專利名稱：天線適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于便攜式無線電話的射頻(RF)測試設(shè)備。尤其是，本發(fā)明涉及把便攜式無線電話與RF測試設(shè)備相接的改進(jìn)的新型適配器。
背景技術(shù)：
在蜂窩通信領(lǐng)域中，便攜式無線電話用于在射頻(RF)上與基站進(jìn)行通信。在制造這些便攜式無線電話時，通常在各個生產(chǎn)階段對它們進(jìn)行測試。例如，通常在“卡片級”測試單獨(dú)的各個電路卡組件的功能和元件的完整性，而面裝配便攜式無線電話時，再在“組件級”組合地進(jìn)行測試。這種生產(chǎn)通常發(fā)生于工廠環(huán)境下，在工廠里，許多測試是自動的，且這些電路卡基本上是暴露的，它們最終將被密封在無線電話外殼中。由于無線電話電路卡基本上是暴露的，所以便于適應(yīng)對電路卡上各測試點的測試。然而，一旦便攜式無線電話完全裝配好，電路卡和其它元件通常就完全密封在無線電話外殼中，從而不能方便地測試無線電話的內(nèi)部。
常常想要在無線電話裝配好后，在受控的條件下單獨(dú)以及與相連基站結(jié)合地測試無線電話的RF性能。此外，常常想要通過把一個或多個便攜式無線電話的RF信號直接接到相連基站來測試該基站本身的性能。通常，一旦無線電話被完全裝配好，只能在天線端口訪問無線電話所產(chǎn)生的RF信號。然而，通常在天線端口沒有RF返回路徑，這是因為天線通常為簡單偶極天線。如果不能方便地訪問無線電話的內(nèi)部，則難于把無線電話接到任何所需的RF測試設(shè)備而不使用“外部配置(Jury-rigging)”且笨重而累贅的測試裝備。例如，該問題的一個解決辦法是把一大塊雙面電路板用作RF返回路徑而產(chǎn)生“虛地”。在這種裝備中，天線端口可連到電路板的頂面，而底面起到虛地的作用。然而，由于這種裝備的尺寸巨大而笨重，又不能為測試中的可預(yù)見性、高RF信號的泄漏以及貫穿電路板的RF信號的過多衰減而進(jìn)行校準(zhǔn)，所以它是不實用的。
需要一種把完全裝配好的便攜式無線電話與RF測試設(shè)備相接的配件，該配件的尺寸較小，它的構(gòu)造牢固且易于使用。這種RF測試設(shè)備接口配件必須提供表現(xiàn)出低的RF信號衰減即插入損耗以及低的輻射電平的RF返回路徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在一種易于把無線電話與外部相接的設(shè)備，其中無線電話具有外部接地端以及可卸去的耦合到天線端口的天線。該設(shè)備包括具有第一和第二端的長形導(dǎo)電構(gòu)件以及可附加到長形構(gòu)件的第一端的電路板配件。接頭配件耦合到電路板配件且具有在卸去無線電話天線時連到天線端口的第一接頭部分以及連到外部設(shè)備的第二接頭部分。電路板配件還包括安裝在其上的位于第一和第二接頭部分中間的電氣元件，該元件用以匹配與天線端口的阻抗。該電氣元件耦合第一和第二接頭部分。該設(shè)備還包括耦合到長形構(gòu)件的第二端的電氣觸點配件，該配件用于在無線電話與長形構(gòu)件機(jī)械嵌合時接觸無線電話的外部接地端。
在一個實施例中，該設(shè)備還包括耦合到電路板配件的接頭夾子，該夾子夾住第一接頭部分，從而第一接頭部分可繞縱軸旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)接頭部分簡化了把第一接頭部分插入天線端口。第一接頭部分還可包括從第一接頭部分沿其縱軸延伸的基本上圓柱形的凸起。該凸起具有與天線端口相接的預(yù)定長度。
安裝在電路板配件上的電氣元件可包括匹配天線端口阻抗以及選定頻帶的無源電氣元件。電氣元件可至少包括第一電感器和第一電容器。長形構(gòu)件的尺寸有利于以第一接頭部分接受和與便攜式無線電話機(jī)械嵌合，且電氣觸點配件給設(shè)備提供了與無線電話的機(jī)械嵌合。電氣觸點配件可包括至少一個導(dǎo)電引腳以及至少一個不導(dǎo)電引腳。在一個示例實施例中，第二接頭部分包括阻抗匹配的同軸接頭，諸如具有基本上50歐姆的阻抗的SMA接頭。
附圖概述從以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將使本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點變得更加明顯起來，其中相同的標(biāo)號表示相應(yīng)的部分，其中

圖1A是本發(fā)明的天線適配器的側(cè)視圖；圖1B是本發(fā)明的天線適配器的正視圖；圖2A是利用本發(fā)明的天線適配器的便攜式無線電話的局部剖開的正視圖；
