專(zhuān)利名稱：天線結(jié)構(gòu)和無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線結(jié)構(gòu)和使用該天線結(jié)構(gòu)的一種無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)(timepiece)，更具體地說(shuō)涉及被構(gòu)成即使當(dāng)該天線結(jié)構(gòu)靠近一個(gè)金屬物體放置時(shí)也不降低其無(wú)線電波接收性能的一種天線結(jié)構(gòu)，并且還涉及使用該天線結(jié)構(gòu)的一種無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用無(wú)線電波的各式手表已經(jīng)商業(yè)化。
具體地說(shuō)，已有的配備無(wú)線電的手表的形成是把無(wú)線電功能加到一個(gè)手表中來(lái)接收廣播無(wú)線電波而獲得預(yù)定的信息，并且無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)或遙控手表中把攜帶時(shí)間碼的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線電波接收來(lái)將使用中的手表的時(shí)間自行調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
然而，對(duì)于這種使用無(wú)線電波的手表來(lái)說(shuō)，一個(gè)時(shí)計(jì)組成的配置或設(shè)計(jì)將全然不同于普通時(shí)計(jì)的組成的配置或設(shè)計(jì)，并且還需要考慮不消弱接收性能。
更具體地說(shuō)，在手表的使用方面存在的問(wèn)題是一方面如何提高天線的接收性能，而在另一方面還存在涉及尺寸及設(shè)計(jì)的局限性，因?yàn)樵撎炀€要被放置在手表中或外殼的一部分中。
尤其是該大為影響該無(wú)線電波接收性能的天線與一塊普通手表的其它成分相比具有相對(duì)大的尺寸，而且布局的限制將引發(fā)相對(duì)于該接收性能的問(wèn)題。比如，一般的情況是采用各種類(lèi)型的天線，象內(nèi)部安裝式的天線、外部安裝式的天線、可延長(zhǎng)式的天線以及編碼式天線。
作為內(nèi)部安裝式的天線，在過(guò)去主要使用由一個(gè)磁心和線圈組成的棒形天線。
但在該情況中，當(dāng)天線安裝在手表內(nèi)部時(shí)，需要實(shí)施針對(duì)殼體材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)等工程以使得不降低該天線的接收性能。
在同時(shí)使用例如同時(shí)外部安裝式天線的編碼式天線以及可延長(zhǎng)式天線與盒式收錄機(jī)單元、耳機(jī)等一起使用的情況下，需要實(shí)施提供涉及時(shí)計(jì)及可收藏和耐久性的總體設(shè)計(jì)的工程。
在此情況下，除了進(jìn)一步小型化和便攜性之外，需要提供為了進(jìn)一步改進(jìn)手表裝飾設(shè)計(jì)的考慮，當(dāng)然是要不引起天線裝置的接收性能的降低還要帶來(lái)便攜性和裝飾性的設(shè)計(jì)。
就該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)而言，決定該接收性能的是天線特性和接收電路的特性。
在現(xiàn)階段，一個(gè)接收電路或接收IC的輸入信號(hào)的下限是大約1μv的信號(hào)振幅。為了獲得實(shí)際的接收性能，要求接收天線具有獲得一輸出信號(hào)的能力，該輸出信號(hào)具有在40到50dBμV/m的電場(chǎng)強(qiáng)度(信號(hào)強(qiáng)度)的大約1μV的信號(hào)幅度。
這樣一來(lái)，由于強(qiáng)加的尺寸限制，通常的做法是使用諧振類(lèi)型的接收天線實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的增加。
作為這種類(lèi)型的接收天線，由于該無(wú)線電波是長(zhǎng)波長(zhǎng)，所以通常的實(shí)踐是使用以圍繞磁心纏繞導(dǎo)線形成的一個(gè)棒狀天線。
在這種天線中，如此形成的接收天線的輸出基本上與該接收天線的大小成正比，以致該天線的尺寸不能被降低到如此之小而獲得實(shí)際接收性能。在例如一個(gè)手表的小天線的情況下，諸如接收性能和布局的因素就成了問(wèn)題。
另外，在天線放置金屬外殼內(nèi)部時(shí)，該接收天線的輸出被實(shí)際降低。
