便攜式電話的同軸電纜組件的制作方法

專利名稱：便攜式電話的同軸電纜組件的制作方法
背景技術：
1．發明的領域本發明涉及一種手持便攜式電話，它有一個可翻轉的蓋，通過支托裝置可旋轉地與基座部分連接，更具體地說，本發明涉及一種同軸電纜組件，它用于把位于可翻轉的蓋中的天線系統和位于基座部分內的射頻信號電路相連接。
2．相關技術的描述在一項題為“便攜式電話的可拆卸翻轉蓋裝置”、系列號No.08/586,434的相關專利申請中，公布了一種可在衛星和蜂窩(移動電話)雙通信模式中使用的便攜式電話。這種便攜式電話包括一翻轉蓋，它通過支托裝置與電話基座部分可拆卸地固定。另外，因為衛星通信的天線系統位于其中，翻轉蓋最好相對于電話基座部分可繞兩個不同的軸線轉動，以便使這種天線系統具有最佳的相對于可用的衛星的方向性。
上述申請的便攜式電話用同軸電纜來連接天線系統與射頻信號電路，業已發現該同軸電纜組件的某些方面需要改進。特別是，因為同軸電纜必須通過支托裝置延伸，而支托裝置從外觀考慮必須盡可能小，所以希望這種同軸電纜有最小的彎曲半徑(即最小直徑)。同時，該同軸電纜的形狀要做到不磨擦支托裝置的邊緣(因為磨擦會使同軸電纜過早發生故障)。再者，要求減少翻轉蓋在開閉過程中因彎折而造成的電纜疲勞失效。
按照以上所述，本發明的主要目的是提供一種同軸電纜組件，它能在位于翻轉蓋中的天線系統和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路之間起接口作用，這就能消除了上述擔心。
本發明的另一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的軸電纜組件，其中翻轉蓋可繞兩個不同的軸線相對于基座部分旋轉。
本發明的另一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的同軸電纜組件，其中翻轉蓋可拆卸地連接到基座部分。
本發明的再一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的同軸電纜組件，其中翻轉蓋固定地連接到基座部分。
本發明的再一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的同軸電纜組件，其中可旋轉地固定翻轉蓋和基座部分的支托裝置的尺寸要減至最小。
本發明的另一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的同軸電纜組件，其中每一條同軸電纜具有最小的彎曲半徑以通過支托裝置的內部。
本發明的再一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的同軸電纜組件，其中每一條同軸電纜的形狀做得能承受因翻轉蓋的旋轉而產生的彎曲應力。
本發明的再一個目的是提供用于連接位于翻轉蓋中的天線元件和位于便攜式電話基座部分的射頻信號電路的同軸電纜組件，其中每一條同軸電纜在某些非直線部分是熱成形的，以便減少射頻泄漏并防止彎折。
若配合附圖并參考下列說明，對本發明的這些目的和其他特性就會更明白了。
發明概要根據本發明第一方面，公開了一種用于將便攜式電話的至少一個天線元件與射頻信號電路連接的同軸電纜組件。該便攜式電話包括一基座部分和一以旋轉方式固定在基座部分的翻轉蓋，其中，射頻信號電路位于基座部分中，而天線元件則位于翻轉蓋中。翻轉蓋通過支托裝置可旋轉地固定在基座部分。同軸電纜組件為每一個天線元件提供單獨的同軸電纜，其第一端與天線元件耦合，第二端與接插件相連，而接插件又與射頻信號電路耦合。每根同軸電纜的形狀要做成能延伸而通過支托裝置，以便經得住因翻轉蓋旋轉而產生的彎曲應力，同軸電纜的某些部位需熱成型，以使其維持這種形狀。
