[发明专利]电容调谐宽带天线结构

说明书

本发明总的说与小型天线结构有关，具体说，是与适用于无线通讯设备的天线结构有关。

许多无线收发机，特别是手持蜂窝式电话，目前都采用名义上是无定向辐射的外接鞭状天线。这时向着使用者头部发送的高频能量几乎或者根本没有减少。结果在0.5瓦的输入下吸收比率(SAR)一般达到2.7毫瓦/克。此外，从外面安装的鞭状天线比较重(8.9克)，而且使用过程中可能被损坏。鞭状天线的增益性能特性通常在-5至+1.5dBi的范围。由于鞭状天线一般要用手工装配和安装，因而不太适合采用高速制造和装配技术的无线通讯设备。

插接型天线也很通用。这种天线的一个限制是，为了提供所需的工作带宽，其尺寸比较大(体积约为本发明天线的4-10倍)。为了得到与本发明天线相同的方向性比，还要求插接型天线具有很大的接地平面。而在今天的手持无线通讯设备中是不适合采用大的接地平面的。

本发明提供一种增益和方向性比有所改善的小型天线系统。按本发明制造的天线组件可提供线性极化，故适用于蜂窝电话，该台拨号系统(PDA)这类无线通讯设备。这种天线组件用于手持无线收发机时，可提供4dB的标称远场方向性比，当天线的输入功率为0.5瓦时，在后面(向着设备使用者的一面)的标称吸收比率约为1.6毫瓦/克，而向前(背离使用者头部一面)增益的标称值为+1.5dB。天线的尺寸相对目前的无线通讯设备而言比较小，因而可以很容易地与无线设备的顶盖后部做成一体。

这种天线可以叫做电容调谐1/8波长宽带短型插接天线。但其尺寸比类似工作带宽和方向性比的普通1/4或1/2波长插接天线要小得多。此外，还可以通过选择馈送点的位置来预先确定信号极化方式，线性极化或者园形板化都可以。

本发明的一个目的是提供一种能在大规模生产线上从外面安装到收发机绝缘底座，如PWB(为印刷线路板)上的天线。本发明的另一个目的是提供一种能从收发机印刷电路板拿走并可部分罩住板上其它元件的天线。该天线在辐射器和绝缘底座之间形成一个内部空间，其中可以安装无线设备的其它元件。

本发明还有一个目的是提供一种在110-160度之间具有3dB带宽的天线，而现有的偶极子天线设备仅在80度左右能达到这个值。此外，本发明的一个目的是提供一种天线组件，其标称工作带宽(在驻波比为2∶1下)在蜂窝式电话上为8％，换极开关(PCS)频率范围分别为824-894兆赫和1750-1990兆赫。

本发明的另一个目的是使天线组件具有改善的吸收比率和更高的性能特性(例如增益和方向性比)。

本发明还有一个目的是使天线组件能装入无线设备的外壳里面。

本发明的上述以及其它一些目的对于业内人士是一目了然的。

作为本说明一部分的附图将用来描述本发明的一些优选实施装置例。这些附图中：

图1是装有按本发明的天线组件的无线通讯设备的透视图；

图2是图1中装有按本发明的天线组件的无线通讯设备的侧视图；

图3是按本发明的第二种天线组件实施例的透视图；

图4是按本发明的第三种天线组件实施例的透视图；

图5是按本发明的第四种天线组件实施例的透视图；

图6是按本发明的另一种天线组件实施例的透视图。

图1是包含本发明的天线组件12的无线通讯设备(为蜂窝式电话)10的透视图。应该说明，本发明的天线组件12也适用于其它的无线通讯设备10，例如手提式无线电话以及发射电磁波的其它一些无线通讯设备。

图1和图2表示体现本发明的一种天线组件12，它工作在824-894MHz的频率范围。当然熟行人也可以让它工作在其它的频率范围。通过改变天线组件12各元件的实际尺寸可以改变其性能特性。这些改变，更动或修改可由熟行人在不超出这里所述的本发明的范围的情况下作出。

天线组件12包括一个处于绝缘底座元件16上的辐射导体元件14，电话绝缘底座元件16界定一个接地平面坐18。绝缘底座16可由天线通讯设备10的印刷线路板PWB构成。辐射导体元件14通常包含几个表面，虽然它也可以是由单个成形金属元件构成的。辐射导体元件14是一个近似的‘C’形，且包含一个处于导体14和接地平面元件18之间的内部区域20。如图2所示，设备的电子元件可以安放在辐射导体14的内部区域20，以减小其体积。