减少射频干扰的定向平面倒F型天线装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一为减少助听器的无线电频率（射频）干扰的定向ＰＩＦＡ－型装置（２），其包括一与ＰＷＤｓ（４）例如数位手机一起使用的定向多频和／或单频天线（６）。所述装置（２）大幅减少或消除一助听器中在ＰＷＤｓ（４）操作时所感生的音频噪音以及使助听器得以操作。在操作时，装置（２）可装在ＰＷＤ远离使用者头部的侧面上。装置（２）可在制造ＰＷＢ（４）时整合在它的里面或者作为一售后市场组件供给一有连接外部天线（７０）的端子（７４）的ＰＷＤ（４）。当与目前ＰＷＤ（４）所使用的天线相比，装置（２）提供了提高的前后比以及也因而减少ＳＡＲ（比吸收率）－头部在一ＰＷＤ（４）附近吸收的射频能量水平。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式无线通讯装置(WCD)。更具体地说，本专利技术涉及减少相关装置在操作时的比吸收率的定向平面倒F型天线(PIFA)组件以及接地导体。
技术介绍
SAR(比吸收率)是一件越来越受便携式无线装置(PWDs)使用者关注的事情。使用者头部受射频辐射由典型通用的PWD天线的自由空间中一般无方向性的辐射图引起。当装有这种天线的PWDs靠近使用者的头部放置，天线辐射图不再是全向的，因为在使用者周围一大的弧形方位角中的辐射因使用者的头和手的吸收/反射而被阻挡。一PWDs天线系统，其可大幅减少对身体的辐射以及把辐射方向改成一有益的方向，也是令人想望的。先前技术的PWDs天线可在一使用者的助听器中引起音频噪音。图16所示为一先前技术PWD 400(以一手机的形式)在一助听器402附近使用的简图。手机400的键盘表面近电话顶端附近有一喇叭，其在使用期间通常对准使用者的耳朵404中央。助听器402可以是任何类型，包括耳内型和耳挂型的变型。助听器402有一插入耳朵404的耳道的放大音频输出口406。在操作时，全向天线410在手机400周围产生一电磁场408。电磁场408影响助听器402、使用者的耳朵404以及使用者的头。电磁场408在助听器中感生了射频噪音，结果给使用者造成了过度的音频噪音。平面倒F型天线或PIFA的特征在于其有许多特异的性能，例如较轻、易于改装和整合成装置底架、带宽范围适中、垂直极化的正交主平面中的全向辐射图、最优化的多功能性以及减少尺寸的多种潜在方法。在移动蜂巢式/射频式数据通讯应用中，对垂直和水平极化敏感性在实际上是重要的因为缺少固定天线的方向性以及多径传播的条件。为帮助理解传统的PIFA，图17所示为一传统的单频PIFA组件。图17所示的这一先前技术单频PIFA天线440位于一个人无线装置444的后侧442上。PIFA 440由一辐射元件446、一接地平面448、一馈电导体450以及一接地导体452组成。PIFA 440通常放置在接地平面448的顶缘附近，辐射元件446的自由端比馈电导体450及接地导体452更接近使用者的手。馈电导体450充当无线电频率(射频)功率到辐射元件446的一供给路径。馈电导体450与接地平面448被电绝缘。接地导体452作为辐射元件446及接地平面448之间的一短路。PIFA 440的共振频率由辐射元件446的长度(L)及宽度(W)确定并且略受馈电导体450及接地导体452的位置影响。PIFA 440的阻抗匹配藉由调整导体450和452的尺寸以及藉由调整导体450，452之间的分隔距离来达到。在操作时，接地平面448辐射出被使用者的手吸收的射频能量。天线440可配置成把SAR数值减低到1.6瓦特/公斤，同时PWD 444以0.5瓦特连续波的水平传送。然而，即使在这水平，PWD 444的操作仍可在使用者的助听器中产生音频噪音。PIFA的另一缺陷是其相对较低的前后比。典型PIFAs的前后比范围是0到2分贝。藉由大大地增加辐射元件446及接地平面448之间的距离可达到一5分贝的前后比。对一具有较大的前后比的天线的需求一直存在。图18所示为一先前技术双频PIFA天线462，其位于一个人无线装置464的背上以及在一端与接地平面460电连接并且在另一端与接地平面460电容耦合。PWD 464另外包括一远离天线462放置的一电池包470。在正常操作时，PWD 464以一垂直的方式定向以便末端472通常处于末端474之上。接地平面460由印刷电路板(PWB)的接地迹线提供。数字476表示的天线462的一部份在一较高频段上共振，而天线462的整个部份476、478在一较低频段上共振。PIFA天线462在它的上端于数字480表示的位置接地到接地平面460。PIFA天线462在480处以一远离PWD的上端472的方向作电容耦合。这类天线提供若干SAR的减少，但是减少来自数位PWD的助听器噪音的能力有限。尽管PIFA有所有的理想性能，PIFA相当大的实体尺寸则限制了实际的应用。传统PIFA的辐射元件的半周长(长和宽的总和)应该相等于在要求频率下四分之一的波长。由于无线电通讯装置的迅速地向微型化发展，传统PIFA对空间的要求则严重地限制了其在实际上的应用。
