JP3662978B2

JP3662978B2 - Method and apparatus for multi-position antenna

Info

Publication number: JP3662978B2
Application number: JP19806695A
Authority: JP
Inventors: ジェイムズ・ピー・フィリップス
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: CN1064181C; GB2292258A; GB9514626D0; DE19526581C2; GB2292258B; CN1122056A; DE19526581A1; SG52158A1; CA2153541A1; CA2153541C; JPH0856109A; BR9502395A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信装置のためのアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信装置は無線周波信号を放射しおよび／または検出するアンテナに結合された送信機および／または受信機を含む。前記装置は送信機にオーディオ信号を入力するためのマイクロホンまたは受信機によって受信された信号を出力するためのスピーカを含むことができる。そのような無線通信装置の例は１方向無線機、双方向無線機、無線電話、パーソナル通信装置、および種々の他の機器を含む。これらの通信装置は典型的には装置が格納のために折りたたまれるスタンバイ形態、およびアンテナが最適の性能のために伸張される作動通信形態を有する。
【０００３】
無線電話および双方向無線機については、これらの装置はその格納および輸送を容易にするためにスタンバイモードの間は小さな寸法を有することが一般には望ましい。例えば、ユーザは無線電話がスタンバイモードの間はシャツまたはジャケットのポケットに格納できるようにするため十分に小さいことを好む。前記作動通信状態では、装置はスピーカをユーザの耳に隣接して配置し、マイクロホンをユーザの口の近くに配置し、かつアンテナはユーザの体から離して配置するため十分に長いことが望ましい。これらの要求を満たすため、無線電話のハウジングはそれらが作動通信モードにある場合に有するものよりもスタンバイモードにおいてより小さな寸法を持つよう再形成可能にされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スタンバイモードにおいて呼警報信号を受信しなければならない無線電話のような、従来技術の再形成可能な通信装置に伴う困難はスタンバイモードおよび作動通信モードの双方において高い性能のアンテナシステムを提供することである。伸張されたアンテナ位置は最適のアンテナ性能を提供可能にするが、通信装置の寸法を最小にするスタンバイモードにおけるアンテナの収縮された位置によってアンテナ性能の低下を生じる結果となる。
【０００５】
マルチポジション・アンテナを含む無線通信装置の例は本体およびフラップを含む無線電話であり、この場合フラップはその中に実装されたアンテナを含む。閉じられたとき、前記フラップは無線電話のキーパッドを覆いかつ超小型のハウジングを提供する。前記フラップが開かれたとき、フラップアンテナはユーザが保持する電話本体から離れている。フラップアンテナはフラップが開かれている場合には非常に良好に動作するが、該フラップアンテナはスタンバイモードでは警報信号を受信するのに理想的な位置にない。
【０００６】
従って、通信装置が作動通信モードにおいて伸張されたときおよび通信装置がスタンバイ動作モードにおいて折りたたまれたときに高い性能特性を有するアンテナシステムを提供することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１の伸張された位置と第２の折りたたまれた位置との間で移動する第１および第２のハウジング部を有するハウジングを含む装置のためのマルチポジション・アンテナシステムにおいて実施される。信号を送信しまたは受信するために前記ハウジング内に回路が配置される。第１のアンテナは前記第１のハウジング部に支持されかつ前記回路に接続される。寄生放射器（ｐａｒａｓｉｔｉｃｒａｄｉａｔｏｒ）が前記第２のハウジング部に支持される。前記第１のアンテナおよび前記寄生放射器はハウジングが折りたたまれた位置にあるとき結合されかつハウジングが伸張された位置にあるとき結合されない。前記アンテナシステムは作動通信状態の間にハウジングが伸張されたときおよびハウジングが折りたたまれている間に前記第１のアンテナと前記寄生放射器とが結合されたときに高い性能特性を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
始めに、１つより多くの図面に示された要素はすべての図面において最後の２桁が同じになっていることに注目すべきである。しかしながら、最初の桁は参照されている図面を示し、例えば図１の要素は最初の桁が１であり、図２の要素は最初の桁が２であり、以下同様である。また、本発明に係わるアンテナシステムは、本発明にとって特に好都合であるフラップ１０３（図１）を含む無線電話によって説明されていることに注目すべきである。しかしながら、本発明は、１方向および双方向無線機、あるいはアンテナを使用する任意の他の通信装置のような、他の装置においても好適に使用できる。従って、本明細書で使用されている「装置」および「機器」はすべてのそのような装置およびそれらの等価物に言及している。
【０００９】
本発明を導入した無線電話１００が図１に示されている。該無線電話は第１のハウジング部１０１および第２のハウジング部１０３を含むハウジング１０２を含む。図示された実施例では、第１のハウジング部１０１は無線電話の本体であり、かつ第２のハウジング部は該本体に回動可能に取付けられたフラップである。フラップ１０３は作動通信モードの間における図１に示された伸張された位置とスタンバイモードにおける、図２に示された、折りたたまれたまたは閉じられた位置との間で移動する。
【００１０】
