МОБИЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СВЯЗИ С ВНУТРЕННИМИ АНТЕННАМИ
MOBILE COMMUNICATION DEVICE WITH INTERNAL ANTENNAE

Перекрестные ссылки на родственные заявки
Эта заявка заявляет все преимущества и приоритет предварительной заявки на патент № 60/775.575, поданной 22 февраля 2006, названной «Электрическое устройство с малой антенной», изобретатель Fang, и предварительной заявки на патент № 60/780.007, поданной 7 марта 2006, названной «Электрическое устройство с малой антенной», изобретатель Fang, и здесь включает в себя все содержание упомянутых заявок.
Область техники
Изобретение относится к мобильному устройству связи и, в частности, относится к мобильному устройству связи с внутренней антенной, способной принимать сигналы низкочастотного диапазона без подключения внешнего головного телефона.
Уровень техники
Цели конструирования для персональных мобильных устройств связи или беспроводного терминального оборудования фокусируются на легком весе, тонкости, компактном профиле и хорошем качестве связи. Мобильные телефоны, например, характеризуются моделями с малой обтекаемой формой с множеством функций и приложений и низкой стоимостью.
Устройство беспроводной связи требует более одной антенны, чтобы множество систем связи могли встраиваться и применяться. Следовательно, возникает конструктивная задача и критическая проблема в расположении антенн в оборудовании беспроводной связи и определении размеров антенн. В мобильных телефонах или телефонных трубках систем GSM диапазонов 850/900/1800/1900 МГц, системы WCDMA или CDMA2000, системы Bluetooth и беспроводной LAN на 2400 или 5200/5800 МГц могут встраиваться в один мобильный телефон, требующий более трех антенн. К сожалению все системы GSM, WCDMA, CDMA2000, Bluetooth и беспроводной LAN функционируют в частотном диапазоне около или выше 1 ГГц, таким образом необходимые антенны могут конфигурироваться в мобильном телефоне с большими усилиями путем проектирования антенн на основе антенны с 1/4 длины волны.
Фиг.1 показывает устройство беспроводной связи со множеством встроенных в него блоков (или систем) беспроводной связи. Устройство 100 беспроводной связи, например телефонная трубка или мобильный телефон, содержит блок 101 приемопередатчика/RF для обработки передач с базовой станцией, блок 102 основной полосы частот, блок 103 FM/AM, блок 104 DTV (цифровое ТВ), блок 105 Bluetooth, блок 106 Wi-Fi и блок 107 GPS. Отметим, что блоки HF, VHF и UHF, такие как блок 103 FM/AM и блок 104 DTV, функционируют в диапазоне частот ниже 1 ГГц, поэтому требуют антенны с большей длиной и размером, когда используются антенны с 1/4 длины волны. Поскольку размер антенны для блока 103 FM/AM или блока 104 DTV слишком велик для конфигурации в телефонной трубке или мобильном телефоне, производители конфигурируют антенны HF, VHF или UHF вне корпуса телефонной трубки или увеличивают размеры телефонной трубки для включения в нее большего количества антенн HF, VHF или UHF, следовательно, неизбежно ухудшение элегантного профиля телефонной трубки (или мобильного телефона) и увеличение стоимости изделия.
Фиг.2 показывает обычную телефонную трубку (или мобильный телефон) 200 с блоком 201 FM/AM. Внешний головной телефон 202, подключенный к гнезду 203 головного телефона, служит как антенна для приема сигналов FM/AM. Сигналы FM/AM вводятся в антенный вывод 204 блока 201 FM/AM и блок 201 FM/AM выдает стерео аудиосигналы Ste_R и Ste_L на внешний головной телефон 202 или динамики Sp_R и Sp_L через усилители 205. Однако пользователям неудобно подготавливать головные телефоны к прослушиванию радио FM/AM. Функции для установки FM/AM будильника и повременной записи программ FM не могут быть получены без включения внешнего головного телефона.
Сущность изобретения
Изобретение направлено на мобильное устройство связи с внутренним антенным устройством для приема низкочастотных сигналов рабочего частотного диапазона ниже 1 ГГц, при этом внутреннее антенное устройство последовательно или параллельно соединено с внешней антенной, такой как головной телефон.
Изобретение также направлено на мобильное устройство связи с низкочастотной схемой и внутренним антенным устройством для приема низкочастотных сигналов, чтобы мобильное устройство связи могло управлять низкочастотной схемой для выполнения функции радио (вещательной) будильника без необходимости во внешнем головном телефоне.
