Карманное передающее и/или приемное устройство

 

Изобретение относится к средствам связи. Предложено карманное передающее и/или приемное устройство, содержащее продолговатый корпус, электрическую схему внутри корпуса, головной телефон на одной стороне и одном конце корпуса, противовес на другой стороне корпуса, противоположной головному телефону, антенный резонатор, расположенный приблизительно параллельно противовесу и содержащий первый свободный конец и второй конец, электрически соединенный через заземление с противовесом, и средство соединения противовеса и резонатора с электрической схемой. Свободный конец резонатора обращен к концу корпуса. Техническим результатом является слабое электрическое поле антенны вблизи руки пользователя, благодаря чему уменьшается риск для здоровья пользователя и воздействие его руки или тела на электрическое параметры антенны. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Данное изобретение касается карманного передающего и/или приемного устройства, содержащего продолговатый корпус, электрическую схему внутри корпуса, головной телефон на одной стороне и одном конце корпусе, противовес на другой стороне корпуса, противоположной головному телефону, антенный резонатор, расположенный приблизительно параллельно противовесу и содержащий первый свободный и второй конец, электрически соединенный через заземление с противовесом антенны, и средство соединения противовеса антенны и резонатора с электрической схемой.

Устройство такого типа описано в заявке на патент EP 02148 кл. H 01 Q 1/24. Антенна этого устройства выполнена в виде перевернутой буквы F. Резонатор этой антенны соединен с противовесом заземлением на том конце корпуса, где находится головной телефон. Таким образом, свободный конец антенны повернут в противоположную сторону от этого конца корпуса и простирается к середине корпуса, где рука пользователя держит устройство. Из этого следует, что рука пользователя оказывает соответствующее воздействие не только на поле антенны и диаграмму направленности антенны, но и на резонансную частоту, входное полное сопротивление и усилие антенны. В результате такого рассогласования возникают стоячие волны на линии передачи антенны, что приводит к потере высокочастотной мощности.

Следующий недостаток этой известной антенны обусловлен тем фактом, что центр головы пользователя находится близко к максимуму силы электрического поля антенны. Это вызывает дополнительные потери энергии излучения в случае использования данной антенны в качестве передающей, а также воздействие электрического поля на голову пользователя, что создает риск для его здоровья.

Задачей данного изобретения является преодоление недостатков известного уровня, а именно исключение воздействия от руки или головы пользователя карманного передающего и/или приемного устройства на антенну и наоборот.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы повернуть известную антенну на 180^o, чтобы свободный конец антенны был обращен к тому концу корпуса, на котором находится головной телефон. Таким образом, максимум электрического поля антенны будет значительно удален от пользователя, особенно от его руки и головы, сводя к минимуму их взаимное влияние. Это снижает воздействие на электрические параметры антенны, особенно на входное полное сопротивление, усилие и эффективность. С другой стороны, сводится к минимуму риск для здоровья пользователя.

Согласно одному варианту изобретения противовес простирается приблизительно по всей ширине продолговатого корпуса. Это способствует достижению диаграммы направленности антенны, максимум или максимумы которой удалены от головы пользователя.

Согласно другому варианту изобретения резонатор имеет приблизительно равные ширину и диаграмму направленности антенны.

Основная идея изобретения дополнительно усовершенствована тем, что заземление протирается по всей ширине резонатора.

Согласно следующему варианту предусмотрен продолговатый фидер, расположенный на одной стороне резонатора для соединения фидера с резонатором, причем конец фидера, являющийся передающим концом, подсоединен к средству соединения резонатора с электрической схемой. Благодаря этому усовершенствованию исключается гальванический контакт между электрической схемой и резонатором. Предпочтительно, чтобы фидер простирался приблизительно вдоль всей длины резонатора. За счет этого достигается электромагнитное взаимодействие. Кроме того, передающий конец фидера может быть расположен на свободном конце резонатора.

