧34，天线匹配电路43和转换开关47的a、b触点相互连接，λ/4的棒状天线25Q的基部25b通过馈电弹簧26，天线匹配电路43连接到开关44和开关47的c、d触点接地。
因此，从螺旋天线31的支撑配件32一侧看去的λ/4棒状天线25Q的阻抗增加，经馈电弹簧34提供的高频电流不流入其中，因而λ/4棒状天线25Q不起天线的作用。
另一方面，螺旋天线31在其整个长度范围内不接近电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩，因此不增加输入阻抗并经馈电弹簧34提供高频电流，以使螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
另外，在便携电话10F处在电话呼叫状态下，如图2的虚线所示，话筒臂21H从如上所述的缩回状态逆时针方向转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，以便话筒23和扬声器相互保持离开预定距离。这种状态下，如图11所示，话筒臂21H中包含的螺旋天线31的支撑配件32的连接销32c与外壳11侧面的馈电弹簧34相互分开，并且话筒臂21H中的永磁铁28和外壳11中的磁传感器46相互分开，以使双回路转换开关47的a、d触点和b、c触点根据磁传感器46的输出相互连接。
因此，螺旋天线31和RF发射/接收电路42通过支撑配件32，λ/4棒状天线25Q，馈电弹簧26，天线匹配电路44和转换开关47的b、c触点相互连接，并且馈电弹34通过天线匹配电路43和转换开关47的a、d触点接地。
螺旋天线31和λ/4棒状天线25Q构成一个天线系统，电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17在其整个长度范围不与它们接近。因此，不增加输入阻抗，并且该天线系统以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的所谓尖峰负荷型天线正常工作。
在上述实施例中，当话筒臂21H缩回时，使包含在话筒臂21H自由端部中以便从外壳11上端向上伸出的螺旋天线31起作用，当拉出话筒臂21H时，切换开关47以使螺旋天线31和λ/4棒状天线25Q起到一个天线系统的作用。因此，在缩回和拉出话筒臂21H的任何一种情况下，抑制了外壳11中包含的电路板16的接地导体和屏蔽罩17对输入阻抗的影响，并可因此获得极好的天线特性。下面将参考图12和13描述根据本发明的天线装置的第七实施例。
图12和13示出第七实施例的结构。在图12和13中，对应于图6和11的那些部分由相同参考标号表示，省略对这些部分的描述。
在图12和13中，设计小型便携电话10G，以使由适当合成树脂材料构成的话筒臂21H转动端部22的转动轴22a保持在由适当合成树脂材料构成的外壳11右侧的下端部，以便可在预定角度范围内自由转动。
如图12所示，设定话筒臂21H的长度，以使在话筒臂21H与外壳11成直线的状态中使话筒臂21H的自由端部从图中外壳11的上端向上伸出，并缩回在外壳11的侧壁和保护板15之间，其中导体螺旋地形成的螺旋天线31包含在自由端部中，而其基部耦合到支撑配件32。
话筒23设置在比螺旋天线31更靠近转动端部22的位置，在如图13所示拉出话筒臂21H时使其与扬声器保持离开如上所述的预定距离。
在该实施例中，具有λ/4长度并由直线导体构成的棒状天线25Q的一端连接到话筒臂21H中螺旋天线31的支撑配件32，设置在转动轴22a中的馈电弹簧26面对并与棒状天线25Q的基部25b接触。
在该实施例中，通过由半圆形导体构成的电磁耦合元件35执行向螺旋天线31的馈电。
电磁耦合元件35设置在外壳11的侧壁和保护板15之间，以便在如图12所示的话筒臂21H的缩回状态与螺旋天线31同轴面对(面对其基部)，设置电磁耦合元件35的连接销35c以便穿过外壳11的侧壁。
连接到话筒23的话音信号线24穿过话筒臂21H的转动轴22a内部并引入外壳11，并连接到电路板16上的话音处理电路41。
在电路板16上装配RF发射/接收电路42，第一和第二天线匹配电路43、44和双回路转换开关47。RF发射/接收电路42，天线匹配电路43、44和转换开关47设置在屏蔽罩17中。
第一天线匹配电路43连接在双回路转换开关47的一个触点和电磁耦合元件35的连接销35c之间，RF发射/接收电路42连接到开关47的b触点。另外，第二天线匹配电路44连接在开关47的c触点和馈电弹簧26之间。开关47的d触点接地。
