具体实施方式
本发明涉及带有电路板1或印刷电路1的移动电话,电路板具有电
话呼叫管理、电话文件夹的储存等不同的移动电话功能。这种移动电话
也包括内置于机壳内的天线2。这种天线2是PIFA型平面天线。很明显,
它与根据造型构成天线之地线平面的印刷电路1平行安装。
天线2与印刷电路1之间的空间舱V构成了天线2发射的射频电波
的传播舱。根据本发明,一个物体3、4或5可以至少部分地设置在这一
空间舱V。这一物体可以是一个扬声器3,或是一个振动器4,或是一个
数码相机5,或是其它有用的放置于移动电话内部的物体。
所有放置于这一空间舱V的物体都是造成射频电流衰减的途径,衰
减途径是射频电波从射频发射器(尤其是天线)出来并进入位于该发射
器与地线平面间的部件所借用的任何途径。为将射频电波的衰减减至最
小,就要改变衰减途径的阻抗。为此,本发明提出将改变衰减途径阻抗
的装置引入这一空间舱V,以便避免射频电波被该物体(也叫部件)吸
收。这些装置可以是在天线内中加入切口或在印刷电路上加入切口,以
避免射频电波流向部件。这些装置也可以称作“阻塞电路”的电路,来
阻止部件接收到的射频电波抵达地线平面。
下面以部件是扬声器为例,详细描述改变衰减途径阻抗的装置的不
同实现方式。
图1至图7是当部件是扬声器时本发明的状况。
图1中介绍了天线2,它包括一个切口2e,是图中的点状区域。这
一切口为明显的“L”形状,将天线分为2g区和2f区。天线的2g区保
障GSM频段,即约900MHZ信号的辐射。2f区保障DCS频段,即约
1800MHZ信号的辐射。
图1中,虚线表示扬声器在天线2之下的安装位置。
如图2所示,天线2通过支撑物2a与2b被固定与连接在印刷电路
1上,它们是供电点与天线的地线点。天线2与电路板1构成了天线的空
间舱V,即天线发射和/或接收的信号的辐射舱。
在本发明的优选实施例中,扬声器3被安放在这一舱中。扬声器3
包括第一层3a和第二层3b,第一层3a包括磁芯与线圈,第二层3b是共
鸣箱。第一层通过连接线3d连接到金属片或弹簧,它们是扬声器的金属
触点3c。扬声器3通过这些电子触点3c与印刷电路1相连接。
印刷电路1包括一个或多个小孔,图上看不到,它们可使声音从天
线2舱中播放出去。
从射频角度来看,扬声器3的电子触点3c处于接地状态,这是从与
印刷电路1相对应的接触面的容量来说,同时从相关的去耦能力来说的。
这些金属触点3c及连接线3d在天线舱中形成了一个干扰耦合电路,其
共鸣频率干扰GSM与DCS频段的射频电波的接收与/或发射。辐射情况
表明由扬声器3的存在引起的射频辐射的衰减是GSM为3dB,DCS为
2dB。
如前所述,天线2发射出的信号一部分被扬声器3所吸收。吸收信
号的程度,即被扬声器吸收的射频电波,取决于扬声器的存在引起的衰
减途径的阻抗。为了限制这种辐射的衰减,本发明提出将干扰电路的共
振转移至非GSM与DCS模式频率。为此,本发明的移动电话包含有改
变由扬声器引出的衰减电路的阻抗的装置。这些装置位于天线的空间舱
V,或是在扬声器3之中,或是在天线或印刷电路中。
在本发明的优选实施例中,改变阻抗的装置包括两个电感,它们连
接在磁芯周围的线圈两端和扬声器的金属触点3c上。该实施例如图3所
示。
更具体地说,图3所示为根据本发明的优选实施例装有阻抗改变装
置的扬声器。这种扬声器3在第一层3a含有一个磁芯3i。这个磁芯3i
被线圈3h环绕,形成线轴。
扬声器3也包含一个声音共振箱3b,它含有扬声器的振动片,形成
了扬声器3的音舱。
环绕磁芯3i的线圈3h的两端通过电感L1与L2连接在扬声器的金
属触点3c上。这两个电感就这样连接在了这个部件本身上,就是说与扬
