使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的製作方法
2023-07-01 14:20:21 1
專利名稱：使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及可攜式終端的天線裝置，特別涉及使用安裝在鉸鏈模塊上的螺旋鉸鏈彈簧的一種天線裝置。
上述各可攜式終端每種基本包括天線裝置、數據輸入/輸出單元和數據傳輸/接收單元，以方便與對方通信。作為通常使用的數據輸入單元，使用鍵盤或觸敏面板。所述鍵盤包括通過按壓輸入數據的多個鍵的陣列。觸敏面板的作用是通過觸及輸入數據。另外，諸如LCD(液晶顯示器)模塊等的顯示器也通常用作數據輸出單元。話筒單元用作數據傳輸單元，揚聲器用作數據接收單元。
具有多功能且適用於各種多媒體環境的可攜式終端正在受到青睞和普及。
為了傳輸/接收無線電波，現有技術的可攜式終端基本包括天線、供電部分、和RF(射頻)單元。可攜式終端的常規天線分為兩類，即內置天線和外置天線。內置天線安裝在可攜式終端的主外罩內。外置天線從可攜式終端的主外罩伸出，露到外面。作為常規天線，通常使用螺旋天線或拉杆天線。在此，螺旋天線起主天線的作用，拉杆天線起輔助的天線作用。
但是，在使用安裝在可攜式終端的主外罩內印刷電路板的指定區域上的內置天線時，可攜式終端要求容納內置天線的內空間，使得難以有效利用可攜式終端的主體內的有限空間。即，使用內置天線的可攜式終端具有的缺點是增加印刷電路板的尺寸。
另一方面，外置天線從可攜式終端的主體伸出，從而限制可攜式終端的外部設計。另外，在由於使用者不慎而將可攜式終端落到地面上時，外置天線容易損傷。因為可攜式電話終端的外天線從主體外罩伸出，所以可攜式終端的伸出的外天線容易損壞。
本發明的另一目的是提供一種使用鉸鏈彈簧的天線裝置，它滿足小型化的趨向。
本發明另一目的是提供一種使用鉸鏈彈簧的天線裝置，它能夠用作輔助天線。
根據本發明的一個方面，通過設置在可攜式終端中使用的用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置現實了上述和其他目的，所述可攜式終端包括(A)主外罩；(B)副外罩；和(C)鉸鏈模塊，它可從主外罩旋轉地打開和關閉副外罩，並且包括鉸鏈軸，鉸鏈軸一端固定安裝到主外罩而另一端位於副外罩中，起將主外罩和副外罩互連的作用；鉸鏈凸輪，它通過鉸鏈軸滑動，前後移動；螺旋鉸鏈彈簧，它提供將鉸鏈軸緊密固著附到鉸鏈凸輪的力；和鉸鏈外罩，它容納鉸鏈軸、鉸鏈凸輪和螺旋鉸鏈彈簧，所述天線裝置包括(a)螺旋鉸鏈彈簧，它設置在鉸鏈軸線方向，起螺旋天線作用；(b)導電部件，它包括在螺旋鉸鏈彈簧和鉸鏈凸輪之間並且緊密固著到鉸鏈彈簧上的接觸部分，和從接觸部分的中心在鉸鏈軸線方向延伸、穿過鉸鏈凸輪和鉸鏈軸的中心部分；和(c)板彈簧，它帶有連接到導電部件的第一自由端，和連接到供電部分的第二自由端。