Изобретение далее направлено на мобильное устройство связи с низкочастотной схемой и внутренним антенным устройством для приема низкочастотных сигналов, чтобы мобильное устройство связи могло выполнять повременную запись радио (вещательных) программ без необходимости во внешнем головном телефоне.
Для достижения указанных выше целей примерный вариант осуществления изобретения обеспечивает мобильное устройство связи, содержащее: гнездо головного телефона, имеющее по меньшей мере первый, второй и третий выводы, причем первый и второй выводы передают аудиосигналы к внешнему головному телефону, подключенному к гнезду головного телефона, а третий вывод определен для соединения вспомогательной линии внешнего головного телефона, низкочастотный блок, обрабатывающий низкочастотные сигналы для генерирования аудиосигналов, имеющий антенный вывод, подключенный к третьему выводу, и внутреннее антенное устройство, имеющее вывод подачи сигнала, подключенный к антенному выводу.
Для достижения указанных выше целей другой примерный вариант осуществления изобретения обеспечивает мобильное устройство связи, содержащее: гнездо головного телефона, имеющее по меньшей мере первый, второй и третий выводы, причем первый и второй выводы передают аудиосигналы к внешнему головному телефону, подключенному к гнезду головного телефона, а третий вывод определен для соединения вспомогательной линии внешнего головного телефона, низкочастотный блок, обрабатывающий низкочастотные сигналы для генерирования аудиосигналов, имеющий антенный вывод, и внутреннее антенное устройство, имеющее вывод подачи сигнала и второй вывод, подключенные, соответственно, к антенному выводу и третьему выводу.
Подробное описание дается в нижеследующих вариантах осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Краткое описание чертежей
Изобретение может быть полностью понято при прочтении нижеследующего подробного описания и примеров со ссылками, сделанными на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает устройство беспроводной связи со множеством встроенных в него блоков беспроводной связи.
Фиг.2 показывает обычную телефонную трубку (или мобильный телефон) с блоком FM/AM.
Фиг.3 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки (или мобильного телефона) в соответствии с изобретением.
Фиг.4 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением.
Фиг.5 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением.
Фиг.6 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением.
Фиг.7 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением.
Фиг.8 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки, способной устанавливать функцию будильника FM/AM без подключения к внешнему головному телефону.
Фиг.9 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки, способной выполнять повременную запись без подключения к внешнему головному телефону.
Фиг.10 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки с блоком Bluetooth в соответствии с изобретением.
Подробное описание изобретения
Нижеследующее описание является наилучшим предлагаемым режимом осуществления изобретения. Это описание делается для целей иллюстрации общих принципов изобретения, и его не следует понимать в ограничивающем смысле. Объем изобретения наилучшим образом определяется посредством отсылки к прилагаемой формуле изобретения.
Для краткости телефонные трубки (мобильные телефоны) используются здесь в качестве примеров мобильных устройств связи для описания изобретения. Однако применения не ограничиваются телефонными трубками или мобильными телефонами. Любые беспроводные устройства могут применяться с этим описанием. Для ясности подобные или одинаковые компоненты и блоки в последующих чертежах обозначаются одинаковыми цифровыми позициями или записями.
Фиг.3 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки (или мобильного телефона) согласно изобретению. Телефонная трубка 300 содержит гнездо 301 головного телефона, низкочастотную схему 302, внутреннее антенное устройство 303, усилители 304, 309 и динамик 305. Для краткости модуль RF и основная антенна для связи с базовой станцией не показаны на фиг. 3. Гнездо 301 телефона имеет по меньшей мере первый вывод А, второй вывод В и третий вывод С, при этом первый и второй выводы А и В передают стерео аудиосигналы Ste_R и Ste_L через усилитель 304 на внешний головной телефон 306, подключенный к гнезду 301 головного телефона, а третий вывод определен для соединения вспомогательной линии внешнего головного телефона 306. Вспомогательная линия (не показана на фиг.3) может быть линией заземления головного телефона 306 или другой линией, не используемой для передачи сигналов.
Низкочастотный блок 302 обрабатывает низкочастотные сигналы, такие как сигналы HF, VHF и UHF рабочего частотного диапазона ниже 1 ГГц, для генерирования стерео аудиосигналов Ste_R и Ste_L, усиленных и переданных на динамик 305 и внешний головной телефон 306. В этом варианте осуществления низкочастотный блок 302 является блоком FM/AM (или блоком DTV), имеющим антенный вывод 307, подключенный к третьему выводу С гнезда 301 головного телефона. Когда внешний головной телефон 306 подсоединяется к гнезду 301 головного телефона, вспомогательная линия служит как внешняя антенна для приема сигналов FM/AM для блока 302 FM/AM.