声器最为接近。它们的作用就是阻止扬声器接收到的射频电波一路抵达
地线平面,就是说一直抵达印刷电路。这样,抵达扬声器的射频电波就
不会被扬声器吸收,就能够辐射出去。该实施例中,我们改变衰减电路
的阻抗,同时形成阻塞电路,阻拦了射频电波从扬声器流向地线平面。
在实践中,线圈3i的两端连接在了金属触点中介3c’上。两个电感
L1与L2(又叫自感L1与自感L2)通过连接线3d连接在中介触点3c’
与金属触点3c上。这样,磁芯3i、线圈3h与中介触点3c’就处于扬声器
壳的内部,即处于3a层与3b层。只有两根连线3d与两个电感L1与L2
处于扬声器壳之外。根据这一实施例,这两个电感安放在扬声器第二层
凸出来的一部分上。
根据本发明的另一实施例,电感L1与L2可由安放在连接处的铁氧
体代替。
上述的阻抗改变装置可以使由于天线2与扬声器3的耦合引起的干
扰电路共振移向非移动电话使用的频率,即不同于GSM与DCS频段的
频率。
更具体地说,这种改变阻抗的措施的选择,要使得天线与扬声器之
间的干扰电路共振移向低于1800MHZ的频率。为此目的,应选择发射高
频时有高阻抗的电感,但在接收音频时又是低阻抗。例如,当我们选择
47nH值的电感时,我们就使天线与扬声器之间的共振移向低于DCS频
段的频率。为使电感在GSM频段有效,这些数值是非常重要的。因此,
在扬声器与印刷电路之间插入两个电感可在射频上消除扬声器的影响。
图8A所示为当扬声器安装在天线与印刷电路之间的空间舱而又没
有改变阻抗装置情况下,天线2与扬声器3之间的衰减状况示意图。图
8B所示为当扬声器安装在天线与印刷电路之间而且没有改变阻抗装置的
情况下,天线的适应状况示意图。图9A所示为当安装在天线与印刷电路
之间的扬声器拥有改变阻抗装置,即两个47nH的电感连接在环绕磁芯的
线圈与金属触点之间的情况下,天线2与扬声器3之间的衰减情况示意
图。图9B所示为当扬声器安装在天线与印刷电路之间,且扬声器拥有
上述的改变阻抗装置的情况下,天线的适应状况示意图。这些曲线是通
过将网络分析器一端连在扬声器的金属触点上,另一端连在天线上而获
得的。8A与9A的S21型曲线,表示在扬声器触点与天线之间获得的信
号。8B与9B的S11型曲线,表示从天线供电线路获得的稳定波律(法
文是TOS,英文是VSWR)。
在图8A和9A中,曲线最高值表示天线与扬声器之间耦合最强的频
率。相反,曲线最低值表示天线与扬声器之间几乎没有耦合的频率。图
8A与9A表示本发明为降低在DCS与GSM模式中发射频率的耦合的装
置。
实际上,如果我们比较一下图8A与9A,就会发现如果没有衰减途
径阻抗改变装置,那么在1700-1800MHZ就有强烈的耦合峰值,这正好
是DCS的发射频率。有了改变阻抗装置后,曲线的整体就大为平缓。尤
其是当有改变阻抗装置时,1700MHZ的曲线位于-25dB,而当没有改变
阻抗装置时其位于-17dB。同样,在900MHZ及以下,有了改变阻抗装置,
曲线明显变缓。
比较图8B与9B(TOS)就可确认前述曲线表示的结果。这些曲线
表明,在1800MHZ,当有电感阻止天线与扬声器之间的信号流动时,失
配就大为减小(低于-20dB),而当没有改变阻抗装置时,其位于-7dB。
TOS曲线在900MHZ附近更为平缓。
在本发明的另一实施例中,改变阻抗装置是在印刷电路上实施切口。
该实施例由图4与图5来表示。图4与图1相同。它表示了天线2和位
于天线之下的用虚线划的扬声器3。
图5所示为在印刷电路1中实施的切口1a。这一切口1a让扬声器3
部分地通过。这一切口的大小做了调整,以便使扬声器第一层3a通过,