前記無線電話本体１０１は相互結合されて電子回路（図示せず）を収容する内部容積を規定する背面本体ハウジングセクション１０４および前面本体ハウジングセクション１０５を含む。キーパッド１０６は該キーパッドに関連するキー１０９（それらの内のいくつかにのみ番号が付されている）がユーザによって手動による作動のためにアクセス可能なように本体１０１に配置されている。図示されたフラップ１０３は閉じられたときに少なくとも部分的にキーパッド１０６を覆う。前記フラップはすべてのキーをカバーするようにより大きくしてもよい。前記フラップは前記フラップが閉じられているときに覆われたキー１０９の作動を防止する。さらに、前記フラップは閉じられたときに電話をスタンバイモードにすることができる。
【００１１】
前記フラップ１０３はここではフラップアンテナと称される第１のアンテナ１０７を含む。該フラップアンテナは前面フラップハウジングセクション１１１と背面フラップハウジングセクション１１２との間に配置され、かつ従って図１では点線で示されている。前記前面フラップおよび背面フラップハウジングセクション１１１および１１２はほぼ平坦な部材であり、これらは適切なポリマーによって製作することができる。前記フラップアンテナはこれらの部材の間に挟まれている。前記フラップアンテナ１０７はフラップ１０３が開かれている場合には伸張された位置にある。前記フラップアンテナはフラップ２０３（図２）が閉じられている場合には折りたたまれた、または収縮された、位置にある。
【００１２】
本体１０１は寄生放射器、または第２のアンテナ１０８を含む。寄生放射器１０８は前面ハウジングセクション１０５の内側に固定され、従って図１では点線で示されている。
【００１３】
送受信機回路３１５は図３に概略的に示されている。本送受信機は任意の適切な伝統的な送受信機を使用して実施できる。送受信機回路３１５は前記前面および背面本体ハウジングセクション１０４，１０５の間に組立てられるプリント回路板の上に実装するなどの、伝統的な手段によって第１のハウジング部３０１内に配置される。送受信機回路３１５はハウジング部３０１内に配置されたマイクロホン（図示せず）および受信機（図示せず）に結合されている。送受信機回路はまたフレックス導体３１７に接続する、エラストマー製のコネクタ３１６または他の手段に接続されている。前記フレックス導体３１７はナックル（ｋｎｕｃｋｌｅ）３１９を含むヒンジアセンブリ３１８に延びている。図４に示されるように、該ヒンジアセンブリ４１８もまたナックル３１９と係合するためにフラップ４０３上にナックル４２０を含む。フレックス導体４１７はまた前記ヒンジアセンブリ４１８を介して第１のアンテナ４０７に接続されている。フラップアンテナ４０７と送受信機３１５との間の接続を提供するヒンジアセンブリは任意の適切な構造、例えばタニヤ・ラッシュ（ＴａｎｙａＲｕｓｈ）他により１９９３年１１月８日に出願された、米国特許出願シリアル番号第０８／１４８，７１８号に開示されているヒンジとすることができ、この米国特許出願の開示は参照のため本明細書に導入される。
【００１４】
フラップアンテナ４０７（図４）は該アンテナがほぼＥ字形状の構成となるよう基板４２５上に装着された２つの導体４２３および４２４を含む。該フラップアンテナは、銅のような、適切な導体の２つの細い条片（ｓｔｒｉｐｓ）によって製作される。フラップアンテナ４０７は導体４２３および４２４の中間フィンガセグメント４２６を前記フレックス導体４１７に電気的に結合する結合セグメント（ｊｏｉｎｄｅｒｓｅｇｍｅｎｔ）４２２を含む。中間フィンガセグメント４２６はアンテナ４０７および送受信機回路３１５（図３）の間のインピーダンス整合を提供する伝送ライントランスフォーマ４２７を含む。導体４２３のクロス部材（ｃｒｏｓｓｍｅｍｂｅｒ）４２８は中間フィンガセグメント４２６を外側フィンガ４２９に接続する。外側フィンガ４２９はクロス部材４２８の一端からほぼ直交して延びている。導体４２４は同様にクロス部材４３０に結合された中間フィンガセグメント４２６を含む。クロス部材４３０は導体４２４の中間フィンガセグメントを外側フィンガ４３１に接続し、該外側フィンガ４３１はクロス部材４３０にほぼ直交して延びている。エレメント４３２（それらの内のいくつかのみが番号が付されている）は外側フィンガ４２９および４３１からほぼ直交して延びフラップ上にアンテナを実装可能にするためにアンテナ４０７の短縮を可能にする容量負荷を提供する。おのおのの外側フィンガ４２９，４３１から切除された開口４３３はそれぞれの磁石（図示せず）を受けるために設けられている。該磁石は無線電話ハウジング１０１におけるリードスイッチ（図示せず）を作動させる。該リードスイッチおよび磁石はここでは詳細に述べられていないが、それはこれらは本発明の一部を形成しないからである。
【００１５】
前記フラップアンテナ４０７は従って薄いダイポールアンテナであり、それによって該アンテナが薄いフラップを構成するために前面ハウジングセクション１１１および背面ハウジングセクション１１２の間に挟まれている。該アンテナは、図１に示されるように、フラップが開かれたときに高い性能特性を有する半波長アンテナである。導体４２３および４２４の前記クロス部材４２８および４３０はフラップアンテナの高電流セクションである。
【００１６】
寄生放射器５０８が図５に示されている。該寄生放射器はフラップアンテナ４０７の給電線（ｆｅｅｄｌｉｎｅ）３１７（図３）、４１７（図４）に直接接続されてはいない。寄生放射器５０８（図５）はほぼＵ字形状の構成であり、ショルダー部５３５に対しほぼ直交して延びているアーム５３４および５３６を含む。ひじ部（ｅｌｂｏｗ）５３７はアーム５３４およびショルダー部５３５に関してほぼ４５度の角度で延びておりこれらの部材を結合している。ひじ部５３８はアーム５３６およびショルダー部５３５に関してほぼ４５度の角度で延びておりこれらの部材を結合している。この寄生放射器は、その一方の側に接着剤を有する薄い、柔軟性ある銅ストリップのような、任意の適切な電気的導体から製作される。
【００１７】
前記寄生放射器は送受信機の信号周波数に従って寸法が決定される。より詳細には、アーム５３４の長さ方向の軸は長さＡを有し、ひじ部５３７の長さ方向の軸は長さＢを有し、ショルダー部５３５の長さ方向の軸は長さＣを有し、ひじ部５３８の長さ方向の軸は長さＤを有し、かつアーム５３６の長さ方向の軸は長さＥを有する。長さＡ，Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥはそれらの和が送受信機の信号周波数の波長のほぼ２分の１に等しくなるようにされる。
