устройство связи с двухдиапазонной антенной для портативного радиотелефона

Формула изобретения

1. Устройство связи с антенной для передачи радиосигналов от системы связи, имеющей антенну и по меньшей мере одну внешне доступную точку заземления; система связи работает в двух диапазонах частот; устройство связи с антенной содержит заземленный экран, имеющий верхнюю поверхность; узел связи с антенной, установленной на верхней поверхности упомянутого заземленного экрана для подачи радиосигналов на антенну и от антенны системы связи; по меньшей мере один заземляющий штырь, соединенный с указанной верхней поверхностью указанного заземленного экрана, для контакта по меньшей мере с одной внешней доступной точкой заземления; и согласующую цепь, подключенную к антенне упомянутой системы связи для формирования предварительно определенного полного сопротивления, для согласования упомянутого устройства связи с антенной системы связи в каждом из первого и второго диапазонов частот.

2. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что упомянутый заземленный экран включает первую и вторую вертикальные стыкуемые части, установленные на упомянутой верхней поверхности, причем указанные первая и вторая вертикальные стыкуемые части расположены в основном ортогонально по отношению друг к другу и к упомянутой верхней поверхности.

3. Устройство связи с антенной по п.1, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь содержит первую согласующую цепь для работы системы связи в первом из двух диапазонов частот и вторую согласующую цепь для работы системы связи во втором из упомянутых двух диапазонов частот.

4. Устройство связи с антенной по п.3, отличающееся тем, что каждая из первой и второй согласующих цепей имеет независимый выходной терминал, а узел связи дополнительно включает селекторную цепь, подключенную к упомянутым первой и второй согласующим цепям, для подключения выбранного одного из упомянутых независимых выходных терминалов к выходному терминалу устройства.

5. Устройство связи с антенной по п.1, отличающееся тем, что упомянутый узел связи с антенной содержит множество соединительных элементов, являющихся полосками из металла, направленными от верхней поверхности заземленного экрана, при этом первый из указанных соединительных элементов электрически изолирован от упомянутого заземленного экрана и служит для передачи радиосигналов к антенне и от антенны системы связи при работе системы связи в первом из упомянутых двух диапазонов частот; второй из упомянутых соединительных элементов электрически изолирован от упомянутого заземленного экрана и служит для передачи радиосигналов к антенне и от антенны системы связи при работе системы связи во втором из упомянутых двух диапазонов частот, а третий из упомянутых соединительных элементов электрически соединен с упомянутым заземленным экраном.

6. Устройство связи с антенной по п.5, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь содержит первую часть согласующей цепи, содержащую входной терминал для согласования антенны системы связи при работе системы связи в упомянутом первом диапазоне частот, и вторую часть согласующей цепи, содержащую входной терминал для согласования антенны системы связи при работе системы связи в упомянутом втором диапазоне частот; упомянутый входной терминал первой части согласующей цепи соединен с первым из упомянутых соединительных элементов, упомянутый входной терминал второй части согласующей цепи соединен со вторым из упомянутых соединительных элементов.

7. Устройство связи с антенной по п.1, отличающееся тем, что упомянутый узел связи с антенной содержит соединительный штырь прямого контакта, размер которого обеспечивает физический контакт с антенной системы связи при работе системы связи вместе с упомянутым устройством связи.

8. Устройство связи с антенной по п.7, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь является двухдиапазонной согласующей цепью, соединенной с узлом связи с антенной для формирования предварительно определенного полного сопротивления, в основном для согласования указанного узла связи с антенной системы связи в каждом из первого и второго диапазонов частот.

9. Устройство связи с антенной по п.1, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь содержит первую часть согласующей цепи для работы системы связи в первом из упомянутых двух диапазонов частот и вторую часть согласующей цепи для работы системы связи во втором из указанных двух диапазонов частот, устройство связи дополнительно содержит переключающую схему, включенную между упомянутым соединительным штырем прямого контакта и упомянутыми первой и второй частями согласующей цепи, для выбора одной из упомянутых первой и второй частей согласующей цепи для работы с упомянутым узлом связи с антенной, причем упомянутая переключающая схема соединяет соединительный штырь прямого контакта с первой частью упомянутой согласующей цепи для работы системы связи в упомянутом первом диапазоне частот и соединяет соединительный штырь прямого контакта со второй частью указанной согласующей цепи для работы системы связи в упомянутом втором диапазоне частот.