為此，對(duì)于使用無(wú)線電波的手表來(lái)說(shuō)，需要的部件配置和設(shè)計(jì)完全不同于通常時(shí)計(jì)的部件配置和設(shè)計(jì)，此外也要考慮不消弱無(wú)線電波的接收性能。
對(duì)于手表來(lái)說(shuō)，緊密性、薄、便攜性設(shè)計(jì)的自由度和厚重感覺(jué)(優(yōu)質(zhì)感覺(jué))都是重要因素，并且要求一個(gè)把天線置在手表金屬外殼之內(nèi)的構(gòu)型。
通常，無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)首先使用的技術(shù)在于把天線外部地安裝在時(shí)計(jì)上，或使用把天線內(nèi)部地安裝時(shí)計(jì)之內(nèi)的技術(shù)。
對(duì)于具有由金屬材料組成的底蓋部分和側(cè)邊部分的一個(gè)手表來(lái)說(shuō)，通常的實(shí)踐是把接收天線安裝在表的外表面上。
該接收天線的外殼由例如塑料等非金屬材料形成，以便不降低接收性能，從而具有該表的周邊大為凸出形狀。這將損害緊密性、薄和便攜性，并且降低了設(shè)計(jì)的自由度。
在接收天線安裝在表的內(nèi)部的系統(tǒng)中，使用例如陶瓷或塑料的材料做外殼(底蓋部分與側(cè)邊部分)將不會(huì)降低接收性能。但是，由于該材料強(qiáng)度低，所以時(shí)計(jì)的厚度將變厚，從而損害了保存性、便攜性，并且增加了設(shè)計(jì)的局限性。
此外，該形成的時(shí)計(jì)在在外觀上具有差的厚重感。
如此，如在日本未經(jīng)審查的專(zhuān)利公開(kāi)H2-196408中公開(kāi)的那樣，金屬天線被放置在手表的皮革表帶中。
此外，如本申請(qǐng)人的日本未審查的實(shí)用新型H5-81787公開(kāi)的那樣，建議的一種無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)中的天線形成方式把一個(gè)線圈纏繞在放置在刻度盤(pán)和表蒙玻璃之間的磁心上，從而使得該天線與干擾該無(wú)線電波的主金屬外殼分離并且具有一個(gè)唯一設(shè)計(jì)的手表。
另外，國(guó)際專(zhuān)利公布WO95/27928公開(kāi)了一種手表構(gòu)型，其中把一個(gè)天線安裝在手表殼的旁側(cè)部分。
此外，歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)公布0382130公開(kāi)了一個(gè)時(shí)計(jì)，其中的天線放置具有在該外殼表面上的環(huán)狀構(gòu)型。
但是，在這種以天線放置在表帶上的傳統(tǒng)配置中，由于天線被建在該表帶之內(nèi)，所以需要實(shí)現(xiàn)在天線與內(nèi)裝在主體中的一個(gè)電子裝置之間的電傳導(dǎo)。這樣一來(lái)，充分的柔性不能被施加到在該之間表帶和天線之間的連接部分。
此外，不能采用干擾無(wú)線電波的金屬表帶，并且因此應(yīng)該使用例如橡膠表帶的一種專(zhuān)用連接表帶，結(jié)果是引起材料和設(shè)計(jì)的局限性的問(wèn)題。
在天線放置在頂面或側(cè)區(qū)的情況下，該天線與該時(shí)計(jì)主體金屬部分分離。這將引起該時(shí)計(jì)需要被總體成形過(guò)大或過(guò)厚的問(wèn)題，并且因此受到設(shè)計(jì)的局限性。
在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)0382130公開(kāi)的技術(shù)中，由于在在該帶環(huán)中的金屬的存在而不能執(zhí)行接收，所以存在的問(wèn)題是在實(shí)際應(yīng)用中該天線將被獨(dú)立于時(shí)計(jì)放置。
此外，日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)11-64547公開(kāi)了一種手表，成形的方式是在電路板的周邊部分的一個(gè)凹處提供一個(gè)線圈，并且把一磁心放置在沿該電路板的周邊方向延伸的環(huán)形拱中。但是，存在的問(wèn)題是該加工過(guò)程復(fù)雜，并且在制造階段中的組裝操作復(fù)雜。
在日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)2001-33571和2001-305244中，公開(kāi)的手表的表蒙玻璃和底蓋部分是由例如玻璃或陶瓷材料的非金屬材料組成，并且在提供的一配置中通過(guò)利用傳統(tǒng)的金屬材料來(lái)使得無(wú)線電波充分地到達(dá)天線。