【００１８】
好ましい実施例による寄生放射器６０８（図６）は前面ハウジングセクション６０５の内側面６４０に結合される。前記前面ハウジングセクションは平坦な前面部６４２および側壁６４３を含む。図６には示されていないが図１には見ることができる、反対側の側壁１４４は側壁６４３と平行に延びている。寄生放射器６０８は適切な接着剤を使用して前記前面ハウジングセクション６０５の内側面６４０に組立てられる。前記寄生放射器は柔軟性があり、従ってそれは前面ハウジングセクションの面６４０に取付けられたとき該面６４０に適合する。より詳細には寄生放射器６０８のショルダー部６３５は、そこを通ってキーパッド１０６のキー１０９（図１）が突出する、２つの列の開口６６０の間の内側面６４０に取付けられている。寄生放射器６０８のショルダー部は狭くなっており、従ってそれはキー１０９の動作との干渉を避けるためにこれらの開口部内へ延びることなく前記開口の列の間に楽に適合する。ひじ部６３７はそれが前面壁６４２から側壁６４３へとカーブするように面６４０に取付けられている。アーム６３４はそれがこの側壁に沿って延びるように接着剤を使用して壁６４３に取付けられている。壁６４３はアーム６３４が単一面で延びるように平坦にすることが最も好ましい。アーム５３６およびひじ部５３８は同様に側壁１４４に結合されている。このようにして、薄い柔軟性あるストリップが前面ハウジングセクションの内側に取付けられ、前記クロス部材４２８，４３０の所定の位置はこれらのクロス部材が２つの列の開口６６０の間にありかつフラップ４０３が閉じられたときにそこに寄生放射器のショルダー部５３５が結合される前面壁６４２の面の上に位置するように取付けられる。従って、フラップが閉じられたとき、前記クロス部材４２８，４３０およびショルダー部５３５は整列されかつ図１において矢印で表されるように互いに近接して配置される。クロス部材４２８，４３０およびショルダー部５３５はフラップ１０３の前面ハウジングセクションおよび本体１０１の前面ハウジングセクションの厚さによって隔てられる。さらに、前記寄生放射器のショルダー部５３５は、フラップアンテナの高電流部分である、クロス部材４２８，４３０に誘導的に結合されている。ショルダー部５３５はフラップが閉じられたときクロス部材４３０および４２８に結合されるから、アーム５３４および５３６はダイポールアンテナ４０７に寄生的に結合される第２のダイポールアンテナを形成する。この結合は誘導的結合である。
【００１９】
動作においては、フラップが開かれたとき、フラップアンテナ１０７（図１）は寄生放射器１０８および本体１０１から離れるように配置され、それによって該アンテナがユーザ、本体ハウジング１０１内の回路、または本体ハウジング１０１からの干渉なしに高い性能特性を持つようになる。この位置では、フラップアンテナ１０７の高電流セクション（クロス部材４２８，４３０）は寄生放射器１０８のショルダー部６３５から遠くなり、それによって該寄生放射器がアンテナ１０７に結合されず、かつ送受信機回路３１５に結合されなくなる。図２に示されるように、フラップが閉じられたとき、フラップアンテナは本体およびハウジング１０１内の回路に接近する位置に移動する。これはアンテナ１０７の性能を低下させるが、それは本体部１０２はフラップアンテナの近傍界領域または容積（ｎｅａｒｆｉｅｌｄｖｏｌｕｍｅ）にあるからである。しかしながら、フラップアンテナ４０７の高電流セクション４２８，４３０はショルダー部６３５に近く位置し、それによって２つのアンテナが寄生的に結合するようになる。アンテナシステムの性能特性は従ってフラップが閉じられている間は寄生放射器１０８およびフラップアンテナ１０７の双方によって影響される。寄生放射器は本体が近傍界領域または容積にある場合送受信機回路３１５の通信信号波長に同調され、一方フラップが開かれている場合はフラップアンテナ１０７が送受信機回路３１５の通信波長に同調される。従ってフラップが開かれている場合に前記アンテナの一方が送受信機の通信信号周波数に同調され、かつフラップが閉じられている場合は他方が送受信機回路に同調される。アンテナ１０７および寄生放射器１０８のこの結合はフラップが閉じられている場合にアンテナシステムの特性を大幅に改善し、それによって無線電話を格納のために折りたたむことによって生じるアンテナ性能の大きな劣化はなくなる。その結果、前記フラップアンテナは到来する呼警報信号、ページング信号またはＥメイル信号を受信するための無線電話の能力を低下させることはない。
【００２０】
寄生放射器７０８の別の実施例によれば、図７に示されるように、アーム７３４およびアーム７３６をベース７３５に結合する、それぞれひじ部７３８およびひじ部７３７はカーブした外側エッジを有する９０度のコーナである。アーム７３４の長さＦ、ベース７３５の長さＧ、およびアーム７３６の長さＨの和はほぼ送受信機動作周波数の波長の２分の１である。図５の実施例の方がより好ましいが、それは、もしアンテナの合計長さが等しければ（すなわち、もし両方のアンテナの実施例が４分の１波長のアンテナであれば）、アーム５３４，５３６の先端（ｔｉｐｓ）５５５，５５６がショルダー部５３５から、アーム７３４，７３６の先端部７５５，７５６より遠いからである。
【００２１】
寄生放射器８０８のさらに他の実施例が図８に示されている。寄生放射器８０８はアーム８３４および８３６にノッチ８５８を含む。前記アームのノッチ８５８は前面ハウジングセクション６０５の外側に延びた突出部（図示せず）の周りにアームを配置するために設けられている。これは特に前面ハウジングセクションの内側面が多数の突出部を有する場合に望ましい。アーム８３４，８３６は最適のアンテナ性能のために単一面で延びることが望ましい。これは特に重要であり、それは寄生放射器５０８をハウジング１０１内の回路に隣接して配置することはアンテナシステムの性能に悪影響を与えるからである。しかしながら、図８の実施例の不利な点はチップ８５５，８５６からショルダー部８３５への距離がノッチの付加によってさらに短縮されることである。
【００２２】
【発明の効果】
従って、本発明により移動可能な本体セクションを有する通信装置のための改善されたアンテナシステムが開示されたことが分かる。このアンテナシステムはアンテナが開かれたときならびに装置が格納を容易にするために折りたたまれたときの双方において高い性能特性を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるアンテナシステムを含む伸張された状態の無線電話を示す前面斜視図である。
