CN1259233A - 一种用于从/向便携无线电终端和便携无线电单元发射和接收信号的天线单元 - Google Patents

一种用于从/向便携无线电终端和便携无线电单元发射和接收信号的天线单元 Download PDF

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CN1259233A
CN1259233A CN98805859A CN98805859A CN1259233A CN 1259233 A CN1259233 A CN 1259233A CN 98805859 A CN98805859 A CN 98805859A CN 98805859 A CN98805859 A CN 98805859A CN 1259233 A CN1259233 A CN 1259233A
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Abstract

本发明涉及一种用于能够工作在卫星通信方式下的便携无线单元的天线单元(101)。该天线单元(101)包括第一和第二共型U型天线主体(103,104),该天线主体可移动地相互排列。每个天线主体具有一个顶表面和两个外表面。第二天线主体(104)从第一天线主体(103)中滑入和滑出。第一天线主体(103)在顶表面和两个外表面上具有一个贴片阵列以接收无线信号。第二天线主体(104)在顶表面和两个外表面上具有一个贴片阵列以发射无线信号。该天线单元(101)通过铰链(302)耦合到终端单元(102),该铰链能够使天线单元(101)折叠到终端单元(102)上。

Description

一种用于从/向便携无线电终端和便携无线电单元发射和 接收信号的天线单元
发明的技术领域
本发明涉及用于从卫星系统中的便携无线单元上发射和接收信号的一种天线单元。
相关技术说明
便携无线单元的名称包括了所有打算用于无线通信的便携设备，就象移动电话、寻呼机、电传、电子笔记本和通信装置。这些设备能够用于任何类型的无线通信系统，例如蜂窝网络、卫星或小型局域网。
无线通信的一个类型是蜂窝移动通信，其中便携无线单元相互通信或通过地面移动基站与固定单元通信。一般在大约900兆赫或1800-1900兆赫(MHz)频率发射和接收信号的便携无线单元例如移动电话是公知的。
现在第二种类型的无线通信即卫星通信变得重要了。
在不久的将来，可预计到通过卫星与便携无线单元直接通信。卫星能够使便携无线单元达到因缺少必要的蜂窝天线杆、基站或兼容标准使蜂窝通信不能使用的地区。这种卫星通信可能指定2吉赫(GHz)频带和20/30GHz频带。几个带有高数据速率(64kbps和2Mbps)的系统正在规划中。
由于蜂窝天线经常使用线性极化而卫星天线经常使用圆极化因此认为分开的天线对于蜂窝和卫星方式通信是必要的。另一个区别是卫星通信方式涉及方向性元件，其中当便携无线单元的卫星天线指向卫星时链路余量增加，而蜂窝通信方式不涉及方向性元件。这样，作为卫星天线结构的移动单元上卫星天线位置就非常重要。
便携无线单元的一个例子是便携电话。用于便携电话的翻盖通常被用来保护小键盘或显示器并且它们只在电话机的一部分上扩展。在某些应用中，翻盖已经被用于容纳天线(例如美国专利5337061、美国专利5542106、美国专利5451965)。
在美国专利5337061中描述了翻盖内的一个天线单元，包括一个接地板和一个有源单极天线。该翻盖枢轴连接到手机外壳的主部分。当不使用时该翻盖对着主部分折叠下来。
美国专利5542106描述了无线电话中的一个天线，其中天线被集成到移动外壳元件(一个翻盖)内。该天线是半波对称振子，可是，其它天线如环型天线、贴片天线或单极天线可以作替代。
美国专利5451965描述了一种多方向天线设计。该天线包括两个或更多的朝向不同方向的天线面，用于在各种角度或方向上接收电磁波。天线是一环型天线。
如同在此所见，在这些专利中所公开的每个天线是与本发明的卫星天线不同的结构。
概述
本发明解决了有关卫星通信系统中便携无线单元天线的大量问题。
当卫星通信系统是基于低飞行卫星即带有大约100分钟轨道周期的LEO(在700-1500km高度的低地球轨道)时，产生一个问题。通常，在2到10分钟的时间段期间用户(和天线)在一个或更多卫星可达范围内。这需要天线在工作期间必须能够跟踪并在不同卫星之间切换。
当由于来自卫星或便携无线单元的低输出功率或在卫星与无线单元天线之间的无线电波传播路径中的衰减使卫星与便携无线单元之间的无线电波减弱时，另一个问题产生。这需要较高的带额外余量的无线单元天线增益。
如果阵列天线移动或转动使得指向卫星的波束方向与天线阵列孔径的正常矢量之间的扫描角度变大，会产生另一个问题。这需要必须将天线设计得在这些大角度上保持适当的接收和发射质量。
如果必须增加链路预算中的余量以便获得足够的接收信号质量或系统效益，还产生另一个问题。在链路预算中只有少数变量可以改变而不在其它方面引起任何不良后果。
如果天线孔面积径必须大于便携无线单元的几何尺寸所允许的范围，也会产生另一个问题。
还有一个问题是避免天线单元的波束被便携无线单元的用户分散。
考虑到上述问题，本发明的主要目的是提供用于能够在卫星通信方式下工作的便携无线单元的一种天线。
本发明的另一个目的是提供带有天性波束可控的一种天线。
本发明的又一个目的是增加天线孔径区域以在大扫描角度保持适当的接收和发射质量。
本发明的再一个目的是提供一种高方向性的天线。
本发明的进一步目的是使用高方向性将波束转移离开便携无线单元的用户，以减少功率损耗和避免散射。
本发明的再一目的是在便携无线单元的几何尺寸限制内获得最高可能的天线增益(天线方向性)以减小链路预算中的余量。
本发明的另一个目的是甚至在当天线孔径的正常矢量指向另一个方向而非卫星位置的情况下获得高天线增益。
本发明的另一个目的是建立足够尖锐的波束以选择几个卫星中的一个，这些卫星从便携无线单元的位置都能够看到。
结合下列附图和参照下面说明使本发明的这些目的和其它特征变得更容易明白。
根据本发明，所公开的一种天线单元包括带有接收和发射装置的两个天线主体。该天线主体相互可移动地安装并安放在便携无线单元上。
本发明包括带有第一和第二端部的第一和第二天线主体。第一天线主体在顶表面上具有一个天线单元阵列，例如贴片，以接收无线信号。第二天线主体在顶表面具有一个天线单元阵列，例如贴片，以发射无线信号。所述天线主体能够随包括贴片阵列的扩展部分扩展。来自陈列的波束是电控制的。第二天线主体可以是插入也可折叠到第一天线主体。天线单元能够折叠到便携终端上，使得所述第一和第二天线主体变得与便携终端平行并由此相互平行。
本发明的优点是天线单元的波束可控制、高方向性和增加了终端天线的发射和接收增益。