10. Устройство связи с антенной по п.1, отличающееся тем, что упомянутый узел связи с антенной содержит спиральный провод для охвата по меньшей мере части антенны системы связи при работе системы связи вместе с упомянутым устройством связи.

11. Устройство связи с антенной для передачи радиосигналов от системы связи, содержащей внутреннюю антенну и внешнюю антенну, а также по меньшей мере одну внешне доступную точку заземления, причем система связи осуществляет работу в двух диапазонах частот; при этом устройство связи с антенной содержит разъем, подключенный к внешней антенне, заземленный экран, имеющий верхнюю поверхность и размер, обеспечивающий согласование с системой связи; узел связи с антенной, установленный на верхней поверхности упомянутого заземленного экрана и служащий для передачи радиосигналов между указанной внутренней антенной и указанной внешней антенной; по меньшей мере один заземляющий штырь, соединенный с упомянутой верхней поверхностью упомянутого заземленного экрана и служащий для контакта с внешне доступной точкой заземления; и согласующую цепь, подключенную к упомянутому узлу связи с антенной для приема радиосигналов и формирования предварительно определенного полного сопротивления для согласования упомянутого узла связи с указанной внутренней антенной в каждом из первого и второго диапазонов частот.

12. Устройство связи с антенной по п.11, отличающееся тем, что упомянутый заземленный экран содержит первую и вторую вертикальные стыкуемые части, установленные на упомянутой верхней поверхности, причем первая и вторая вертикальные стыкуемые части расположены в основном ортогонально по отношению друг к другу и к упомянутой верхней поверхности заземленного экрана.

13. Устройство связи с антенной по п.11, отличающееся тем, что дополнительно содержит усилитель мощности, оперативно включенный между упомянутой согласующей цепью и упомянутой внешней антенной для усиления сигналов между внутренней антенной и упомянутой внешней антенной.

14. Устройство связи с антенной по п.11, отличающееся тем, что упомянутый узел связи с антенной содержит множество соединительных элементов, являющихся полосками из металла, направленными от верхней поверхности заземленного экрана, причем первый из упомянутых соединительных элементов электрически изолирован от указанного заземленного экрана и служит для передачи радиосигналов между внутренней антенной и упомянутой внешней антенной при работе системы связи в первом из упомянутых двух диапазонов частот; второй из упомянутых соединительных элементов электрически изолирован от упомянутого заземленного экрана и служит для передачи радиосигналов между указанной внутренней антенной и указанной внешней антенной при работе системы связи во втором из упомянутых двух диапазонов частот, а третий из упомянутых соединительных элементов электрически соединен с указанным заземленным экраном.

15. Устройство связи с антенной по п.14, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь содержит первую согласующую цепь, содержащую входной терминал для согласования с антенной системы связи при работе системы связи в первом диапазоне частот, и вторую согласующую цепь, содержащую входной терминал для согласования с антенной системы связи при работе системы связи во втором диапазоне частот, причем упомянутый входной терминал первой согласующей цепи соединен с упомянутым первым соединительным элементом, а упомянутый входной терминал второй согласующей цепи соединен с упомянутым вторым соединительным элементом.

16. Устройство связи с антенной по п.11, отличающееся тем, что упомянутый узел связи с антенной содержит соединительный штырь прямого контакта с размером, обеспечивающим физический контакт с антенной системы связи при работе системы связи вместе с упомянутым устройством связи.

17. Устройство связи с антенной по п.16, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь является двухдиапазонной согласующей цепью, соединенной с упомянутым узлом связи с антенной для формирования предварительно определенного полного сопротивления, в основном для согласования упомянутого узла с системой связи в каждом из первого и второго диапазонов частот.

18. Устройство связи с антенной по п.16, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь содержит первую согласующую цепь для работы системы связи в первом из упомянутых двух диапазонов частот и вторую согласующую цепь для работы системы связи во втором из упомянутых двух диапазонов частот; устройство связи дополнительно содержит переключающую схему, включенную между упомянутым соединительным штырем прямого контакта и упомянутыми первой и второй согласующими цепями, для выбора одной из упомянутых первой и второй согласующих цепей для работы с упомянутым устройством связи с антенной, при этом переключающая схема соединяет упомянутый соединительный штырь прямого контакта с упомянутой первой согласующей цепью для работы системы связи в первом диапазоне частот и соединяет соединительный штырь прямого контакта со второй согласующей цепью для работы системы связи во втором диапазоне частот.