【図２】スタンバイ形態にある図１の無線電話が折りたたまれた状態を示す前面斜視図である。
【図３】送受信機を含む図１に係わる無線電話ハウジングの内側を示す部分的説明図である。
【図４】前面ハウジングセクションを除去しかつ第１のアンテナを示す図１に係わる無線電話のフラップの平面図である。
【図５】寄生放射器の一部を示す図１に係わる無線電話本体の前面ハウジングセクションの内側の一部の断片的斜視図である。
【図６】図５に係わる寄生放射器を示す上面図である。
【図７】図６に係わる寄生放射器の別の実施例を示す上面図である。
【図８】図６に係わる寄生放射器アンテナのさらに別の実施例を示す上面図である。
【符号の説明】
１００無線電話
１０１第１のハウジング部
１０２ハウジング
１０３第２のハウジング部
１０４背面本体ハウジングセクション
１０５前面本体ハウジングセクション
１０６キーパッド
１０７第１のアンテナ
１０８寄生放射器
１０９キー
１１１前面フラップハウジングセクション
１１２背面フラップハウジングセクション
２００無線電話
２０３フラップ
３０１第１のハウジング部
３１５送受信機回路
３１６エラストマー製コネクタ
３１７フレックス導体
３１８ヒンジアセンブリ
３１９ナックル
４０３フラップ
４０７第１のアンテナ
４１７フレックス導体
４１８ヒンジアセンブリ
４２３，４２４導体
４２５基板
４２６中間フィンガセグメント
４２７伝送ライントランスフォーマ
４２８，４３０クロス部材
４２９，４３１外側フィンガ
５０８寄生放射器
５３４，５３６アーム
５３５ショルダー部
５３７，５３８ひじ部
５５５，５５６先端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna for a communication device.
[0002]
[Prior art]
The wireless communication device includes a transmitter and / or receiver coupled to an antenna that emits and / or detects radio frequency signals. The apparatus can include a microphone for inputting an audio signal to a transmitter or a speaker for outputting a signal received by a receiver. Examples of such wireless communication devices include one-way radios, two-way radios, radio telephones, personal communication devices, and various other devices. These communication devices typically have a standby configuration in which the device is folded for storage and an active communication configuration in which the antenna is extended for optimal performance.
[0003]
For radiotelephones and two-way radios, it is generally desirable that these devices have small dimensions during standby mode to facilitate their storage and transport. For example, users prefer to be small enough to allow a wireless phone to be stored in a shirt or jacket pocket while in standby mode. In the active communication state, the device is preferably long enough to place the speaker adjacent to the user's ear, the microphone near the user's mouth, and the antenna away from the user's body. To meet these requirements, the radiotelephone housings are made reconfigurable to have smaller dimensions in standby mode than they have when in active communication mode.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The difficulty with prior art reconfigurable communication devices, such as radiotelephones that must receive call alert signals in standby mode, is to provide a high performance antenna system in both standby and active communication modes. is there. While the stretched antenna position can provide optimal antenna performance, the shrunken position of the antenna in standby mode that minimizes the size of the communication device results in degradation of antenna performance.