其它优点是天线单元将辐射功率从用户移开和能够作成可折叠或伸缩型。
另一个优点是天线单元(天线孔径区域)接收和发射装置能够扩展到更多方向上。
又一个优点是天线单元能够建立足够尖锐的波束以选择几个卫星中的一个，这些卫星从便携无线单元的位置都能够看到。
附各简要说明
现在将结合附图描述本发明：
图1是便携无线单元的总体图。
图2a是根据本发明的第一天线主体的透视图。
图2b是根据本发明的第二天线主体的透视图。
图2c是图2a中的第一天线主体的底视图。
图2d是图2b中的第二天线主体的底视图。
图3是根据本发明连接到终端单元上的天线单元的第一实施例的顶视图。
图4是图3所示天线单元和终端单元的示意性侧视图。
图5是根据图4的天线单元的剖面图。
图6a是图4中所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并连接到终端单元上。
图6b是图4中所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并折叠到终端单元上。
图7是根据本发明的天线单元的第二实施例的顶视图。
图8是根据图7的天线单元的剖面图的一个例子。
图9是图7中所示的天线单元的侧视图。
图10是图7中所示的天线单元的示意性端视图。
图11a是图7中所示的天线单元的剖面图的另一个例子。
图11b是图7中所示的天线单元的剖面图的又一个例子。
图12是图7中所示天线单元、终端单元和电池单元的剖面图。
图13a是根据本发明的天线单元的第二实施例中的第一天线主体另一个例子的剖面图。
图13b是根据本发明的天线单元的第二实施例中的另一个例子的剖面图。
图14是根据本发明的天线单元的第三实施例中的顶视图。
图15是图14中所示的天线单元和终端单元的示意性侧视图。
图16a是图14中所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并连接到终端单元上。
图16b是图14中所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并折叠到终端单元上。
图17是根据本发明的天线单元第四实施例连接到终端单元上的示意性侧视图。
图18a是图17所示的天线和终端单元的后视图。
图18b是图17所示的天线和终端单元的后视图，带有折叠扩展部分。
图19是图17所示的天线单元的侧视图。
图20是图17所示的天线和终端单元的示意性侧视图，带有折叠扩展部分。
图21a是图20所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并连接到终端单元。
图21b是图20所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并折叠到终端单元。
图22是图17所示的天线单元、终端单元和电池单元的剖面图。
图23是根据本发明的连接到终端单元上的天线单元的第五实施例的示意性侧视图。
图24a是图23所示的天线和终端单元的后视图。
图24b是图23所示的天线和终端单元的后视图，带有转动180度的天线单元。
图25是图23所示的天线和终端单元的后视图，带有折叠的扩展部分。
图26是图23所示的天线和终端单元的示意性侧视图，带有折叠的扩展部分。
图27a是图26所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并连接到终端单元。
图27b是图26所示的天线单元的示意性侧视图，处于折叠位置并折叠到终端单元。
图28是图17所示的天线单元、终端单元和两个电池单元的剖面图。
图29是根据本发明的连接到终端单元上的天线单元的第六实施例的示意性侧视图。
图30是图29所示的天线和终端单元的后视图。
图31是图29所示的天线单元的示意性顶视图。
图32是图29所示的天线和终端单元的示意性侧视图，带有处于折叠位置的天线单元。
图33a是图29所示的天线和终端单元的示意性侧视图，带有将要拉出来的天线单元。
图33b是图29所示的天线和终端单元的示意性侧视图，带有将要打开的天线单元。
图34是根据本发明的连接到终端单元上的天线单元的第七实施例的示意性侧视图。
图35是图34中所示的天线和终端单元的前视图。
图36是图34中所示的天线和终端单元的示意性侧视图。
图37是图36所示的天线和终端单元的剖面图。
实施例详细说明
本发明是用于能够工作在卫星通信方式的便携无线单元例如移动电话、寻呼机、电传、电子笔记本和通信装置的一种天线单元。
图1是包括一个终端单元102的便携无线单元100的总体图和根据本发明的天线单元101分别的一个实施例。该天线单元101分别包括相互可移动地安装的第一和第二天线主体103、104。
图2a和2b分别是第一和第二天线主体103、104的透视图。该天线主体103、104是矩形形状。根据图2a第一天线主体103分别具有第一和第二端部201、202，第一和第二侧部203、204，顶部和底部表面205、206。根据图2b第二天线主体104分别具有第一和第二端部207、208，第一和第二侧部209和210，顶部和底部表面211、212。
在图2a中第二端部202、第二侧部204和底部表面206被隐藏了。在图2b中第二端部208、第二侧部210和底部表面212被隐藏了。
第一天线主体103具有天线单元213的阵列，例如贴片，在顶表面205上以接收无线信号。第二天线主体104具有天线单元214的阵列，例如贴片，在顶表面211上以发射无线信号。该贴片可以例如是矩形或圆形它们可以是例如安放成矩形或三角形栅格。两个天线主体103和104每个上的贴片尺寸和数量由于接收和发射无线信号的频率不同而不同。小贴片用于高频率和较大贴片用于较低频率。贴片213和214的阵列能够通过使用公知技术电转动它们的无线电波束。
每个天线主体103和104由罩子215和216所封闭。图2a和2b表示了各个天线主体103和104右手拐角上的每个所述罩215和216的一部分，其中每个都隐藏了大量的贴片。
根据图2c，该图表示了图2a中第一天线主体103的底视图，底表面206分别具有第一和第二部分217、218，分别沿长度方向接着第一和第二侧部分203和204。
根据图2d，该图表示了图2b中第二天线主体104的底视图，底表面212分别具有第一和第二部分219、220，分别沿长度方向接着第一和第二侧部分209和210。
图3是本发明的连接到终端单元102上的天线单元301第一实施例的顶视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。该天线单元301通过安放在第一天线主体103与终端单元102之间的第一附件，例如铰链302，耦合到终端单元102上。
