自動伸縮式天線設備及其在無線通信系統中的應用的製作方法
2023-05-19 06:57:51
專利名稱：自動伸縮式天線設備及其在無線通信系統中的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動伸縮式天線設備，尤其涉及在諸如蜂窩電話之類的移動通信設備中，能使天線自動拉出或縮入的自動伸縮式天線設備。
背景技術：
一般，自動伸縮式天線設備在不使用時把天線拖到天線罩中，而在使用時通過電動機的旋轉力把天線從天線罩中拉出，並且在天線使用完成時再次把天線拖到天線罩中。
對於自動伸縮式天線的最新研究和技術開發，已經被用於諸如行動電話、蜂窩電話和個人通信系統的移動通信設備中的天線。
有一種技術是通過在天線的下端部分安裝一個支杆、並通過用電動機的轉動力而傳輸螺杆來控制天線的拉出和縮入。這裡由於螺杆需要傳輸，要求天線罩的長度是天線的拉出長度的兩倍長。而且，由於在天線豎起來時對天線有影響的外部力被傳遞到傳輸機構，外部力作用在傳輸機構上或者作用在電動機上，從而它們易於損壞或斷裂。
在美國專利No．5，497，506中，公開一種技術，其中天線的拉出和縮入通過在天線的下端部分安裝一個傳輸螺母，並通過在螺杆的螺旋線的引導下用電動機旋轉的螺杆的旋轉力傳輸該傳輸螺母而被激勵(activated)。在該專利中，由於螺杆安放到管狀天線的內側，要求天線罩的長度與天線的拉出長度一樣長。類似地，由於在天線豎起來時對天線有影響的外部力傳遞到傳輸機構，外部力作用在傳輸機構上或者作用在電動機上，從而它們易於損壞或斷裂。
發明公開因此，本發明的一個目的是提供一種自動伸縮式天線設備，其中天線傳輸組件在旋轉螺簧的螺旋線的引導下傳輸，天線的拉出或縮入被控制，作用在天線上的外部力同時被吸收，從而可提高驅動設備的耐久性。
本發明的另一個目的是提供一種自動伸縮式天線設備，其中外部力由螺簧吸收，從而電機控制電路由簡化的開／關控制來構成。
本發明的還有一個目的是提供一種採用自動伸縮式天線的無線通信設備。
本發明的又一個目的是提供一種自動伸縮式天線設備，其可允許作為電源驅動天線的電機安裝在隨機的位置，從而它的應用範圍可延伸到帶有窄的允許安裝空間的行動電話中。
根據本發明，提供一種用於從／向天線罩抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設備，包括一個用於產生旋轉力的驅動裝置；和一個容納在天線罩中的、用於在天線沿由驅動裝置所旋轉的螺簧的螺旋線傳送時，沿天線的縱向上承載天線的傳輸裝置。
作為本發明的另一個優選的方面，提供一種用於自動地抽取／縮回無線通信設備的天線的自動伸縮式天線設備，包括一個用於通過利用電能產生旋轉力的電機；和一個用於通過響應於無線通信設備的通信開始信號和通信結束信號而提供驅動功率，來控制電機操作的電機控制裝置；一個具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的並由電機旋轉的旋轉件；一個可旋轉地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定於旋轉件；及一個與天線一起被接收在螺簧內的天線傳送件，其通過天線的下端固定地與天線連接，並具有鬆動地插入在天線罩的引導槽中的凸起，用於與引導槽一起傳遞天線，以通過螺簧的旋轉抽取或縮回天線。