Согласно одному варианту изобретения на краю свободного конца резонатора выполнен выступ, ширина которого меньше ширины резонатора. Регулируя длину выступа, можно настраивать резонансную частоту резонатора. Предпочтительно, чтобы ширина выступа была в 10 или более раз меньше ширины резонатора. За счет такого подбора размера выступа возможна тонкая настройка резонатора.

Согласно еще одному варианту изобретения резонатор и противовес антенны выполнен в виде электропроводящего слоя или покрытия на диэлектрической подложке. Таким образом исключаются воздушные зазоры между резонатором и противовесом антенны, на которые могут воздействовать механические силы, температура и подобные факторы, влияющие на электрические параметры антенны. Предпочтительно, чтобы диэлектрическая подложка являлась корпусом или частью корпуса. Наиболее предпочтительно, чтобы диэлектрическая подложка была выполнена как отдельный элемент, подсоединенный к корпусу из непроводящего материала или расположенный внутри такого корпуса. Заземление может быть выполнено как единый элемент, проходящий по всей ширине резонатора, или как заземление, состоящие из по меньшей мере двух элементов, расположенных по ширине резонатора.

Ниже изобретение будет описано более подробно на примерах, показанных на чертежах, на которых изображено: на фиг. 1 - вид сбоку одного варианта карманного приемопередающего устройства для радиотелефона; на фиг.2 - вид сзади приемопередающего устройства по фиг.1; на фиг.3 - сечение по линии III-III на фиг.2; на фиг.4 - вид второго варианта, аналогичный виду на фиг.3; на фиг. 5 - вид третьего варианта в сечении, аналогичный верхней части фиг.4; и на фиг.6 - перспективный вид антенного блока по фиг.5.

На фиг. 1 представлен вид сбоку ручного приемопередающего устройства, содержащего корпус 1, головной телефон 2, микрофон 3 и антенну 4, состоящую из резонатора 5, противовеса 6 и заземления 7, соединяющего один конец резонатора 5 с противовесом 6.

Резонатор 5, заземление 7 и противовес 6 выполнены в виде металлического листа. Противовес 6 соединен с задней стороной корпуса 1.

Как лучше показано на фиг.2, ширина противовеса 6 равна ширине корпуса, а ширина резонатора 5 также почти равна ширине корпуса 1. Средства линии передачи резонатора 5 и соединения его и противовеса 6 со схемой внутри корпуса 1, а именно с передатчиком и приемником, не показаны и они могут быть реализованы в любой форме, известной в данной области. Например, к противовесу может быть подсоединен коаксиальный кабель, при этом сердечник кабеля соединяется с резонатором 5 на расстоянии от заземления 7.

Как более ясно видно из фиг.1, свободный конец резонатора 5 повернут в направлении к концу корпуса 1, содержащему головной телефон 2. Таким образом, сила электрического поля, создаваемого резонатором 5, имеет максимум, удаленный от того участка, где рука пользователя держит корпус 1, т.е. между головным телефоном 2 и микрофоном 3. Сила электрического поля вблизи заземления 7 будет незначительной. В результате этого рука пользователя оказывается слабое воздействие на антенну 4. Кроме того, максимум электрического поля антенны на ее свободном конце максимально удален от головы пользователя, когда головной телефон 2 соприкасается с ухом пользователя.

На фиг.3 показан другой вариант в сечении, аналогичном сечению по линии III-III на фиг. 2. Аналогичные элементы обозначены на чертежах одинаковыми номерами позиций. В отличие от примера, изображенного на фиг.1 и 2, противовес 6 теперь расположен внутри корпуса 1, а резонатор 5 - снаружи корпуса 1, при этом заземление проходит через щель в стенке корпуса 1. Противовес 6 и резонатор 5 выполнены в форме проводящих слоев на стенке корпуса 1, выполненной из диэлектрического материала. Поскольку воздушные зазоры отсутствуют между резонатором 5 и противовесом 6 с одной стороны, и диэлектрическим материалом стенки корпуса 1 с другой стороны, электрические параметры антенны не зависят от механических сил, действующих на резонатор 5 и/или противовес 6.

