伸缩天线 1.发明领域
本发明涉及应用伸缩天线的便携式通讯设备。更具体说，本发明涉及一种用于便携式通讯设备的伸缩天线，该天线可以进行状态选择，或收缩，或伸展，而不受其中另一状态的影响。
2.先有技术的问题
一般说，在伸缩天线的领域中常用的相关结构有六种。最简单的一种可能就是具有固定长度的条鞭状发射天线，其一端设有一电接头，当发射天线从电子装置中拉出时，该电接头就与一电连接件接触。在这种结构中，发射天线的收缩是通过将鞭状发射天线从其与连接件连接的位置上向下推压进电子装置中而完成的。
在本先有技术中另一种结构是用于便携式家电产品上的伸缩套管式鞭状天线。伸缩套管式鞭状天线一般由一些直径逐渐减小的管一个套配在另一个中组成的。这种技术可以使天线压缩到，或收缩到仅比最大直径管的长度长一点的位置上。
美国专利(U.S.Patent)No.4,868,576公开了第三种结构，这种结构由一种条鞭状发射天线组成，这种天线在伸展的位置时与一单线螺旋匹配装置空气耦合(Air-coupled)。在收缩的状态下，该单线螺旋匹配装置用来作为电磁发射天线。
美国专利(U.S.Patent)No.5,204,687公开了另一种伸缩天线。该专利把这种天线称作为1/4波长伸缩天线，它由一细条状发射天线组成，在该天线的端部设有一绝缘隔离的、短单线螺旋发射天线。在伸展状态运行时，所述细条状发射天线就起一具有1/4电波波长的鞭状发射天线的作用。螺旋发射天线部分设置在细条状发射天线的上端，并通过一短绝缘材料部分与条状发射天线绝缘隔离，以防止螺旋发射天线在天线处于伸展状态时与电路连接。当天线处于收缩状态时，螺旋发射天线与电路连接，这是由于条状发射天线收缩进电子装置时，螺旋发射天线由于其下方所设地短金属管而与电路接通。
另一种伸缩天线是由森图利昂国际公司(CenturionInternational)制造的，这种天线是由一1/2波长的细条状发射天线组成，其端部带有一短单线螺旋发射天线。无论在哪种状态下运行，收缩或伸展，整个天线组件都与电路接通。
本发明概述
本发明提供了一种用于便携式通讯装置的伸缩天线，例如移动电话，收发两用无线电通讯设备等上的伸缩天线，这种天线在所选择的运行状态时，收缩或伸展，都能提供最大的效能，而不受其中另一状态的影响。另外，本发明由于采用了一种开关机构可以在状态之间提供无缝隙连接，从而使得电磁发射天线在状态转换过程中总是与电路连接。更具体说，所述天线作成适于安装在一便携式通讯装置上，后者包括有一其上端设有一插座的壳体，该插座在无线电频率上与所述装置的电路系统耦合。所述天线包括一个用于将无线电频率连通到插座上的第一金属连接件，并设有一个贯通天线上、下端的长孔。一长形中空壳体的下端固定在第一金属连接件上，并从连接处向上伸展。所述壳体由绝缘材料作成，其上端部设有一开口。螺旋发射元件设置在所述绝缘壳体中，一常开电开关一样也设置在该壳体中。电开关当它处于闭合位置时使第一金属连接件和螺旋发射元件电接通。还设置了一长形发射件，该长形发射件在其下端固定有一个第二金属连接件。一电绝缘体件在第二金属连接件上方封装着所述长形发射件，并设有一由所述长形发射件上端向上伸展的上端部分。电绝缘体件滑动地穿过壳体上端的开口。第一金属连接件的长形孔中可滑动地安装着第二金属连接件和电绝缘体件。所述长形发射件相对于壳体及其上的插座来说是可以从收缩位置移动到伸展位置的。当所述长形发射件位于伸展位置时，第二金属连接件就与插座进行电气接触。当所述长形发射件位于伸展位置时，所述开关就位于常开位置，这使得当所述长形发射件位于伸展位置时，螺旋发射件就处于非运行状态。当所述长形发射件位于收缩位置时，电绝缘体件的上端部分位于螺旋发射件内，以便使长形发射件与螺旋发射件绝缘隔离。一开关致动件与所述长形发射件联系，以便使所述开关在所述长形发射件从其伸展位置向下运动到其收缩位置时位于开关的闭合位置。
在另一实施例中，在电绝缘体件上，在其上端的下方处安装有一呈凸缘形的金属滑动接头。当所述天线位于其收缩位置时，所述金属凸缘就与一下接头件进行电气接触，这就与壳体插座和螺旋发射件接触。当所述天线位于其伸展位置时，所述下接头件就与位于所述长形发射件下端的金属连接件进行电气接触。
本发明的主要目的是提供一种伸缩天线，这种天线在所选择的运行状态时，收缩或伸展，都能提供效能，而不受其中另一状态的影响。
本发明的再一个目的是提供一种伸缩天线，这种天线设计得使该天线在所选择的状态运行时，都能提供最大的效能。
本发明的还一个目的是提供一种伸缩天线，这种天线由于设有一开关机构而具有无缝隙连接功能，这使得电磁发射天线在状态转换过程中总是与电路接通。
本发明的另一个目的是提供一种伸缩天线，这种天线所提供的电效能与单一机械装备中多个独立天线所获得的效能相当。