作為本發明的又一個優選的方面，提供一種用於在天線的縱向方向上自動地抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設備，包括一個具有驅動軸的用於通過利用電能產生旋轉力的電機；一個與電機的驅動軸嚙合的減速齒輪組件；一個具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個可旋轉地容納在天線罩中的、並由源於電機的傳送的旋轉力而旋轉的旋轉件；一個力傳送裝置，其兩端都固定於減速齒輪組件和旋轉件，用於把電機的旋轉力傳送到旋轉件；一個可旋轉地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定於旋轉件，與旋轉件一起旋轉；及一個與天線一起被接收到螺簧中的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，並具有鬆動地與天線罩的引導槽連在一起的凸起，用於與引導槽一起承載天線，以通過螺簧的旋轉抽取或縮回天線。
作為把自動伸縮式天線設備應用於諸如蜂窩電話之類的無線通信設備的一個優選方面，提供一種具有一種天線的無線通信設備，該天線沿其長度方向移動，以使得其從無線通信設備的外殼中抽出或縮回到無線通信設備的外殼中，該無線通信設備包括一個用於輸入／輸出信息的裝置；一個用於處理來自輸入／輸出裝置的輸入／輸出信號的發射／接收電路裝置，用於調製處理的輸入／輸出信號為無線信號，然後經天線把調製的無線信號發射出去，或者用於解調經天線接收到的信號，處理解調的信號並提供處理的信號給輸入／輸出裝置；一個用於響應於發射／接收電路裝置的操作而產生旋轉力的驅動裝置；及一個與天線緊密連接的用於承載天線的裝置，在螺簧被驅動裝置旋轉力旋轉時，該承載裝置在天線的縱向方向上沿螺簧的螺旋線移動，從而在縱向方向上承載天線。
附圖的簡要說明本發明的上面的目的和其他的優點通過參考附圖對其優選實施例進行具體描述而變得更明顯，其中圖1是表示根據本發明的一個實施例的自動伸縮式天線設備結構的透視圖；圖2A到2C是分別表示旋轉驅動單元的平面結構、正視結構和側視結構的視圖；圖3是表示圖1所示的自動伸縮式天線設備的結構的分解透視圖；圖4是表示採用根據本發明的自動伸縮式天線設備的行動電話的部分視圖；圖5是表示根據本發明的一個實施例的無線通信設備的結構視圖；圖6是圖示根據本發明的一個實施例的電機控制部分的控制操作的流程圖；圖7表示圖1所示的自動伸縮式天線設備的縮入狀態的視圖；圖8表示圖1所示的自動伸縮式天線設備的拉出狀態的視圖；圖9是表示根據本發明的另一個實施例的自動伸縮式天線設備結構的透視圖；圖10是表示根據本發明的又一個實施例的自動伸縮式天線設備結構的透視圖；圖11是表示根據本發明的自動伸縮式天線設備結構的透視圖；
圖12是表示根據本發明的第四實施例的自動伸縮式天線設備的分解透視圖；圖13A和13B是圖11所示的自動伸縮式天線設備的電機單元的正視圖和側視圖；及圖14是沿線A-A切割的線路組件的截面圖。
實施本發明的最佳方式此後，將參考附圖具體解釋本發明的優選實施例。
圖1是表示根據本發明的一個優選實施例的自動伸縮式天線設備的透視圖。如圖1所示，自動伸縮式天線設備包括天線10、驅動單元20和傳輸單元30。
圖2A是表示驅動單元的平面圖，圖2B是其正視圖；圖2C是從其左側看的側視圖。如圖2所示，驅動單元20包括外罩22、電機24、驅動齒輪26和從動齒輪28。
外罩22包括圓柱狀的其一側張開的電機支持件22a，和一對L形支持件，其由平行於電機24的驅動軸24a，從電機支持件22a的互相面對的兩個邊緣延伸的延伸部分，和從延伸部分22b的邊緣彎折的曲柄形彎折部分22c構成。在互相面對的彎折部分22c的兩個邊緣，形成軸孔22d，以把從動齒輪28的軸套28a和28b穿過那裡。驅動齒輪26是連接於電機24的驅動軸24a的蝸杆，從動齒輪28是定位在一對彎折部分22c之間的蝸輪，從動齒輪28的軸被插入一對軸孔22d中。蝸杆26和蝸輪28彼此嚙合，軸孔22d具有一個內直徑，使得天線10可通過那裡。蝸輪28的下軸套28b長於上軸套28a。電機是無芯型直流(DC)電機，其直徑例如是大約4-6mm。
傳輸單元30包括例如是柱狀的天線罩31、螺簧32、上支持件33、下支持件34、承載件35和罩塞36。
