专利名称：天线装置及有关方法
技术领域：
本发明总体上指的是能与无线电电路相连接的天线装置，更具体而言，指的是具有一根能以至少两个位置中任何一个位置定位的天线杆的天线装置。
天线装置是可用于发射或接收或同时可用于发射和接收电磁波的无线电设备所必不可少的一个构成部件。一般这类天线装置的各个部分均具有与该天线装置所要发射或接收的电磁波频率至少部分相关的物理特性。
当无线电设备构成一台用户电子设备，且天线装置为该无线电设备的一个组成部分时，天线装置不仅必须具有能良好地接收或发射电磁波的物理特性，而且还必须具有使这种带有天线装置的无线电设备能够方便地使用的结构。
用户无线电电子设备的一个例子是无线电收发两用机，例如可在蜂窝通信系统中使用的手持式蜂窝无线电话机。作为这类设备的一个组成部分的天线装置，一般均可变换成为缩进和伸出两种状态。当处在缩进状态时，天线装置的很大部分通常被放置在无线电设备的壳体内。当处于伸出状态时，天线装置的各部分通常被拉出无线电设备的壳体之外。当然，其它无线电设备同样也都装有可变换为缩进状态和伸出状态的天线装置。在某些结构的无线电设备，包括下文所推荐的具体无线电设备中，当天线装置被置于缩进或伸出两种状态中任意一种状态时，无线电设备均可用以发射或接收电磁波。
构成用户无线电电子设备之一部分的天线装置，其结构还必须可使其方便地在大批量组装线上进行装配。
本发明的目的是提供一种天线装置及有关方法，可使天线装置在大批量组装线上方便地进行装配。
本发明还进一步有助于提供一种带有天线装置的无线电设备，可使其在大批量组装线上方便地进行装配。
本发明还包括有更多的优点和特点，通过阅读下文中优选实施例的详细说明，有关这些优点和特点的详细情况将更为明显。
本发明揭示出一种带有无线电电路的无线电设备上所用的天线装置及有关方法。该装置包括一根限定于某一纵向轴线上的天线杆，由一个近侧段和一个远侧段两部分组成。一个支承管套在天线杆的外面。该支承管的内径尺寸可允许天线杆在其间移动，以使支承管得以处于套在天线杆近侧段的状态，或反过来，处于套在天线杆远侧段的状态。支承管上装有一个卡紧机构，可交替地卡住天线杆的近侧段和远侧段，从而使天线杆近侧段或天线杆远侧段分别定位在支承管处。
当参照如下附图阅读时，将可更好地理解本发明
图1为从本发明推荐方案单独取出的天线装置的侧面立视图。
图2为图1中天线装置的一部分，经放大后的局部视图。
图3为与图2相似的放大局部视图，但是所表示的是本发明推荐方案的天线装置的天线杆在通过支承管移动时，天线杆和支承管之间的关系。
图4为本发明推荐方案的天线装置的侧面立视图，与图1相似，但是在该图中天线杆与支承管的相对位置被变换到了一个不同的位置。
图5为从图4的5—5线处截取的剖面图，该图可显示出构成本发明推荐方案天线装置的一个组成部分的卡紧机构。
图6为本发明推荐方案无线电收发两用机的剖面图，其中包括了作为该机一部分的前图中的天线装置。
图7为安装在图6的无线电收发两用机上并作为其一个组成部分的天线装置的局部透视图。
图8为从图7局部透视图所示支承管的下面截取的俯视图。
图9为与图7类似的局部透视图，但是该图表示的是被转到锁定位置从而被固定在适当位置的天线装置的局部透视图。
图10为本发明推荐方案无线电话机的透视图。
图11为一程序图，列出了本发明推荐方法的方法步骤。
首先看图1，图中所示为本发明推荐方案天线装置的侧面正视图。该天线装置通常用参考编号100表示。天线装置100包含有天线杆106，天线杆由一轴向伸展的杆件制成。该杆件确定天线杆的纵向轴线，天线杆106循此轴线移动。天线杆106最好用一种热塑性金属材料制成。图的下部用括号标出的天线杆106的第一部分称之为天线杆的近侧段112。图的上部用括号标出的天线杆部分被称为天线杆106的远侧段118。
天线杆106的近侧段112下方形成了一个近侧段锥形体124。天线杆106的锥形体124的径向尺寸以天线杆106其它部分的直径为起始逐渐增大。锥形体124延伸至缩颈130处，该处直径比邻近的锥形体124的直径尺寸要小。在锥形体124的下面、天线杆近侧段112的端部处形成挡块136。
