伸縮天線的製作方法
2023-06-15 08:58:21
專利名稱：伸縮天線的製作方法
1.發明領域本發明涉及應用伸縮天線的可攜式通訊設備。更具體說，本發明涉及一種用於可攜式通訊設備的伸縮天線，該天線可以進行狀態選擇，或收縮，或伸展，而不受其中另一狀態的影響。
2.先有技術的問題一般說，在伸縮天線的領域中常用的相關結構有六種。最簡單的一種可能就是具有固定長度的條鞭狀發射天線，其一端設有一電接頭，當發射天線從電子裝置中拉出時，該電接頭就與一電連接件接觸。在這種結構中，發射天線的收縮是通過將鞭狀發射天線從其與連接件連接的位置上向下推壓進電子裝置中而完成的。
在本先有技術中另一種結構是用於可攜式家電產品上的伸縮套管式鞭狀天線。伸縮套管式鞭狀天線一般由一些直徑逐漸減小的管一個套配在另一個中組成的。這種技術可以使天線壓縮到，或收縮到僅比最大直徑管的長度長一點的位置上。
美國專利(U.S.Patent)No.4,868,576公開了第三種結構，這種結構由一種條鞭狀發射天線組成，這種天線在伸展的位置時與一單線螺旋匹配裝置空氣耦合(Air-coupled)。在收縮的狀態下，該單線螺旋匹配裝置用來作為電磁發射天線。
美國專利(U.S.Patent)No.5,204,687公開了另一種伸縮天線。該專利把這種天線稱作為1/4波長伸縮天線，它由一細條狀發射天線組成，在該天線的端部設有一絕緣隔離的、短單線螺旋發射天線。在伸展狀態運行時，所述細條狀發射天線就起一具有1/4電波波長的鞭狀發射天線的作用。螺旋發射天線部分設置在細條狀發射天線的上端，並通過一短絕緣材料部分與條狀發射天線絕緣隔離，以防止螺旋發射天線在天線處於伸展狀態時與電路連接。當天線處於收縮狀態時，螺旋發射天線與電路連接，這是由於條狀發射天線收縮進電子裝置時，螺旋發射天線由於其下方所設的短金屬管而與電路接通。
另一種伸縮天線是由森圖利昂國際公司(CenturionInternational)製造的，這種天線是由一1/2波長的細條狀發射天線組成，其端部帶有一短單線螺旋發射天線。無論在哪種狀態下運行，收縮或伸展，整個天線組件都與電路接通。
本發明概述本發明提供了一種用於可攜式通訊裝置的伸縮天線，例如行動電話，收發兩用無線電通訊設備等上的伸縮天線，這種天線在所選擇的運行狀態時，收縮或伸展，都能提供最大的效能，而不受其中另一狀態的影響。另外，本發明由於採用了一種開關機構可以在狀態之間提供無縫隙連接，從而使得電磁發射天線在狀態轉換過程中總是與電路連接。更具體說，所述天線作成適於安裝在一可攜式通訊裝置上，後者包括有一其上端設有一插座的殼體，該插座在無線電頻率上與所述裝置的電路系統耦合。所述天線包括一個用於將無線電頻率連通到插座上的第一金屬連接件，並設有一個貫通天線上、下端的長孔。一長形中空殼體的下端固定在第一金屬連接件上，並從連接處向上伸展。所述殼體由絕緣材料作成，其上端部設有一開口。螺旋發射元件設置在所述絕緣殼體中，一常開電開關一樣也設置在該殼體中。電開關當它處於閉合位置時使第一金屬連接件和螺旋發射元件電接通。還設置了一長形發射件，該長形發射件在其下端固定有一個第二金屬連接件。一電絕緣體件在第二金屬連接件上方封裝著所述長形發射件，並設有一由所述長形發射件上端向上伸展的上端部分。電絕緣體件滑動地穿過殼體上端的開口。第一金屬連接件的長形孔中可滑動地安裝著第二金屬連接件和電絕緣體件。所述長形發射件相對於殼體及其上的插座來說是可以從收縮位置移動到伸展位置的。當所述長形發射件位於伸展位置時，第二金屬連接件就與插座進行電氣接觸。當所述長形發射件位於伸展位置時，所述開關就位於常開位置，這使得當所述長形發射件位於伸展位置時，螺旋發射件就處於非運行狀態。當所述長形發射件位於收縮位置時，電絕緣體件的上端部分位於螺旋發射件內，以便使長形發射件與螺旋發射件絕緣隔離。一開關致動件與所述長形發射件聯繫，以便使所述開關在所述長形發射件從其伸展位置向下運動到其收縮位置時位於開關的閉合位置。