根據本發明的另一方面，提供一種在可攜式終端中使用的用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置，所述可攜式終端包括(A)主外罩；(B)副外罩；和(C)鉸鏈安裝盒(receptor)，它可從主外罩旋轉地打開和關閉副外罩，並且其包括鉸鏈軸，該鉸鏈軸一端固定安裝到主外罩而另一端位於副外罩內，起主外罩和副外罩互連的作用；鉸鏈凸輪，它通過鉸鏈軸滑動，前後移動；螺旋鉸鏈彈簧，它提供將鉸鏈軸緊密固著附到鉸鏈凸輪的力。所述天線裝置包括(a)螺旋鉸鏈彈簧，它設置在鉸鏈軸線方向，起螺旋天線作用；(b)導電部件，包括緊密固著到螺旋鉸鏈彈簧的接觸部分，和從接觸部分中心在鉸鏈軸線方向延伸，穿過鉸鏈彈簧、鉸鏈凸輪和鉸鏈軸的中心部分；和(c)板彈簧，它帶有連接到導電部件的第一自由端，和連接到供電部分的第二自由端。
圖1是副外罩關閉的可攜式終端的透視圖，而圖2是副外罩打開的可攜式終端的透視圖。根據本發明第一實施例，圖1和2的可攜式終端都包括使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置(見圖3)。所述可攜式終端包括主外罩10，副外罩20，和鉸鏈單元。所述鉸鏈單元可旋轉地將副外罩20連接到主外罩10，從而從主外罩10打開和關閉副外罩20。即，副外罩20在指定的角度內在旋轉軸A上可旋轉地轉動。主外罩10包括由多個鍵112構成的鍵陣列和話筒單元114。副外罩20包括揚聲器單元212和LCD214。
主外罩10包括兩個側鉸鏈臂110。一個側壁110與另一個側臂110對稱相對。副外罩20包括中心鉸鏈臂201。副外罩20的中心鉸鏈臂201由鉸鏈單元保持在主外罩10的兩個側鉸鏈臂110之間。
如圖3所示，用在可攜式終端上的鉸鏈模塊30的作用首先是可旋轉地將副外罩20連接到主外罩10，其次是提供在第一指定角度範圍(0-45度)內關閉副外罩20的力，提供在大於第一指定角度範圍的第二範圍(45-140度)內打開副外罩的力，和提供在另一第三指定角度(140度)上停止副外罩20移動的力。也就是說，可攜式終端的鉸鏈模塊30為使用者提供從主外罩10容易打開和關閉副外罩20的力。因此，鉸鏈模塊30基本上包括鉸鏈軸302，鉸鏈凸輪303，和螺旋鉸鏈彈簧305。另外，鉸鏈外罩301可用於分開地組裝鉸鏈模塊30的鉸鏈軸302、鉸鏈凸輪和螺旋鉸鏈彈簧305。
本發明第一優選實施例的鉸鏈模塊30，具體地說，螺旋鉸鏈彈簧305被用作天線裝置。圖3示出根據本發明第一實施例的、使用鉸鏈模塊30的螺旋鉸鏈彈簧305的天線裝置。
如圖3所示，本發明第一實施例的天線裝置包括鉸鏈模塊30，更具體地說包括螺旋鉸鏈彈簧305，它容納在鉸鏈外罩301內；導電部件304；和板彈簧32，它安裝在側鉸鏈臂110的內空間110a內。導電部件304容納在鉸鏈外罩101內，以便將螺旋鉸鏈彈簧305電連接到供電部分(未示出)。板彈簧32緊密固著到導電部件304，從而將導電部件304電連接到供電部分。
圖4是根據本發明第一實施例的、使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的部分分解平面圖，而圖5是圖4的天線裝置的剖視圖。下面參照圖4和5詳細說明本發明第一優選實施例的天線裝置。
如圖4和5所示，本發明第一實施例的天線裝置使用鉸鏈模塊30。為了提供打開和關閉副外罩的力，鉸鏈模塊包括鉸鏈外罩301，鉸鏈軸302，鉸鏈凸輪303，和螺旋鉸鏈彈簧305。使用在鉸鏈模塊上安裝的螺旋鉸鏈彈簧305和與螺旋鉸鏈彈簧305分開的導電部件304來實現本發明第一實施例的天線裝置。
