可伸縮天線總成的製作方法
2023-05-03 23:10:41 2
專利名稱：可伸縮天線總成的製作方法
技術領域：
本發明整體涉及一種用於便攜或移動無線電通訊設備的可手動伸縮的天線，更具體說，涉及這樣一種可自動伸出至使用位置的天線。
背景技術：
在可攜式行動電話和其它可攜帶的無線電通訊儀器中，為最小化設備整體尺寸，防止使用時意外損傷天線，並減少使用者在使用時所處中磁場的強度，可伸縮的天線是最理想的並得到了廣泛應用。通常，在可攜式無線電通訊產品尤其是行動電話中，可伸縮天線是手動伸出和縮回的。手動伸出行動電話的天線是一種「雙手」操作，因而麻煩不方便，特別是當使用者手裡已持有東西卻又急於接收打進來的電話時。
電動可伸縮天線一般用於車輛中，例如汽車。但是這種裝置不宜於應用到可攜式儀器中，因為其所要求的驅動機構較重，佔據空間大，而且會減少電池的有效壽命。
在可伸縮天線盒中需要提供足夠的安放深度也是小型可攜式無線電通訊儀器所面臨的問題。通常有一個很小的垂直間隙使天線能縮回到其中，此時天線的長度通常大致等於或大於儀器本身的高度。這個問題隨著目前行動電話越做越小而愈加突出。為了克服這個問題，一些電話使用一種彈性天線，該天線在縮回時彎曲在儀器的盒體內，從而在伸出時能提供足夠的天線長度。
因此，理想的是有這樣一種可攜式無線電通訊儀器天線，即在不使用儀器時該天線靠一止動銷或其它形式的鎖定機構保持在縮回位置，而當釋放該鎖定機構後天線能自動伸出。同時也希望一種天線總成使用時不要求電力拉出天線，緊湊輕量，而且結構簡單製造便宜。
發明概述根據本發明的一方面，可伸縮天線總成包括一個裝在主體結構內的天線，該主體結構能在天線伸出時支持天線，在天線縮回時保護性地封裝天線。主體結構內設有一導向件，導向件具有在縮回狀態時容納天線的第一部分和與第一部分呈非線形布置的第二部分。壓縮彈簧位於第二導向件內部，為天線提供一個偏動力將天線推向伸出位置。可伸縮天線總成還包括一個可選擇地維持天線於縮回狀態的裝置。
實施本發明的可伸縮天線總成的其它特徵包括導向件，該導向件作為另一種選擇可以是主體結構內的內部通道或溝道，或者也可以是由主體結構支撐的管件。
附圖簡要說明
圖1是實施本發明的可伸縮天線總成的示意圖，天線處於伸出位置；圖2是實施本發明的可伸縮天線總成的示意圖，天線處於縮回位置。
詳細說明實施本發明的可伸縮天線系統10具有天線12，圖1示出了其伸出位置，圖2示出了其在主體結構14內的縮回位置。典型地，主體結構14是可攜帶無線電通訊儀器如便攜電話或行動電話的盒體或者是其框架的一部分，該主體結構在天線12伸出時支持天線，在天線縮回時保護性地封裝天線。
重要的是，該可伸縮天線系統10還包括一導向件16，在優選實施例中該導向件是一個用低摩擦、電絕緣的塑料材料如聚四氟乙烯(PTFE)或尼龍製成的小直徑彈性管。該導向件16有用於在天線12縮回時容納天線的第一部分18和用於封裝壓縮後的彈簧22的第二部分20。彈簧22與天線12的下端直接接觸，隨天線12縮回而相應被壓縮。導向件16的第二部分20與其第一部分18呈非線形布置，可以採用位於盒體14內部的任何二維或複雜的三維形狀。但是，如果天線12是非彈性的，導向件16的第一部分18應與天線12在一條直線上布置，如附圖所示。而且，導向件16的第二部分20的彎曲半徑不應過小，以致小於彈簧22的實際彎曲半徑，或者引起彈簧22與導向件16內壁之間在伸出和縮回過程中的過度摩擦。
彈性導向件16最好藉助一個或多個與盒體14鑄造成一體的止動夾24固定在盒體14內的理想位置。止動夾24有一個略小於導向管16外徑的開口，而止動夾的內徑與導向管16外徑基本相同，這樣導向管16能卡入其位然後由止動夾24固定。
作為另一種選擇，導向件16也可做成主體結構14的內部通道或者C-形開口溝道。無論採用獨立管道、內部通道或管道中的任何一種結構，導向件16的路線布置都可以利用電話或儀器盒體內未使用的空間，從而不再需要附加容積，尤其是在垂直方向。
在圖示的例子中，彈簧22由一直徑0.008in(0.2mm)、抗剪彈性模量約120,000psi(82,700N/cm2)的鋼絲製成，外圈直徑為0.062in(1.6mm)，彈性係數為0.11lb/in(19.3N/m)。普遍應用於行動電話的典型的四分之一波長天線伸出長度約為3.5in(8.9cm)、重量約為0.02lb(9g)。理想的是，在天線12完全伸出時彈簧有足夠的偏置力作用在天線12上，以保證天線能保持在伸出位置，即，天線12在伸出時作用在其上的彈簧力要大於天線12的重量或質量。這樣，彈簧22的自由長度或者說未壓縮長度最好大於伸出天線12所需長度，例如作用長度，或者說伸展長度約為4.0in(10.2cm)，使得彈簧22在天線完全伸出時還有0.5in(1.3)的保持壓縮長度。在圖示例子中，該保持壓縮的長度提供了一個0.055lb(0.24N)的偏置力，該力明顯大於上述天線12的典型質量。