天線罩31形成於其內壁並帶有沿其縱向延伸的引導槽31a且接收螺簧32。螺簧32被上下支持件33和34旋轉地支持。上支持件33在其鎖緊槽33a旋轉地組裝於繞天線罩31的上面入口形成的肩部31b。螺簧32的上緣壓配合於軸套33b的外壁。優選地，上支持件33的內壁和從動齒輪28的下軸套28b的外壁緊密接合，以確保源於電機24的旋轉力的穩定傳送。罩塞36壓配合於天線罩31的下面入口。
柱狀的承載件35放置在螺簧32內部，並形成有一對經過螺簧32突出的並插入到形成在天線罩31的內壁的引導槽31a的凸起35a。優選地，凸起35a具有杆狀。天線10以其下緣插入承載件35的孔35b中。
優選地，傳輸單元30由彈性材料製成，從而它可安裝在甚至不是直線型的空間中。即使天線罩31和螺簧32被稍稍彎折，由於線圈的節距遠小於螺簧32的整個長度，那麼彎折的結構不會影響承載件35的垂直移動。
此後，將參考
根據本發明的自動伸縮式天線設備的組裝過程。圖3是表示本發明的實施例的分解透視圖。
首先，將承載件35安裝在螺簧32內部。上支持件33壓配合到螺簧32的上緣，下支持件34組裝到螺簧32的下緣。罩塞36壓配合到天線罩31的下面入口。然後螺簧組件插入天線罩31的上面入口。上支持件33在其鎖緊槽33a處壓配合於形成在天線罩31的上面內壁上的肩部31b，從而完成傳輸單元30的組裝。
將組裝的傳輸單元30的上支持件33壓配合於驅動單元20的從動齒輪28的下軸套28b，從而把傳輸單元30組裝到驅動單元20。
將天線10經從動齒輪28的軸孔28c插入，並進一步插入形成在傳輸單元30的承載件35的孔中，從而完成其組裝。
圖4是表示諸如蜂窩電話之類的無線通信設備的自動伸縮式天線設備的橫截面圖。驅動單元20安裝在蜂窩電話的外殼50內部。從動齒輪28的下軸套28b經形成在外殼50的開口50a突出到外殼外部預定的距離，從而組裝到傳輸單元30。傳輸單元30安裝在外殼的後部，在那裡組裝有備用電池(未示出)。因此，傳輸單元30安裝在電池組與外殼50的後壁之間，使得在組裝了電池組後傳輸單元30不暴露在其外部。如上面提到的那樣，為把驅動單元20和傳輸單元30連接一起，驅動單元20以其從動齒輪28的下軸套28b組裝到形成在上支持件33的孔中。在這種狀態中，驅動單元20和傳輸單元30與外殼50進行組裝，經過形成在線圈天線51的中心的孔(未示出)插入天線10，然後進一步插入過從動齒輪28的軸孔28c，最後插入到形成在原來已經插入到天線罩31中的承載件33處形成的孔中。線圈天線51螺旋緊固到發射器-接收器電路的天線連接部分(未示出)。
因此，在蜂窩電話的內部組件組裝到外殼中的同時，驅動單元20組裝到外殼中。在完成了外殼程序後，傳輸單元30和天線10很容易地從其外部進行安裝。上面描述的結構可適宜安裝於傳統蜂窩電話的安裝空間中。當天線10完全抽出時，天線10的下面部分的金屬部件10a與線圈天線51的下面部分的金屬部件51a接觸，從而與發射器-接收器電路電通信。
圖5表示圖4所示的無線通信設備的電路。如圖5所示，蜂窩電話包括輸入-輸出部分52、發射器／接收器電路54、電源56和電機控制部分40。
輸入-輸出部分52包括話筒52a、揚聲器52b、鍵區52c和液晶顯示部分52d。發射器／接收器電路54包括信號處理部分54a、發射部分54b和接收部分54c。輸入-輸出部分52經話筒52a輸入聲音信息並經揚聲器52b輸出聲音信息。並且輸入-輸出部分52通過鍵區52c輸入功能命令和電話號碼，並在液晶顯示部分52d上顯示關於輸入的功能、號碼和符號。
在發射器／接收器電路54中，來自輸入-輸出部分52的輸入和輸出信號在信號處理部分54a進行信號處理，並被發射部分54b調製成高頻信號，以經天線10發射調製的信號。經天線10接收到的信號被接收部分54c解調、被信號處理部分54a處理，然後被提供給輸入-輸出部分52。而且，發射器／接收器電路54的信號處理部分54a產生通信開始信號和通信結束信號。