该铰链302连接到第一天线主体103的第一端部分201和终端单元102上。该天线阵列213和214通过铰链302连接到终端102中的电路上。
第二天线主体104的宽度稍微小于第一天线主体103的宽度。
天线主体103和104的形状使得第二天线主体104能够相对于第一天线主体103滑动移动。
图3表示了每个罩215和216的一部分，它们的每个都隐藏了大量贴片。
图4示意性地表示出第二天线主体104能够被推入到第一天线主体103内和之下，见箭头401。第二天线主体104的第一端部分207则从第一天线主体103的第二端部分202滑到第一端部分201。第二天线主体104能够完全插入到第一天线主体103之下，见图6a。天线单元301能够以第一天线主体103独立地接收无线信号，如果第二天线主体104全部、部分或没有滑入到第一天线主体103之下。
根据图4，第二天线主体104也放置得滑动推出，见箭头402，到第一天线主体103之下。第二天线主体104从第一天线主体103的第二端部分202滑出。
根据图5，该图是沿图4所示天线单元301的A-A线的剖面图，第二天线主体104沿每个侧部分209和210具有导轨501和502。导轨501和502插入到连接第一天线主体103两个侧部分203和204的每个上的轨道503和504中。
图6a示意性地表示出铰链302能够使天线单元301折叠到终端单元102上，见箭头601，并以此方式天线单元301变成平行于终端单元102，见图6b。
铰链302还能使天线单元301由终端单元102中打开，见图6a中箭头602，并以此方式天线单元301能够定位在终端单元102与天线单元301之间的特定第一角度603，例如90度。当从终端单元102上打开时，该铰链302安放得能够使天线单元301保持在特定角度603的位置。
带有发射无线信号的贴片214阵列的第二天线主体104定位在天线单元301的该部分内，见图3，当天线单元301打开时该天线主体离终端单元102最远。第二天线主体104的定位结合来自阵列214的波束是电转动的事实必然使所发射的波束避免了由终端单元102用户所产生的散射。
天线主体103和104的每个能够扩展至少两个带有贴片阵列额外组的扩展部分。
图7是本发明天线单元701的第二实施例的顶视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。第二实施例是根据图3-6b的第一实施例的进一步开发。
第二天线主体104显示出部分地插入到第一天线主体103之下。
图7表示了罩215和216的每个的部分，每个隐藏了大量贴片。
图8是沿图7所示的天线单元701的B-B线的剖面图。第一和第二扩展部分801、802分别与第一天线主体103的侧部分203和204集成，产生共形的U型天线主体103。扩展部分801和802的每个具有带有贴片901和902阵列的相互反向的外表面803和804，没有在此显示但901在图9中进行图示。
天线单元701的第二天线主体104也分别具有第一和第二扩展部分805、806。这些扩展部分805和806分别与第二天线主体104的侧部分209和210集成，产生共形的U型天线主体104。扩展部分805和806的每个具有带有贴片903和904阵列的相互反向的外表面807和808，没有在此显示但903在图9中进行图示。
图9是带有第一天线主体103的外表面803和第二天线主体104的外表面807的天线单元701的侧视图。图9表示了外表面803和807上的贴片901和903的阵列。在图9中隐藏的贴片902和904的阵列被安装在隐藏在图9中的在扩展部分802和806上的相反外表面804和808上。
图9也表示了罩215和216的每个的一部分，它们的每个都隐藏了大量贴片。
第一天线主体103的扩展部分801和802以相对于第一天线主体103的顶表面205的特定第二角度1001放置，见图10。
第二天线主体104的扩展部分805和806以相对于第二天线主体104的前表面211的特定第三角度1002放置，没有在任何图中显示。
第二角度1001和第三角度1002最好具有相同的值，例如90、120、180度，但它们之间的小区别也是可能的。第二天线主体104的扩展部分805和806也必须能够插入到第一天线主体103的扩展部分801和802之间。
图11a和11b是带有不同第一和第二角度的天线单元701的两种不同设计的剖面图。
图12是当天线单元701如图6b中对着终端单元102折叠时天线单元701、终端单元102和电池单元1201的剖面图。电池单元1201连接到底表面212上和在第二天线主体104的扩展部分805和806之间。当天线单元701对着终端单元102折叠时，电池单元1201被天线单元701和终端单元102围绕。
根据图13a，该图是天线单元701的第一天线主体103的剖面图，第一天线主体103也能够安装得形成一个空腔1301，第二天线主体104能够插入该空腔中和抽出(伸缩)。第二天线主体104的第一端部分207穿过第一天线主体103的第二端部分202插入到第一天线主体103的空腔1301中。当其完全插入到第一天线主体103的空腔1301中时，第二天线主体104完全由第一天线主体103所覆盖。
图13b分别是当第二天线主体104插入到第一天线主体103中时的第一和第二天线主体103、104的剖面图。
如果第二天线主体104全部、部分或没有插入到第一天线主体103中，天线单元701能够用第一天线主体103独立地接收无线电信号。
图14是连接到终端单元102的本发明天线单元1401的第三实施例的顶视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。天线单元1401通过铰链302(该铰链302现在称为第一铰链)耦合到终端单元102。
第一铰链302连接到第一天线主体103的第一端部分201和终端单元102上。
第二附件，例如一个第二铰链1402，连接到第一天线主体103的第二端部分202和第二天线主体104的第一端部分207上。
图14表示罩215和216的每个的一部分，它们的每个都隐藏了大量贴片。
图15示意性地表示出第二铰链1402使第二天线主体104能够折叠到第一天线主体103之上，见箭头1501，以此方式第二天线主体104的顶表面211，见图2b，面对着第一天线主体103的顶表面205，见图16a。
第二铰链1402也能够使第二天线主体104从第一天线主体103上打开，见图15中的箭头1502，和保持其位置以此方式第二天线主体104的正常矢量面对第一天线主体103正常矢量相同的方向。