19. Устройство связи с антенной по п.11, отличающееся тем, что упомянутый узел связи содержит спиральный провод для охвата по меньшей мере части антенны системы связи при работе системы связи вместе с упомянутым устройством связи.

20. Устройство связи с антенной по п.11, отличающееся тем, что упомянутая согласующая цепь содержит первый и второй выходные терминалы для работы системы связи в первом и во втором диапазонах соответственно; узел связи дополнительно включает селекторный переключатель, соединенный с упомянутыми первым и вторым выходными терминалами для соединения выбранного одного из упомянутых первого и второго выходных терминалов с выходным терминалом устройства, причем упомянутый первый выходной терминал выбирается для работы системы связи в первом диапазоне частот и второй упомянутый выходной терминал выбирается для работы системы связи во втором диапазоне частот.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится, в основном, к устройствам связи с антенной. В частности, настоящее изобретение направлено на разработку нового и улучшенного устройства связи с антенной для портативного радиотелефона.

В области сотовой связи портативные радиотелефоны используются для связи с базовыми станциями на радиочастотах (РЧ). Как правило, эти портативные радиотелефоны работают с относительно низкими уровнями мощности для экономии емкости аккумуляторной батареи и увеличения времени телефонных разговоров с одной зарядкой батареи. Однако, если имеются дополнительные доступные источники энергии, типа автомобильного аккумулятора при движении в автомобиле или при использовании обычной сети электропитания в закрытом помещении, пользователь портативного радиотелефона часто применяет специальные адаптеры, чтобы воспользоваться преимуществом более мощного доступного источника питания. Имеются, например, различные автомобильные адаптеры, которые преобразуют напряжение автомобильного генератора в напряжение, подходящее для питания портативного телефона, и также соединяют радиотелефон с дополнительным усилителем мощности радиосигнала портативного радиотелефона и с внешней антенной. Кроме того, эти адаптеры могут включать комплект "автоматического ответа", включая вспомогательный микрофон и громкоговоритель. Таким образом, пользователь может воспользоваться преимуществом более высокого уровня передаваемой энергии и устройством автоответа, вместо излишнего разряда встроенной батареи, и увеличить время разговора через тот же самый портативный радиотелефон, когда он выходит из своего автомобиля.

Для того чтобы передать радиочастотный сигнал к портативному радиотелефону и принять ответный сигнал, в типовом автомобильном адаптере используется индуктивный соединительный элемент, расположенный около антенны портативного радиотелефона. Однако этот способ связи с антенной может привести к потере значительного количества радиочастотной энергии, особенно при недостаточно эффективном проводнике обратного радиочастотного канала или плохом заземлении портативного радиотелефона, помещенного в адаптер. Так как внутренние компоненты типичного портативного радиотелефона заключены в электромагнитный экран, для предотвращения утечки электромагнитной энергии через корпус радиотелефона, известные автомобильные адаптеры не обеспечивают достаточно эффективный радиочастотный обратный канал портативного радиотелефона.

Согласно изобретению предложено устройство связи с антенной, предназначенное для портативного радиотелефона, работающего в двух диапазонах частот. Устройство связи с антенной содержит заземленный экран, имеющий верхнюю поверхность, на которой смонтировано указанное устройство связи с антенной. Устройство связи с антенной служит для передачи радиосигналов к антенне от системы связи и для приема сигналов, принятых антенной. Заземленный экран также включает, по меньшей мере, один заземляющий штырь, который может контактировать с доступной внешней точкой заземления системы радиосвязи. Согласующая цепь, соединенная с устройством связи с антенной, формирует предварительно определенное полное сопротивление для согласования устройства связи с антенной на каждом из двух диапазонов частот.

Заземленный экран может также включать первую и вторую вертикальные стыкуемые части, установленные на его верхней поверхности. Первая и вторая вертикальные стыкуемые части расположены, в основном, ортогонально по отношению друг к другу на верхней поверхности заземленного экрана. В первом варианте изобретения несколько изогнутых металлических полосок размещены поблизости от заземленного экрана, причем первая из изогнутых полосок электрически изолирована от заземленного экрана и служит для передачи радиосигналов к антенне и от антенны системы связи, когда система связи работает в первом из двух диапазонов частот. Вторая изогнутая полоска также электрически изолирована от заземленного экрана и служит для передачи радиосигналов к антенне и от антенны системы связи, при работе системы связи во втором из двух диапазонов частот. Третья изогнутая полоска электрически соединена с заземленным экраном. Согласующая цепь может содержать первую и вторую части согласующей цепи, каждая из которых имеет входной терминал для согласования с антенной системы связи. Первая часть согласующей цепи используется при работе системы связи в первом диапазоне частот, а вторая часть согласующей цепи используется при работе системы связи во втором диапазоне частот. Входной терминал первой части согласующей цепи соединен с первой изогнутой полоской, в то время как терминал второй части согласующей цепи соединен со второй изогнутой полоской.