附圖概述雖然本說明是以權利要求書來結束的，在權利要求書中具體指出并明確規定了本發明的保護范圍，但是，通過配合附圖的下列描述可對本發明有更加深透的了解，其中

圖1是按照題為“便攜式電話的可拆卸翻轉蓋裝置”、系列號No.08/＿＿的專利申請的便攜式電話機的透視圖，其中翻轉蓋已繞第一軸被部分揭開；圖2是圖1描述的便攜式電話機的透視圖，其中翻轉蓋已繞第二軸作側向旋轉；圖3是圖1和圖2描述的便攜式電話機的分解透視圖，其中支托裝置和翻轉蓋已從主機架上拆下；圖4是圖1-3描述的翻轉蓋和支托裝置的分解透視圖，其中包括本發明的同軸電纜組件。
圖5是本發明的同軸電纜組件的透視圖；圖6是圖4和圖5描述的裝在支托裝置上的同軸電纜組件的透視圖；為便于看清，支托裝置機殼的上部已拆下；以及圖7是用于圖4-6描述的同軸電纜組件中的同軸電纜截面圖。
本發明的詳細描述現在來詳細參考附圖，在所有各圖中，其中的等同數字表示同一元件。圖1和圖2描述了能以蜂窩式與衛星通信雙模式工作的便攜式電話，其總體用符號10表示。圖1-4示出的便攜式電話基本上跟題為“便攜式電話的可拆卸翻轉蓋裝置”、系列號No.08/＿＿的專利申請中示出并描述的便攜式電話機具有同樣的結構，該申請也為本專利受讓人所擁有，在此可結合用作參考。
圖中可以看出，便攜式電話機10包括主機殼12和翻轉蓋14，通過支托裝置(其總體用符號16表示)互連。請注意圖1和圖2，主機殼12的頂表面22提供了接近鍵盤24、顯示器26和揚聲器28的通路。還有，盡管圖中未示出，但可明白，主機殼12包括射頻信號電路，它使便攜式電話10能以蜂窩與衛星通信模式進行通信，正如題為“雙模式衛星/蜂窩終端”系列號No.08/＿＿的專利申請所示和所描述的，該申請為本專利受讓人所擁有，在此可結合用作參考。
便攜式電話機10進一步包括第一天線30，用于以蜂窩通信模式接收與發射信號，第一天線30最好是位于翻轉蓋內表面的印刷電路天線。當然另外也可選用導線單極子或雙極子型天線。
關于衛星通信模式，第二天線32最好含有第一補片(patch)天線元件34作為向衛星發射信號之用；含有第二補片天線元件36作為從衛星接收信號之用。然而，單個補片天線元件也可同時用于實現發射和接收兩個作用。翻轉蓋14的結構和第一及第二補片天線元件34及36的裝配在題為“便攜式電話的翻轉蓋和天線裝置”、系列號08/＿＿的專利申請中有詳細描述，該申請亦為本專利受讓人所擁有，在此可結合用作參考。為了將干擾減至最小，第一和第二補片天線元件調諧至獨立的工作頻帶寬度，這取決于可用的頻帶寬度。
因為衛星通信模式涉及定向元件，從而，當第二補片天線元件36的位置對準衛星時，便攜式電話和實用天線之間的鏈接余量(linkmargin)就得到改善，對于便攜式電話10的一個重要方面是提供一個合適的結構，這樣第二補片天線元件36就可不太費事地被接納就位。關于翻轉蓋14與主機殼12之間的耦合，一種可選方案在題為“雙模式衛星/蜂窩便攜式電話的天線系統”、系列號08/＿＿的專利申請中已有披露，該申請為本專利受讓人所擁有，在此可結合用作參考。然而，這種將翻轉蓋14與主機殼12直接耦合的方式不能方便地拆卸，所以，就將主機殼12定位于對接站(docking station)、汽車托架適配器(car cradle adapter)或其他輔助裝置中，這樣就可更有效地利用連接在這些輔助裝置上的天線。按照圖1～6中描述的便攜式電話10采用了系列號No.08/＿＿的專利申請所述的那種支托裝置16來間接耦合翻轉蓋14與主機殼12。