根据图16a，第一铰链302能够使天线单元1401折叠到终端单元102上，见箭头1601，以此方式天线单元1401变成与终端单元102平行，见图16b。
第一铰链302也能够使天线单元1401从终端单元102上打开，见箭头1602，以此方式天线单元1401能够定位在终端单元102与天线单元1401之间的特定第一角度603。当从终端单元102上打开时，第一铰链302安放得使天线单元1401能够保持在特定第一角度603的位置。
第一天线主体103上的贴片213的阵列通过第一铰链302连接到终端单元102中的电路上，和第二天线主体104上的贴片214的阵列分别通过第二和第一铰链1402、302连接到终端单元102中的电路上。
用于发射的贴片214的阵列定位在第二天线主体104上，当天线单元打开时该阵列离终端单元102最远。
天线主体103和104的每个能够以至少两个带有贴片阵列额外组的扩展部分扩展。
图17示意性地表示了连接终端单元102的本发明天线单元1701的第四实施例的侧视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。第四实施例是根据图14-16b的第三实施例的进一步发展。
第一和第三扩展部分1702和1704分别安放在沿天线主体103、104上的底表面206和212的第一部分217和219上，见图2a-d，紧接着侧部分203和209。
隐藏在图17中的第二和第四扩展部分1703和1705分别安放在沿天线主体103、104上的底表面206和212的第二部分218和220上，紧接着侧部分204和210。扩展部分1702和1703通过两个附件，例如铰链1706和1707连接到第一天线主体103上，在图17中隐藏但在图22中表示。
扩展部分1704和1705通过两个附件，例如铰链1708和1709连接到第二天线主体104上，见图18a和22。
图18a-b是当打开时包括天线单元1701的终端单元102的后视图。该图表示第三和第四扩展部分1704和1705，通过铰链1708和1709连接到第二天线主体104上。
根据图18a，铰链1708和1709能够使扩展部分1704和1705打开，见箭头1801a-b，以此方式它们能够被定位在第二天线主体104与扩展部分1704和1705的每个之间的特定的第四角度1803上，例如90度，形成共形的U型天线主体104。
根据图18b，铰链1708和1709能够使扩展部分1704和1705对着第二天线主体104的底表面212折叠，见箭头1802a-b。
第一和第二扩展部分1702和1703，通过铰链1706和1707连接到第一天线主体103上，安放得对着第一天线主体103的底表面206折叠，并且以与第二天线主体104的第三和第四扩展部分1704和1705相同的方式打开。这在图中没有表示。
根据图19，该图是天线单元1701的侧视图，扩展部分1702和1704具有带贴片1905和1907的阵列的外表面1901和1903。在天线单元1701相反侧面上的扩展部分1703，隐藏在图19中，具有面对带贴片1906的阵列的外表面1901相反方向的外表面1902。隐藏在图19中的在天线单元1701相反侧面上的扩展部分1705也具有面对带贴片1908的阵列的外表面1903相反方向的外表面1904。
图19表示了罩215和216的每个的一部分，它们的每个都隐藏了大量贴片。
根据图20，第二天线主体104能够折叠到第一天线主体103上，见箭头2001，与见图15的天线单元第三实施例相同的方式成合拢的位置，见图21a。
第二天线主体104能够从第一天线主体103上打开，见图20中的箭头2002，并与见图15的天线单元的第三实施例相同的方式保持其位置。
根据图21a-b，第一铰链302能够使天线单元1701折叠到终端单元102上，见箭头2101，以此方式天线单元1701变得与终端单元102平行，见图21b。
第一铰链302也能够使天线单元1701从终端单元102上打开，见图21a中的箭头2102，以此方式天线单元1701能够定位在终端单元102与天线单元1701之间的特定第一角度603上。当它从终端单元102上打开时，第一铰链302安放得使天线单元1701能够保持其位置在特定第一角度603上。
图22是当天线单元1701对着终端单元102折叠时的天线单元1701、终端单元102和电池单元1201通过示于图21b中的C-C线的剖面图。电池单元1201连接到底表面206上并在折叠的第一天线主体103的扩展部分1702和1703之间。当天线单元1701对着终端单元102折叠时，电池单元1201被天线单元1701和终端单元102包围。
图23示意性地表示了连接到终端单元102的本发明天线单元2301的第五实施例的侧视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。该第五实施例是根据图17-22的第四实施例的进一步发展。
铰链2302连接到第一天线主体103的第二端部分202与第二天线主体104的第一端部分207上。
第一天线主体103耦合到带有与前面的天线单元1701的实施例相比，不同的第一附件2303的终端单元102上。
第一附件2303是允许在所有方向运动的球窝关节2303或类似装置。
关节2303连接到第一天线主体103的第一端部分201和终端单元102上。
第一端部分201隐藏在图23中。
根据图24a-b，该图是包括打开的天线单元2301的终端单元102的后视图，关节2303能够使天线单元2301沿其长轴2401转动180度，见箭头2402和2403。
图25，该图是包括打开的天线单元2301的终端单元102的后视图，分别表示了处于对着底表面206和212的折叠位置的扩展部分1702、1703、1704、1705。扩展部分1702和1703在图25中隐藏在扩展部分1704和1705后面。
图26示意性地表示了铰链2302能够使第二天线主体104折叠到第一天线主体103上，见箭头2601，以此方式第二天线主体104的底表面212面对处于关闭位置的第一天线主体103的底表面206，见图27a。
根据图27a，铰链2302能够使扩展部分1702、1703、1704、1705分别打开，分别连接到第一和第二天线主体103、104上，定位在处于关闭位置的底表面206和212之间。扩展部分1702和1704隐藏在图27a中。
铰链2302还能够使第二天线主体104从第一天线主体103上打开，见图26中的箭头2602，并且以第二天线主体104的正常矢量变得与第一天线主体103的正常矢量平行的方式保持其位置。
根据图27a-b，关节2303也能够使天线单元2301折叠到终端单元102上，见箭头2701，以此方式天线单元2301变得与终端单元102平行，见图27b。