Во втором варианте изобретения, соединительный штырь обеспечивает прямой контакт с радиочастотной частью системы связи, в частности с антенной. В этом варианте изобретения нет необходимости передавать радиосигналы, используя изогнутые полоски. Выход соединительного штыря может быть соединен с одиночной двухдиапазонной согласующей цепью, предназначенной для формирования предварительно определенного полного сопротивления для согласования системы связи с антенной в каждом из первого и второго частотных диапазонов. Как альтернативный вариант, система связи может включать переключающую схему, включенную между соединительным штырем и первой и второй частями согласующей цепи. Переключающая схема подключает соединительный штырь к первой части согласующей цепи для работы системы связи в первом диапазоне частот и подключает соединительный штырь ко второй части согласующей цепи для работы системы связи во втором диапазоне частот.

В третьем варианте изобретения использован спиральный ответвитель, который окружает, по меньшей мере, часть антенны системы связи и обеспечивает излучение радиосигналов.

Сигналы от согласующей цепи или частей согласующей цепи могут по желанию быть соединены с усилителем мощности, и соединены с внешней антенной.

Особенности, цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны из подробного описания одного варианта изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых аналогичные узлы имеют одинаковые цифровые обозначения, и на которых:

на фиг. 1А показан примерный портативный радиотелефон, подходящий для использования с настоящим изобретением;

на фиг. 1В показан первый вариант устройства связи с антенной по настоящему изобретению, соединенного с типовым портативным радиотелефоном;

на фиг. 2А показан один из вариантов соединительных элементов по настоящему изобретению;

на фиг. 2В показан альтернативный вариант соединительных элементов по настоящему изобретению;

на фиг. 3А показан второй вариант устройства связи с антенной по настоящему изобретению с прямым подключением к типовой антенне портативного радиотелефона, показанного частично в разрезе;

на фиг. 3В показан второй вариант соединительных элементов по настоящему изобретению, предназначенный для прямого соединения с внутренним узлом типового портативного радиотелефона;

на фиг. 4А показан третий вариант устройства связи с антенной по настоящему изобретению, соединенного с типовым портативным радиотелефоном;

на фиг. 4В показан спиральный ответвитель третьего варианта настоящего изобретения, соединенный с антенной типового портативного радиотелефона;

на фиг. 5А показан один вариант настоящего изобретения в виде двухдиапазонных соединительных элементов;

на фиг. 5В показан альтернативный вариант настоящего изобретения в виде двухдиапазонных соединительных элементов;

на фиг. 6 представлена блок-схема двухдиапазонной согласующей цепи, используемой с устройством связи с антенной, показанным на фиг. 3А, 3В, 4А и 4В.

на фиг. 7 показан альтернативный вариант двухдиапазонной согласующей цепи по настоящему изобретению, используемой с устройством связи с антенной, показанным на фиг. 3А, 3В, 4А и 4В.

На фиг. 1В представлен первый вариант устройства связи с антенной 100, который, согласно настоящему изобретению, содержит заземленный экран 102, стыкуемые вертикальные части заземленного экрана 104 и 106, соединительные элементы 204а, 204b и 204с, заземляющие штыри 206а и 206b, опционный штырь заземления 206с.

Соединительные элементы 204а, 204b и 204с предпочтительно выполнены из вертикально стыкуемых изогнутых полосок из токопроводящего материала типа меди, стали и т.д. Когда портативный радиотелефон 200 соединен с устройством связи с антенной 100, соединительные элементы 204а, 204b и 204с находятся в контакте с убирающейся спиральной антенной 204 (внутренней антенной) портативного радиотелефона 200 и передают радиосигналы во внутреннюю антенну 204 или принимают такие радиосигналы из антенны. Соединительные элементы 204а, 204b и 204с выполнены и размещены таким образом, что когда портативный радиотелефон 200 соединен с устройством связи с антенной 100, соединительные элементы 204а, 204b и 204с образовывают полукруговую конфигурацию, причем каждый из них охватывает приблизительно одну четверть окружности внутренней антенны 204. Следует отметить, что внутренняя антенна 204 может также иметь не спиральную конструкцию и, как известно в данной области техники, может быть выполнена в виде штыревой или рамочной антенны. Следует также отметить, что портативный радиотелефон 200 может, в основном, быть любым типом мобильного устройства связи, используемого для сотовой или персональной радиосвязи, или в виде узла замкнутой местной системы связи.