圖2B是利用本發(fā)明的天線適配器的便攜式無線電話的局部剖開的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明的RF接頭的示例實施例的局部分解側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明的裝配好的RF接頭的示例實施例的局部剖開的側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明的天線適配器的另一實施例的正視圖；圖6A是圖5的另一實施例的局部放大的側(cè)視圖，示出元件的放置；圖6B是圖6A所示天線適配器的另一實施例的局部正視圖；以及圖7是示出本發(fā)明的天線適配器的阻抗匹配元件的電氣示意圖。
本發(fā)明的較佳實施方式能使用本發(fā)明的便攜式無線電話利用頂端的外部天線發(fā)射RF信號，并利用其底端的電氣接頭或薄片(plate)觸點與便攜式無線電話的電池充電裝置相接。圖1A示出本發(fā)明的天線適配器100的側(cè)視圖。天線適配器100包括導(dǎo)電的長形構(gòu)件102。在另一個實施例中，長形構(gòu)件102可以是完全用諸如金屬等導(dǎo)電材料制成的框架結(jié)構(gòu)，或者它基本上可以諸如合成塑料等非導(dǎo)電材料制成并涂敷有導(dǎo)電材料。此外，長形構(gòu)件102可做成一個框架，具有側(cè)面構(gòu)件102接受并“裝入(cradle)”便攜式無線電話。此外，雖然以框架結(jié)構(gòu)可提高RF性能和強(qiáng)度，但長形構(gòu)件102也可以是簡單的線材。
位于長形構(gòu)件102的第一端的是接頭104。在把外部天線從無線電話卸去時，接頭104與無線電話的天線端口相接。在一較佳實施例中，接頭104為50Ω阻抗匹配的SMA RF接頭。然而，可以理解，可在長形構(gòu)件102的第一端使用本領(lǐng)域內(nèi)的許多不同的接頭類型標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)基本上相同的結(jié)果，即依據(jù)將與便攜式無線電話相接的測試設(shè)備的類型，把被測試的無線電話的天線端口直接連到所需的RF測試設(shè)備。在一較佳實施例中，利用接頭夾子105把接頭104耦合到長形構(gòu)件102。接頭夾子105固定地附加到長形構(gòu)件102且可以是其組成部分。接頭夾子105夾住接頭104，從而接頭104可以繞縱軸自由地旋轉(zhuǎn)，而如圖2A和2B所示接頭可容易地配合便攜式無線電話的天線端口?？梢岳斫猓墒褂闷渌侄伟呀宇^104耦合到長形構(gòu)件102，而無需創(chuàng)造性。
位于長形構(gòu)件102的第二端的是電氣觸點106。在一較佳實施例中，電氣觸點106包括能與便攜式無線電話的外部電池充電觸點形成可靠的電氣接觸的至少一個導(dǎo)電引腳，該便攜式無線電話利用薄片觸點與電池充電配件(未示出)相接。然而，可以理解，可在長形構(gòu)件102的第二端使用本領(lǐng)域中許多不同類型的電氣觸點或接頭標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)基本上相同的結(jié)果，即依據(jù)被測試的無線電話的結(jié)構(gòu)和設(shè)計給被測試的無線電話提供到地平面的RF返回路徑。
在圖1B中示出本發(fā)明的天線適配器的正視圖。從圖1B中可看出，電氣觸點106可包括兩個引腳。在一較佳實施例中，兩個引腳中只有一個引腳是導(dǎo)電的。在便攜式無線電話的電池充電端口包括兩個導(dǎo)電板，其中一個接電源而另一個接地時，可使用這種配置。在此情況下，電氣觸點106的導(dǎo)電引腳將與電池充電端口的接地板接觸，而電氣觸點106的非導(dǎo)電引腳則與電池充電端口的電源板接觸。在這一安排下，電氣觸點106的非導(dǎo)電引腳起到引導(dǎo)電氣觸點106與無線電話適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)從而提供進(jìn)一步加強(qiáng)強(qiáng)度的作用。此外，從圖1B可看出，長形構(gòu)件102可構(gòu)成接受便攜式無線電話的框架，并形成與典型便攜式無線電話的大致尺寸和形狀一致。
圖2A示出利用本發(fā)明的天線適配器100的便攜式無線電話200的局部剖開的正視圖。圖2B示出圖2A的同一無線電話200的局部剖開的側(cè)視圖。從圖2A和2B可看出，位于長形構(gòu)件102的第一端的接頭104直接連到位于無線電話200頂端的天線端口。此外，位于長形構(gòu)件102另一端的電氣觸點106與無線電話200底端處的電池充電端口上暴露的接地墊片(pad)204形成電氣接觸。當(dāng)天線適配器100如圖2A和2B所示連到無線電話200時，天線適配器100和無線電話200形成單個牢固的組件?？梢岳斫?，可加上把天線適配器100安全地裝配到無線電話200的附加裝置，而無需任何進(jìn)一步的創(chuàng)造性。