关节2303也能够使天线单元2301从终端单元102上打开，见箭头2702，以此方式天线单元2301能够定位在终端单元102与天线单元2301之间的特定第一角度603上，见图26。当从终端单元102上打开时，关节2303安放的能够使天线单元2301在特定第一角度603上保持其位置。
图28分别是当天线单元2301对着终端单元102折叠时天线单元2301、终端单元102和两个电池单元2801、2802的沿示于图27b中的D-D线的剖面图。电池单元2801连接到底表面206并在第一天线主体103的折叠扩展部分1702和1703之间。电池单元2802连接到底表面212并在第二天线主体104的折叠扩展部分1704和1705之间。当天线单元2301折叠时，电池单元2801和2802分别由天线主体103、104和折叠的扩展部分1702、1703、1704、1705包围。
图29示意性地表示了连接到终端单元102的本发明的天线单元2901的第六实施例的侧视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。
天线主体103、104分别通过第一和第二导轨2902、2903耦合到终端单元102上。
第一天线主体103由天线支架2904a-b的第一对支持。天线支架2904a安放在第一天线主体103与第一导轨2902之间。
天线支架2904b安放在第一天线主体103和第二导轨2903之间。
第二天线主体104由天线支架2905a-b的第二对支持。天线支架2905a安放在第二天线主体104与第一导轨2902之间。
天线支架2905b安放在第二天线主体104与第二导轨2903之间。
导轨2902、2903分别可移动地连接到第一和第二轨道2906、2907。第一和第二轨道2906、2907分别连接到并沿终端单元102的背后。
第二导轨2903、第二轨道2907和天线支架2904b和2905b在图29中隐藏，但在图30是表示了。
第一和第二天线主体103、104分别包括第一和第二天线阵列213和214，如同在本发明前面的实施例中一样。
图30示意性地表示了终端单元102和分别带有第一和第二导轨2902、2903和第一和第二轨道2906、2907的天线单元2901的后视图。
第一轨道2906连接到并沿终端单元102的背面的第一侧面3001。第二轨道2907连接到并沿终端单元102的背面的第二侧面3002。
第一和第二天线主体103、104的宽度分别略小于前面的实施例。
根据图31，该图是天线单元2901的示意性顶视图，铰链3102连接到第一天线主体103的第二端部分202和第二天线主体104的第一端部分207上。铰链3102分别包括第一和第二端部分3103、3104。
铰链3102能够使天线主体103和104与它们的底表面206和212相互面对地折叠到一起，见图2a-d。
铰链3102第一端部分3103连接到第一导轨2902，和铰链3102第二端部分3104连接到第二导轨2903。
根据图32，当天线单元2901折叠时，天线单元2901和导轨2902、2903分别安放在终端单元102的背面上的凹处3201中。
天线支架2904a-b、2905a-b每一个分别包括第一和第二端部分，没有在任何图中表示。
天线支架2904a-b第一端部分连接到第一天线主体103，和天线支架2905a-b第一端部分连接到第二天线主体104。
根据图33b天线支架2904a的第二端部分和天线支架2905a的第二端部分连接到第一旋钮3304上。天线支架2904b第二端部分和天线支架2905b的第二端部分连接到第二旋钮3305上，隐藏在图33b中。
第一导轨2902包括槽3301a，其中插入了第一旋钮3304，和第二导轨2902包括槽3301b，其中插入了第二旋钮3305。槽3301b在图33b中隐藏了。
带有旋钮3304和3305的天线支架2904a-b和2905a-b安放得沿导轨2902和2903上下移动，以打开和折叠天线主体103和104。
天线单元2901安放得可通过导轨2902和2903沿轨道2906和2907向上移动来分别移出凹处3201，见图33a中的箭头3302。导轨安放得锁定在特定位置上，该位置允许天线主体103、104分别打开和使用，见图33b。
旋钮3304和3305安放的沿槽3301a-b向上移动，直到分别卡入导轨2902、2903每个中的制动凹孔3303a-b以将天线单元2901保持在工作位置(打开和使用)。
天线单元2901也安放得折叠和然后向下移动到终端单元102的背面的凹处3201，见图33a箭头3305。
图34示意性地表示了连接终端单元102的本发明天线单元3401的第七实施例的侧视图，分别包括第一和第二天线主体103、104。第七实施例是根据图29-33b的第六实施例的进一步发展。
如同在第四和第五实施例中一样，第一和第三扩展部分1702和1704分别安放在第一和第二天线主体103、104的底表面206、212的第一部分217、219上，紧接着侧部分203和209，见图2a-d。
隐藏在图34中的第二和第四扩展部分1703和1705分别安放在第一和第二天线主体103、104的底表面206、212的第二部分218、220上，紧接着天线单元3401相反侧面的侧部分204和210，见图2a-d。扩展部分1702和1703通过铰链1706和1707连接到第一天线主体103如同本发明第四和第五实施例。在图34中隐藏了铰链1706和1707但是在图35中表示。
扩展部分1704和1705通过铰链1708和1709连接到第二天线主体104如同本发明第四和第五实施例。在图34中隐藏了铰链1708和1709。
扩展部分1702-1705能够以本发明第四和第五实施例相同的方式折叠和打开。
扩展部分1702-1705包括天线阵列1905-1908，如同本发明第四和第五实施例。
天线支架2904a-b的第一对和天线支架2905a-b的第二对最好是带有低介电常数的材料。
图36示意性地表示了带有包装3201内的折叠位置中的天线单元3401的终端单元102的侧视图。
图37分别是天线单元3401、终端单元102和两个电池单元2801、2802沿图36所示的E-E线的剖面图。电池单元2801连接到底表面206并在一天线主体103的折叠扩展部分1702和1703之间。电池单元2802连接到底表面212并在第二天线主体104的折叠扩展部分1704和1705之间。
天线单元2901和3401也可以其顶表面205和211相互面对着折叠，见图2a-b。
图29和34中的打开的天线单元2901和3401安放在水平位置。打开的天线单元2901和3401也可以安放在水平位置与垂直位置之间的位置。