Внутреннее антенное устройство 303 имеет вывод 308 подачи сигнала, подключенный к антенному выводу 307, и соединяется параллельно вспомогательной линии (внешняя антенна), когда внешний головной телефон 306 подсоединяется к гнезду 301 головного телефона. Отметим, что размер вспомогательной линии (внешняя антенна) обычно превышает размер внутреннего антенного устройства 303 и поэтому имеет усиление антенны больше, чем усиление внутреннего антенного устройства 303, доминируя в приеме сигналов FM/AM, когда внешний головной телефон 306 подключается к гнезду 301 головного телефона. Внутреннее антенное устройство 303 приспосабливает блок 302 FM/AM для приема сигналов FM/AM без подключения внешнего головного телефона 306.
Фиг.4 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением. Телефонная трубка 400 дополнительно содержит катушку 401 индуктивности (или индуктивное устройство), подсоединенную между третьим выводом С и базовым заземлением, обеспечивающую сигнал заземления для внешнего головного телефона 306. Телефонная трубка 400 дополнительно содержит схему 402 согласования, подсоединенную между выводом 308 выдачи сигнала внутреннего антенного устройства 303 и антенным выводом 307 блока 302 FM/AM, для улучшения согласования импеданса между внутренним антенным устройством 303 и блоком 302 FM/AM.
Фиг. 5 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением. Телефонная трубка 500 дополнительно содержит переключатель 501, подключенный к антенному выводу 307, выводу 308 подачи сигнала и третьему выводу С. Переключатель 501 выборочно соединяет вывод 308 подачи сигнала или третий вывод С с антенным выводом 307 в соответствии с сигналом Sc управления. Например, сигнал Sc управления может откликаться на подключение внешнего головного телефона 306 и управлять переключателем 501 для соединения вывода 308 подачи сигнала с антенным выводом 307, когда внешний головной телефон 306 не подключается, в противном случае соединять третий вывод С с антенным выводом 307, когда подключается внешний головной телефон 306.
Фиг.6 показывает другой примерный вариант телефонной трубки в соответствии с изобретением. Телефонная трубка 600, показанная на фиг.6, содержит почти такие же компоненты, как показано на фиг.3, за исключением расположения внутреннего антенного устройства 603. В этом варианте осуществления внутреннее антенное устройство 603 имеет вывод Т1 подачи сигнала, подключенный к антенному выводу 307 блока 302 FM/AM, и вывод Т2, подключенный к третьему выводу С. Поэтому внутреннее антенное устройство 603 последовательно подсоединяется к вспомогательной линии (внешняя антенна), когда внешний головной телефон 306 подключается к гнезду 301 головного телефона. Внешняя антенна (вспомогательная линия) и внутреннее антенное устройство 603 работают совместно для приема сигналов FM/AM, когда внешний головной телефон подключается к гнезду 301 головного телефона. Кроме того, внутреннее антенное устройство 603 приспосабливает блок 302 FM/AM для приема сигналов FM/AM без подключения внешнего головного телефона 306.
Фиг.7 показывает другой примерный вариант осуществления телефонной трубки в соответствии с изобретением. Телефонная трубка 600 дополнительно содержит катушку 601 индуктивности (устройство индуктивности), подсоединенную между выводом Т1 подачи сигнала и базовым заземлением, подавая сигнал заземления на внешний головной телефон 306. Телефонная трубка 600 дополнительно содержит согласующую схему 602, подсоединенную между выводом Т1 подачи сигнала внутреннего антенного устройства 603 и антенным выводом 307 блока 302 FM/AM, улучшающую соответствие импеданса между внутренним антенным устройством 603 и блоком 302 FM/AM.
В вариантах осуществления, показанных на фиг.3-7, каждое внутреннее антенное устройство имеет длину короче, чем 1/4 рабочая длина волны, чтобы его можно было установить внутри телефонных трубок или мобильных телефонов. Эти внутренние антенные устройства могут быть выполнены за счет использования антенны, описанной в патенте US 6.970.140 или находящейся на рассмотрении заявки на патент поданной в 2006 г., названной «Антенное устройство и использующее его мобильное устройство связи». Однако следует отметить, что это не является лишь воплощением внутреннего антенного устройства по настоящему изобретению. Любые иные внутренние антенные устройства можно использовать в настоящем изобретении.