在另一實施例中，在電絕緣體件上，在其上端的下方處安裝有一呈凸緣形的金屬滑動接頭。當所述天線位於其收縮位置時，所述金屬凸緣就與一下接頭件進行電氣接觸，這就與殼體插座和螺旋發射件接觸。當所述天線位於其伸展位置時，所述下接頭件就與位於所述長形發射件下端的金屬連接件進行電氣接觸。
本發明的主要目的是提供一種伸縮天線，這種天線在所選擇的運行狀態時，收縮或伸展，都能提供效能，而不受其中另一狀態的影響。
本發明的再一個目的是提供一種伸縮天線，這種天線設計得使該天線在所選擇的狀態運行時，都能提供最大的效能。
本發明的還一個目的是提供一種伸縮天線，這種天線由於設有一開關機構而具有無縫隙連接功能，這使得電磁發射天線在狀態轉換過程中總是與電路接通。
本發明的另一個目的是提供一種伸縮天線，這種天線所提供的電效能與單一機械裝備中多個獨立天線所獲得的效能相當。
本發明的另一個目的是提供一種伸縮天線，這種天線中的各電磁發射天線在所述伸縮天線位於其收縮位置時和位於其伸展位置時互相之間都是電絕緣的。
附圖簡略說明
圖1是一行動電話和一天線的透視圖；圖2是本發明天線分解透視圖；圖3是伸縮天線在伸展位置時的剖視圖4是伸縮天線在收縮位置時的剖視圖；圖5是一行動電話的透視圖，該電話上設有一變換形式的天線；圖6是圖5所示變換形式的天線的透視圖；圖7是圖5-6所示天線在其伸展位置時的縱向剖視圖；圖8是圖5-7所示天線在其收縮位置時的縱向剖視圖；和圖9是天線在其收縮位置時的部分放大剖視圖。
最佳實施例的說明本發明將以應用到其最佳實施例的情況進行說明。這不意味著本發明只限於所述的最佳實施例。本發明要涵括所有包括在本發明精神和範圍之內的變動，改動和等同物。在其最佳實施例中，本發明應用於常用的行動電話收發兩用機。由於本發明適用於無線電接收機和無線電發送機兩者，對於本申請來說，應當認為「收發兩用機」一語，除非另有規定外，係指一種接收機，一種發送機，或兩者組合。另外，對於本申請來說，應當認為「可攜式通訊裝置」或「可攜式通訊設備」係指一行動電話，雙向無線電通訊裝置，一接收機，或一發送機。
在圖1中，一行動電話10設有一殼體12和一天線14。天線14通過一連接件16與電話10內電路系統進行電氣連接，隨後將對此作更詳細的說明。
天線包括有一個第一金屬連接件50，該連接件以常規方式將無線電頻率(RF)連通到連接件16上。為了說明的方便，連接件50被說成具有一下端18和一上端20。長形中空殼體22由一種適宜的絕緣材料作成。從圖中可以看到，殼體22由一下端部分24和一上端部分26連接在一起組成的。但是，如果需要，殼體22也可以由單一件構成。如圖3和4所示，殼體22下端部分24的下端包圍著連接件16，並固定於其上。殼體22上端部分26的上端設有一開口28，隨後將對此作更詳細的說明。
螺旋發射件30安裝在殼體22內，最好設有一與殼體內部下方進行電氣接觸的接觸件，如圖所示，該接觸件整體上用參考標碼32表示。