Соединительные элементы 204а, 204b и 204с установлены на соответствующем основании соединительных элементов и соединены с заземленным экраном 102. В предпочтительном варианте изобретения заземленный экран 102 представляет собой двухстороннюю печатную плату. Однако можно использовать и печатную плату с монтажом на одной стороне, которая также обеспечивает нужную конструкцию заземленного экрана 102 или любого другого большого основания с нанесенным покрытием из токопроводящего материала. Заземленный экран 102 обеспечивает улучшенный обратный канал для передачи радиочастотной энергии от внутренней антенны 204 к опорной точке заземления в портативном радиотелефоне 200. Стыкуемые вертикальные части 104 и 106 заземленного экрана предназначены для улучшения проводимости обратного канала радиочастотной энергии от внутренней антенны 204 к опорной точке заземления в радиотелефоне 200. Стыкуемая вертикальная часть заземленного экрана 104 размещена, в основном, параллельно верхней поверхности 200а (см. фиг. 1В) радиотелефона 200, при использовании радиотелефона с устройством связи с антенной 100. Стыкуемая вертикальная часть заземленного экрана 106 размещена, в основном, ортогонально относительно стыкуемой вертикальной части заземленного экрана 104 таким образом, что стыкуемая вертикальная часть заземленного экрана 106 размещена, в основном, параллельно продольной оси внутренней антенны 204 (см. фиг. 1В).

Для передачи радиочастотной энергии от внутренней антенны 204, по меньшей мере, один из соединительных элементов 204а, 204b и 204с электрически изолирован от заземленного экрана 102. Заземленный экран 102 служит также для электрического соединения заземляющих штырей 206а, 206b и 206с (при наличии последнего), по меньшей мере, с одним из соединительных элементов 204а, 204b и 204с. Иными словами, каждый из заземляющих штырей 206а-206с, заземленный экран 102 и, по меньшей мере, один из соединительных элементов 204а-204с имеет тот же самый потенциал заземления.

Точно также, полный канал передачи радиосигналов может быть предназначен для передачи радиосигнала во внутреннюю антенну 204 и от нее, подключения заземляющих штырей 206а 206b и 206с (при наличии последнего) с соответствующим заземлением портативного радиотелефона 200.

Примерная схема соединения соединительных элементов 204а-204с по настоящему изобретению представлена на фиг. 2А. На фиг. 2А соединительные элементы 204а и 204b соединены друг с другом и электрически изолированы от заземленного экрана 102, в то время как разъем 204с соединен непосредственно с заземленным экраном 102. При использовании настоящего изобретения для передачи сигналов, радиосигналы от портативного радиотелефона 200 (см. фиг. 1В) излучаются в эфир внутренней антенной 204. Соединительные элементы 204а и 204b отводят радиочастотную энергию от внутренней антенны 204 и передают ее в согласующую цепь 110, которая обеспечивает согласование полного сопротивления цепи между усилителем мощности 302 и устройств связи, с антенной 100. Дополнительный усилитель мощности 302 увеличивает уровень радиосигнала, снятого с антенны 204, и передает мощный результирующий сигнал на внешнюю антенну 304 для передачи в эфир. При приеме имеет место обратная последовательность прохождения сигнала. Радиосигналы, принятые внешней антенной 304, произвольно пропускаются через усилитель мощности 302 и согласующую цепь 110 к соединительным элементам 204а и 204b, через которые энергия сигнала передается во внутреннюю антенну 204 портативного радиотелефона 200.

Альтернативная схема соединения соединительных элементов 204а-204с показана на фиг. 2В. Фиг. 2В аналогична фиг. 2А, за исключением того, что она представляет собой два внешних соединительных элемента, 204а и 204с, которые оба подключены к заземленному экрану 102, и только внутренний соединительный элемент 204b электрически изолирован от заземленного экрана 102 и подсоединен к согласующей цепи 110. Этот альтернативный вариант устройства фиг. 2В имеет радиочастотные характеристики, отличные от характеристик устройства фиг. 2А, и может быть более приемлемым для различных диапазонов рабочих частот или различных конструкций антенн.