技术实现思路
本专利技术的装置在使用时大大地减少对使用者的手和头的辐射。因此，本装置利于减少一PWD的SAR。其他的好处包括较大的传送/接受范围、较低的传送功率以及较长的电池寿命。尚有另外一种好处是减少使用者助听器内由PWD产生的噪音。根据本专利技术的一装置，其可包括一可在单或多频段上自行运作的PWD。一天线可于制造时整合在PWD内，或者可作为一附件或售后服务再加到有一外部天线端子的现有PWDs。后者的特征特别用于，使现有PWDs式样翻新以显现本专利技术的天线的好处，包括消除助听器噪音以及十分低的SAR。本专利技术的天线适合大量而低成本的制造。天线/PWD组合，不管是一售后服务还是原始设备产品，可放入一皮革或塑胶壳内，以致于PWD天线侧远离身体。这样，每当PWD在唯接模式中凭借带夹存放的时候，会在SAR方面提供更有利条件。本专利技术另外的目的包括-提供一种具有高增益以及前后比大大地高过已知的天线装置的天线；-消除(或大大地减少)助听器中由紧靠正在发射的PWDs，尤其是在单或多频段中运作的PWDs所引起的音频噪音，能够以紧靠这样的PWDs使用助听器；-减少因单或多频段PWDs靠近使用者头使用所引起的SAR；-提供一种适合整合在PWD的里面或上面的天线；-提供一种单或多频段中具有宽的带宽的天线；-提供一种有一或多个有源元件和一或多个无源元件，在单或多频段上每件都共振的天线；-提供一种从一PWD中的射频能量优先远离其使用者辐射的天线；-提供一种藉由减少可用的射频功率来延长PWD的电池寿命的天线；-提供一种在操作期间减少由使用者的手和头所吸收的射频能量的天线；以及-提供一种具有与PWDs的传送/接收端子连接的一或多个有源元件的天线。以下，将结合附图通过对较佳实施例的详细叙述，本专利技术这些及另外的一些目的，对本领域的技术人员来说就会变得更为清楚。本文中，相同的数字表示相同的部件。附图说明图1为一根据本专利技术所述装置的第一实施例的透视图。图2为一根据本专利技术所述装置的第二双频实施例的透视图。图3为一根据本专利技术所述装置的第三实施例的透视图。图4为一根据本专利技术所述装置的另一实施例的透视图。图5为一图4装置的实施例的顶视图。图6为一图4和5装置的实施例的侧视图。图7为一根据本专利技术的另一实施例的部份透视图。图8为一根据本专利技术所述装置的又一实施例的透视图。图9为一根据本专利技术的另一实施例的部份透视图。图10为一根据本专利技术所述装置的又一实施例的透视图。图11为一本专利技术的单频段实施例的装置实施例的顶视图。图12为一图11装置实施例的侧视图。图13为一根据本专利技术所述天线的又一实施例。图14为一根据本专利技术所述天线的再一实施例。图15为一根据本专利技术所述天线的还有一实施例。图16为一先前技术装置在操作时的简图。图17为一先前技术装置的透视图。图18为另一先前技术装置的透视图。具体实施例方式参照图1到3根据本专利技术的一实施例的装置以2表示。装置2包括一便携式无线装置″PWD″4以及一P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式无线装置，其包括：－一无线通讯装置，其有一接地平面及关联的信号发生部件；－一天线接地平面元件，其可选择地相对接地平面移动；－一ＰＩＦＡ天线，其有一长形导体及一对分支元件，其中一分支元件与天线接地平面作导电连 接，而另一分支元件限定一与信号发生部件作导电连接的馈电点，所述长形导体有一自由端以及在操作时所述天线接地平面从无线通讯装置伸出，而且所述自由端相对于使用者所站的地面来说是在分支元件之上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格雷格约翰逊，
申请(专利权)人：格雷格约翰逊，
类型：发明
国别省市：US[美国]