[0005]
An example of a wireless communication device that includes a multi-position antenna is a radiotelephone that includes a body and a flap, where the flap includes an antenna mounted therein. When closed, the flap covers the keypad of the radiotelephone and provides a microminiature housing. When the flap is opened, the flap antenna is away from the phone body held by the user. Although the flap antenna works very well when the flap is open, the flap antenna is not in an ideal position to receive an alarm signal in standby mode.
[0006]
Accordingly, it is desirable to provide an antenna system having high performance characteristics when the communication device is extended in the active communication mode and when the communication device is folded in the standby operation mode.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is implemented in a multi-position antenna system for an apparatus including a housing having first and second housing portions that move between a first extended position and a second folded position. . Circuitry is disposed within the housing for transmitting or receiving signals. The first antenna is supported by the first housing part and connected to the circuit. A parasitic radiator is supported on the second housing part. The first antenna and the parasitic radiator are coupled when the housing is in the collapsed position and are not coupled when the housing is in the extended position. The antenna system has high performance characteristics when the housing is extended during operational communication and when the first antenna and the parasitic radiator are combined while the housing is folded.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, it should be noted that elements shown in more than one drawing have the same last two digits in all drawings. However, the first digit indicates the referenced drawing, for example, the element of FIG. 1 has a first digit of 1, the element of FIG. 2 has a first digit of 2, and so on. It should also be noted that the antenna system according to the present invention is illustrated by a radiotelephone including a flap 103 (FIG. 1) that is particularly advantageous for the present invention. However, the present invention can also be suitably used in other devices, such as one-way and two-way radios, or any other communication device that uses an antenna. Accordingly, “apparatus” and “equipment” as used herein refer to all such apparatuses and their equivalents.
[0009]
A radiotelephone 100 incorporating the present invention is shown in FIG. The radiotelephone includes a housing 102 that includes a first housing portion 101 and a second housing portion 103. In the illustrated embodiment, the first housing part 101 is a radiotelephone body and the second housing part is a flap pivotally attached to the body. The flap 103 moves between the extended position shown in FIG. 1 during the active communication mode and the folded or closed position shown in FIG. 2 in the standby mode.
[0010]
The radiotelephone body 101 includes a back body housing section 104 and a front body housing section 105 that are interconnected to define an internal volume that houses an electronic circuit (not shown). Keypad 106 is positioned on body 101 such that keys 109 associated with the keypad (only some of them are numbered) are accessible for manual activation by the user. The illustrated flap 103 at least partially covers the keypad 106 when closed. The flap may be larger to cover all keys. The flap prevents operation of the covered key 109 when the flap is closed. Further, the phone can place the phone in standby mode when the flap is closed.
[0011]
The flap 103 includes a first antenna 107, referred to herein as a flap antenna. The flap antenna is disposed between the front flap housing section 111 and the back flap housing section 112 and is therefore shown in dotted lines in FIG. The front and back flap housing sections 111 and 112 are substantially flat members that can be made of a suitable polymer. The flap antenna is sandwiched between these members. The flap antenna 107 is in an extended position when the flap 103 is open. The flap antenna is in a folded or deflated position when flap 203 (FIG. 2) is closed.
[0012]
The main body 101 includes a parasitic radiator or a second antenna 108. The parasitic radiator 108 is fixed inside the front housing section 105 and is therefore shown in dotted lines in FIG.
[0013]
The transceiver circuit 315 is shown schematically in FIG. The transceiver can be implemented using any suitable traditional transceiver. The transceiver circuit 315 is disposed in the first housing portion 301 by traditional means, such as mounting on a printed circuit board that is assembled between the front and back body housing sections 104,105. The transceiver circuit 315 is coupled to a microphone (not shown) and a receiver (not shown) disposed within the housing portion 301. The transceiver circuit is also connected to an elastomeric connector 316 or other means that connects to the flex conductor 317. The flex conductor 317 extends to a hinge assembly 318 that includes a knuckle 319. As shown in FIG. 4, the hinge assembly 418 also includes a knuckle 420 on the flap 403 for engaging the knuckle 319. The flex conductor 417 is also connected to the first antenna 407 via the hinge assembly 418. The hinge assembly that provides the connection between the flap antenna 407 and the transceiver 315 can be any suitable structure, such as a US patent application serial number filed Nov. 8, 1993 by Tanya Rush et al. No. 08 / 148,718, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
[0014]
The flap antenna 407 (FIG. 4) includes two conductors 423 and 424 mounted on a substrate 425 so that the antenna has a generally E-shaped configuration. The flap antenna is made by two narrow strips of a suitable conductor, such as copper. The flap antenna 407 includes a joiner segment 422 that electrically couples the intermediate finger segment 426 of conductors 423 and 424 to the flex conductor 417. The intermediate finger segment 426 includes a transmission line transformer 427 that provides impedance matching between the antenna 407 and the transceiver circuit 315 (FIG. 3). A cross member 428 of the conductor 423 connects the intermediate finger segment 426 to the outer finger 429. The outer finger 429 extends substantially orthogonally from one end of the cross member 428. Conductor 424 also includes an intermediate finger segment 426 coupled to cross member 430. The cross member 430 connects the intermediate finger segment of the conductor 424 to the outer finger 431, and the outer finger 431 extends substantially perpendicular to the cross member 430. Elements 432 (only some of which are numbered) extend approximately orthogonally from outer fingers 429 and 431 and allow for the shortening of antenna 407 to allow the antenna to be mounted on the flap. Provide load. Openings 433 cut from each outer finger 429, 431 are provided to receive respective magnets (not shown). The magnet activates a reed switch (not shown) in the radiotelephone housing 101. The reed switch and magnet are not described in detail here, because they do not form part of the present invention.