Обращаясь теперь к фиг. 1В, мы видим, что заземляющие штыри 206а и 206b находятся в электрическом контакте с монтажными винтами 202а и 202b (см. фиг. 1А) портативного радиотелефона 200. Так как эти монтажные винты проходят через внутренний электромагнитный экран (не показан), закрывая внутренние детали портативного радиотелефона 200, они улучшают контакт между основанием устройства связи с антенной 100 и портативным радиотелефоном 200. Хотя обычно здесь нет прямого контакта между монтажными винтами 202а и 202b портативного радиотелефона 200 и внутренним электромагнитным экраном для защиты от помех (не показан), винты проходят через края экрана, обеспечивая достаточный потенциал заземления. В предпочтительном варианте изобретения заземляющие штыри 206а и 206b подпружинены, гарантируя надежный контакт с монтажными винтами 202а и 202b. Как альтернативный вариант, радиотелефон 200 может быть сконструирован таким образом, что монтажные винты 202а и 202b находятся в прямом физическом контакте с внутренним экраном, защищающим от электромагнитных помех.

Прямой контакт может также быть обеспечен между заземленным экраном 102 и внутренним основанием портативного радиотелефона 200 через заземляющий штырь 206с, контактирующим с клеммой заземления 208 аккумуляторной батареи портативного радиотелефона 200. В этой факультативной конфигурации также может быть выполнено соединение между внутренней "землей" портативного радиотелефона 200 и заземленного экрана 102. Следует учесть, что хотя показанный на фиг. 1 примерный вариант содержит три заземляющих штыря 206а, 206b и 206с, другие варианты изобретения могут содержать большее или меньшее количество штырей, выполняющих ту же самую функцию.

Во втором варианте устройства связи с антенной по настоящему изобретению, показанном на фиг. 3А и 3В, соединительные элементы 204а, 204b и 204с фиг. 1 заменены соединительным штырем прямого контакта 404. Соединительный штырь прямого контакта 404 установлен на заземленном экране 102, но электрически изолирован от него. Соединительный штырь прямого контакта 404 обеспечивает физический контакт с внутренними деталями радиочастотной цепи радиотелефона 200. Например, если внутренняя антенна 204 заключена в корпус из изоляционного материала типа пластика, соединительный штырь прямого контакта 404 обеспечивает физический контакт с электропроводной внутренней частью 408 внутренней антенны 204 через небольшое отверстие 406 во внешнем защитном корпусе антенны 204, как показано на фиг. 3А. Как альтернативный вариант, портативный радиотелефон 200 может иметь небольшое отверстие в своем защитном корпусе для обеспечения прямого физического контакта с гайкой антенны 414 или зажимом антенны 412, или любой другой подходящей деталью в радиочастотной цепи схемной платы 410, которая является внутренней частью портативного радиотелефона 200. Прямой контакт соединительного штыря 404 с внутренней частью радиочастотной цепи радиотелефона 200, как показано на фиг. 3А или 3В, устраняет необходимость использования сложной конфигурации соединительных элементов соединенного с узлом передачи сигналов "в эфир", как показано на фиг. 1 и 2. Опять же следует отметить, что внутренняя антенна 204 может иметь не спиральную конструкцию, а изготовлена в виде штыревой или рамочной антенны, или иметь другую известную конфигурацию.