常開電開關34安裝在殼體22中，它最好用鈹銅合金作成，如圖3所示，該開關的下端與連接件16進行電氣接觸。開關34最好設有多個從其下端向上伸展的柔性指形件36。每個指形件36最好設有一下端部分38和一上端部分40，兩部之間設置一環狀鎖定部42。當開關34處於其常開位置時，指形件36的上端部分40在電氣上不與電接觸件32進行接觸。但是，當開關34移動到其閉合位置時，指形件36的上端部分40在電氣上就與接觸件32進行接觸。
長形發射件44最好由鎳-鈦合金作成，它設有一上端46和一下端48。如圖所示，金屬連接件50在電氣上與長形發射件44的下端連接。連接件50可以滑動地安裝在連接件16的長形孔51中，連接件50上設有一止擋52，當長形發射件44位於伸展位置時，該止擋與連接件16下端抵碰(見圖3)。當長形發射件44位於伸展位置時，如圖3所示，連接件50在無線電頻率上與連接件16耦合。連接件50的上端設有一凹槽部54，當長形發射件44位於完全伸展的位置時，該凹槽部54就能接納指形件36的鎖定部42，如圖3所示。如圖所示，電絕緣體件56在連接件50的上方包覆著發射件44，它設有一上端部分58，後者由發射件44的上端46向上伸展。在上端部分58的上端設有一加大的頭部60，設置該頭部是為了限制所述天線向殼體內部運動(見圖4)。
當所述天線位於其收縮位置時，如圖4所示，電絕緣體件56的加大頭部60位於緊鄰殼體22上端處。當所述天線位於其收縮位置時(如圖4所示)，長形發射件44位於螺旋發射件30的下方。從圖4還可以看出，當所述天線位於其收縮位置時，電絕緣體件56的上端部分58位於螺旋發射件30中，這樣，在長形發射件44和螺旋發射件30之間就沒有電幹擾。
當所述天線位於其收縮位置時，如圖4所示，指形件36的鎖定部42與電絕緣體件56的插配使指形件36向上運動，這樣，指形件36的上端在電氣上就與接觸件32連接，從而使螺旋發射件30在無線電頻率上與電話的電路系統連通。當所述天線位於其收縮位置時，長形發射件44在無線電頻率上不與電話的電路系統連通，因而，螺旋發射件30就不受長形發射件44的影響而起作用。鎖定部42鎖插在連接件50的凹槽部54中就使得開關36張開。
當要求將天線從其收縮位置移動到其伸展位置，操作者抓住加大頭部60，將天線相對於電話向上拉出。在天線向上移動到其伸展過程中，螺旋發射件30仍然起作用，並且一直起作用到鎖定部42「咬進」凹槽部54，此時，開關36張開。同時，長形發射天線44通過連接件50和連接件16之間的電接觸，在無線電頻率上與電話電路系統耦合。當所述天線位於其完全伸展位置上時，通過指形件36和連接件50之間的電接觸，電話電路系統和長形發射天線之間就實現了電接觸。當所述天線位於其完全伸展位置上時，通過連接件50和連接件16之間的電接觸，電話電路系統和長形發射天線之間也實現了電接觸。因此，當所述天線位於其完全伸展位置上時，長形發射天線44起作用，而螺旋發射件30則不起作用。
本發明還提供了一種獨特的特徵，這就是，一旦所述天線從其完全伸展位置上離開，電絕緣體件56的外部下方與鎖定部42之間的咬合使得指形件36上端與螺旋發射件30的接觸件32進行電接觸，這使得在收縮或拉伸過程中不會出現間斷或部分接觸，所以電路就具有一種非常確定的接通/斷開結構。所述天線這種確定的接通/斷開結構使得丟失電話現象減小到最小程度，這是由於開關動作是確定的。正如上述，這一點能實現是因為在所述天線收縮或伸展操作過程中，發射天線之一總是在運行中，不會在開關之間出現任何間隙。