鉸鏈外罩301安裝在副外罩20的中心鉸鏈臂201上，容納鉸鏈軸302、鉸鏈凸輪303，導電部件304，和螺旋鉸鏈彈簧305。鉸鏈軸302的一端302a與主外罩10的側鉸鏈臂110接合，鉸鏈軸302的另一端302b是凸部分。另外，在鉸鏈軸302中沿鉸鏈的軸線形成通孔302c。鉸鏈軸302固定到側鉸鏈臂110。因此，在從主外罩10打開和關閉副外罩20時，由於鉸鏈凸輪303與鉸鏈軸302的凸部分302b接合而滑動。
鉸鏈凸輪303包括凸部分303a和凹部分303b。在鉸鏈凸輪303的外周形成凸起303d。凸起303d在鉸鏈外罩301引導鉸鏈凸輪303向前和向後。鉸鏈凸輪303通過鉸鏈軸302滑動，從而沿鉸鏈外罩301的長方向前後移動。在鉸鏈凸輪303中沿鉸鏈軸線形成通孔303c。
導電部件304包括接觸部分304a，它位於鉸鏈凸輪303和螺旋鉸鏈彈簧305之間，並且與螺旋鉸鏈彈簧305的一端305a接觸；和中心部分304b，它插入到鉸鏈凸輪303的通孔303c和鉸鏈軸302的通孔302c中。導電部件304的中心部分304b的終端304c具有指定長度，以便從鉸鏈軸302的表面伸出。導電部件304的中心部分304b的直徑小於通孔302c和303c的直徑。因此，導電部件304不受鉸鏈軸302或鉸鏈凸輪303的直線移動的影響。
螺旋鉸鏈彈簧305位於鉸鏈外罩301和導電部件304之間。螺旋鉸鏈彈簧305的一端305a總是固定地與導電部件304的接觸部分304a接觸，從而起到將鉸鏈軸302緊密固著到鉸鏈凸輪303上的作用。
板彈簧32是由帶有彈性的導電材料製造的。板彈簧32包括兩個自由端，即，第一自由端321和第二自由端322。板彈簧32的第一自由端321彎曲以連接導電部件304的中心部分304b的終端304c，板彈簧32的第二自由端322連接到主印刷電路板(未示出)的供電部分。在此，由板彈簧32的彈力使板彈簧32的第一自由端321緊密固著到導電部件304的終端304c。
在從主外罩10打開和關閉副外罩時，側鉸鏈臂110之一約束鉸鏈軸302，鉸鏈凸輪303通過鉸鏈軸302前後移動。此時，螺旋鉸鏈彈簧305被壓縮，然後伸長。另外，導電部件304保持與鉸鏈彈簧305緊密固著。因此，通過導電部件304，螺旋鉸鏈彈簧305總是電連接到板彈簧32，並且經由板彈簧32連接到供電部分。
圖6是根據本發明第二優選實施例的、使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的部分分解平面圖，而圖7是圖6天線裝置的剖視圖。下面參照圖6和7詳細說明使用本發明第二優選實施例的螺旋鉸鏈彈簧403的天線裝置。如圖6和7所示，使用本發明第二實施例的螺旋鉸鏈彈簧403的天線裝置利用鉸鏈模塊40。為了提供打開和關閉副外罩的力，起可攜式終端的鉸鏈裝置作用的鉸鏈模塊40包括鉸鏈軸401，鉸鏈凸輪402和螺旋鉸鏈彈簧403。使用在鉸鏈模塊40上安裝的螺旋鉸鏈彈簧403和導電部件404，實現本發明第二實施例的天線裝置。
在安裝於副外罩20的中心鉸鏈臂201中的鉸鏈盒405內容納鉸鏈軸401、鉸鏈凸輪402、導電部件404和螺旋鉸鏈彈簧403。鉸鏈軸401的一端401a從鉸鏈盒伸出，而鉸鏈軸401的另一端401b是凸部分。在鉸鏈軸401中沿鉸鏈軸線形成通孔401c。