更具體地說，支托裝置16包括支托38，它又有第一開槽部分40，其尺寸做成能接納主機殼12的一端42；還包括閂鎖機構44(即為插銷形式)，它耦合支托38與主機殼12。為了便于支托38與主機殼12的耦合，支托38的第一開槽部分40至少有一支導釘46在此定位(見圖3)，導釘被主機殼12中相應的孔48接納，最好有燕尾形導軌分別位于側表面50和52。每一燕尾形導軌包括與支托38的第一開槽部位相連的凸狀元件51和與主機殼12相連的相互配合的凹狀元件53。同軸接插件54、56和58也在第一開槽部分40提供，而且它們是此后將更詳細描述的同軸電纜104、106和1 08的連接端。保留在主機殼端內并伸出主機殼端42的接插件60、62和64與這種結構形成相互配合，這些接插件與主機殼12內的射頻信號電路相連。
支托38在與第一開槽部分40相對的一端還包括第二開槽部分66(見圖4)，它與翻轉蓋14以旋轉方式耦合。這通過鉸鏈機構68來實現，它能使翻轉蓋繞第一軸線70旋轉，該軸線沿長度方向通過軸72。軸72延伸于軛(yoke)78中的一對軸承80和82以及位于第二開槽部分66每側的支托端部分84和86之間，其端頭被一對軸承88和90擋住。
軛78包括一環形軸瓦(step)94，穿過其中間部分96有一個開口。這樣，軛78通過環形軸瓦94被閂在軸環(collar)98上。軸環98也被用于擋住穿過孔102的電纜放松裝置100。電纜放松裝置100依次被用于接納和適當定位分別來自第一天線30、第一補片天線元件34和第二補片天線元件36的同軸電纜104、106和108。應該理解，翻轉蓋14有一內部件15，它固定在軛78的環形軸瓦94和軸環98之間，該內部件能繞環形軸瓦94的外表面轉動(第二軸112由軛78和軸環98所限定)。當然，翻轉蓋14在能繞第二軸112轉動之前必須先繞第一軸70轉動一最小量。
現在來討論本發明的同軸電纜組件，它在總體上用符號116表示，可以看出，單獨的同軸電纜104、106和108每根的第一端118、120和122分別跟第一天線30、第一補片天線元件34和第二補片天線元件36耦合。可以理解，同軸電纜第一端1 20和122耦合在一公共饋電底板上(圖中未示出)，或者也可直接與第一和第二補片天線元件34和36相連。預定將每根同軸電纜104、106和108延伸橫過支托裝置38，以便使各自的第二端分別在同軸接插件54、56和58終接，這樣，它們就能夠接納位于主機殼上對應的插頭62、64和66。作為選擇，也可使用一種接插件/開關裝置，如在同時提交、題為“便攜式移動電話的天線接插件”系列號No.08/＿＿的專利申請中所示并描述的那樣，該申請亦為本專利受讓人所擁有，在此可結合用作參考。
為了使同軸電纜104、106和108能夠伸過支托裝置38，應該理解，每根這種電纜的形狀必須做得使其能穿過那里。更具體來說，同軸電纜104、106和108最好沿著翻轉蓋14的內表面從它們各自的第一端118、120和122延伸而通過軸環98和軛中間部分96的孔，這在圖6可看得最清楚。在同軸電纜106和108中提供了大致成90°的彎曲126和128，這樣它們可與軸環98和軛中部分96的孔成一直線，從而防止了磨擦其邊緣。而且，同軸電纜104也包括同樣的約為90°的彎曲124。另外，最好在彎曲124、126和128上游的同軸電纜104、106和108中提供大致45°的微彎或1/4圈(用符號130、132和134表示)，以便在進入軸環98與軛中部96之前提供另外的應力解除。