所以可以看到，本發明提供了一種獨特的伸縮天線，這種天線在所選擇的狀態下運行時，能提供最大的效能。還可以看到，本發明提供了一種獨特的開關機構，這種開關機構可以在狀態之間提供無縫隙連接，所以，在狀態之間轉換過程中，總是有一個電磁發射天線與電路接通。
應當注意到，儘管所述天線可以應用於其它可攜式通訊裝置，例如，雙向無線電通訊裝置，接收機，發送機等，但它更理想地適用於行動電話。
圖5-8所展示的是一種所述天線的變換形式。在圖5中，行動電話110設有一殼體112和一天線114。天線114在電氣上通過板接觸件124與電話內電路系統連接。天線114設有一個第一金屬連接件152，該連接件作成適於用螺紋安裝到殼體112的頂端中，如圖7和8所示。為了說明的目的，連接件118被看成是具有一下端120和一上端122。連接件118在無線電頻率上通過板接觸件124與行動電話內電路系統連通。連接件116設有一貫通其中的長孔126。
長殼體128由適宜的電絕緣材料作成。從附圖可以看到，殼體128設有一下端130和一上端132。如圖7和8所示，殼體128下端包圍著連接件118的上端，並固定於其上。殼體128的上端設有一開口134，隨後對此將作更詳細說明。
螺旋發射件136安裝在殼體128的內部，其下端與上接觸件138接觸，上接觸件138包括有一個弓形接觸指形件140。螺旋發射件136安裝在線圈構形140上，如圖7和8所示。下接觸件142設置在殼體128中，它包括有一個弓形接觸指形件144。
長形發射天線146最好由鎳一鈦合金作成，它設有一上端148和一下端150。如圖7和8清楚所示，金屬連接件152固定在長形發射天線146的下端。電絕緣體件154在金屬連接件152上方包覆著長形發射天線146，其上端部分156由長形發射天線146的上端148向上伸展。上端部分156的上端設有一加大頭部158，該頭部用來限制所述天線向殼體122內運動程度。由圖9可見，金屬凸緣160包圍著發射件136，使得發射件136在所述天線位於其收縮位置時，與接觸指形件144接觸。當所述天線位於圖9所示收縮位置時，滑動接觸件160也將與接觸指形件140接觸。
當所述天線位於圖7所示伸展位置時，只有長形發射天線146在無線電頻率上與電話電路系統耦合。這種無線電頻率連接器是通過板連接件124，連接件118，連接件152和長形發射件146而實現的。當所述天線位於圖7所示伸展位置時，螺旋發射件136不與電路接通。
當所述天線從圖7所示伸展位置移動到圖8和9所示收縮位置，長形發射件在無線電頻率上不與電話電路系統耦合。但在收縮位置上，螺旋發射件136與電話電路系統進行電接觸。這種接觸是通過板接觸件124，連接件118，下接觸件142(接觸指形件144)，滑動接觸件160和上接觸件138(接觸指形件140)。當所述天線位於圖8和9所示收縮位置時，以及當螺旋發射件136與電路連通時，電絕緣體件154的上端156就位於螺旋發射體136中，以便使長形發射體146與螺旋發射體電絕緣隔離，如圖8所示。當所述天線位於圖8和9所示收縮位置時，長形發射件146位於螺旋發射件136的下方。在圖8中還可以看到，當所述天線位於收縮位置時，電絕緣體件154的上端156位於螺旋發射件136內，所以在長形發射件146和螺旋發射件136之間不會有電幹擾。
因此可以看到，圖5-9展示了一種新的電話天線。圖5-9所示實施例採用了一種開關，這種開關是通過將一圓柱形金屬凸緣滑進兩個分開接觸件之間而致動的。圖5-9中所述天線開關是用來將無線電頻率能量從一直段導線轉換到一長段螺旋導線上。另外，圖5-9所示實施例的開關從內部看對於所述天線是完全獨立的，它是一種自動清潔開關(Self-Cleaning Switch)。所以可以看到，圖5-9所示實施例實現了所有指定的目的。