鉸鏈凸輪402包括凸部分402a和凹部分402b。在鉸鏈凸輪402的外周上形成凸起402c，從而在鉸鏈盒內前後移動鉸鏈凸輪402。鉸鏈凸輪402通過鉸鏈軸401滑動，從而沿鉸鏈盒405的長方向前後移動。在鉸鏈凸輪402中沿鉸鏈軸線形成通孔402d。
導電部件404包括接觸部分404a，它位於螺旋鉸鏈彈簧403的一端403b和鉸鏈盒405的隔離壁之間，且與螺旋鉸鏈彈簧403的一端403b接觸；和中心部分404b，它位於螺旋鉸鏈彈簧403內，且插入到鉸鏈凸輪402的通孔402d和鉸鏈軸401的通孔401c中。導電部件404的中心部分404b的終端404c具有指定長度，以便從鉸鏈軸302的表面伸出。導電部件404的中心部分404b的直徑小於通孔401c和402d的直徑。因此，導電部件404不受鉸鏈軸401和鉸鏈凸輪402的直線移動的影響。
螺旋鉸鏈彈簧403位於鉸鏈軸401和導電部件404之間。螺旋鉸鏈彈簧403的一端403b固定與導電部件404的接觸部分404a接觸，從而起將鉸鏈軸401緊密固著到鉸鏈凸輪402上的功能。
板彈簧42是由帶有彈性的導電材料製造的。板彈簧42包括兩個自由端，即，第一自由端421和第二自由端422。板彈簧42的第一自由端421彎曲以連接到導電部件404的中心部分404b的終端404c，板彈簧42的第二自由端422連接到供電部分(未示出)。在此，由板彈簧42的彈力使板彈簧42的第一自由端421緊密固著到導電部件404的終端404c。
在從主外罩打開和關閉副外罩時，側鉸鏈臂110之一約束鉸鏈軸401，鉸鏈凸輪402 過鉸鏈軸401的凸部分401b前後移動。此時，螺旋鉸鏈彈簧305被壓縮，然後伸長。另外，鉸鏈彈簧403保持與導電部件404的接觸部分404a緊密固著。因此，通過導電部件304，螺旋鉸鏈彈簧403總是與板彈簧32電連接，並且經由板彈簧42電連接到供電部分。
下面參照圖8a-11b，與常規天線裝置比較，詳細說明使用根據本發明第一實施例的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的天線特性。
天線裝置圖8a是在副外罩打開狀態，在韓國PCS頻帶(1,750-1,870兆赫)，使用螺旋天線的常規天線裝置的天線特性的輻射圖。圖8b是在副外罩關閉狀態，在韓國PCS頻帶(1,750-1,870兆赫)，使用螺旋天線的常規天線裝置的天線特性的輻射圖。
圖9a是根據本發明第一實施例的，在副外罩打開狀態，在韓國PCS頻帶(1,750-1,870兆赫)，使用螺旋鉸鏈彈簧天線裝置的天線特性的輻射圖。圖9b是根據本發明第一實施例，在副外罩關閉狀態，在韓國PCS頻帶(1,750-1,870兆赫)，使用螺旋鉸鏈彈簧天線裝置的天線特性的輻射圖。
如圖8a-9b所示，在副外罩關閉狀態，使用根據本發明第一實施例的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的峰值增益和+90度方向增益比常規天線裝置的低一些。但是，在副外罩打開狀態，使用根據本發明第一實施例的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的這些增益比常規天線裝置的高。
圖10a是在副外罩打開狀態，在BT(藍亞)頻帶(2,400-2,483兆赫)，常規晶片型天線的天線特性的輻射圖，而圖10b是在副外罩關閉狀態，在BT(藍牙)頻帶(2,400-2,483兆赫)，常規晶片型天線的天線特性的輻射圖。