此后，請注意圖5，同軸電纜104、106和108的每一根都分別包括第二個彎曲136、138和140，其大致彎曲90°，它們從彎曲延伸到接近軸72。雖然同軸電纜106和108被圖示成彎曲成與同軸電纜104相對的方向，應當理解，它們可以在任何一個方向延伸，只要它們能對準位于主機殼12的互補連結接插件即可。
在將軸延伸一適當距離后，同軸電纜104、106和108分別形成一個繞軸約360°的圈142、144和146，這樣，同軸電纜的第二端148、150和152就位于第一開槽部位40，在那里與同軸接插件54、56和58相連。同樣，也可使用接插件/開關連接同軸電纜104、106和108，其中，插頭部分與第二端148、150和152成整體，插座部分跟接插件60、62和64成一整體。
從圖7可看出，每根同軸電纜最好包括一導體部分154；導體部分154周圍有一介質層156；為使其柔軟起見，在介質層156周圍有一編織屏蔽層158；在編織外護罩158周圍有一柔性聚合物外套160作環境保護。因為同軸電纜104、106和108要延伸通過支托裝置38，從外觀考慮必須盡可能小，并需要最小的彎曲半徑(3毫米量級)。同樣，最好也用最小電纜直徑d(目前大致為1.5毫米)。請注意，標準的彎曲半徑與電纜直徑比約為6∶1。然而，要將同軸電纜104、106和108彎曲或比較小的彎曲半徑要受到兩方面限制編織屏蔽層158在彎曲半徑外側有擴展的傾向(破壞屏蔽的整體性并產生泄漏)；劇烈彎曲而產生彎折的傾向(這會因特性阻抗改變而導致損耗)。
因此，為了減小因劇烈彎曲而給同軸電纜104、106和108帶來的影響，這種電纜在上述確定的彎曲和繞圈部位最好經過熱成型。這樣，每一同軸電纜的外套160的材料(例如象fluoronatedperfluoroethylen propolynome-FEP那樣的熱塑氟聚合物)產生微小的收縮，它又依次使編織的外屏蔽層158收縮。這樣可獲得理想的效果，即減少泄漏，允許有更小的彎曲半徑而不彎折同軸電纜。將同軸電纜104、106和108的彎曲處和繞圈處熱成型也能使這種同軸電纜在翻轉蓋44的連續開閉操作過程中仍保持其形狀，從而就減少了為保持同軸電纜104、106和108在適當位置所需的電纜受力的次數。而且，將外套160熱成型至中性位置，在所經受的彎曲條件下的疲勞失效就會減少。
尤其是，已發現可以使用溫度范圍約在260-500°F的熱槍。對于直徑為1.5毫米的同軸電纜該熱量可施加約30秒鐘，但加熱的時間隨同軸電纜的直徑、用作外套160的材料等的不同而不同。
已經示出并描述了本發明的實施例，在此披露了便攜式電話及連接天線元件與射頻信號電路的同軸電纜組件，其進一步的修改方案可以由一般了解本技術的人員在不偏離本發明范圍下完成。特別是，雖然同軸電纜組件是對具有可拆卸的翻轉蓋的便攜式電話而描述的，但該同軸電纜也可用于其翻轉蓋固定地與電話機基座部分相連的另一種便攜式電話，就象題為“衛星/蜂窩雙模式便攜式電話的天線系統”，系列號No.08/＿＿的專利申請中所示并描述那樣，該申請為本專利受讓人所擁有，在此可結合用作參考。當然，從該申請可以看出，翻轉蓋與電話機座部分直接耦合，這樣就無須中間的同軸接插件。
權利要求
1．一種同軸電纜組件，用于將便攜式電話天線系統的至少一個天線元件與射頻(RF)信號電路相連，所述便攜式電話包含一機座部分和一翻轉蓋，機座部分含有所述射頻(RF)信號電路，翻轉蓋含有所述天線元件；其中所述翻轉蓋通過支托裝置與所述機座部分以旋轉方式固定；所述同軸電纜組件含有一單獨的同軸電纜，其第一端與所述天線元件相連，其第二端與所述RF信號電路相接；其中所述同軸電纜的形狀做成能橫過所述支托裝置，以便經受住所述翻轉蓋旋轉所引起的彎曲應力。