電源部分56從電池58接收能量以對每個電路部分產生操作電壓(B+)。
電機控制部分40包括電源部分42和由微處理器構成的控制部分44。從電源部分42提供的操作電壓(B+)經電源電路42調整到驅動電壓(Vcc)，以便傳遞到控制部分44。而且，從發射器／接收器電路54，將通信開始信號和通信結束信號傳遞到控制部分44。控制部分44包括一個單晶片微處理器，並接收通信開始信號和通信結束信號，以在預定時間期間順時針或反時針驅動電機24。
此後，將參考附圖，尤其是圖6描述本發明的操作。
在開始狀態，天線10縮回到天線罩31中，如圖7所示。在這種狀態，當用戶打開翻蓋型機蓋並按下按鈕時，通信開始信號經發射器／接收器電路54傳遞到控制部分44，並被控制部分44檢查(步驟ST100)。即，當檢測到通信開始信號的輸入時，控制部分44驅動電機24以正方向即向前的方向旋轉(步驟ST102)。
儘管電機24以正方向旋轉，旋轉力依次經驅動齒輪26、從動齒輪28和上支持件33被傳遞到螺簧32，從而從天線罩31的下面入口看去螺簧32反時針旋轉。此時，螺簧32的螺旋傾斜把承載件35的凸起35a按到螺簧32的螺旋方向。由於凸起35a限制於引導槽31a內，從而相對於螺旋方向的力的旋轉軸的切向分量，對承載件35在圓周向內的有效移動不起作用，並且僅螺旋方向的力的垂直分量對承載件35的移動是有效果的，凸起35a被強迫沿引導槽31a向上移動，因此，當承載件35沿導槽31a向上移動時，其下端緊緊連接於承載件35的天線10向上移動，以從天線罩31中抽出。
控制部分44把在正方向上電機24的操作時間與預定的時間比較(步驟ST104)。對於此次比較，控制部分44在電機24操作期間積累操作時間。當操作時間低於預定時間時，控制部分44保持操作時間的積累(步驟ST106)，並再次執行步驟ST104。當積累的操作(時間)達到預定時間時，控制部分44停止電機24的操作(步驟ST112)並返回到步驟ST100。即，預定時間是從如圖7所示的完全置入天線罩31中的狀態，到如圖8所示地把天線10完全從天線罩31抽出的時間。預定時間可通過在自動伸縮式天線的特定條件下的逐步逼近方法而獲得。這裡最好電機24被控制進一步旋轉，使得螺簧32在期望的移動距離上再旋轉1或2圈，以把天線10的下端的金屬部件10a上推到蜂窩電話電路的接觸部分。這就提高了接觸可靠性，以避免敏感性降低和噪音產生，從而改進通信質量。
當通信完成或按下結束按鈕後用戶關閉翻蓋型機蓋時，發射器／接收器電路54產生通信結束信號並且控制部分44檢查通信結束信號的產生(步驟ST108)。即，在步驟ST108檢查到通信結束信號時，控制部分44在負方向上即在向後方向上驅動電機24(步驟ST110)。通過電機24的向後旋轉，旋轉力依次經驅動齒輪26、從動齒輪28和上支持件33傳遞到螺簧32，以順時針旋轉螺簧32。
此時，螺簧32的螺旋傾斜按壓承載件35的凸起35a向螺旋方向。在這種情況下，與螺簧32的反時針旋轉的情況的相反，由於凸起35a被引導槽31a限制，僅螺旋方向的力的垂直向下的分量是有效的，並且強迫凸起35a沿引導槽31a向下移動，從而其下端由固定於承載件35的天線10向下移動，以縮回到天線罩31中。控制部分44還對電機在向下移動方向上的操作時間和預定時間進行比較(步驟ST104)。當操作時間低於預定時間時，控制部分44保持在操作時間的積累上(步驟ST106)，並再次執行步驟ST104。當積累的操作時間達到預定時間時，控制部分44停止電機24的操作(步驟ST112)並返回步驟ST100。這裡，預定時間是從如圖8所示地把天線10完全從天線罩31抽出、到如圖7所示的天線10完全縮回天線罩31中所花費的時間。邏輯上，相同的時間可被用作抽出和縮回的預定時間。這裡控制電機24進一步旋轉，使得螺簧32在期望的移動距離上再旋轉1或2圈，以把天線10的頭部連接到蜂窩電話電路的外殼中。