В третьем варианте изобретения в устройстве связи с антенной 100, показанной на фиг. 4А и 4В, соединительные элементы 204а-204с могут быть заменены спиральным ответвителем 504. В этом варианте изобретения, когда портативный радиотелефон 200 соединен с устройством связи с антенной 100, внутренняя антенна 204 установлена вдоль продольной оси в пределах спирального ответвителя 504. Спиральный ответвитель 504 предпочтительно изготовлен из токопроводящего материала типа меди, стали или тому подобного материала. Радиочастотное соединение осуществляется через радиоинтерфейс, подобно тому, как это делается через соединительные элементы 204а-204с. Однако, в отличие от полукруговой конфигурации соединительных элементов 204а-204с, показанных на фиг. 1, спиральный ответвитель 504 полностью окружает внутреннюю антенну 204. Кроме того, спиральный ответвитель 504 электрически изолирован от заземленного экрана 102. Вариант на фиг. 4А и 4В имеет различные радиочастотные характеристики по отношению к техническим решениям, представленным на фиг. 1А и 1В или 3А и 3В, и может оказаться более оптимальным для различных диапазонов рабочих частот или конструкций антенн. Часто портативный радиотелефон 200 используется для работы на двух отдельных диапазонах частот, например на первом диапазоне частот, предназначенном для системы персональной подвижной связи (ППС), и на втором диапазоне частот, предназначенном для сотовой связи. Если портативный радиотелефон 200 работает в двух диапазонах, желательно обеспечить соответствующие согласующие цепи для устройства связи с антенной 100, чтобы максимизировать работу на каждом из этих двух диапазонов. Некоторые портативные радиотелефоны известного типа включают терминал для непосредственного соединения радиотелефона с внешней антенной. Переключатель (не показан) внутри радиотелефона обеспечивает работу с внутренней или внешней антенной. Однако встроенный переключатель вносит затухания и последующее снижение радиочастотного выхода даже когда в портативном радиотелефоне используется внутренняя антенна. Соединительный элемент двухдиапазонной антенны по настоящему изобретению устраняет этот недостаток, благодаря исключению цепи переключения внутренней антенны.

Конструкция двухдиапазонного устройства связи с антенной 100 показана на фиг. 5А. Внешний соединительный элемент 204с соединен с заземленным экраном 102, в то время как элементы 204а и 204b электрически изолированы от заземленного экрана 102. Внутренний соединительньм элемент 204b передает радиочастотную энергию от внутренней антенны 204 (см. фиг. 1В) в согласующую цепь 602 первого диапазона. Согласующая цепь 602 первого диапазона служит для согласования внутренней антенны 204 при работе на частотах в первом диапазоне. Соединительный элемент 204а передает радиочастотную энергию от внутренней антенны 204 в согласующую цепь 604 второго диапазона. Согласующая цепь 604 второго диапазона служит для согласования внутренней антенны 204 при работе на частотах во втором диапазоне. Выходы согласующей цепи 602 первого диапазона и согласующей цепи 604 второго диапазона соединены с селекторным переключателем 606.

Селекторный переключатель 606 выбирает выход одной из согласующих цепей для подключения к внешней антенне 304.

Селекторный переключатель 606 может быть переключателем любого типа, в частности в виде антенного переключателя, диодного переключателя, антенного переключателя линии передачи, транзисторного переключателя, пассивной схемы или тому подобных устройств. Работа этих обычных коммутаторов хорошо известна специалистам в данной области техники и здесь подробно не рассматривается. На фиг. 5А также показан вариант осуществления цепи дистанционного управления 608 для селекторного переключателя 606. В этом варианте селекторный переключатель 606 может управляться цифровыми сигналами от портативного радиотелефона 200. Как известно специалистам в данной области, радиотелефоны с двойным диапазоном частот, как правило, включают последовательный выходной порт, который может быть использован для формирования сигнала управления, подаваемого в цепь дистанционного управления 608. Таким образом, селекторный переключатель 606 может управляться сигналами, передаваемыми портативным радиотелефоном 200.

Альтернативная схема подключения соединительных элементов 204а-204с показана на фиг. 5В. Работа схемы, представленной на фиг. 5В, идентична работе схемы на фиг. 5А, за исключением того, что внешний соединительный элемент 204а электрически соединен с заземленным экраном 102 на фиг. 5В, тогда как внешний соединительный элемент 204с электрически изолирован от заземленного экрана и используется для передачи радиочастотной энергии от внутренней антенны 204 в согласующую цепь 604 второго диапазона. Альтернативное устройство, представленное на фиг. 5В, имеет различные радиочастотные характеристики, отличные от характеристик устройства на фиг. 2А, и может оказаться более подходящим для различных диапазонов рабочих частот или конструкций антенны.