[0015]
The flap antenna 407 is thus a thin dipole antenna, whereby the antenna is sandwiched between the front housing section 111 and the back housing section 112 to form a thin flap. The antenna is a half-wave antenna having high performance characteristics when the flap is opened, as shown in FIG. The cross members 428 and 430 of conductors 423 and 424 are the high current sections of the flap antenna.
[0016]
A parasitic radiator 508 is shown in FIG. The parasitic radiator is not directly connected to the feed line 317 (FIG. 3) or 417 (FIG. 4) of the flap antenna 407. Parasitic radiator 508 (FIG. 5) is generally U-shaped and includes arms 534 and 536 that extend generally perpendicular to shoulder 535. The elbow 537 extends at an angle of approximately 45 degrees with respect to the arm 534 and the shoulder 535 and joins these members. The elbow 538 extends at an angle of approximately 45 degrees with respect to the arm 536 and the shoulder 535 and joins these members. The parasitic radiator is made from any suitable electrical conductor, such as a thin, flexible copper strip with adhesive on one side.
[0017]
The parasitic radiator is dimensioned according to the signal frequency of the transceiver. More specifically, the longitudinal axis of arm 534 has a length A, the longitudinal axis of elbow 537 has a length B, and the longitudinal axis of shoulder 535 has a length. C, the longitudinal axis of the elbow 538 has a length D, and the longitudinal axis of the arm 536 has a length E. The lengths A, B, C, D and E are such that their sum is approximately equal to one-half of the wavelength of the transceiver signal frequency.
[0018]
A parasitic radiator 608 (FIG. 6) according to the preferred embodiment is coupled to the inner surface 640 of the front housing section 605. The front housing section includes a flat front portion 642 and side walls 643. The opposite side wall 144, not shown in FIG. 6 but visible in FIG. 1, extends parallel to the side wall 643. A parasitic radiator 608 is assembled to the inner surface 640 of the front housing section 605 using a suitable adhesive. The parasitic radiator is flexible so that it conforms to the face 640 when attached to the face 640 of the front housing section. More specifically, the shoulder 635 of the parasitic radiator 608 is attached to the inner surface 640 between the two rows of openings 660 through which the key 109 (FIG. 1) of the keypad 106 protrudes. The shoulder of the parasitic radiator 608 is narrow, so it fits comfortably between the rows of openings without extending into these openings to avoid interfering with the operation of the key 109. The elbow 637 is attached to the surface 640 such that it curves from the front wall 642 to the side wall 643. Arm 634 is attached to wall 643 using an adhesive so that it extends along this side wall. Most preferably, the wall 643 is flat so that the arms 634 extend in a single plane. Arm 536 and elbow 538 are similarly coupled to side wall 144. In this way, thin flexible strips are attached to the inside of the front housing section, and the predetermined positions of the cross members 428, 430 are such that they are between the two rows of openings 660 and the flaps 403 are present. It is mounted so that it sits above the face of the front wall 642 to which the parasitic radiator shoulder 535 is coupled when closed. Accordingly, when the flap is closed, the cross members 428 and 430 and the shoulder portion 535 are aligned and arranged close to each other as represented by the arrows in FIG. The cross members 428 and 430 and the shoulder 535 are separated by the thickness of the front housing section of the flap 103 and the front housing section of the body 101. Furthermore, the shoulder portion 535 of the parasitic radiator is inductively coupled to cross members 428 and 430, which are high current portions of the flap antenna. Since shoulder 535 is coupled to cross members 430 and 428 when the flap is closed, arms 534 and 536 form a second dipole antenna that is parasitically coupled to dipole antenna 407. This bond is an inductive bond.
[0019]
In operation, when the flap is opened, the flap antenna 107 (FIG. 1) is positioned away from the parasitic radiator 108 and the body 101 so that the antenna is in the user, circuit in the body housing 101, or body housing It has high performance characteristics without interference from 101. In this position, the high current section (cross members 428, 430) of the flap antenna 107 is remote from the shoulder 635 of the parasitic radiator 108 so that the parasitic radiator is not coupled to the antenna 107 and the transceiver circuit 315. Will not be joined. As shown in FIG. 2, when the flap is closed, the flap antenna moves to a position approaching the body and circuitry within the housing 101. This degrades the performance of the antenna 107 because the body 102 is in the near field region or volume of the flap antenna. However, the high current sections 428, 430 of the flap antenna 407 are located close to the shoulder 635, thereby causing the two antennas to be parasitically coupled. The performance characteristics of the antenna system are therefore affected by both the parasitic radiator 108 and the flap antenna 107 while the flap is closed. The parasitic radiator is tuned to the communication signal wavelength of the transceiver circuit 315 when the body is in the near field region or volume, while the flap antenna 107 is tuned to the communication wavelength of the transceiver circuit 315 when the flap is open. . Thus, one of the antennas is tuned to the transceiver signal frequency when the flap is open, and the other is tuned to the transceiver circuit when the flap is closed. This coupling of antenna 107 and parasitic radiator 108 greatly improves the characteristics of the antenna system when the flap is closed, thereby eliminating the significant degradation in antenna performance caused by folding the radiotelephone for storage. As a result, the flap antenna does not degrade the ability of the radiotelephone to receive incoming call alert signals, paging signals or e-mail signals.