Настоящее изобретение может облегчать большое количество применений телефонных трубок. Фиг.8-10 показывают некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, которые облегчают применения телефонных трубок.
Фиг.8 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки, способной устанавливать сигнал будильника FM/AM без подключения к внешнему головному телефону. Телефонная трубка 800 содержит гнездо 301 головного телефона, блок 302 FM/AM (низкочастотный блок), внутреннее антенное устройство 303, первый усилитель 309, динамик 305 и блок 802 основного частотного диапазона. Третий вывод С гнезда 301 телефона подключается к антенному выводу 307 и выводу Т1 подачи сигнала внутреннего антенного устройства 303. В альтернативном расположении внутреннего антенного устройства 303 вывод Т1 подачи сигнала и вывод Т2 подключаются, соответственно, к антенному выводу 307 и третьему выводу С без соединения третьего вывода С и антенного вывода 307.
Блок 802 основного частотного диапазона содержит таймер 804 RTC (ЧРВ) (часы реального времени), порт 806 GPIO (ВВОН) (ввод/вывод общего назначения) и второй усилитель 808. Время звучания сигнала будильника может быть установлено в таймере 804 RTC. Когда таймер 804 RTC отсчитает установленное время, таймер 804 RTC отправляет сигнал управления через порт 806 GPIO для активации блока 302 FM/AM для приема сигналов FM/AM через внутреннее антенное устройство 303. Блок 302 FM/AM формирует стерео аудиосигналы Ste_R и Ste_L на динамик 305 через второй и первый усилители 808, 304, таким образом выполняя функцию (генерирования) сигнала будильника FM/AM без подключения к внешнему головному телефону.
Фиг.9 показывает примерный вариант осуществления телефонной трубки 900, способной выполнять функцию повременной записи без подключения к внешнему головному телефону. На фиг.9 блок 802 основного частотного диапазона дополнительно содержит устройство записи 902, подсоединенное между портом 806 GPIO и стерео аудиосигналами Ste_R и Ste_L. Время записи может быть установлено таймером 804 RTC. Когда таймер 804 RTC отсчитает установленное время, таймер 804 RTC отправляет сигнал управления через порт 806 GPIO для активации блока 302 FM/AM (если FM/AM не включено) для приема сигналов FM/AM через внутреннее антенное устройство 303. Устройство записи 902 управляется через порт 806 GPIO для записи стерео аудиосигналов Ste_R и Ste_L, таким образом выполняя функцию повременной записи.
На фиг.10 телефонная трубка 950 дополнительно содержит блок 904 Bluetooth, подключенный к стерео аудиосигналам Ste_R и Ste_L. Блок 904 Bluetooth выдает стерео аудиосигналы через свою антенну 906, позволяя выдавать радиопрограммы FM/AM через головной телефон Bluetooth или любое устройство, снабженное Bluetooth. Для краткости Bluetooth используется здесь как пример системы беспроводной связи коротковолнового диапазона.
Мобильные устройства связи в соответствии с изобретением имеют внутренние антенные устройства для приема низкочастотных сигналов рабочего частотного диапазона ниже 1 ГГц, и эти внутренние антенные устройства могут последовательно или параллельно соединяться с внешними антеннами, такими как головные телефоны. Следовательно, мобильные устройства связи (с низкочастотными блоками) по изобретению принимают вещательные программы низкочастотного диапазона (такие как FM/AM или DTV программы) без необходимости во внешних головных телефонах.
Мобильные устройства связи по изобретению дополнительно принимают низкочастотные сигналы (такие как сигналы FM/AM) без необходимости во внешних головных телефонах в качестве внешних антенн. Мобильные устройства связи могут управлять низкочастотными блоками для выполнения функции радио (вещательного) будильника и повременной записи без подключения ко внешним головным телефонам.
Помимо этого мобильные устройства связи по изобретению могут дополнительно иметь блоки Bluetooth, предусмотренные здесь, так что пользователи могут слушать FM/AM радиопрограммы с головных телефонов Bluetooth.
Хотя изобретение описано примерами и в терминах предпочтительных вариантов осуществления понятно, что изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Напротив, оно предназначено для охвата разных модификаций и аналогичных устройств (как будет очевидно специалисту в уровне техники). Поэтому объем приложенной формулы изобретения следует согласовывать с широкой интерпретацией для включения всех таких модификаций и аналогичных устройств.