Двухдиапазонная согласующая цепь по настоящему изобретению также может быть полезна с вариантами изобретения устройства связи с антенной 100, показанного на фиг. 3А, 3В, 4А и 4В. В вариантах устройства связи с антенной 100, показанной на фиг. 5А и 5В, предусмотрены отдельные входы для согласующей цепи 602 первого диапазона и для согласующей цепи 604 второго диапазона при использовании различных соединительных элементов 204а-204с. Однако в вариантах изобретения в устройствах связи с антенной 100, показанных на фиг. 3А, 3В, 4А и 4В, радиосигналы передаются от портативного радиотелефона 200 через соединительный штырь прямого контакта 404 (см. фиг. 3А и 3В) или через спиральный ответвитель 504 (см. фиг. 4А и 4В). На фиг. 6 согласующая цепь 602 первого диапазона и согласующая цепь 604 второго диапазона соединены с одиночным антенным вводом 700 через коммутационную схему 702. Коммутационная схема 702 служит для передачи радиочастотной энергии от внутренней антенны 204 в согласующую цепь соответствующего диапазона частот. Согласующая цепь 602 первого диапазона, согласующая цепь 604 второго диапазона и селекторный переключатель 606 работают, как описано выше. Коммутационная схема 702 может быть любой из множества известных коммутационных схем типа блока антенного переключателя, диодного переключателя, антенного разветвителя, транзисторного переключателя, пассивной цепи и т.д. На фиг. 6 также показана опционная линия дистанционного управления 704, управляющая работой коммутационной схемы 702. Как обсуждалось ранее применительно к селекторному переключателю 606, радиотелефон 200 может обеспечивать цифровые управляющие сигналы через последовательный порт, для управления выбором как селекторного переключателя 606, так и коммутационной схемы 702.

Как понятно специалистам в данной области техники, электрическая схема согласующей цепи 602 первого диапазона и электрическая схема согласующей цепи 604 второго диапазона могут быть объединены в одну двухдиапазонную согласующую цепь 800, представленную на фиг. 7. Двухдиапазонная согласующая цепь 800 предназначена для оптимальной работы оборудования в обоих частотных диапазонах. Однако специалистам в данной области техники понятно, что одна комбинированная согласующая цепь не может быть оптимизирована так же хорошо, как две раздельные цепи, в частности согласующая цепь 602 первого диапазона и согласующая цепь 604 второго диапазона. Однако преимущество одной двухдиапазонной согласующей цепи 800 состоит в том, что она устраняет необходимость в селекторном переключателе 606 и коммутационной схеме 702, если в устройстве связи с антенной 100 используется единственный антенный ввод 700. Тем не менее, известны различные способы оптимизации рабочих параметров двухдиапазонной согласующей цепи 800. При работе со спиральным ответвителем 504 (см. фиг. 4А и 4В) спиральный ответвитель 504 может быть оптимизирован для работы с двумя диапазонами с внутренней антенной 204. Как альтернативный вариант, двухдиапазонная согласующая цепь 800 может быть оптимизирована для работы в более чем двух диапазонах частот с помощью пассивных элементов с сосредоточенными параметрами или с помощью линии передачи, соответствующей использованию настроечных шлейфов 802 и 804, как резонаторов для системы персональной подвижной связи и сотового рабочего диапазона, соответственно.

В каждом из вышеупомянутых вариантов изобретения система связи с антенной 100 может быть заключена в пластмассовый корпус 300 или другой не проводящий тока корпус, чтобы защитить соединительные элементы 204а-204с и заземляющие штыри 206а-206с заземленного экрана 102 от повреждений и обеспечить поддержку конструкции устройства связи с антенной 100. Предпочтительно, чтобы корпус 300 устройства связи с антенной 100 имел бы розетку на верхней поверхности для приема и надежного крепления портативного радиотелефона 200 таким образом, чтобы внутренняя антенна 204 находилась в непосредственной близости от соединительных элементов 204а-204с, и заземляющие штыри 206а-206с физически выровнены и надежно сопряжены с доступным внешним заземлением на портативном радиотелефоне 200, т.е. монтажными винтами 202 и/или клеммой заземления аккумуляторной батареи 206. Ясно, что можно использовать различные конструкции корпуса 300, не выходя из рамок изобретательской идеи настоящего изобретения. Например, корпус 300 может быть закреплен на приборной панели автомобиля. С другой стороны, корпус 300 может иметь переносимую конструкцию типа головного телефона пользователя.

Предыдущее описание предпочтительных вариантов изобретения представляет возможность любому специалисту в данной области выполнить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов изобретения очевидны для специалистов в данной области, и основные принципы изобретения, определенные здесь, могут применяться к другим вариантам изобретения без использования иной изобретательной идеи. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается изложенными здесь вариантами, но может иметь самый широкий объем, совместимый с принципами и новыми особенностями, раскрытыми в формуле изобретения.