2．權利要求1所述的同軸電纜組件，其特征在于所述翻轉蓋繞兩根不同的軸線相對于所述機座部分旋轉。
3．權利要求2所述的同軸電纜組件，其特征在于所述第一與第二旋轉的軸線基本上互相垂直。
4．權利要求1所述的同軸電纜組件，其特征在于所述翻轉蓋與所述支托裝置可拆卸地固定在所述機座部分。
5．權利要求4所述的同軸電纜組件，其特征在于每根同軸電纜的第一端與所述天線元件相連，第二端與接插件可拆卸地耦合，所述接插件與所述RF信號電路相接。
6．權利要求1所述的同軸電纜組件，其特征在于多個天線元件位于所述翻轉蓋中。
7．權利要求6所述的同軸電纜組件，其特征在于至少有一個所述天線元件發射和接收信號，以便使所述便攜式電話能以蜂窩模式通信。
8．權利要求6所述的同軸電纜組件，其特征在于其中至少有一個所述天線元件發射和接收信號，以便使所述便攜式電話能以衛星模式通信。
9．權利要求1所述的同軸電纜組件，其特征在于每根所述同軸電纜都有一個最小彎曲半徑。
10．權利要求1所述的同軸電纜組件，所述支托裝置進一步包括(a)一個支托；和(b)一個用于耦合所述翻轉蓋與所述支托的鉸鏈機構，所述鉸鏈機構包括(1)一個軛，其一端有第一軸承，另一端有第二軸承；一個連接所述第一和第二軸承的中間部分；所述中間部分包括環形軸瓦，中間有透孔；(2)延伸于所述第一和第二軛軸承之間的軸；以及(3)與所述軛的中部相連的軸套，所述軸套有一孔穿過它，該孔通過所述軛的中部與所述環形軸瓦孔對準；其中，所述翻轉蓋被保持在所述軸套和所述軛之間以便繞所述環形軸瓦旋轉。
11．權利要求10所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一所述同軸電纜上形成一個第一彎曲以便延伸通過所述軸套和環形軸瓦孔。
12．權利要求11所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜中形成一個第二彎曲以便沿所述軸的長度方向延伸，該軸延伸于所述第一和第二軛軸承之間。
13．權利要求12所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜中形成一個圈，它繞所述軸而延伸，以便使每一根所述同軸電纜第二端可跟位于所述主機殼的接插件相連。
14．權利要求13所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜中的所述第一彎曲、所述第二彎曲和所述的圈是熱成形的。
15．權利要求13所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜中的所述的圈適合于所述翻轉蓋繞第一軸線旋轉。
16．權利要求12所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜中的所述第一和第二彎曲適合于所述翻轉蓋繞第二軸線旋轉。
17．權利要求11所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜的所述同軸電纜第一端和所述第一彎曲之間形成少量彎曲。
18．權利要求1所述的同軸電纜組件，進一步包括相接于所述支托裝置的電纜放松裝置，以保持每一根所述同軸電纜相對于所述支托裝置的位置。
19．權利要求13所述的同軸電纜組件，其特征在于每一根所述同軸電纜的所述第一彎曲、所述第二彎曲和所述的圈在所述翻轉蓋連續開閉操作過程中仍保持不變。