第二层3b位于印刷电路1中。这一切口可以做在印刷电路的出声孔的周
围。该实施例中,只有扬声器3的第一层位于天线2的空间舱V中。在
这种方法中,连接线与金属触点作为天线2与扬声器3之间耦合的原始
干扰因素位于印刷电路1之下。这样他们就不能引起在空间舱V中的耦
合。这样,在天线与印刷电路之间的空间中,只有扬声器的第一层,而
这一层不包括电子连接。那么就可以把扬声器的这一部分屏蔽起来。
在本发明的另一实施例中,改变阻抗的装置是在天线上2实施切口。
该实施例中,扬声器3的连接如同第一实施例。它通过金属触点3c连接
到印刷电路1上。该实施例中,扬声器不包括改变阻抗的装置。是天线
含有改变阻抗的装置。这种改变阻抗的装置是在天线上与扬声器第一层
相对应之处实施切口。正如图7所示,位于扬声器第一层3a之上的天线
部分有一个切口,明显是对应扬声器第一层的形状。这一切口是明显的
圆形,位于与扬声器第一层相对应的位置。
这样,在扬声器与天线最为接近的位置上,就没有对应扬声器的物
体。采用这种方法,天线与扬声器之间没有耦合作用。
根据一种派生方法,天线切口面积可大于扬声器第一层的面积,例
如等于扬声器的总体面积,这样就使在与扬声器总体,尤其是杨声器连
线、金属触点对应处没有天线。
从图6中可以看到天线2切口的形状。图6中虚线表示扬声器第一
层,点状区域表示天线切口。天线切口明显地呈“L”型,就如图1与图
4那样,但同时还有一个大致上沿着虚线形状的切口。如上述情况,在这
种情况下,2g区为GSM模式天线,2f区为DCS模式天线。这样,该实
施例中,我们根据扬声器的形状来设计天线的外型。
在天线或印刷电路上进行切口的该实施例中,切口的作用是阻止射
频电波进入部件,尤其是扬声器中。在这两个实施例中,我们改变扬声
器的安装位置,或改变空间舱V的形状来改变衰减电路的阻抗。
图10所示为当部件为振动器4时的情况。振动器是当移动电话放在
使用者口袋中时,可以发出足够强的振动以使用户能感觉到的设备。振
动器4包括马达4b,它可使不平衡体4a发生运动。同扬声器一样,振动
器4通过两根导线与印刷电路1相连。每根导线在马达4b与印刷电路1
之间都连有电感。图10上仅能看到电感L3,它连在马达4b与印刷电路
1触点4c之间。在图10上仅能看到这个马达4b与触点4c之间的电感
L3,而第二个电感与L3平行地连接在马达4b与触点4c之间。振动器上
的电感连接与扬声器上电感的连接是一样的。
同样,当部件是扬声器时,天线上实施切口,印刷电路上实施切口,
该实施例与当部件是振动器时是一样的。因此不再赘述。
图11所示为当部件是数码相机5时的情况。实际上将微型数码相机
安在天线2空间舱V中是可能的。数码相机包括相机壳5b和镜头5a。
它由两个触点5c和5c’连接到印刷电路1。在相机连线上有两个电感L4
与L5分别连接在相机壳5b与触点5c’和5c之间。在相机这种情况中,
必须在天线2或者印刷电路1中为镜头5a打开切口,使之能够取景。在
图11中,天线2具有切口2a,用来取景。在该方法中,相机可像传统数
码相机一样来拍照或摄像。相反的情况就是印刷电路具有取景切口,可
将镜头对准使用者,实现可视电话的目的。
上述为3种情况,其中的部件可以是扬声器、振动器或是数码相机。
当然这几种类型中的某几种部件可以同时安在天线空间舱V中。例如,
我们可以在天线空间舱V中安装扬声器和振动器,这两种部件中的每一
种都包括与之最近距离相连的电感。
也可以在同一移动电话中使用不同的改变衰减途径阻抗的方式,每
种方式用于一个部件。例如,可以在天线空间舱V中同时安装带有2个
电感L4和L5的相机和有配合有印刷电路切口1a的扬声器。