磁传感器46设置在外壳11中以控制双回路转换开关47的连接，永磁铁28包含在话筒臂21H中以面对磁传感器46。
凸出部分22b与话筒臂21H的转动轴22a在其外部预定的角度范围中形成整体，当如图13所示拉出话筒臂21H时，与外壳11侧面的叉簧构件协同限定其转动角度(省略其说明)。
由一个适当的凸轮机构分别在如图2实线和虚线所示的位置固定话筒臂21H(省略其说明)。下面将描述根据本发明第七实施例的操作。
在便携电话10G处在待机的运行状态下，如图12所示，话筒臂21H与外壳11成直线，并缩回在右侧壁和保护板15之间。
在该状态下，话筒臂21H中包含的螺旋天线31和外壳11侧面的电磁耦合元件相互面对，话筒臂21H中的永磁铁28和外壳11中的磁传感器46相互面对，从而使双回路转换开关47的a、b触点与c、d触点根据磁传感器46的输出相互连接。
因此，RF发射/接收电路42和电磁耦合元件35通过天线匹配电路43和转换开关47的a、b触点相互连接，λ/4的棒状天线25Q的基部25b通过馈电弹簧26，天线匹配电路44和开关47的c、d触点接地。因此，螺旋天线31耦合与流入电磁耦合元件35的高频电流对应的磁通量，以向其提供高频电流。
另一方面，从螺旋天线31的支撑配件32一侧看去的λ/4棒状天线25Q的阻抗增加，经馈电弹簧34提供的高频电流不流入λ/4棒状天线25Q，因而λ/4棒状天线25Q不起天线的作用。
螺旋天线31在其整个长度范围内不接近电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17，因此不增加输入阻抗，以使螺旋天线31以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的单极天线正常工作。
在便携电话10E处在电话呼叫状态下，如图2虚线所示，话筒臂21H从如上所述的缩回状态逆时针方向转动并拉出，以使话筒23与外壳11以适当的钝角彼此相交，以使话筒23和扬声器保持相互离开预定距离。
这种状态下，如图13所示，话筒臂21H中包含的螺旋天线31与外壳11侧面的电磁耦合元件35分离，并且话筒臂21H中的永磁铁28和外壳11中的磁传感器46相互分离，以使双回路转换开关47的a、d触点和b、c触点根据磁传感器46的输出相互连接。因此，螺旋天线31和RF发射/接收电路42通过支撑配件32，λ/4棒状天线25Q，馈电弹簧26，天线匹配电路44和转换开关47的b、c触点相互连接，并且馈电弹簧34通过天线匹配电路43和转换开关47的a、d触点接地。
螺旋天线31和λ/4棒状天线25Q构成一个天线系统，在其整个长度范围不与电路板16的接地导体(省略其说明)和屏蔽罩17接近，因而不增加输入阻抗，因此该天线系统以更稳定的匹配状态作为借助电路板16的接地导体和屏蔽罩17起接地作用的所谓尖峰负荷型天线正常工作。
在上述实施例中，当话筒臂21H缩回时，使包含在话筒臂21H自由端部中以便从外壳11上端向上伸出的螺旋天线31起作用，当拉出话筒臂21H时，切换开关47以使螺旋天线31和λ/4棒状天线25Q起到一个天线系统的作用。因此，在缩回和拉出话筒臂21H的任何一种情况下，抑制了外壳11中包含的电路板16的接地导体和屏蔽罩17对输入阻抗的影响，并可因此获得极好的天线特性。在图10和11，以及图12和13所示的两个实施例中，设定棒状天线的长度为λ/4。然而，当话筒臂缩回时，可通过断开双回路转换开关47的d触点设定棒状天线的长度为λ/2在图6至13所示的每个实施例中，根据磁传感器的输出切换转换开关或双回路转换开关。然而，可设定每个开关以便与话筒臂机械地联锁。
另外，上述每个实施例涉及螺旋天线的支撑配件、Sperre顶部的外护套导体和电磁耦合元件由金属材料构成的情况。然而，它们也可由预定的导电材料构成。
上述每个实施例涉及使用发射/接收电路的情况。然而，当天线仅用于发射或仅用于接收时，只有发射电路或只有接收电路连接到天线。
另外，上述每个实施例涉及外壳和话筒臂由合成树脂材料构成的情况。然而，通过使用适当的衬垫，可由金属材料构成外壳和话筒臂。
此外，上述每个实施例涉及棒状天线仅由一直线导体构成的情况。然而，棒状天线可由弹性导体、紧密地缠绕弹簧材料的导体、或螺旋地构成以防止天线折断的小直径导体构成。
如上所述，根据本发明，在可自由地耦合到无线装置主体外壳的一个端部的话筒臂以及包含话筒和天线导体的缩回状态和拉出状态的任何一种情况中，可获得极好的天线特性。
权利要求