同時，當在天線的移動期間將外部力應用於天線時，即，當被抽出時在抽出路徑上天線被阻擋物幹擾或者在被縮回時天線被人工阻止時，外部力將被傳送到承載件35以停止承載件35的移動。但是，甚至在這種情況下，電機24將克服外部力連續驅動來旋轉螺簧32，直到經過預定時間，而承載件35不向前進。因此，在抽出和縮回的兩種情況下，相對於承載件35的當前位置通過的螺簧32的一部分被轉動地變稀鬆，以經受一個張力。並且，已經被承載件35通過的螺簧32的另一部分被轉動地在圈數上變緻密以經受一個壓縮力。在這種狀態，當外部力被移去時，承載件35很快移動，直到鬆弛張力和壓縮力。結果，在有或沒有外部力幹擾的時間間隔期間前進的距離沒有不同。
圖9描述根據本發明的第二實施例。除下面解釋的元件之外的相同的元件給出相同的序號。如圖9所示，第二實施例不同於第一實施例在於這裡提供正齒輪作為傳送驅動單元60中的電機64的旋轉力的裝置，並且電機64在橫向上對齊。即，驅動齒輪66連接電機64的驅動軸，從動齒輪68組裝到外殼62的延伸部分62a的上邊緣。驅動和從動齒輪66和68互相嚙合。
圖10描述本發明的第三實施例。除下面解釋的元件之外的相同的元件給出相同的序號。如圖10所示，電機70安裝在天線罩31的下部入口內，並且下支持件34連接於電機70的驅動軸。螺簧32壓裝於下支持件34的軸套，從而下支持件34可直接把電機70的旋轉力傳送到螺簧32。在這個實施例中，儘管在圖10中未準確示出，可推薦包括安裝在電機外殼內的減速齒輪組件的電機模塊作為電機70，以得到更大扭矩。
圖11到14表示本發明的第四施例。在圖11中，自動伸縮式天線設備包括天線110、驅動單元120和傳輸單元130。參考圖12，驅動單元120包括電機210、用於降低電機210的輸出速度的減速齒輪組件220、和以其自身的一部分連接於減速齒輪組件220的輸出端、並且還連接於傳輸單元130的驅動力傳輸裝置290。其尺寸為直徑4-6mm的那樣小的無芯型直流電機也被推薦作為電機210。減速齒輪組件220包括具有第一直徑並且安裝於電機210的驅動軸212的第一齒輪222；具有大於第一直徑的第二直徑並且與第一齒輪222嚙合的第二齒輪224；具有小於第二直徑的第三直徑並且安裝於從第二齒輪224的中心延伸的旋轉軸225的第三齒輪226；和具有大於第三直徑的第四直徑並且與第三齒輪226嚙合的第四齒輪228。帶有預定深度的盲孔229a的柱狀元件229從第四齒輪228的中心延伸。
當驅動軸212和第二齒輪224的旋轉軸平行對齊時，第一齒輪222和第二齒輪224以正齒輪方式互相嚙合。當驅動軸212和第二齒輪224的旋轉軸垂直對齊時，第一齒輪222和第二齒輪224以蝸杆蝸輪齒輪方式互相嚙合。
傳輸單元130包括柱狀天線罩131、螺簧132、承載件135、罩塞133和旋轉件300。承載件135與前面提到的承載件35相同。
天線罩131用一對橫向延伸的引導槽131a形成在內壁上，並且接收螺簧132。螺簧132被可旋轉地支持並被罩塞133和旋轉件300限定在天線罩131內。罩塞133壓裝於天線罩131的上面頂部。
旋轉件300是柱狀件並形成在圓形槽310的外表面上。旋轉件300有柱狀頸部320，頸部從其頂表面延伸預定的長度。柱狀頸部320具有預定直徑的、從其基表面延伸到那裡的盲孔330。天線罩131用圓形凸起131b形成在其內表面的下側，從而當被插入天線罩131時，旋轉件300與圓形槽310之間以一個裕量連接，以便可旋轉地設置。