[0020]
According to another embodiment of parasitic radiator 708, as shown in FIG. 7, arm 734 and arm 736 are coupled to base 735, with elbow 738 and elbow 737 having a curved outer edge, respectively, 90 degrees. Is the corner. The sum of the length F of the arm 734, the length G of the base 735, and the length H of the arm 736 is approximately one half of the wavelength of the transceiver operating frequency. The embodiment of FIG. 5 is more preferred, but it is preferable that the arms 534, 536 if the total length of the antennas are equal (ie, if both antenna embodiments are quarter wavelength antennas). This is because the tips 555 and 556 are farther from the shoulder 535 than the tips 755 and 756 of the arms 734 and 736.
[0021]
Yet another embodiment of the parasitic radiator 808 is shown in FIG. Parasitic radiator 808 includes notches 858 in arms 834 and 836. The arm notch 858 is provided for positioning the arm around a protrusion (not shown) extending outside the front housing section 605. This is particularly desirable when the inner surface of the front housing section has a number of protrusions. The arms 834 and 836 preferably extend in a single plane for optimal antenna performance. This is particularly important because placing the parasitic radiator 508 adjacent to circuitry in the housing 101 adversely affects the performance of the antenna system. However, the disadvantage of the embodiment of FIG. 8 is that the distance from the tips 855, 856 to the shoulder 835 is further reduced by the addition of the notches.
[0022]
【The invention's effect】
Thus, it can be seen that an improved antenna system for a communication device having a movable body section has been disclosed in accordance with the present invention. This antenna system provides high performance characteristics both when the antenna is opened and when the device is folded to facilitate storage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front perspective view of a wireless telephone in an extended state including an antenna system according to the present invention.
2 is a front perspective view showing a state in which the wireless telephone of FIG. 1 in a standby mode is folded. FIG.
3 is a partial illustration showing the inside of the radiotelephone housing according to FIG. 1 including a transceiver. FIG.
4 is a plan view of the radiotelephone flap of FIG. 1 with the front housing section removed and showing the first antenna. FIG.
5 is a fragmentary perspective view of a portion of the inside of the front housing section of the radiotelephone body according to FIG. 1 showing a portion of a parasitic radiator.
6 is a top view showing a parasitic radiator according to FIG. 5;
7 is a top view showing another embodiment of the parasitic radiator according to FIG. 6; FIG.
8 is a top view showing still another embodiment of the parasitic radiator antenna according to FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
100 radio telephone 101 first housing part 102 housing 103 second housing part 104 rear body housing section 105 front body housing section 106 keypad 107 first antenna 108 parasitic radiator 109 key 111 front flap housing section 112 rear flap housing Section 200 Radio telephone 203 Flap 301 First housing part 315 Transceiver circuit 316 Elastomer connector 317 Flex conductor 318 Hinge assembly 319 Knuckle 403 Flap 407 First antenna 417 Flex conductor 418 Hinge assembly 423, 424 Conductor 425 Substrate 426 Intermediate finger Segment 427 Transmission line transformer 428,430 Cross member 429,431 Outer flange Nga 508 parasitic radiator 534 arm 535 shoulder portion 537 and 538 elbow 555, 556 tip

Claims

お互いに関して折りたたまれた位置と伸張された位置との間で移動するように移動可能に相互結合された第１のハウジング部（１０２，１０３）および第２のハウジング部（１０２，１０３）を有するハウジング（１０１）、および前記ハウジングに配置されアンテナシステムを介して信号を送信しまたは受信する通信回路（３１５）を含む装置（１００）のためのマルチポジション・アンテナ装置であって、
前記第１のハウジング部内に支持された第１のアンテナ（１０７）であって、該第１のアンテナは給電線（３１７，４１７）を含みかつ折りたたまれた位置で前記通信回路に結合され、かつ前記第１のアンテナ（１０７）は前記通信回路に同調されているもの、そして
前記第２のハウジング部内に支持され、前記通信回路の波長に同調されるが直接には前記第１のアンテナの給電線に結合されない寄生放射器（１０８）であって、該寄生放射器は前記ハウジングが折りたたまれた位置にある場合に前記第１のアンテナに結合されかつ前記寄生放射器は前記ハウジングが伸張された位置にあるとき前記第１のアンテナには結合されず、それによって前記寄生放射器が前記ハウジングが折りたたまれた位置にあるとき前記第１のアンテナを介して前記第１のハウジングセクション内の通信回路に結合されるもの、
を具備することを特徴とするマルチポジション・アンテナ装置。A housing having a first housing part (102, 103) and a second housing part (102, 103) movably interconnected to move between a folded position and an extended position with respect to each other (101) and a multi-position antenna device for a device (100) comprising a communication circuit (315) disposed in the housing and transmitting or receiving a signal via an antenna system,
A first antenna (107) supported in the first housing portion, the first antenna including a feed line (317, 417) and coupled to the communication circuit in a folded position; and The first antenna (107) is tuned to the communication circuit, and is supported in the second housing part and is tuned to the wavelength of the communication circuit, but directly supplied by the first antenna. A parasitic radiator (108) not coupled to the electrical wire, wherein the parasitic radiator is coupled to the first antenna when the housing is in the folded position and the parasitic radiator is extended from the housing; Is not coupled to the first antenna when in position, thereby allowing the parasitic radiator to pass through the first antenna when the housing is in a folded position. Coupled to a communication circuit in the first housing section;
A multi-position antenna apparatus comprising:

前記装置は前記第１および第２のハウジング部を回動可能に相互結合するヒンジアセンブリ（３１８，４１８）を含み、かつ前記第１のアンテナは該ヒンジアセンブリを介して前記通信回路に結合されることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The apparatus includes a hinge assembly (318, 418) that pivotally interconnects the first and second housing portions, and the first antenna is coupled to the communication circuit via the hinge assembly. The multi-position antenna apparatus according to claim 1.