把無線電話200所產(chǎn)生的RF信號從天線端口提供給接頭104。接頭104可經(jīng)由本領(lǐng)域內(nèi)的各種標(biāo)準(zhǔn)電纜(未示出)連到所需的被測試RF設(shè)備(未示出)。提供了通過接頭104和長形構(gòu)件102到電氣觸點106的RF返回路徑。電氣觸頭106與無線電話200底端處電池充電端口上的暴露接地墊片形成電氣接觸，以提供適當(dāng)RF信號測量所需的接地端。
從圖2A中可示出，長形構(gòu)件102可形成與無線電話200的固有尺寸一致的寬度。此外，從圖2B中可看出，長形構(gòu)件102的厚度可相對窄，并與無線電話200固有輪廓的曲率一致，從而把無線電話200有效地夾在接頭104和電氣觸點106之間。這樣，天線適配器100看上去成為提供所需的RF返回路徑同時使用戶可以把無線電話200抓在該用戶手掌上的無突出部分的裝置。無線電話200前表面上的所有按鈕、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)保持易于使用，從而使用戶可對無線電話200進(jìn)行全程的RF功能測試，同時仍舊把無線電話200保持在自然位置。
圖3示出本發(fā)明第一實施例的示例接頭104的局部分解的側(cè)視圖。在此示例實施例中，接頭104為凹形SMA同軸接頭。一帶螺紋的金屬凸耳(1ug)302焊接在塑料絕緣體304內(nèi)部。帶螺紋的金屬凸耳302替代無線電話200的普通偶極天線而被擰入無線電話200的天線端口。在需要時，凸耳302這一附加裝置可適用于與無線電話200的天線端口相接，本領(lǐng)域內(nèi)公知為此目的的各種裝置。中央引腳306被焊接在金屬凸耳302的一端以及電感器308的另一端。凸耳302和中央引腳306在塑料絕緣體304內(nèi)部同軸安裝并從中延伸。依據(jù)無線電話200內(nèi)部的天線匹配電路的阻抗來確定電感器308的值。在一示例實施例中，電感器308為18毫微亨。接觸引腳310被焊接到電感器308，并在凸形SMA接頭(未示出)與接頭104配合時與凸形SMA接頭上的中央引腳形成接觸。
圓柱形外殼312由接頭夾子105電氣耦合到長形構(gòu)件102(見圖1A-2B)并由接頭夾子105夾住，從而接頭104可繞其縱軸自由旋轉(zhuǎn)。圓柱形外殼312的內(nèi)部有螺紋，其螺紋與塑料絕緣體304的外部螺紋相配。從圖4所示接頭104的局部剖開的圖中可看出，圓柱形外殼312包圍并圍繞內(nèi)部圓柱體314，此內(nèi)部圓柱體314用作圍繞接觸引腳310、電感器308和中央引腳306的RF屏蔽。內(nèi)部圓柱體314還起到寄生電容的作用，它結(jié)合電感器308提供所需的阻抗匹配。內(nèi)部圓柱體314所提供的寄生電容的量很小。內(nèi)部圓柱體314內(nèi)過量的寄生電容將引起天線和所需測試設(shè)備之間不想要的阻抗失配。SMA凹形插座316的夾持端(captured end)的外部有螺紋，以與圓柱形外殼312的內(nèi)部螺紋相配，從而把內(nèi)部圓柱體314夾在SMA凹形插座316和塑料絕緣體304之間。SMA凹形插座316的暴露端的外部有螺紋，以與所需RF測試設(shè)備的凸形同軸接頭(未示出)相配。接觸引腳310從無線電話200到所需的測試設(shè)備提供所需的RF信號。
接頭104被安裝在長形構(gòu)件102上，從而形成到無線電話200上的充電接地端的所需RF返回路徑。當(dāng)帶螺紋的金屬凸耳配合到天線端口202時，它在天線適配器100和無線電話200之間形成了牢固而持久的連接，從而提供了把無線電話200與任何所需的RF測試設(shè)備相接的無突出部分的裝置。在連接位置中，天線適配器100提供比其它設(shè)計小1dB的插入損耗，且大大減少了輻射RF的泄漏。
頻繁地安裝和卸去接頭104可在中央引腳306到金屬凸耳302和電感器308的焊接連接處引起疲勞。在另一個實施例中，電氣匹配元件位于接頭104的外部。為了適應(yīng)外部安裝的匹配元件，通過諸如螺釘、彈射鉚釘、或與圖5中所示類似的任何適當(dāng)?shù)木o固件把電路板400裝到長形構(gòu)件102上。圖5還示出長形構(gòu)件102的另一個實施例。長形構(gòu)件102的毗連豎直部分102a和102b用于改進(jìn)RF能量到無線電話200上的充電接地端(見圖2A和2B)的返回路徑。在把無線電話耦合到適配器100時，毗連豎直部分102a與無線電話200的上表面200a(見圖2B)基本上平行放置。毗連豎直部分102b基本上相對于毗連豎直部分102a垂直放置。