圖11a是根據本發明第一實施例的，在副外罩打開狀態，在BT(藍亞)頻帶(2,400-2,483兆赫)，使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的天線特性的輻射圖，而圖11b是根據本發明第一實施例的，在副外罩關閉狀態，在BT(藍牙)頻帶(2,400-2,483兆赫)，使用螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的天線特性的輻射圖。
如圖10a到11b所示，在副外罩打開和關閉狀態，使用根據本發明第一實施例的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置的峰值增益和平均增益常規天線裝置的高。本發明的螺旋鉸鏈彈簧具有約4.3毫米的直徑和約9.5毫米的長度。因此，如果使用較大的鉸鏈模塊，螺旋鉸鏈彈簧具有較大直徑和長度，則能夠獲得具有更好天線特性的天線裝置。
另外，本發明的螺旋鉸鏈彈簧的設計成通過調節螺旋鉸鏈彈簧的直徑和長度來滿足天線特性，從而能夠用作各種天線。
因此，使用本發明的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置能夠在韓國PCS或BT(藍牙)頻帶上代替常規天線。因此，本發明天線裝置滿足可攜式終端主體小型化要求，提高可攜式終端的便攜功能，並且使得能夠更靈活地設計可攜式終端的外觀。
例如，在通過增加終端的主體大小來加大鉸鏈模塊時，能夠增加螺旋鉸鏈彈簧的長度/或直徑，從而通過螺旋鉸鏈彈簧提高天線增益。
從上面的說明可見到，根據本發明，使用鉸鏈模塊獲得天線裝置，從而能夠更靈活設計使用所述天線的可攜式終端的外觀，降低天線生產成本。另外，本發明不要求容納附加天線的內空間，從而最大程度地利用空間並滿足輕型化傾向。而且，本發明天線裝置能夠用作工作在PCS、CDMA、AMPS、GSM、GPS、BT(藍牙)等的組合頻帶上的雙頻帶終端的輔助天線，和作為增加要求如HDR超高速數據通信的終端的數據速度的分集式天線。
雖然為了說明公開了本發明優選實施例，但是本領域普通技術人員可以理解，在不背離權利要求公開的本發明精神範圍之下，可進行各種修改、補充和替換。
權利要求
1.一種利用在可攜式終端中使用的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置，所述可攜式終端包括(A)主外罩；(B)副外罩；和(C)鉸鏈模塊，它可從主外罩旋轉地打開和關閉副外罩，並且所述鉸鏈模塊包括鉸鏈軸，它具有固定附著到所述主外罩的一端和在所述副外罩中的另一端，起將所述主外罩和所述副外罩互連的作用；鉸鏈凸輪，它通過鉸鏈軸而滑動，且前後移動；螺旋鉸鏈彈簧，它提供將所述鉸鏈軸緊密固著到所述鉸鏈凸輪的力；和鉸鏈外罩，它容納所述鉸鏈軸、所述鉸鏈凸輪和所述螺旋鉸鏈彈簧，所述天線裝置包括(a)螺旋鉸鏈彈簧，它設置在鉸鏈軸線方向，起螺旋天線的作用；和(b)導電部件，其包括位於所述螺旋鉸鏈彈簧和所述鉸鏈凸輪之間並且緊密固著到所述螺旋鉸鏈彈簧上的接觸部分，和從所述接觸部分的中心、在所述鉸鏈軸線方向上延伸，並且穿過所述鉸鏈凸輪和所述鉸鏈軸。