前記第１のアンテナは前記第１のハウジング部に配置された２つの導体（４２３，４２４）を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。The multi-position antenna apparatus according to claim 1, wherein the first antenna includes two conductors (423, 424) disposed in the first housing portion .

前記第１のアンテナは２分の１波長アンテナであることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The multi-position antenna apparatus according to claim 1, wherein the first antenna is a half-wave antenna.

前記寄生放射器は２分の１波長のものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The multi-position antenna apparatus according to claim 1, wherein the parasitic radiator has a half wavelength.

前記第１のアンテナはダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The multi-position antenna apparatus according to claim 1, wherein the first antenna is a dipole antenna.

前記第１のアンテナは伸張された位置および折りたたまれた位置において前記通信回路に接続されることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The multi-position antenna apparatus according to claim 1, wherein the first antenna is connected to the communication circuit in an extended position and a folded position.

折りたたまれた位置と伸張された位置との間で互いに対して移動するよう移動可能に相互結合された第１のハウジング部（１０２，１０３）および第２のハウジング部（１０２，１０３）を有するハウジング（１０１）、およびアンテナシステムを介して信号を送信しまたは受信するために前記第１または第２のハウジング部の１つに配置された回路（３１５）を含む装置（１００）のためのマルチポジション・アンテナ装置であって、
前記第２のハウジング部内に支持された第１のアンテナ（１０７）であって、該第１のアンテナは伸張された位置においてかつ折りたたまれた位置において前記通信回路に結合され、前記第１のアンテナは２つの導体（４２３，４２４）を含み、かつ該２つの導体のおのおのは前記第２のハウジング部に実装されかつ中間フィンガセグメントを外側フィンガに接続するクロス部材（４２８，４３０）を含むもの、そして
前記第１のハウジング部内に支持された寄生放射器（１０８）であって、該寄生放射器は前記ハウジングが折りたたまれた位置にあるとき前記第１のアンテナに結合されかつ前記寄生放射器は前記ハウジングが伸張された位置にあるとき前記第１のアンテナに結合されないもの、
を具備することを特徴とするマルチポジション・アンテナ装置。A housing having a first housing part (102, 103) and a second housing part (102, 103) movably interconnected to move relative to each other between a collapsed position and an extended position (101) and multi-position for a device (100) comprising a circuit (315) disposed in one of said first or second housing parts for transmitting or receiving signals via an antenna system An antenna device,
A first antenna (107) supported in the second housing part, wherein the first antenna is coupled to the communication circuit in an extended position and in a folded position; Includes two conductors (423, 424), and each of the two conductors is mounted on the second housing portion and includes a cross member (428, 430) connecting the intermediate finger segment to the outer finger; And a parasitic radiator (108) supported in the first housing portion, the parasitic radiator being coupled to the first antenna when the housing is in a folded position and the parasitic radiator is Not coupled to the first antenna when the housing is in the extended position;
A multi-position antenna apparatus comprising:

前記寄生放射器はほぼＵ字形状であり、ショルダー部（５３５）から突出する２つのアーム（５５５，５５６）を含むことを特徴とする請求項８に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The multi-position antenna apparatus according to claim 8, wherein the parasitic radiator is substantially U-shaped and includes two arms (555, 556) protruding from a shoulder portion (535).

前記クロス部材（４２８，４３０）および前記ショルダー部（５３５）は前記第１および第２のハウジング部が折りたたまれた位置にあるとき互いに近接して位置し、それによって前記第１のアンテナおよび前記寄生放射器が結合されることを特徴とする請求項９に記載のマルチポジション・アンテナ装置。 The cross member (428, 430) and the shoulder portion (535) are located close to each other when the first and second housing portions are in the folded position, thereby the first antenna and the parasitic member. The multi-position antenna apparatus according to claim 9, wherein a radiator is coupled.