把接頭和電氣匹配元件安裝在電路板400上。如圖6A所示，電路板400包括接頭配件404。把第一接頭部分406設(shè)計成在外部天線被卸去時與無線電話200的天線端口相配。在此實施例中，接頭夾子105固定地裝到電路板400。接頭夾子105如此夾住第一接頭部分406，從而第一接頭部分406可繞縱軸自由地旋轉(zhuǎn)，從而可把它容易地配合到便攜式無線電話的天線端口。第一接頭部分406可包括具有預(yù)定長度的旋轉(zhuǎn)軸(shaft)406a，以在被插入便攜式無線電話200的天線端口時用作調(diào)整軸端(stub)。在一個示例實施例中，旋轉(zhuǎn)軸406a具有大致0.51英寸的長度。然而，旋轉(zhuǎn)軸406a的長度可依據(jù)便攜式無線電話200的特定型號而變化。接頭配件404還包括第二接頭部分408，該部分被固定地安裝到電路板400上。在一較佳實施例中，第二接頭部分408為50歐姆的阻抗匹配SMA RF接頭。然而，可以理解，第二接頭部分408可以是本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的許多不同接頭類型中的任一種。
電路板400還包括匹配電氣元件410。選擇匹配電氣元件410的值的特定分量，以提供與選定頻帶的無線電話200的天線端口的阻抗匹配的預(yù)定阻抗。以下將提供匹配電氣元件410的細(xì)節(jié)。
圖6B是天線適配器100的局部平面圖。在操作中，可使用電氣觸點106(圖5)來把無線電話200與長形構(gòu)件102嵌合，以把長形構(gòu)件102電氣耦合到無線電話200中的接地基準(zhǔn)點。為了實現(xiàn)把無線電話200安裝到天線適配器100中，把第一接頭部分406插入無線電話200的天線端口，從而使無線電話200與長形構(gòu)件102保持嵌合。如上所述，第一接頭部分406可在接頭夾子105內(nèi)保持旋轉(zhuǎn)，以允許把第一接頭部分406容易地插入無線電話200的天線端口。第一接頭部分406在無線電話200和匹配電氣元件410之間提供了電氣連接。
圖7中示出匹配電氣元件410的一個例子。為了在第一頻帶內(nèi)進(jìn)行操作，諸如以大約800MHz操作的蜂窩式電話頻帶，電容器C的值近似于2.2微微法，電感器L1的值近似于8.2毫微亨。為了在第二頻帶內(nèi)進(jìn)行操作，諸如以大約1，900MHz操作的PCS頻帶，電容器C的值近似于3.3微微法，電感器L2的值近似于2.2毫微亨。
以上所討論的匹配電氣元件410的示例實施例使用組合的LC無源電氣電路元件來提供所需的匹配。然而，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員應(yīng)知道，也可容易地利用其它電路結(jié)構(gòu)和元件值來提供所需的匹配特性。除了無源元件以外，還可把有源匹配元件或不同設(shè)計的無源電路用作匹配電氣元件410。本發(fā)明不限于匹配電氣元件410的特定配置或元件值選擇。
圖6A和6B中所示的另一實施例提供了簡單但牢固的天線適配器，該適配器能把便攜式無線電話200的天線端口與外部測試設(shè)備相接。測試表明，在寬的溫度范圍內(nèi)的插入損耗近似于2.5dB。因而，天線適配器100的另一個實施例提供了允許對便攜式無線電話200進(jìn)行簡單測試的低成本技術(shù)。
以上對較佳實施例進(jìn)行了描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可以使用或利用本發(fā)明。對這些實施例的各種修改對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說是容易的，可把這里所定義的一般原理應(yīng)用于其它實施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明不限于這里所示的實施例，而應(yīng)依據(jù)與這里所揭示的原理和新特征一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于把無線電話與外部設(shè)備相接的設(shè)備，無線電話具有外部接地端和可卸去的耦合到天線端口的天線，其特征在于所述設(shè)備包括具有第一和第二端的導(dǎo)電長形構(gòu)件，所述長形構(gòu)件的尺寸接受并與無線電話機(jī)械嵌合；安裝在所述長形構(gòu)件的所述第一端上的匹配電路板，所述匹配電路板包含與天線端口的阻抗匹配的電氣元件；耦合到所述匹配電路板以在卸去無線電話天線時連到天線端口的第一接頭；耦合到所述匹配電路板以連到外部設(shè)備的第二接頭，所述電氣元件耦合所述第一和第二接頭；以及耦合到所述長形構(gòu)件的所述第二端的電氣觸點配件，用于在無線電話與所述長形構(gòu)件機(jī)械嵌合時接觸外部接地端。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于還包括耦合到所述長形構(gòu)件的所述第一端的接頭夾子，所述夾子用于如此夾住所述第一接頭，從而所述第一接頭可繞縱軸旋轉(zhuǎn)。