天线单元101、301、701、1401、1701、2301、2901和3401在许多图中作为连接到终端单元102的例子。天线单元也可以连接到其它能够工作在卫星通信系统中的便携无线单元，如寻呼机、电传、电子笔记本和通信装置。

Claims (51)

1.一种用于从/向便携无线终端单元发射和接收信号的天线单元(101、301、701、1401、1701、2301、2901、3401)，其中所述天线单元(101、301、701、1401、1701、2301、2901、3401)可移动地连接到所述无线终端，
特征在于所述天线单元(101、301、701、1401、1701、2301、2901、3401)包括：
带有接收装置(213)用于接收无线信号的一个第一天线主体(103)；
带有发射装置(214)用于发射无线信号的一个第二天线主体(104)；
和其中所述第一天线主体(103)和所述第二天线主体(104)相互可移动地安装。
2.根据权利要求1中所要求的一种天线单元，
特征在于在所述第一天线主体(103)上的所述接收装置(213)包括带有电可控波束的贴片(213)的一个第一阵列。
3.根据权利要求1或2中所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)上的所述发射装置(214)包括带有电可控波束的贴片(214)的一个第二阵列。
4.根据权利要求1-3中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述天线单元(101、301、701、1401、1701、2301、2901、3401)包括至少一个电池单元(1201、2801、2802)以向发射和接收装置提供电源。
5.根据权利要求1-4中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)包括：
一个第一和一个第二侧部分(203、204)；
一个第一和一个第二端部分(201、202)；
一个顶和一个底表面(205、206)，其中所述底表面(206)具有一个第一部分(217)，该部分在长度方向上扩展紧接着所述第一侧部分(203)和
一个第二部分(218)，该部分在长度方向上扩展紧接着所述第二侧部分(204)；
和所述第二天线主体(104)包括：
一个第一和一个第二侧部分(209、210)；
一个第一和一个第二端部分(207、208)；
一个顶和一个底表面(211、212)，其中所述底表面(212)具有一个第一部分(219)，该部分在长度方向上扩展紧接着所述第二天线主体(104)的所述第一侧部分(209)和一个第二部分(220)，该部分在长度方向上扩展紧接着所述第二天线主体(104)的第二侧部分(210)。
6.根据权利要求5中所要求的一种天线单元，
特征在于贴片(213)的所述第一阵列安装在所述第一天线主体(103)的所述顶表面(205)上，和贴片(214)的所述第二阵列安装在所述第二天线主体(104)的所述顶表面(211)上。
7.根据权利要求5或6中所要求的一种天线单元，
特征在于所述天线单元(101、301、701、1401、1701、2301)包括一个第一附件(302、2303)耦合到第一天线主体(103)的第一端部分(201)，其中所述第一附件(302、2303)安装得连接所述终端单元(102)。
8.根据权利要求7所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一附件(302、2303)安装得使天线单元(101、301、701、1401、1701、2301)能够：
折叠到所述终端单元(102)上；
从所述终端单元(102)上打开；
和相对于所述终端单元(102)定位在一个特定第一角度(603)上。
9.根据权利要求1-8中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)安装得滑动插入(401)和滑动拉出(402)所述第一天线主体(103)。
10.根据权利要求5-9中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)包括两个扩展部分(801、802)沿其第一和第二侧部分(203、204)安装，分别在共型配置中，其中所述扩展部分(801、802)的每个具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(803、804)。
11.根据权利要求10所要求的一种天线单元，
特征在于所述接收装置(213)包括安装在所述第一天线主体(103)的所述扩展部分(801、802)的每个所述外表面(803、804)上贴片的一个阵列(901，902)。
12.根据权利要求5-11中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)包括两个扩展部分(805、806)沿其第一和第二侧部分(209、210)，分别在一个共型配置中，其中每个所述扩展部分(805、806)具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(807、808)。
13.根据权利要求12所要求的一种天线单元，
特征在于所述发射装置(214)包括安装在所述第二天线主体(104)的所述扩展部分(805、806)的每个所述外表面(807、808)上贴片的一个阵列(903，904)。
14.根据权利要求13所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)的所述扩展部分(801、802)安装得定位在相对于所述第一天线主体(103)的所述顶表面(205)的第二角度(1001)上，和所述第二天线主体(104)的所述扩展部分(805、806)安装得定位在相对于所述第二天线主体(104)的所述顶表面(211)的第三角度(1002)上。
15.根据权利要求13所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二和第三角度的每个(1001，1002)都是90度。
16.根据权利要求5-9中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)包括沿所述第二天线主体(104)的所述第一和第二侧部分(209、210)的一个导轨(510、502)，和所述第一天线主体(103)包括连接到第一天线主体(103)的所述第一和第二侧部分(203、204)的一个轨道(503、504)，其中所述导轨(501、502)安装得插入所述轨道(503、504)中。