1.一种便携无线装置，其中一个包含有一个天线和一个话筒的圆柱体在其中轴方向中的一个端部可自由转动地耦合到无线装置主体外壳的侧面部分，并在所述外壳与所述圆柱体成直线的第一状态，和所述外壳与所述圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于所述圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态中的外壳的端部边缘向外伸出，所述天线在中心轴方向被放入所述圆柱体的另一端部。
2.根据权利要求1所述的便携无线装置，其中所述天线被规定为螺旋形式。
3.根据权利要求1所述的便携无线装置，其中一个同轴馈线连接到所述天线，一个外护套导体连接到所述同轴馈线的一个外导体。
4.根据权利要求1所述的便携无线装置，其中一个接地板放入所述圆柱体中，所述接地板设置有用于所述天线和所述馈线的匹配装置。
5.一种便携无线装置，其中一个包含有一个天线和一个话筒的圆柱体在其中轴方向中的一个端部可自由转动地耦合到无线装置主体外壳的侧面部分，并在所述外壳与所述圆柱体成直线的第一状态，和所述外壳与所述圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于所述圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态中的外壳的端部边缘向外定位，一个第一天线在中心轴方向被放入所述圆柱体的另一端部，一个第二天线在中心轴方向被放入所述圆柱体的一端的侧面，并设置有选择地向第一和第二天线提供电能的选择馈电装置。
6.根据权利要求5所述的便携无线装置，其中所述第一天线被规定为螺旋形式，所述第二天线被规定为直线形式。
7.根据权利要求5所述的便携无线装置，其中所述第一天线被规定为螺旋形式，所述第二天线被规定为直线形式，所述第二天线的一端连接到所述第一天线的基部。
8.根据权利要求5所述的便携无线装置，其中所述选择馈电装置包含一个面对所述第一天线的电磁耦合元件。
9.一种天线装置，包括一个与一个话筒一起包含在一个圆柱体中的天线导体，所述圆柱体可自由转动地耦合到无线装置主体的侧面部分，并在所述外壳与所述圆柱体成直线的第一状态，和所述外壳与所述圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于在转动轴侧相对侧的所述圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态的所述外壳的端部边缘向外伸出，所述天线导体被放入伸出的另一端部。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其中所述天线导体被规定为螺旋形式。
11.根据权利要求9所述的天线装置，其中一个同轴馈线连接到所述天线导体，一个外护套导体连接到所述同轴馈线的一个外导体。
12.根据权利要求9所述的天线装置，其中一个接地板放入所述圆柱体中，所述接地板设置有用于所述天线导体和所述馈线的匹配装置。
13.一种天线装置，包括一个与一个话筒一起包含在一个圆柱体中的天线导体，所述圆柱体可自由转动地耦合到无线装置主体的侧面部分，并在所述外壳与所述圆柱体成直线的第一状态，和所述外壳与所述圆柱体以预定角度彼此相交的第二状态中使用，其特征在于在转动轴侧相对侧的所述圆柱体的另一个端部在中心轴方向从处在第一状态的所述外壳的端部边缘向外伸出，一个第一天线导体被放入伸出的另一端部，一个第二天线导体被放入所述圆柱体的转动轴侧，其中有选择地向所述第一和第二天线导体提供电能。
14.根据权利要求13所述的天线装置，其中所述第一天线导体被规定为螺旋形式，所述第二天线导体被规定为直线形式。
15.根据权利要求13所述的天线装置，其中所述第一天线导体被规定为螺旋形式，所述第二天线导体被规定为直线形式，所述第二天线导体的一端连接到所述第一天线导体的基部。
16.根据权利要求13所述的天线装置，其中通过一个电磁耦合元件执行对所述第一天线导体的馈电。
全文摘要
在一小型便携电话中,一个话筒臂的转动轴部分可自由转动地耦合到外壳底部,它在外壳与话筒臂相互成直线的第一状态和它们以预定角度彼此相交的第二状态中使用。一个话筒和一个螺旋天线包含在话筒臂中,设定话筒臂的长度,以使螺旋天线在话筒臂与外壳成直线的第一状态中与位于比外壳的上表面高的位置,从而避免外壳中电路板的接地导体和屏蔽罩(在说明中省略)对天线的影响。
文档编号H04M1/02GK1194527SQ98105109
公开日1998年9月30日 申请日期1998年1月16日 优先权日1998年1月16日
发明者伊藤博规, 石诚次郎 申请人:索尼公司