虽然在图1中天线杆106的远侧段118上的相应部分被遮住了，但该远侧段118上同样也包含有与锥形体124、缩颈130和挡块136相似的结构。
天线装置100还包括支承管150，该支承管套在天线杆106的外面，两者的配合方式应使天线杆可通过支承管移动。在图1中，支承管150系处于在天线杆的远侧段118的部位。
卡紧机构156安装在支承管150上，正如下面所要介绍的那样，卡紧机构156用于交替地将天线杆106的远侧段118固定在支承管150处，如图1所示的相对位置，或将天线杆106的近侧段112固定于支承管150处，其相对位置将在后面的图中显示。
天线线圈160装在支承管150的外面。线圈160的长度取决于，或至少部分取决于天线装置要发射或接收的电磁波的频率。
杯体162置于天线杆106远侧段118的端部。杯体162最好用坚固的铸件材料制成。杯体的直径大小应在天线杆106的远侧段118移到支承管位置时，使该杯体至少有一部分能插入到支管150中去。在本发明推荐方案中，正如图中所示那样，在杯体162上装有次级天线线圈170。
图2是图1中天线装置100的一部分经放大后的局部视图。天线杆106的远侧段118再次显示出是被置于支承管150处，以致杯体162的一部分插入到支承管150中，为了较好地表示起见，天线线圈170在图中是套在杯体162的外面，但是在所推荐的方案中，至少部分是为了美观的原因，线圈170系嵌入在杯体162的里面。线圈160和170之间在电容上相互耦合。
从图2中的放大视图可以看出，支承管150由带有后壁176的管状部分和卡紧机构托座180组成。卡紧机构托座180的放置部位与支承管150的后壁176之间隔开一段距离，该距离在图中以标距箭头184表示。卡紧机构托座180用于固定卡紧机构156。
在后壁176的底面上还有一凸起件188，置于后壁176与卡紧机构托座180的顶面之间。
正如前面所指出的，天线杆106可通过支承管150移动，并可使天线杆的近侧段112或远侧段118两者中任意一个定位在支承管150处。
再参见图3的局部视图，可再次看到天线装置100的局部放大图。在图3中，天线杆106被向着箭头192的方向移动，使杯体162与支承管150离开一段距离。从图3中可以看到远侧锥形体194。与天线杆106的近侧段112上所形成的锥形体124(见图1)相类似，该锥形体194也具有一个逐渐增大的径向尺寸。远侧锥形体194延伸到缩颈196处，该处的径向尺寸较其邻近的锥形体194的径向尺寸为小。图3中还进一步可以看出杯体162的底面，该底面构成了远侧挡块198。当天线杆106通过支承管150移动到如图2中所示的位置时，挡块198紧靠在支承管150的后壁176的顶面上，以防止天线杆106通过支承管150继续移动。
图4是天线装置100的侧向正视图，该图与图1相似，但其天线杆106被通过支承管150移送到使天线杆的近侧段112定位于支承管处。正如图中所示，天线杆106可通过支承管150移动，直至挡块136紧靠在支承管150的卡紧机构托座的底面上，天线杆106的移动因此而被止住。
卡紧机构156既可用以卡在天线杆106的近侧段112上所形成的缩颈130处(如图1所示)，也可用以卡在天线杆远侧段118上所形成的缩颈196处(如图3所示)。
图5是从图4中5—5线处所截取的一个剖面图，图中显示出卡紧机构156卡在天线杆106上所形成的缩颈处时的状况。在该图中的缩颈是缩颈130。从图5的剖面图中可以看出卡紧机构156系由一U形弹簧卡子(也即U形弹簧)构成，弹簧卡子上带有弹簧臂203和207。向箭头211和215所示方向施加力时，将会使弹簧臂203和207分别向外作挠曲移动。当天线杆106通过支承管150向一个方向移动时，近侧锥形体124与卡紧机构156的弹簧臂203和207相压，从而导致弹簧臂挠曲。
继续向这一方向移动天线杆将使弹簧臂203和207进一步挠曲，直至缩颈130位于邻近弹簧臂处时，弹簧臂上不再受到扩张力，弹簧臂203和207弹回到未加压位置，此时弹簧臂压在缩颈130处而将天线杆106卡住，从而保持天线杆定位在适当位置。