權利要求
1.一種用於通訊裝置的伸縮天線，它包括一個第一殼體，該殼體的頂端設有一插座，插座在無線電頻率上與通訊裝置的電路系統耦合，所述伸縮天線包括一第一金屬連接件，它用於將無線電頻率連通所述插座，並設有一貫通其中的長孔，所述第一金屬連接件設有一上端和一下端；一個第二殼體，所述第二殼體是長形中空的，並設有上端和下端；所述第二殼體的下端固定在所述第一金屬連接件上；所述第二殼體在其上端設有一開口；所述第二殼體由電絕緣材料作成；一個第一螺旋發射件安置在所述第二殼體中，它設有一上端和一下端；一常開電開關設置在所述第二殼體中，它可以從其常開位置變換到一閉合位置；所述開關在位於其所述閉合位置時，在電氣上與所述第一金屬連接件和所述螺旋發射件連接；一長形發射件設有一上端和一下端；一第二金屬連接件，它固定在所述長形發射件的下端上；一電絕緣體件，它在所述第二金屬連接件之上包覆住所述長形發射件，並設有一個從所述長形發射件上端向上伸展的上端部分；所述第二殼體上端的所述開口可滑動地接納所述電絕緣體；所述第一連接件的所述長孔作成適於滑動地接納所述第二金屬連接件和所述電絕緣體件；所述長形發射件可以相對於所述第二殼體和該殼體中所述插座從一個收縮位置移動到一個伸展位置；所述第二金屬連接件在所述長形發射件位於其伸展位置時，能有效地與所述插座進行電接觸；所述開關在所述長形發射件位於其所述伸展位置時是處於其常開位置，所以當所述長形發射件位於其所述伸展位置時，所述螺旋發射件是不工作的；所述電絕緣體件的上端部分設置在所述螺旋發射件中，以便在所述長形發射件位於其所述收縮位置時使所述長形發射件在電氣上與所述螺旋發射件絕緣隔離；和一開關致動件，它與所述長形發射件連繫，用於在所述長形發射件從其所述伸展位置向下移動到其所述收縮位置時使所述開關位於其所述閉合位置。
2.根據權利要求1所述伸縮天線，其特徵在於所述第二金屬連接件在其上設有一凹槽部，該凹槽部接納所述開關的一個部分，以便使所述開關在所述長形發射件位於其所述伸展位置時能轉換到其常開位置。
3.根據權利要求2所述伸縮天線，其特徵在於所述凹槽部是位於所述第二金屬連接件的上端緊接著所述電絕緣體下端處。
4.根據權利要求2所述伸縮天線，其特徵在於所述開關在所述長形發射件位於其所述伸展位置時與所述第二金屬連接件進行電接觸。
5.根據權利要求1所述伸縮天線，其特徵在於所述可攜式通訊裝置包括一行動電話。
6.根據權利要求1所述伸縮天線，其特徵在於所述可攜式通訊裝置包括一無線電發送機。
7.根據權利要求1所述伸縮天線，其特徵在於所述可攜式通訊裝置包括一無線電接收機。
8.根據權利要求1所述伸縮天線，其特徵在於所述開關至少包括一對長指形件，該指形件的一端固定在第一金屬連接件上，並從該連接件向上伸展到所述螺旋發射件中，所述指形件另一端位於所述螺旋發射件內，當所述長形發射件位於其所述伸展位置時，所述指形件的所述另一端與所述螺旋發射件隔開；當所述長形發射件從其所述伸展位置向下運動時，所述指形件的所述另一端與所述螺旋發射件進行電接觸。
9.根據權利要求7所述伸縮天線，其特徵在於所述第二金屬連接件包括一個其上設有的凹槽部，該凹槽部接納所述指形件的一部分，以便使所述開關在所述長形發射件位於其伸展位置時能轉換到其常開位置。
