[發(fā)明專利]滑動安裝的天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00807216.7
• 申請日: 2000-05-04
• 公開（公告）號: CN1349673A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·伊利朱瓦
• 申請（專利權(quán)）人: 諾基亞移動電話有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/08;H01Q3/24;H04B1/38;H04M1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳增勇,張志醒

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線，更具體地說，涉及在蜂窩電話中的天線設(shè)置。

發(fā)明背景

天線一般用于發(fā)射和接收電磁波。天線通過把電流轉(zhuǎn)換成(發(fā)送的)電磁波以及從(接收的)電磁波轉(zhuǎn)換成電流來工作。天線性能的一個量度是“增益”。增益基于天線的方向性和效率。方向性是天線把能量聚集在所需方向上的能力。如果需要，可以把能量聚集到窄波束寬度中。這種聚焦的能量提供了跨遠距離通信的能力，但是隨著天線的角度改變，波束的方向也改變，因此為了好的信號，需要天線的適當定向。天線的效率涉及與特定信號的接收相關(guān)的耗損量。隨其預(yù)定用途而定可以按許多不同方式設(shè)計天線。例如，在蜂窩通信中，天線被設(shè)計成在特定頻率上獲得最大“增益”。這樣的設(shè)計一般是通過構(gòu)造等于所需工作頻率的波長的幾分之一的天線來實現(xiàn)的。

用在蜂窩通信的移動臺中的天線一般在電氣上和機械結(jié)構(gòu)上都較小。天線的尺寸一般通常隨戴在用戶的身上或者拿在手中的通信裝置而變。移動臺的內(nèi)部天線提供了便于把裝置塞入口袋或皮包中的有利的形狀因素。外部天線增加了移動臺的長度，并且在裝置被取出或者放回口袋或皮包時經(jīng)常被絆住。但是，當使用內(nèi)部天線時，各種因素可能妨礙接收和發(fā)射。在蜂窩通信中特別關(guān)心的一種阻礙是移動臺用戶身體的干擾。這種干擾通常是由于用戶的頭或者手處于移動臺與基站之間而出現(xiàn)的。

用戶的身體產(chǎn)生一種稱為“身體效應(yīng)”的干擾。產(chǎn)生身體效應(yīng)是由于人的身體從移動臺的收發(fā)信機把電磁波傳導(dǎo)走了。在蜂窩電話的情況下，由于用戶緊鄰移動臺天線，所以這種效應(yīng)更加強烈。例如，常常會看到移動臺用戶在使用電話時手蓋住天線的一部分。

當用戶緊抓住移動臺時，手實際上變成天線的接地板的一部分。由此產(chǎn)生的接地板大小的變化可能對天線的性能特性有負面影響。對天線的影響可能包括例如頻率響應(yīng)偏移和降低效率(包括信號的明顯損耗)。

除了握住移動臺之外，很多用戶在使用移動臺時其手指放在外部天線上，這進一步增加了信號損失。例如，在對蜂窩通信重要的頻率上，用戶可能由于手蓋住天線而導(dǎo)致5至20dB或者更多增益的降低。

微帶或“小片”(＂patch＂)天線包括一塊鍍有更小面積的金屬的介質(zhì)材料、例如陶瓷。小片天線需要接地板。在理論上，對于小片天線的理想的接地板是無限大的。實際上，接地板應(yīng)該明顯大于小片本身。天線的性能直接與天線的尺寸和接地板的相對尺寸有關(guān)。圖1表示微帶天線的實例。該天線包括小片天線表面102和大體上與天線面大小相同的接地板面104。介質(zhì)材料106安排在小片與接地板之間。

一般來說，微帶天線以其在重量輕、平板外形、制造成本低且與集成電路相適應(yīng)這些方面的優(yōu)點而著稱。最常用的微帶天線是常規(guī)的半波和四分之一波長矩形小片天線。已經(jīng)研究并且在文獻中報導(dǎo)過其他微帶天線結(jié)構(gòu)，如圓形小片、三角形小片、環(huán)形微帶天線以及上述的C小片天線。

目前對開發(fā)用于無線通信裝置、例如移動臺的高效的內(nèi)部集成天線的興趣正在增長。要求高性能的機內(nèi)天線具有非常小的尺寸、緊湊的結(jié)構(gòu)、寬的帶寬、準各向同性輻射圖，并且表現(xiàn)出可忽略的、對接近人體的敏感度。由于移動臺在使用過程中常常是隨機定向的，所以其天線必需對垂直和水平極化波都敏感。外部天線、如鞭狀天線、套筒偶極子天線和螺旋天線僅對一種極化的無線電波敏感。因此，當供其中天線定向不固定的移動臺使用時，它們不是最佳的。而且，已發(fā)現(xiàn)，當這種外部天線在非常接近電話用戶之處工作時，其輻射圖會明顯改變。

微帶天線是用于小型便攜式無線通信裝置的最佳天線類型之一，尤其是在需要機內(nèi)天線時。由于微帶天線可以做成具有非常薄和緊湊的結(jié)構(gòu)，所以它可以容易地與各種類型的無線單元相適應(yīng)。

用于移動臺的天線的其他特征包含于1998年1月9日提交的序列號為09/005103的題為“用于移動通信裝置的天線”的美國專利申請中，將其通過引用結(jié)合于此。

有助于說明本領(lǐng)域的技術(shù)人員對此系統(tǒng)的來龍去脈、以及對于這些實施方案的變化和選擇的認識的另外的一般背景可在以下資料中找到：Wireless中Brodsky的“個人電信的革命”(1995)；Harte等人的“GSM超級電話”(1999)；Lee的“移動蜂窩電信”(1995)；Siwiak的“無線電波傳播和用于個人通信的天線”(1998)；以及Webb的“理解蜂窩無線電”(1998)；所有這些都通過引用結(jié)合于此。

發(fā)明概述