向另一方向施加一个足以使天线杆向此方向移动的移动力，可使天线杆106移动到图中所示的那种天线杆相对于支承管150的位置。当天线杆通过150移动时，远侧锥形体194压在卡紧机构156的弹簧臂203和207上，也会导致弹簧臂203和207挠曲，直至天线杆106继续向该方向的移动使缩颈196位于卡紧机构156处时为止。此时，卡紧机构156的弹簧臂203和207弹回到未加压位置，并在缩颈196处将天线杆106卡住，天线杆106因而又被保持在适当位置上。
参看图6的剖面图，图中所示为本发明推荐的一种无线电收发两用机，在这里通常以参考编号280表示。例如，无线电收发两用机280可以是一台可在蜂窝通信系统中使用的蜂窝无线电话机。
无线电收发两用机280包括有一个外壳，该外壳由前壳体284和后壳体288组成。前壳体284上开有一个贯通的键孔292，因而可使类似于前面图中100的那种天线装置伸到孔中去。如图所示，天线杆306伸进由无线电收发两用机280外壳的284和288壳体所组成的支承壳中。在天线杆306的近侧段上有一个近侧锥形体324，还有缩颈330和挡块336，与前面图中天线杆106上的类似结构相似。
支承管350与前面图中的支承管150相似，通过将支承管350插入键孔292中，可将该支承管安装在前壳体284上。与前面图中卡紧机构156相似的卡紧机构356支承在卡紧机构托座380上，并且在缩颈396处将天线杆306卡住，从而保持天线杆306与支承管350的相对位置固定。当天线装置的天线杆306处于图6所示位置时，往往被称作处于缩进位置。
按照箭头401所示方向移动天线杆306，将可使天线杆306与支承管350的相对位置处于缩颈330卡在卡紧机构356中的状态。当天线杆位于这一状态时，往往称之为处于伸出位置。
安装在支承管350外面的线圈360带有端线362，该端线被引出到支承管350之外，以使其可以与图中方框364所示的无线电电路相连接。位于天线杆306一端的杯体362包括线圈370，该线圈与天线线圈360的电容相耦合。虽然图中没有表示出，但当天线杆306处于伸出位置时，线圈370可以沿天线杆306的长度方向延伸(或串接的几段线圈可以沿天线杆延伸)，使线圈360和370在电容上相连通。
因此，只要将天线装置插进前壳体284的键孔292中，将支承管350固定住，并将线圈360的端线362连接到装在无线电收发两用机280壳体内的无线电电路上，该天线装置即可用来发射或接收电磁波。这种方法将使无线电收发两用机280在大批量装配线上的装配变得更为方便。
支承管350的后壁376与卡紧机构托座380的顶面间的距离应与前壳体284的厚度相适应，以便使后壁376放置在前壳体284的外侧，而卡紧机构托座380放置在无线电收发两用机280壳体的内侧。
图7是图6中无线电收发两用机中一个部分的局部透视图。图中所示为前壳体284的键孔292，以及支承管350和卡紧机构托座380。卡紧机构托座380的外径与键孔292的形状相一致，使两者间的键形相啮合。将支承管350对准键孔292，并将支承管350插入键孔292中，此时卡紧机构插座380被插进到无线电收发两用机280壳体上的支承圈中。
图8是从无线电收发两用机的支承管350的下面所取的平面图。在前壳体284的键孔附近有凸起件388，在上壳体284的内部表面上形成斜面415。当支承管350对准键孔292插入后，转动支承管350将使支承管350上的凸起件188在斜面415上“向上滑动”，然后在凸起件388处迅速滑进固定位置，从而将支承管锁定在适当位置。
图9是一个局部透视图，与图7相类似，但是表示出当支承管350被转动进入锁定位置时支承管350与前壳体284之间的相互关系。如图所示，当转动支承管进入锁定位置时，支承管350即被安装在固定位置上，与前壳体284相固定。
图10是图6—9中的无线电收发两用机280的透视图。从图中可再次看到无线电收发两用机系由前壳体284和后壳体288组成，一个天线装置安装在该机上。天线杆306和支承管350的一部分伸出前壳体284的顶面外面。