驅動力傳輸裝置290包括其兩端分別壓裝於柱狀件229的盲孔229a和旋轉件300的盲孔330的柔性線230。柔性線230可由例如Fe-Ni合金構成。優選地，柔性線230推薦具有象100kgf／mm2那樣大的拉伸強度，熱膨脹係數如5×10-6一樣低，斷裂強度是16倍或更大。這裡斷裂強度可定義為柔性線旋轉到扭轉狀態的扭轉一時間，在直徑與長度比為100的情況下，柔性線以60rpm速度被扭轉時柔性線將開始斷開。對於另一個實施例，柔性線230可由抗扭轉的更強的合成樹脂構成。而且，驅動力傳輸裝置290還包括加強件，以減小柔性線230被電機210的旋轉所造成的扭轉現象。加強件包括多個與柔性線230一起規則地排列的、並緊密地外插於柔性線230的實體件240。由於柔性線230的整個長度幾乎沒有變化而實際上被扭轉的長度由於實體件240的存在而降低，可以實現有效的加強。根據電機210的安裝位置，柔性線230設置在電機210與旋轉件300之間，以減小柔性線230的懸置曲率。作為驅動力傳輸裝置290的一種簡單的構成的線組件290，用加套電纜250包覆。加套電纜250由扭轉的、具有柱狀空腔的、柔性的並且對機械壓縮或扭轉有很強的抵抗力的多個鋼線結構製造。加套電纜250使用粘在與線組件290接觸的帶油脂255的內表面，而降低由線組件290的旋轉引起的摩擦力。線組件290的整個長度由加套電纜250接收，從而在電機210操作時，防止線組件290振動和掉落，因此線組件290可平滑地旋轉。
同時，承載件135用一對凸起135a形成於外表面上，凸起在螺簧132外延伸，並插入到天線罩131的一對引導槽131a。當螺簧132旋轉時，承載件135沿螺簧132的螺旋線帶到天線110的橫向位置，以抽出或縮回天線110。
參考圖12，傳輸單元130的組裝次序在下面描述。首先，用承載件135將已接收在其內部空間中的螺簧132經上面入口插入天線罩131。接著，罩塞133壓裝於天線罩131的上面入口。接著，旋轉件300被推到天線罩131的下面入口，以形成被安裝於形成在天線罩131內表面中圓形凸起131b的旋轉件300的圓形槽310。這樣作，組裝傳輸單元130的工作就完成了。
電機210和減速齒輪組件220可組裝成一個單一的電機單元201。圖13A和13B分別是電機單元201的正視圖和側視圖。各個齒輪被電機單元外殼203的內壁可旋轉地支持。
接著，在確定了電機單元201要安裝在哪裡後，帶有實體件240、與實體件240連接並且然後用加套電纜250包覆的線組件290，通過一個邊緣壓裝於旋轉件300的盲孔330，而通過另一個邊緣壓裝於從電機單元201突出的柱狀件229的盲孔229a。
如圖14所示，線組件290根據安裝位置和傾斜角度完全用加套電纜250包覆。當電機210操作時，線組件290經受一個輕微的摩擦力而旋轉，該輕微的摩擦力是由於粘在加套電纜250的內表面與線組件290之間的接觸面上的油脂層255引起的。在加套電纜250中接收線組件290的全部長度，從而防止線組件290的振動和掉落。
如果將本發明的第四實施例的自動伸縮式天線設備100應用於如蜂窩電話之類的無線電話，驅動單元120與無線電話的其它器件一起容納在無線電話的天線罩中，並且傳輸單元130和天線110在完成了製作外殼的工作後被簡單地安裝到天線罩中。這種結構能使得自動伸縮式天線設備100自適應安裝於傳統電話的空間內。
工業實用性如上所述，施加於天線的外部力由螺簧吸收，以防止外部力被傳遞到驅動裝置，從而改善了其可靠性並把驅動電機的控制方式簡化為開／關控制方法，使得控制電路設計簡單易行。
而且，螺簧傳遞旋轉力，使得簡化了其結構，從而降低其成本並容易組裝自動伸縮式天線設備。
而且，使用的螺簧具有預定數目的圈數，抽出／縮回天線的控制工作可通過操作驅動電機來進行，使其旋轉超出預定次數而幾乎沒有能量損失。
另外，自動伸縮式天線設備通過稍稍改變傳統設計就可適應於傳統蜂窩電話。
另外，儘管天線被抽出，使用螺簧可使壓縮力施加在抽出方向上，從而使天線的金屬部件與蜂窩電話的電路接觸。而且，儘管天線縮回，使用螺簧可使壓縮力施加在縮回方向上，從而使天線的頭部與外殼接觸。
尤其是，根據第四實施例，由於自動伸縮式天線設備的構造使得電機可傳遞它的驅動力到天線，而幾乎不依賴於電機的安裝位置，對於電機的安裝位置更靈活，從而擴大了自動伸縮式天線設備的應用。