3．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述電氣元件包括匹配處于選定頻帶的所述天線端口的阻抗的匹配電路。
4．如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述匹配電路至少包括第一電感器和第一電容器。
5．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述電氣觸點配件包括至少一個導(dǎo)電引腳和至少一個非導(dǎo)電引腳。
6．如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述第一接頭和所述電氣觸點配件提供所述設(shè)備與無線電話的機(jī)械嵌合。
7．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述第二接頭是阻抗匹配的同軸接頭。
8．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述接頭是具有基本上50歐姆的阻抗的阻抗匹配的SMA接頭。
9．一種用于把無線電話與外部設(shè)備相接的設(shè)備，無線電話具有外部接地端和可卸去的耦合到天線端口的天線，其特征在于所述設(shè)備包括具有第一和第二端的導(dǎo)電長形構(gòu)件；裝到所述長形構(gòu)件的所述第一端的電路板配件；耦合到所述電路板配件的接頭配件，所述接頭配件具有在無線電話天線被卸去時連到天線端口的第一接頭部分以及連到外部設(shè)備的第二接頭部分；安裝在所述電路板配件的所述第一和第二接頭部分中間以匹配天線端口的阻抗的電氣元件，所述電氣元件耦合所述第一和第二接頭部分；以及耦合到所述長形構(gòu)件的所述第二端的電氣觸點配件，易于在無線電話與所述長形構(gòu)件機(jī)械嵌合時接觸外部接地端。
10．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于還包括耦合到所述電路板配件的接頭夾子，所述夾子如此夾住所述第一接頭部分，從而所述第一接頭部分可繞縱軸旋轉(zhuǎn)。
11．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述第一接頭部分包括從所述第一接頭部分沿所述第一接頭部分的縱軸延伸的基本上為圓柱形的凸起，所述凸起具有設(shè)計成提供所述天線端口阻抗的預(yù)定長度。
12．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述電氣元件包括匹配處于選定頻帶的所述天線端口的無源電氣元件。
13．如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于所述無源電氣元件至少包括第一電感器和第一電容器。
14．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述電氣觸點配件包括至少一個導(dǎo)電引腳和至少一個非導(dǎo)電引腳。
15．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述長形構(gòu)件的尺寸接受并與無線電話機(jī)械嵌合，所述第一接頭部分和所述電氣觸點配件提供所述設(shè)備與無線電話的機(jī)械嵌合。
16．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述第二接頭部分包括阻抗匹配的同軸接頭。
17．如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于所述第二接頭部分是具有基本上50歐姆的阻抗的阻抗匹配的SMA接頭。
全文摘要
一種天線適配器(100),用于把便攜式無線電話(200)與外部設(shè)備相接。在一較佳實施例中,接頭配件(404)包括替代普通天線配件直接插入無線電話的無線端口的第一接頭部分(406)。使用電路板(400)上的匹配電氣元件(410)來匹配便攜式無線電話的無線端口的阻抗。第二接頭部分(408)通常使用常規(guī)的RF接頭把無線電話天線端口耦合到外部設(shè)備。
文檔編號G01R31/00GK1287696SQ97182291
公開日2001年3月14日 申請日期1997年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月2日
發(fā)明者T·J·芬克, D·馬爾多納多 申請人:夸爾柯姆股份有限公司