现在来看图11的逻辑程序图。图中列出了本发明推荐的方法(通常用参考编号600表示)的各方法步骤。方法600适用于可在一个缩进位置和一个伸出位置之间变换的天线杆。首先，如框图606所列，一个支承管套在天线杆外面。接着，如框图612所示，一个卡紧机构安装在支承管上，用于交替地卡住天线杆的近侧段和远侧段，从而使天线杆的近侧段定位于支承管处，或使天线杆的远侧段定位于支承管处。
虽然本发明一直是与各图中所示的具体推荐方案一起说明的，但必须指出，其它类似的方案也可以适用，也可以对所描述的方案作出修改和增添，但不影响执行与本发明相同的功能。因此，本发明不应被限制于任何具体方案，而应按照所附的权利要求书所限定宽广度和范围用来理解。
权利要求
1.无线电电路装在壳体里面的无线电设备所用的一种天线装置，该天线装置包括一根天线杆，它有一个纵向轴线并具有一个近侧段和一个远侧段；一个支承管，它装在外壳上并套在天线杆的外面，该支承管的内径尺寸可允许天线杆穿过支承管在天线伸出位置和天线缩进位置之间移动，处于天线伸出位置时，支承管套在天线杆的近侧段处；处于天线缩进位置时，支承管套在天线杆的远侧段处，一个装在支承管上的卡紧机构，在天线缩进时被用来卡住天线的远侧段，在天线伸出时被用来卡住天线的近侧段，它们均为可松脱性卡紧，由此分别保持天线杆近侧段在支承管中的定位成天线杆远侧段在支承管处的定位。
2.如权利要求1中的天线装置，它还包含有至少一部分套在支承管上的初级天线线路的线圈，该初级天线线路可与无线电设备的无线电电路相连接。
3.如权利要求1中的天线装置，它还包含有至少一部分绕在天线杆上的次级天线线路的线圈。
4.如权利要求1的天线装置中所说的卡紧机构包含有一个弹簧卡子，该弹簧卡子至少有一个可卡住天线杆的弹簧臂。
5.如权利要求4的天线装置，构成卡紧机构的弹簧卡子为一个U形弹簧，该U形弹簧带有一个主弹簧臂和一个副弹簧臂，主弹簧臂和副弹簧臂两者都卡在天线杆上。
6.如权利要求5的天线装置，其中天线杆的近侧段包含有一个直径逐渐增大的近侧锥形体，天线杆通过支承管移动，脱出天线杆远侧段置于支承管中的状态，进入天线杆近侧段置于支承管中的状态，此时，由于天线杆的近侧锥形体随之被移送通过支承管，从而会产生施加于弹簧卡子主、副弹簧臂上的扩张力。
7.如权利要求6的天线装置，它还包含有一个形成于近侧锥形体上的缩颈，该缩颈的直径较近侧锥形体的直径要小，其位置紧接锥形体，因此，当天线杆穿过支承管移动，缩颈被移送到靠近弹簧卡子主、副弹簧臂处时，主、副弹簧臂即在缩颈处将天线杆卡住，从而保持天线杆的位置固定。
8.如权利要求5的天线装置，其中天线杆的远侧段包含有一个直径逐渐增大的远侧锥形体，天线杆穿过支承管移动，脱出天线杆近侧段置于支承管中的状态，进入天线杆远侧段置于支承管中的状态，此时，由于天线杆的远侧锥形体随之被移送通过支承管，从而会产生施加于弹簧卡子主、副弹簧臂上的扩张力。远侧锥形体上设有一缩颈，该缩颈的直径较远侧锥形体的直径要小，其位置紧接远侧锥形体，因此，当天线杆穿过支承管移动，缩颈被移至靠近弹簧卡子主、副弹簧臂处时，主、副弹簧臂即在缩颈处将天线杆卡住，从而保持天线杆的位置固定。
9.如权利要求1中的天线装置，它还包含有一个近侧挡块，设在穿出支承管外部的天线杆近侧段的端部。
10.如权利要求1的天线装置，它还包括一个远侧挡块，设在天线杆远侧段附近，以防止天线杆移出支承管。
全文摘要
用于无线电设备(280)的天线装置包括一根天线杆(106)，该天线杆可在一个缩进位置和一个伸出位置之间移动。天线杆系通过一个支承管(150)进行移动。支承管固定在无线电设备的适当位置上。一个卡紧机构(156)卡在天线杆上，使天线杆保持在缩进或伸出两个位置中的任意一个位置。
文档编号H01Q1/24GK1114517SQ94190685
公开日1996年1月3日 申请日期1994年7月29日 优先权日1993年9月15日
发明者汤雅·A·拉什, 斯蒂文·P·莫赫林, 肯斯·J·罗巴克 申请人:莫托罗拉公司