10.一種用於通訊裝置的伸縮天線，它包括一個第一殼體，該殼體的頂端設有一插座，插座在無線電頻率上與通訊裝置的電路系統耦合，所述伸縮天線包括一個螺旋發射件，它相對於所述第一殼體固定就位；一個長形發射件，它可以相對於所述殼體在伸展位置和收縮位置之間移動；當所述長形發射件位於其收縮位置時，所述螺旋發射件在無線電頻率上能有效地與所述插座耦合；當所述長形發射件位於其伸展位置時，所述螺旋發射件在無線電頻率上與所述插座脫離耦合。
11.根據權利要求10所述伸縮天線，其特徵在於所述長形發射件在其位於收縮位置時在電磁上與所述螺旋發射件絕緣隔離。
12.根據權利要求11所述伸縮天線，其特徵在於所述長形發射件在其位於收縮位置時在電磁上與所述螺旋發射件絕緣隔離。
13.根據權利要求10所述伸縮天線，其特徵在於當所述長形發射件從其收縮位置移動到其伸展位置和從其伸展位置移動到收縮位置，總有一個所述發射件與電路連通。
14.一種用於通訊裝置的伸縮天線，它包括一個第一殼體，該殼體上端設有一插座，所述伸縮天線包括一個連接到所述插座上的第一金屬連接件，它設有一貫通其中的長孔，所述第一金屬連接件設有一上端和一下端；在無線電頻率上使所述第一金屬連接件連通到通訊裝置的電路系統的裝置件；一個第二殼體，所述第二殼體是長中孔形，設有上、下端；所述第二殼體的所述下端包圍著所述第一金屬連接件的上端；所述第二殼體在其上端設有一開口；所述第二殼體由一種電絕緣材料作成；一個第一螺旋發射件，它位於所述第二殼體中，設有上、下端；它位於所述第二殼體中，設有上、下端；一個第一電接頭，它位於所述第二殼體中，在電氣上與所述螺旋發射件的下端連接；一個位於所述第二殼體中的第二接頭；所述第二接頭與所述第一金屬連接件電接觸；一具有上、下端的長形發射件；一個第二金屬連接件，它固定在所述長形發射件的下端；一電絕緣體件，它在所述第二金屬連接件的上方包覆著所述長形發射件，並設有一從所述長形發射件上端向上伸展的上端部分；所述第二殼體上端的所述開口可滑動地接納所述電絕緣體；在所述第一金屬連接件中的所述長孔作成適於接納所述第二金屬連接件和所述電絕緣體件；所述長形發射件可以相對於所述第一殼體和其上的所述插座從一個收縮位置移動到一個伸展位置；所述第二金屬連接件在所述長形發射件位於其伸展位置時運行到與所述第一金屬連接件進行電接觸；一個位於所述電絕緣體上端部分的第三接頭；所述電絕緣體的所述上端部分在所述長形發射件位於其所述收縮位置時位於所述螺旋發射件內，以便在電氣上使所述長形發射件與所述螺旋發射件絕緣隔離；當所述長形發射件位於其收縮位置時，所述螺旋發射件在電氣上通過所述第一接頭，所述第三接頭和所述第一接頭與所述第一金屬連接件連接。
全文摘要
一種用於可攜式通訊設備的伸縮天線14,它在帶有兩個運行狀態—收縮或伸展—的單一裝置中設有電氣上兩個獨立的電磁發射件。當天線14位於其收縮位置時,一個短的正常態單線螺旋發射件30起作用。當天線14位於其伸展位置時,一個細條狀發射件44起作用。設有一開關件34,當天線14位於伸展位置時,該開關將裝置由電路系統與條狀發射件44連接起來,當天線14位於其收縮位置時,該開關將裝置內電路系統與螺旋發射件連接起來。在收縮和伸展各位置,條狀發射件44和螺旋發射件30互相絕緣隔離。本發明還公開了一種改型的天線14。
文檔編號H01Q1/24GK1187908SQ96194839
公開日1998年7月15日 申請日期1996年4月10日 優先權日1996年4月10日
發明者唐納德·E·溫格 申請人:森圖利昂國際公司