17.根据权利要求5-16中之一所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)上的所述电池单元(1201)向发射和接收装置提供电源。
18.根据权利要求5-8中之一所要求的一种天线单元，
特征在于一个第二附件(1402)耦合到第一天线主体(103)的第二端部分(202)和第二天线主体(104)的第一端部分(207)上。
19.根据权利要求18所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)包括两个扩展部分(1702、1703)分别沿所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)的第一和第二部分(217、218)安装，其中所述扩展部分(1702、1703)的每个具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(1901、1902)。
20.根据权利要求19所要求的一种天线单元，
特征在于在所述第一天线主体(103)上的所述扩展部分(1702、1703)可折叠地安装在所述第一天线主体(103)上。
21.根据权利要求20所要求的一种天线单元，
特征在于在所述第一天线主体(103)上的所述扩展部分(1702、1703)的每个安装得对着所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)折叠。
22.根据权利要求19-21中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述接收装置(213)包括安装在所述第一天线主体(103)的所述扩展部分上的每个所述外表面(1901、1902)上贴片(1905、1906)的一个阵列。
23.根据权利要求18-22中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)包括两个扩展部分(1704、1705)分别沿所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)的第一和第二部分(219、220)安装，其中所述扩展部分(1704、1705)的每个具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(1903、1904)。
24.根据权利要求23所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)上的所述扩展部分(1704、1705)可折叠地安装在所述第二天线主体(104)上。
25.根据权利要求24所要求的一种天线单元，
特征在于在所述第二天线主体(104)上的所述扩展部分(1704、1705)的每个安装得对着所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)折叠。
26.根据权利要求23-25中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述发射装置(214)包括安装在所述第二天线主体(104)的所述扩展部分上的每个所述外表面(1903、1904)上的贴片(1907、1908)的一个阵列。
27.根据权利要求23-26中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)的所述扩展部分(1702、1703)安装得定位在相对于所述第一天线主体(103)的所述顶表面(205)的第二角度(1001)上，和所述第二天线主体(104)的所述扩展部分(1704、1705)安装得定位在相对于所述第二天线主体(104)的所述顶表面(211)的第三角度(1002)上。
28.根据权利要求18-27中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二附件(1402)安装得使所述第二天线主体(104)能够以所述第二天线主体(104)的顶表面(211)面对所述第一天线主体(103)的顶表面(205)的方式折叠到所述第一天线主体(103)上。
29.根据权利要求28所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二附件(1402)安装得使第二天线主体(104)能够从第一天线主体(103)上打开并以第二天线主体(104)顶表面(215)的正常矢量面对第一天线主体(103)的顶表面(205)正常矢量相同方向的方式保持其位置。
30.根据权利要求18-27中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二附件(1402)安装得使第二天线主体(104)能够以第二天线主体(104)的底表面(212)面对第一天线主体(103)的底表面(206)的方式折叠到第一天线主体(103)上。
31.根据权利要求30所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二附件(1402)安装得使第二天线主体(104)能够从第一天线主体(103)上打开并以第二天线主体(104)顶表面(211)的正常矢量面对第一天线主体(103)的顶表面(205)正常矢量相同方向的方式保持其位置。
32.根据权利要求18-31中之一所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)上的所述电池单元(2802)向发射和接收装置提供电源。
33.根据权利要求18-31中之一所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)上的所述电池单元(1201、2801)向发射和接收装置提供电源。
34.根据权利要求18-31中之一所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)和所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)上的所述电池单元(1201、2801、2802)向发射和接收装置提供电源。
35.根据权利要求5或6所要求的一种天线单元，
特征在于一个第二附件(3102)耦合到第一天线主体(103)的第二端部分(202)和第二天线主体(104)的第一端部分(207)上，其中所述第二附件(3102)包括一个第一(3103)和一个第二(3104)端部分。
36.根据权利要求35所要求的一种天线单元，