運用彈簧設計領域公知的公式，可以得出，在上述圖示的例子中，彈簧22約有234圈，使得其完全壓縮，或者說基本壓成實體時的長度約為1.87in(4.75cm)，在完全伸展或者說自由時長度為5.87in(14.9cm)。這樣，導向件16全長約為6.0in(15.2cm)，其中緊挨導向件16的末端、第二部分的底部，有一部分例如約為0.1in(0.25mm)，該部分封閉，從而為彈簧22的末端提供一個反作用面。
實施本發明的可伸縮天線總成還包括一個可選擇地將天線12維持於圖2所示縮回位置的裝置26。在優選實施例中，裝置26是一可滑動的止動銷28，該止動銷有一端用於嚙合入在天線12外表面上形成的止動器30中。當天線12縮回時，止動銷28移到右邊，如圖所示，於是嚙合入止動器30中，因而將天線12鎖定在其縮回位置上，阻止天線12伸出直到將止動銷從與止動器30的嚙合狀態中移開。理想的是，該止動銷28靠一彈簧，未示出，施加偏壓力壓向止動器30，以防止意外的脫開嚙合引起天線12釋放和伸出。而且，通過把止動銷28偏壓向天線12，止動銷28將與天線表面保持持續接觸，若該止動銷由導電材料製成，則可在天線12與儀器的信號處理電路之間提供一個適於傳輸信號的電連接32。
作為另一種選擇，可選擇地將天線12維持於縮回位置的裝置26也可以是其它鎖定結構如金屬彈簧或塑料彈簧，或者也可機械連接到儀器上的翻開式蓋上，使天線12在儀器的蓋打開時能自動伸出。而且，整個可伸縮天線總成12可製成「插入式」組件，包括一個或多個零件如天線12，壓縮彈簧22，導向管16(如果在主體結構14內未設有其它導向結構)，天線止動銷28，以及電接頭或電連接器32。
在實際應用中，通過將天線12推入導向件16的第一部分18內來實現手動縮回天線12，於是彈簧22被壓進導向件16的第二部分20內。然後，止動銷28，或者其它形式的鎖定機構26，嵌入從而將天線12維持於縮回位置。釋放該鎖定機構26後，天線12自動伸出至伸出位置，從而在使用儀器的過程中，藉助彈簧22所提供的偏置力天線可以被使用並保持在使用狀態。
儘管用實施例的方式描述了本發明，但本領域的普通技術人員可以看出，對導向件16的結構和材料、其它結構形式、直徑以及壓縮彈簧22的彈簧係數和參數都可以作出多種變化，符合特定操作要求，都不超出本發明的範圍。同樣，鎖定機構26也可以有不同於這裡描述並圖示的結構和布置形式。這些變化都落入下面權利要求的範圍。本發明的其它方面、特徵和優點可以通過研究本說明書、附圖以及後附的權利要求書而得出。
權利要求
1.一種可伸縮天線總成，包括一天線，可在伸出位置和縮回位置之間移動；一主體結構，用於在天線處於所述伸出位置時支持所述天線，在天線處於所述縮回位置時保護性地封裝所述天線；一導向件，位於所述主體結構內部，具有第一部分和第二部分，其中第一部分的內部用於可滑動地容納所述天線的至少一部分，所述第二部分與所述第一部分相通並與之呈非線性關係布置；一可壓縮彈簧，位於導向件的所述第二部分內，並對所述天線提供一個偏置力以將天線推向所述的伸出位置；可選擇地將所述天線維持於所述縮回位置的裝置。
2.根據權利要求1所述的可伸縮天線總成，其特徵在於，所述導向件是一個與所述主體結構成一體的內部通道。
3.根據權利要求1所述的可伸縮天線總成，其特徵在於，所述導向件包括一個由所述主體結構支持的彈性管件。
4.根據權利要求3所述的可伸縮天線總成，其特徵在於，所述主體結構包括一內壁表面，所述彈性管件包括一個由主體結構內壁表面支持在預定位置上的塑料管。
5.根據權利要求1所述的可伸縮天線總成，其特徵在於，其中所述導向件的第二部分沿曲線路徑布置。
6.根據權利要求1所述的可伸縮天線總成，其特徵在於，其中所述天線有一個外表面和一個在所述外表面內靠近天線末端處製成的止動器，所述可選擇地將天線支持在所述縮回位置上的裝置包括一個用於嵌入所述天線外表面上止動器中的止動銷。
7.根據權利要求6所述的可伸縮天線總成，其特徵在於，其中所述止動銷為所述天線與可連接到無線電通訊儀器的信號處理電路上的電接點之間提供了一種電連接。
全文摘要
隨著將天線自縮回位置釋放後,封裝在導向件一部分內的壓縮彈簧提供了一個自動伸出天線的偏置力。導向件中封裝彈簧的部分與其另一部分呈非線形排列,所述另一部分用於在天線縮回時容納天線。可伸縮天線總成解決了在可攜式無線電通訊儀器中需用雙手抽出天線造成的不方便問題,同時不會增加該儀器的尺寸或顯著增加其重量。
文檔編號H01Q1/24GK1220032SQ97194946
公開日1999年6月16日 申請日期1997年4月4日 優先權日1996年4月4日
發明者C·A·魯迪西爾 申請人:艾利森公司