20．權利要求12所述的同軸電纜組件，其特征在于每一根所述同軸電纜的所述第一彎曲和所述第二彎曲有大約90°的角。
21．權利要求13所述的同軸電纜組件，其特征在于每一根所述同軸電纜的所述的圈有大約360°的角。
22．權利要求17所述的同軸電纜組件，其特征在于在每一根所述同軸電纜的所述少量彎曲具有約為45°的角。
23．一種便攜式電話機，包括(a)一主機殼；(b)位于所述主機殼內、使所述便攜式電話以衛星通信模式工作的RF信號電路；(c)可拆卸地耦合于所述主機殼的支托裝置；(d)繞第一和第二軸線以可旋轉方式固定于所述支托裝置的翻轉蓋；(e)耦合于所述RF信號電路、以所述衛星模式發射和接收信號的天線系統，其中所述天線系統與翻轉蓋成為一個整體；以及(f)連接所述天線系統與所述RF信號電路的裝置，所述連接裝置的形狀要便于盡量減小由所述翻轉蓋繞第一和第二軸線的旋轉所引起的彎曲應力。
24．權利要求23所述的便攜式電話，其特征在于，所述連接裝置包括一單獨的同軸電纜，其第一端與所述天線系統的各個天線元件耦合，其第二端與所述RF信號電路耦合，每根所述同軸電纜包括多個非直線的部分以便使所述同軸電纜相對于所述第一和第二軸線處于中間位置。
25．權利要求24所述的便攜式電話，其特征在于每根所述同軸電纜的直徑被減至最小。
26．權利要求24所述的便攜式電話，其特征在于每根所述同軸電纜中的非直線部分是熱成型的，以便在翻轉蓋連續開閉操作下保持其形狀。
27．權利要求24所述的便攜式電話，其特征在于每根所述同軸電纜包括一個成形的圈。
28．權利要求27所述的便攜式電話，其特征在于所述翻轉蓋繞所述第一軸線旋轉會使每根所述同軸電纜的所述的圈開與閉。
29．權利要求27所述的便攜式電話，其特征在于所述翻轉蓋繞所述第二軸線旋轉致使每根所述同軸電纜的所述的圈產生復合運動。
30．權利要求24所述的便攜式電話，其特征在于所述翻轉蓋繞所述第二軸線旋轉會使每根所述同軸電纜的所述非直線部分產生扭轉運動。
31．權利要求23所述的便攜式電話，其特征在于每根所述同軸電纜在其與所述翻轉蓋和支托裝置裝配之前預先成形。
32．權利要求23所述的便攜式電話，其特征在于，所述支托裝置進一步包括(a)一支托，和(b)一耦合所述翻轉蓋與所述支托的鉸鏈機構，所述鉸鏈機構包括(1)一個軛，其一端有第一軸承，另一端有第二軸承；一連接所述第一和第二軸承的中間部分；所述中間部分包括環形軸瓦，中間有孔穿透；(2)延伸于所述第一和第二軛軸承之間的軸；以及(3)與所述軛中部相連的軸套，所述軸套有一孔穿過它，該孔通過所述軛中部與所述環形軸瓦孔對準；其中，所述翻轉蓋被保持在所述軸套和所述軛之間以便繞環形軸瓦旋轉。
33．權利要求32所述的便攜式電話，其特征在于所述天線系統的每個天線元件的所述同軸電纜的形狀做成能通過所述軸套孔和所述環形軸瓦孔，此后繞所述軛軸承之間延伸的所述的軸而成一個圈。
全文摘要
揭示了一種同軸電纜組件,它連接便攜式電話的至少一個天線元件和RF信號電路。該便攜式電話包括一機座部分和一個以可旋轉方式固定在機座上的翻轉蓋;其中,RF信號電路和天線元件都位于機座部分。翻轉蓋通過支托裝置以可旋轉方式固定在機座上。同軸電纜組件為每一天線元件提供單獨的同軸電纜,其第一端與天線元件耦合,第二端與RF信號電路耦合。每一根同軸電纜的形狀要做成能伸過支托裝置,以便經受因翻轉蓋旋轉而造成的彎曲應力,同軸電纜的某些位置要被成形以保持這種形狀。
文檔編號H04B1/38GK1218589SQ97194574
公開日1999年6月2日 申請日期1997年3月10日 優先權日1996年3月11日
發明者小J·D·麥唐納德, 馬亞瑋 申請人:艾利森公司