特征在于所述附件(3102)安装得使第二天线主体(104)和第一天线主体(103)能够以第二天线主体(104)底表面(212)面对第一天线主体(103)的底表面(206)的方式相互折叠。
37.根据权利要求35或36所要求的一种天线单元，
特征在于所述附件(3202)的所述第一端部分(3103)耦合到一个第一导轨(2902)上，和所述附件(3202)的所述第二端部分(3204)耦合到一个第二导轨(2903)上，其中所述导轨(2902、2903)可移动地连接到终端单元(102)。
38.根据权利要求35-37中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一导轨(2902)连接一个第一轨道(2906)和所述第二导轨(2903)连接所述终端单元(102)背面上的一个第二轨道(2907)，这使得所述天线单元(102)能够沿所述终端单元(102)上下移动。
39.根据权利要求35-38中之一所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)包括两个扩展部分(1702、1703)分别沿所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)的第一和第二部分(217、218)安装，其中所述扩展部分(1702、1703)的每个具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(1901、1902)，其中所述接收装置(213)包括每个所述外表面(1901、1902)上安装的贴片(1905、1906)的一个阵列。
40.根据权利要求39所要求的一种天线单元，
特征在于所述第一天线主体(103)上的所述扩展部分(1702、1703)可折叠地安装在所述第一天线主体(103)上。
41.根据权利要求39或40所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(103)包括两个扩展部分(1704、1705)分别沿所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)的第一和第二部分(219、220)安装，其中所述扩展部分(1704、1705)的每个具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(1903、1904)，其中所述接收装置(214)包括每个所述外表面(1903、1904)上安装的贴片(1907、1908)的一个阵列。
42.根据权利要求41所要求的一种天线单元，
特征在于所述第二天线主体(104)上的所述扩展部分(1704、1705)可折叠地安装在所述第二天线主体(104)上。
43.根据权利要求35-42之一中所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)上的所述电池单元(2802)向发射和接收装置提供电源。
44.根据权利要求35-42之一中所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)上的所述电池单元(2801)向发射和接收装置提供电源。
45.根据权利要求35-42中之一所要求的一种天线单元，
特征在于连接到所述第一天线主体(103)的所述底表面(206)和所述第二天线主体(104)的所述底表面(212)上的所述电池单元(2801、2802)向发射和接收装置提供电源。
46.一种便携无线单元(100)包括带有无线发射和接收电路元件的一个终端单元(102)和一个可移动连接的天线单元(101、301、701、1401、1701、2301、2901、3401)，
特征在于所述天线单元(101、301、701、1401、1701、2301、2901、3401)包括：
带有以电转动波束用于接收无线信号的贴片(213)的一个第一阵列的第一天线主体(103)；
带有以电转动波束用于发射无线信号的贴片(214)的一个第二阵列的第二天线主体(104)；
和其中所述第一天线主体(103)和所述第二天线主体(104)相互可移动地安装。
47.权利要求46所要求的一种便携无线单元(100)，
特征在于所述第二天线主体(104)安装得滑动插入(401)和滑动拉出(402)所述第一天线主体(103)。
48.权利要求46所要求的一种便携无线单元(100)，
特征在于一个第二附件(1402)耦合到第一天线主体(103)的第二端部分(202)和第二天线主体(104)的第一端部分(207)上，其中所述第二附件(1402)安装得使第二天线主体(104)能够以第二天线主体(104)顶表面(211)面对第一天线主体(103)的顶表面(205)的方式折叠到所述第一天线主体(103)上。
49.权利要求46所要求的一种便携无线单元(100)，
特征在于一个第二附件(1402)耦合到第一天线主体(103)的第二端部分(202)和第二天线主体(104)的第一端部分(207)上，其中第二附件(1402)安装得使第二天线主体(104)能够以第二天线主体(104)底表面(212)面对第一天线主体(103)的底表面(206)的方式折叠到第一天线主体(103、1501)上。
50.权利要求46-49之一中所要求的一种便携无线单元(100)，
特征在于所述第一天线主体(103)包括两个扩展部分(801、802、1702、1703)，其中每个所述扩展部分(801、802、1702、1703)具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(803、804、1901、1902)，和其中所述接收装置(213)包括安装在所述第一天线主体(103)的所述扩展部分(801、802、1702、1703)上的每个所述外表面(803、804、1901、1902)上的贴片(901、902、1905、1906)的一个阵列。
51.权利要求46-50之一中所要求的一种便携无线单元(100)，特征在于所述第二天线主体(104)包括两个扩展部分(805、806、1704、1705)，其中每个所述扩展部分(805、806、1704、1705)具有在基本上相反方向上相互面对的一个外表面(807、808、1903、1904)，和其中所述发射装置(214)包括安装在所述第二天线主体(104)的所述扩展部分(805、806、1704、1705)上的每个所述外表面(807、808、1903、1904)上的贴片(903、904、1907、1908)的一个阵列。
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