本发明的另一个目的是提供一种伸缩天线，这种天线中的各电磁发射天线在所述伸缩天线位于其收缩位置时和位于其伸展位置时互相之间都是电绝缘的。
附图简略说明
图1是一移动电话和一天线的透视图；
图2是本发明天线分解透视图；
图3是伸缩天线在伸展位置时的剖视图；
图4是伸缩天线在收缩位置时的剖视图；
图5是一移动电话的透视图，该电话上设有一变换形式的天线；
图6是图5所示变换形式的天线的透视图；
图7是图5-6所示天线在其伸展位置时的纵向剖视图；
图8是图5-7所示天线在其收缩位置时的纵向剖视图；和
图9是天线在其收缩位置时的部分放大剖视图。
最佳实施例的说明
本发明将以应用到其最佳实施例的情况进行说明。这不意味着本发明只限于所述的最佳实施例。本发明要涵括所有包括在本发明精神和范围之内的变动，改动和等同物。在其最佳实施例中，本发明应用于常用的移动电话收发两用机。由于本发明适用于无线电接收机和无线电发送机两者，对于本申请来说，应当认为“收发两用机”一语，除非另有规定外，系指一种接收机，一种发送机，或两者组合。另外，对于本申请来说，应当认为“便携式通讯装置”或“便携式通讯设备”系指一移动电话，双向无线电通讯装置，一接收机，或一发送机。
在图1中，一移动电话10设有一壳体12和一天线14。天线14通过一连接件16与电话10内电路系统进行电气连接，随后将对此作更详细的说明。
天线包括有一个第一金属连接件50，该连接件以常规方式将无线电频率(RF)连通到连接件16上。为了说明的方便，连接件50被说成具有一下端18和一上端20。长形中空壳体22由一种适宜的绝缘材料作成。从图中可以看到，壳体22由一下端部分24和一上端部分26连接在一起组成的。但是，如果需要，壳体22也可以由单一件构成。如图3和4所示，壳体22下端部分24的下端包围着连接件16，并固定于其上。壳体22上端部分26的上端设有一开口28，随后将对此作更详细的说明。
螺旋发射件30安装在壳体22内，最好设有一与壳体内部下方进行电气接触的接触件，如图所示，该接触件整体上用参考标码32表示。
常开电开关34安装在壳体22中，它最好用铍铜合金作成，如图3所示，该开关的下端与连接件16进行电气接触。开关34最好设有多个从其下端向上伸展的柔性指形件36。每个指形件36最好设有一下端部分38和一上端部分40，两部之间设置一环状锁定部42。当开关34处于其常开位置时，指形件36的上端部分40在电气上不与电接触件32进行接触。但是，当开关34移动到其闭合位置时，指形件36的上端部分40在电气上就与接触件32进行接触。
长形发射件44最好由镍-钛合金作成，它设有一上端46和一下端48。如图所示，金属连接件50在电气上与长形发射件44的下端连接。连接件50可以滑动地安装在连接件16的长形孔51中，连接件50上设有一止挡52，当长形发射件44位于伸展位置时，该止挡与连接件16下端抵碰(见图3)。当长形发射件44位于伸展位置时，如图3所示，连接件50在无线电频率上与连接件16耦合。连接件50的上端设有一凹槽部54，当长形发射件44位于完全伸展的位置时，该凹槽部54就能接纳指形件36的锁定部42，如图3所示。如图所示，电绝缘体件56在连接件50的上方包覆着发射件44，它设有一上端部分58，后者由发射件44的上端46向上伸展。在上端部分58的上端设有一加大的头部60，设置该头部是为了限制所述天线向壳体内部运动(见图4)。
当所述天线位于其收缩位置时，如图4所示，电绝缘体件56的加大头部60位于紧邻壳体22上端处。当所述天线位于其收缩位置时(如图4所示)，长形发射件44位于螺旋发射件30的下方。从图4还可以看出，当所述天线位于其收缩位置时，电绝缘体件56的上端部分58位于螺旋发射件30中，这样，在长形发射件44和螺旋发射件30之间就没有电干扰。
当所述天线位于其收缩位置时，如图4所示，指形件36的锁定部42与电绝缘体件56的插配使指形件36向上运动，这样，指形件36的上端在电气上就与接触件32连接，从而使螺旋发射件30在无线电频率上与电话的电路系统连通。当所述天线位于其收缩位置时，长形发射件44在无线电频率上不与电话的电路系统连通，因而，螺旋发射件30就不受长形发射件44的影响而起作用。锁定部42锁插在连接件50的凹槽部54中就使得开关36张开。
当要求将天线从其收缩位置移动到其伸展位置，操作者抓住加大头部60，将天线相对于电话向上拉出。在天线向上移动到其伸展过程中，螺旋发射件30仍然起作用，并且一直起作用到锁定部42“咬进”凹槽部54，此时，开关36张开。同时，长形发射天线44通过连接件50和连接件16之间的电接触，在无线电频率上与电话电路系统耦合。当所述天线位于其完全伸展位置上时，通过指形件36和连接件50之间的电接触，电话电路系统和长形发射天线之间就实现了电接触。当所述天线位于其完全伸展位置上时，通过连接件50和连接件16之间的电接触，电话电路系统和长形发射天线之间也实现了电接触。因此，当所述天线位于其完全伸展位置上时，长形发射天线44起作用，而螺旋发射件30则不起作用。