2.根據權利要求1所述的天線裝置，還包括板彈簧，其帶有連接到所述導電部件的第一自由端和連接到所述供電部分的第二自由端。
3.根據權利要求1所述的天線裝置，其中，所述鉸鏈軸包括沿所述鉸鏈軸線的第一通孔，且所述鉸鏈凸輪包括沿所述鉸鏈軸線的第二通孔，使得所述導電部件的中心部分穿過第一和第二通孔。
4.根據權利要求3所述的天線裝置，其中，第一和第二通孔的直徑大於所述導電部件的中心部分的直徑。
5.根據權利要求1所述的天線裝置，其中所述導電部件的中心部分的終端從所述鉸鏈軸伸出。
6.根據權利要求2所述的天線裝置，其中，所述板彈簧的彈力將所述板彈簧的第一自由端緊密地固著到所述導電部件的中心部分的終端上。
7.一種利用在可攜式終端中使用的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置，所述可攜式終端包括(A)主外罩；(B)副外罩；和(C)鉸鏈盒，其可從所述主外罩旋轉地打開和關閉所述副外罩，並且包括鉸鏈軸，它具有固定安裝到所述主外罩的一端，和位於所述副外罩內的另一端，起將所述主外罩和所述副外罩互連的作用；鉸鏈凸輪，它通過所述鉸鏈軸滑動，且前後移動；和螺旋鉸鏈彈簧，它提供將所述鉸鏈軸緊密固著到所述鉸鏈凸輪的力，所述天線裝置包括(a)螺旋鉸鏈彈簧，其設置在鉸鏈軸線方向上，起螺旋天線作用；(b)導電部件，其包括緊密固著到所述螺旋鉸鏈彈簧的接觸部分和從所述接觸部分中心、在所述鉸鏈軸線方向上延伸，且穿過所述螺旋鉸鏈彈簧、所述鉸鏈凸輪和所述鉸鏈軸的中心部分。
8.根據權利要求7所述的天線裝置，還包括板彈簧，所述板彈簧帶有連接到所述導電部件的第一自由端，和連接到供電部分的第二自由端。
9.根據權利要求7所述的天線裝置，其中，所述鉸鏈軸包括沿所述鉸鏈軸線的第一通孔，且所述鉸鏈凸輪包括沿所述鉸鏈軸線的第二通孔，使得所述導電部件的中心部分穿過第一和第二通孔。
10.根據權利要求9所述的天線裝置，其中，第一和第二通孔的直徑大於所述導電部件的中心部分的直徑。
11.根據權利要求7所述的天線裝置，其中，所述導電部件的中心部分的終端從所述鉸鏈軸伸出。
12.根據權利要求8所述的天線裝置，其中，所述板彈簧的彈力使所述板彈簧的第一自由端緊密地固著到所述導電部件的中心部分的終端上。
全文摘要
本發明公開了一種利用可攜式終端使用的螺旋鉸鏈彈簧的天線裝置，所述天線終端包括(A)主外罩；(B)副外罩；和(C)鉸鏈模塊，它可從主外罩旋轉地打開和關閉副外罩，並且包括鉸鏈軸，它具有附著到主外罩的一端和位於副外罩內的另一端，起將主外罩和副外罩互連作用；鉸鏈凸輪，它通過鉸鏈軸滑動，且前後移動；螺旋鉸鏈彈簧，它提供將鉸鏈軸緊密固著到鉸鏈凸輪的力；和鉸鏈外罩，它容納鉸鏈軸、鉸鏈凸輪和螺旋鉸鏈彈簧，所述天線裝置包括(a)螺旋鉸鏈彈簧，它設置在鉸鏈軸線方向上，起螺旋天線作用；(b)導電部件，它包括在螺旋鉸鏈彈簧和鉸鏈凸輪之間並且緊密固著到螺旋鉸鏈彈簧上的接觸部分，和從接觸部分的中心、在鉸鏈軸線方向上延伸，且穿過鉸鏈凸輪和鉸鏈軸的中心部分；(c)和板彈簧，它帶有連接到導電部件的第一自由端和連接到供電部分的第二自由端。
文檔編號H01Q1/08GK1433103SQ0310147
公開日2003年7月30日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年1月18日
發明者金永珍 申請人:三星電子株式會社