На фиг. 4 показан пример в форме, аналогичной фиг.3. Аналогичные элементы обозначены одними и теми же позициями. На фиг.4 резонатор 5, противовес 6 и заземление 7 выполнены как проводящие слои на отдельной диэлектрической подложке 8 и образуют все вместе отдельный узел, который закреплен на внутренней стенке корпуса 1. Это исключает необходимость щели в стенке 1 для заземления 7, соединяющего основание резонатора 5 с противовесом 6. Поскольку все электрические элементы антенны в данном примере находятся внутри корпуса 1, их легче подсоединить к электрической схеме внутри корпуса 1.

На фиг.5 более детально изображено сечение верхней части ручного устройства с конструкцией антенны, аналогичной той, которая изображена на фиг.4. Внутри стенки 9 корпуса 10, большая часть которого удалена, располагается антенный узел 11, состоящий из диэлектрического элемента 12, на котором в форме электрических слоев закреплены резонатор 13, заземление 14 и противовес 15. Противовес имеет выступы 16 и 17, соприкасающиеся с проводящим эластичным слоем 18 на печатной плате 19, содержащей обычные электрические выводы и элементы (не показано).

Диэлектрический элемент 12 содержит углубление 20, образующее полость 21, в которую могут выступать элементы схемы на печатной плате 19, таким образом хорошо экранированные электрическим слоем противовеса 15.

На фиг. 6 изображен перспективный вид узла, содержащего диэлектрический элемент 12, резонатор 13, заземление 14 и противовес 15. Можно заметить, что от края 22 свободного конца резонатора 13 выступает выступ 23, ширина которого значительно меньше ширины резонатора 13. Выступ 23 может быть укорочен для целей настройки.

На фиг.6 также показано, что на одной стороне резонатора 13 на поверхности диэлектрического элемента 12 расположен фидер 24, причем фидер 24 простирается приблизительно вдоль всей длины резонатора 13. Свободный конец фидера 24 находится вблизи заземления 14, а другой конец 25 фидера 24 проходит к той стороне диэлектрического элемента 12, где расположен противовес 15. Таким образом, фидер может быть подсоединен к электрическим выводам печатной платы 19 через небольшой проводящий и эластичный слой, так же как противовес 15 соединяется с печатной платой слоем 17.

Формула изобретения

1. Карманное передающее и/или приемное устройство, содержащее продолговатый корпус, электрическую схему внутри корпуса, головной телефон на одной стороне и одном конце корпуса, электрический противовес антенны на другой стороне корпуса, противоположный головному телефону, антенный резонатор, расположенный приблизительно параллельно противовесу и содержащий первый свободный конец и второй конец, электрически соединенный через заземление с противовесом, и средство соединения противовеса и резонатора с электрической схемой, отличающееся тем, что свободный конец резонатора обращен к упомянутому одному концу корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что противовес простирается приблизительно по всей ширине корпуса.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резонатор имеет ширину, приблизительно равную ширине противовеса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заземление простирается по меньшей мере на половину ширины резонатора.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что продолговатый фидер расположен на одной стороне резонатора для соединения фидера с резонатором, при этом один конец фидера, являющийся передающим концом, подсоединен к средству соединения резонатора с электрической схемой.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что фидер простирается приблизительно вдоль всей длины резонатора.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что передающий конец фидера расположен у свободного конца резонатора.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на краю свободного конца резонатора выполнен выступ, причем ширина выступа меньше ширины резонатора.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что ширина выступа в десять или более раз меньше ширины резонатора.

10. Устройство по любому из пп.1 - 9, отличающееся тем, что резонатор и противовес выполнены в форме электропроводящего слоя или покрытия на диэлектрической подложке.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что диэлектрическая подложка является корпусом или частью корпуса.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что диэлектрическая подложка представляет собой отдельный элемент, подсоединенный к корпусу из непроводящего материала, или расположена внутри такого корпуса.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заземление состоит из по меньшей мере двух отдельных элементов, расположенных по ширине резонатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6