本发明还提供了一种独特的特征，这就是，一旦所述天线从其完全伸展位置上离开，电绝缘体件56的外部下方与锁定部42之间的咬合使得指形件36上端与螺旋发射件30的接触件32进行电接触，这使得在收缩或拉伸过程中不会出现间断或部分接触，所以电路就具有一种非常确定的接通/断开结构。所述天线这种确定的接通/断开结构使得丢失电话现象减小到最小程度，这是由于开关动作是确定的。正如上述，这一点能实现是因为在所述天线收缩或伸展操作过程中，发射天线之一总是在运行中，不会在开关之间出现任何间隙。
所以可以看到，本发明提供了一种独特的伸缩天线，这种天线在所选择的状态下运行时，能提供最大的效能。还可以看到，本发明提供了一种独特的开关机构，这种开关机构可以在状态之间提供无缝隙连接，所以，在状态之间转换过程中，总是有一个电磁发射天线与电路接通。
应当注意到，尽管所述天线可以应用于其它便携式通讯装置，例如，双向无线电通讯装置，接收机，发送机等，但它更理想地适用于移动电话。
图5-8所展示的是一种所述天线的变换形式。在图5中，移动电话110设有一壳体112和一天线114。天线114在电气上通过板接触件124与电话内电路系统连接。天线114设有一个第一金属连接件152，该连接件作成适于用螺纹安装到壳体112的顶端中，如图7和8所示。为了说明的目的，连接件118被看成是具有一下端120和一上端122。连接件118在无线电频率上通过板接触件124与移动电话内电路系统连通。连接件116设有一贯通其中的长孔126。
长壳体128由适宜的电绝缘材料作成。从附图可以看到，壳体128设有一下端130和一上端132。如图7和8所示，壳体128下端包围着连接件118的上端，并固定于其上。壳体128的上端设有一开口134，随后对此将作更详细说明。
螺旋发射件136安装在壳体128的内部，其下端与上接触件138接触，上接触件138包括有一个弓形接触指形件140。螺旋发射件136安装在线圈构形140上，如图7和8所示。下接触件142设置在壳体128中，它包括有一个弓形接触指形件144。
长形发射天线146最好由镍一钛合金作成，它设有一上端148和一下端150。如图7和8清楚所示，金属连接件152固定在长形发射天线146的下端。电绝缘体件154在金属连接件152上方包覆着长形发射天线146，其上端部分156由长形发射天线146的上端148向上伸展。上端部分156的上端设有一加大头部158，该头部用来限制所述天线向壳体122内运动程度。由图9可见，金属凸缘160包围着发射件136，使得发射件136在所述天线位于其收缩位置时，与接触指形件144接触。当所述天线位于图9所示收缩位置时，滑动接触件160也将与接触指形件140接触。
当所述天线位于图7所示伸展位置时，只有长形发射天线146在无线电频率上与电话电路系统耦合。这种无线电频率连接器是通过板连接件124，连接件118，连接件152和长形发射件146而实现的。当所述天线位于图7所示伸展位置时，螺旋发射件136不与电路接通。
当所述天线从图7所示伸展位置移动到图8和9所示收缩位置，长形发射件在无线电频率上不与电话电路系统耦合。但在收缩位置上，螺旋发射件136与电话电路系统进行电接触。这种接触是通过板接触件124，连接件118，下接触件142(接触指形件144)，滑动接触件160和上接触件138(接触指形件140)。当所述天线位于图8和9所示收缩位置时，以及当螺旋发射件136与电路连通时，电绝缘体件154的上端156就位于螺旋发射体136中，以便使长形发射体146与螺旋发射体电绝缘隔离，如图8所示。当所述天线位于图8和9所示收缩位置时，长形发射件146位于螺旋发射件136的下方。在图8中还可以看到，当所述天线位于收缩位置时，电绝缘体件154的上端156位于螺旋发射件136内，所以在长形发射件146和螺旋发射件136之间不会有电干扰。
因此可以看到，图5-9展示了一种新的电话天线。图5-9所示实施例采用了一种开关，这种开关是通过将一圆柱形金属凸缘滑进两个分开接触件之间而致动的。图5-9中所述天线开关是用来将无线电频率能量从一直段导线转换到一长段螺旋导线上。另外，图5-9所示实施例的开关从内部看对于所述天线是完全独立的，它是一种自动清洁开关(Self-Cleaning Switch)。所以可以看到，图5-9所示实施例实现了所有指定的目的。