另外，根據自動伸縮式天線設備的上述結構，甚至在天線罩和螺簧被輕輕彎折時，天線發射不受其幹擾，從而自動伸縮式天線設備甚至可被安裝在不是直線型的空間中。
另外，到目前為止，本發明用這樣一種結構進行了描述，其中線圈天線和天線彼此分離，但是，本發明仍可用在其中兩個天線被集成的結構中。在集成的天線結構中，線圈天線在抽出天線時組裝到天線的頭部，從而由集成的天線結構的自重引起的振動是不可忽略的。但是根據本發明該振動可吸收到線圈中。
儘管本發明參考其特定實施例進行特定表示和描述，熟悉本領域的技術人員應理解，在後附權利要求的本發明的範圍內可進行各種變化和修改。
權利要求
1．一種用於從／向天線罩抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設備，包括一個用於產生旋轉力的驅動裝置；和一個容納在天線罩中的傳輸裝置，用於在天線沿由驅動裝置所旋轉的螺簧的螺旋線傳送時，沿天線的縱向上承載天線。
2．一種用於從／向天線罩抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設備，包括一個用於從電能產生旋轉力的裝置；一個具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的並由旋轉力旋轉的旋轉件；一個可旋轉地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定於旋轉件；及一個與天線一起被接收到螺簧內的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，並具有插入在天線罩的引導槽中的凸起，用於與引導槽一起承載天線，以通過螺簧的旋轉抽取或縮回天線。
3．一種用於自動地抽取／縮回無線通信設備的天線的自動伸縮式天線設備，包括一個用於通過利用電能產生旋轉力的電機；一個通過響應無線通信設備的通信開始信號和通信結束信號而提供驅動功率，用於控制電機的操作的電機控制裝置；一個具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的並由電機旋轉的旋轉件；一個可旋轉地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定於旋轉件；及一個與天線一起接收到螺簧內的天線傳送件，其通過天線的下端固定地與天線連接，並具有鬆動地插入到天線罩的引導槽中的凸起，用於與引導槽一起傳送天線，以通過螺簧的旋轉抽取或縮回天線。
4．根據權利要求3的自動伸縮式天線設備，其中電機的旋轉力向旋轉件的傳送，通過齒輪型傳送機構、在帶型傳送機構和摩擦型傳送機構中的一個傳送機構來執行。
5．根據權利要求4的自動伸縮式天線設備，其中電機控制裝置響應於通信開始信號來控制電機以第一方向旋轉，從而天線完全從天線罩中抽出，並且響應於通信結束信號來控制電機以與第一方向相反的第二方向旋轉，從而天線完全被縮回天線罩中。
6．一種通過電機的旋轉力抽取／縮回無線通信設備的天線的自動伸縮式天線設備，包括一個通過響應於無線通信設備的通信開始信號和通信結束信號提供驅動功率、用於控制電機操作的電機控制裝置；一個具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個安裝在天線罩一端的並具有天線所穿過的軸孔的從動齒輪；一個連接到電機的旋轉軸並嚙合於從動齒輪的驅動齒輪；一個可旋轉地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定於從動齒輪；及一個與天線一起被接收到螺簧中的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，並具有鬆動地插入到天線罩的引導槽中的凸起，其中通過凸起與由螺簧的旋轉獲得的螺簧的螺旋線之間的摩擦力的向上的分量或向下的分量，使天線從天線罩內抽出或縮回天線罩中。
