[發(fā)明專利]一種利用縫隙天線的無線手機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01116876.5
• 申請日: 2001-02-20
• 公開（公告）號: CN1340981A
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡部寬;武井健
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H04Q7/32
• 分類號: H04Q7/32;H01Q13/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 付建軍

本發(fā)明涉及一種利用縫隙天線的無線手機。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用在一能夠在多個呼叫頻率之間切換并采用不同發(fā)射/接收頻率的通訊系統(tǒng)中的無線手機，尤其是，一種安裝有一縫隙天線的無線手機。

為了提高便攜性能，無線手機已經(jīng)被制成更為小巧和更為超薄，并且與此同時，已經(jīng)發(fā)展到了在這種無線手機上安裝各種小型天線。在其中，一利用同軸諧振器的縫隙天線可以在不會有任何突起的狀態(tài)下結(jié)合在無線手機中，并且尤其是，日本待審專利公告No.9-74312中提出了一種可以制得更為小巧的同軸諧振縫隙天線，其中該天線的中心導體(central?conductor)(供電導體)不會與諧振器殼體(導電立方體(conductive?cubic))發(fā)生接觸。該同軸諧振縫隙天線是一種磁流型天線，并且在縫隙(slot)中所產(chǎn)生的磁流與在一正對主表面的表面上所產(chǎn)生的同相磁流之間存在感應(yīng)，其中所述主表面上帶有所述導電立方體中的縫隙，以便實現(xiàn)單面定向(single-side?directional)。由于在手機處于通話狀態(tài)時頻率超過2GHz的電磁波易于被用戶的頭部所吸收，所以利用一個單面定向的天線將能夠使得不會有電功率向用戶側(cè)進行輻射，從而減少能量損耗。同樣，對于所接收到的功率而言，該單面定向的天線還能夠在與頭部相對的另一側(cè)增大了天線的增益，從而增強手機的靈敏度。

由于所述天線包括有一諧振結(jié)構(gòu)，所以其體積直接與帶寬成正比。因此，當所述天線被用于一具有多個承載頻率的寬帶無線通訊系統(tǒng)中的手機中時，用于該天線的帶寬將必須被擴展，并且天線的體積也會增大。

通常，用于在一特定基站與一無線手機之間進行呼叫的帶寬要比整個系統(tǒng)的帶寬窄得多。對于各個呼叫來說，所述天線的諧振頻率被適當?shù)卣{(diào)整到用于呼叫的頻率。為了減小天線的體積，就需要減小用于該天線的帶寬。由于這種原因，在利用一同軸諧振器的所述縫隙天線中，日本待審專利公告No.11-46115中提出了這樣一種可調(diào)諧縫隙天線(a?tunable?slot?antenna)，該縫隙天線包括至少一個設(shè)置在縫隙中的孤立導體(island?conductor)，其中由一可變電容電路來改變該孤立導線與一導電立方體側(cè)壁表面之間的電容值，以便該天線的諧振頻率可以進行大范圍地變化。該天線的構(gòu)造在附圖14中被示例性示出。

所述天線包括有一窄的條狀導體40(narrow?strip?conductor)，該條狀導體40沿諧振軸方向設(shè)置在一大致呈長方形平行六面體的導電立方體1內(nèi)部，以便與該導電立方體1隔離開，和一電波發(fā)射/接收縫隙2，該縫隙成形于導電立方體1的頂部表面上以便與所述條狀導體40相交叉，其中一射頻供電線路7經(jīng)由一供電導體5和一孤立導體6，在設(shè)置于條狀導體40上的一連接部分41與所述導電立方體1的側(cè)壁表面之間供送射頻功率(radio?frequency?power)。

在所述縫隙2中設(shè)置有一孤立導體42，以便與所述導電立方體1隔離開，并且一連接于該孤立導體42與所述導電立方體1的側(cè)壁表面之間的可變電容電路10經(jīng)由一控制導線50與一控制電路30相連。從該控制線路30所發(fā)出的控制信號能夠改變所述可變電容電路10的電容值，以便經(jīng)由孤立導體42來改變所述條狀導體40與導電立方體1的側(cè)壁表面之間，或者該孤立導體42與導電立方體1的側(cè)壁表面之間的電容值。當條狀導體40與導電立方體1的側(cè)壁表面之間的電容值經(jīng)由孤立導體42進行改變時，該條狀導體40中恰好處于縫隙2下方的電流相位將會發(fā)生改變。與所述同軸諧振縫隙天線的諧振頻率有關(guān)的條狀導體40的長度將發(fā)生等效變化。

當孤立導體42與用作基準電位的導電立方體1的側(cè)壁表面之間電容值發(fā)生改變時，比如，如果所述電容值足夠大時，該孤立導體42的電位差不多與作為基準電位的導電立方體1的側(cè)壁表面的電位相等，以便通過該孤立導體42的尺寸變化來等效地減少所述縫隙2的寬度。對應(yīng)于縫隙2長度的增加，縫隙2的寬度將部分減小。因此，為了等效地改變與所述同軸諧振縫隙天線的諧振頻率相關(guān)的縫隙2的長度，就需要對所述可變電容電路10的電容值進行改變。

所述可調(diào)諧縫隙天線的匹配條件可由條狀導體40中恰好位于所述縫隙2下方的電流相位和該縫隙2的長度來進行確定，增大所述電容值可以等效地增大條狀導體的長度和縫隙的長度，從而保持該天線的匹配條件。根據(jù)前述原理，為了能夠在保持所述天線的阻抗匹配狀態(tài)(impedance?matching?state)的同時，大范圍地改變該天線的諧振頻率，就需要所述天線同時并等效地改變恰好位于所述縫隙下方的條狀導體的長度和該縫隙的長度。