7．一種具有一種天線的無線通信設備，該天線沿其長度方向移動，以使得其從無線通信設備的外殼中被抽出或被縮回到無線通信設備的外殼中，該無線通信設備包括一個用於輸入／輸出信息的裝置；一個用於處理來自輸入／輸出裝置的輸入／輸出信號的發射／接收電路裝置，用於調製處理的輸入／輸出信號為無線信號，然後經天線把調製的無線信號發射出去，或者用於解調經天線接收到的信號，處理解調的信號並提供處理的信號給輸入／輸出裝置；一個用於響應於發射／接收電路裝置的操作而產生旋轉力的驅動裝置；及一個與天線緊密連接的並通過驅動裝置的旋轉力螺旋地移動的裝置，用於在天線的縱向方向上通過螺旋移動來承載天線。
8．根據權利要求7的無線通信設備，其中驅動裝置包括一個安裝在外殼中的罩；一個安裝在罩中的電機；一個通過響應於發射／接收電路裝置的通信開始信號和通信結束信號而提供驅動功率、用於控制電機操作的電機控制部分；一個安裝在殼體內的並具有天線所穿過的軸孔的從動齒輪；和一個連接到電機的旋轉軸並嚙合於從動齒輪的驅動齒輪。
9．根據權利要求8的無線通信設備，其中承載裝置包括一個連接於外殼並具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個可旋轉地容納在天線罩中的並以其一端固定於從動齒輪的螺簧；和一個以天線的下端固定地連接於天線的並與天線一起被接收在螺簧內的天線承載件，其具有鬆動地插入在天線罩的引導槽中的凸起，其中通過凸起與由螺簧的旋轉獲得的螺簧的螺旋線之間的摩擦力的向上的分量或向下的分量，使天線從天線罩內抽出或縮回天線罩中。
10．一種用於在天線的縱向上自動地抽取／縮回天線的自動伸縮式天線設備，包括一個具有驅動軸的用於通過利用電能產生旋轉力的電機；一個嚙合於電機的驅動軸的減速齒輪組件；一個具有在天線罩的內表面上縱向延伸的引導槽的天線罩；一個可旋轉地容納在天線罩中、並被源自電機的傳送的旋轉力而旋轉的旋轉件；一個力傳送裝置，其兩端固定於減速齒輪組件和旋轉件，用於傳送電機的旋轉力到旋轉件；一個可旋轉地容納在天線罩中的螺簧，該螺簧的一端固定於旋轉件，與旋轉件一起旋轉；及一個與天線一起被接收到螺簧中的天線承載件，其通過天線的下端固定地與天線連接，並具有鬆動地與天線罩的引導槽連接的凸起，用於與引導槽一起承載天線，以通過螺簧的旋轉抽取或縮回天線。
11．根據權利要求10的自動伸縮式天線設備，其中力傳送裝置包括一根柔性的和抗扭轉的線，被固定地連接於旋轉件和減速齒輪組件，並且能夠允許在減速齒輪組件的輸出軸與旋轉件的旋轉軸之間的對準具有靈活性(flexibility)。
12．根據權利要求11的自動伸縮式天線設備，其中力傳送裝置還包括一個用於防止因旋轉力引起的線扭轉的加強件。
13．根據權利要求10的自動伸縮式天線設備，其中自動伸縮式天線設備還包括一個通過響應於控制信號對電機提供驅動功率而控制電機操作的電機控制裝置。
全文摘要
公開一種用於自動地抽出/縮回天線(10)的自動伸縮式天線設備(30)。電機(24)被控制電路控制以產生旋轉力。天線罩(31)具有在其內表面上縱向延伸的引導槽(31a)。旋轉件(20)安裝在天線罩(31)中並由電機(24)旋轉。螺簧(32)被可旋轉地容納在天線罩(31)中,其一端固定於旋轉件(20)。天線傳送件(35)與天線一起接收在螺簧(32)內;其以天線(10)的下端被固定地連接於天線(10)。天線傳送件(35)具有鬆動地插入天線罩(31)的引導槽(31a)中的凸起,並與引導槽(31a)一起傳送天線(10),通過螺簧(32)的旋轉來抽出或縮回天線(10)。對於該設備的撓性安裝的其它實施例也公開了。還公開了該設備在無線電話中的應用。
文檔編號H01Q1/08GK1290410SQ99802898
公開日2001年4月4日 申請日期1999年1月28日 優先權日1998年2月12日
發明者李漢相 申請人:李漢相