總之，根據(jù)上述傳統(tǒng)實(shí)例，其構(gòu)型設(shè)計(jì)是根據(jù)這樣的事實(shí)，即當(dāng)接收天線放置在金外殼殼體內(nèi)部時(shí)該接收天線的輸出將被顯著地降低，并且因此在傳統(tǒng)時(shí)計(jì)的實(shí)例中，該底蓋部分是由非金屬材料組成，以便減少該輸出的降低，并且該金屬邊側(cè)部分由金屬組成，以便展示該時(shí)計(jì)的高級(jí)別的厚重感。
然而，在這些傳統(tǒng)實(shí)例中，由于使用了玻璃或陶瓷材料，所以出現(xiàn)的問(wèn)題在于該時(shí)計(jì)的厚度的增加。
在此情況下，傳統(tǒng)的做法將無(wú)法超越使用具有大尺寸的高靈敏度天線結(jié)構(gòu)，或僅在高無(wú)線電波電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)域中使用該時(shí)計(jì)。
這樣一來(lái)就損害了該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)所需要的可用性，并且結(jié)果增加了包括該設(shè)計(jì)成本的該天線結(jié)構(gòu)的制造成本。
在具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)時(shí)計(jì)中，無(wú)線電波肯定能夠到達(dá)該時(shí)計(jì)的天線，而給用戶的印象好像是該時(shí)計(jì)是通過(guò)把一個(gè)薄金屬板加在底蓋部分的金屬板上制成的。
可是存在的問(wèn)題是，每一時(shí)計(jì)都在其外觀上缺乏重量感或堅(jiān)實(shí)感，以致削弱了高質(zhì)量產(chǎn)品的形象。
此外，由于接收天線是內(nèi)置在金屬邊側(cè)部分中，所以天線的輸出被降低，并且因此相應(yīng)地降低了接收性能。
所以，過(guò)去的那種具有全金屬外殼主體的高質(zhì)形象的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)已不復(fù)存在。
即，上述的本發(fā)明是在根據(jù)下列概念的背景中開(kāi)發(fā)的。在天線被內(nèi)置于該時(shí)計(jì)之中的情況中，由于該底蓋部分是由金屬材料組成，所以該底蓋部分具有導(dǎo)電性。如此，即使在無(wú)線電波已經(jīng)達(dá)到該手表時(shí)，磁通量也是被底蓋部分吸收，從而該無(wú)線電波不能達(dá)到該天線部分。
因此，傳統(tǒng)的做法將無(wú)法超越使用具有大尺寸的高靈敏度天線結(jié)構(gòu)，或在在更無(wú)線電波電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)域中使用該時(shí)計(jì)。這就損害了該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)所需要的可用性，并且結(jié)果增加了包括該設(shè)計(jì)成本的該天線結(jié)構(gòu)的制造成本。
而且，在具有由非金屬材料制成的底蓋部分結(jié)構(gòu)的手表中，該無(wú)線電波將保證能夠確實(shí)地到達(dá)時(shí)計(jì)的天線，同時(shí)給一個(gè)用戶的印象好像是該時(shí)計(jì)是通過(guò)把一個(gè)薄金屬板加到底蓋部分上而制成的金屬時(shí)計(jì)。
可是存在的問(wèn)題是，每一時(shí)計(jì)都在其外觀上缺乏重量感或堅(jiān)實(shí)感，以致削弱了高質(zhì)量產(chǎn)品的形象。
而且，當(dāng)天線被內(nèi)置在該金屬外殼中時(shí)，Q值(天線特性指數(shù))被降低，天線的輸出(增益)被降低，從而出現(xiàn)的問(wèn)題是不能實(shí)現(xiàn)良好的信息傳遞。
所以傳統(tǒng)的具有全金屬外殼的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)提供高質(zhì)量感覺(jué)事實(shí)上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是解決上述傳統(tǒng)的問(wèn)題，并且提供可用在金屬外殼中的具有高接收性能并且既無(wú)材料局限性又無(wú)設(shè)計(jì)局限性的一種天線結(jié)構(gòu)，并且提供使用該天線結(jié)構(gòu)并且具有一個(gè)完整金屬外殼的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種手表的天線裝置，防止手表具有增加厚度的成形而變得笨重，并且提供良好的手腕耐磨性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明實(shí)際采用了下面描述的技術(shù)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第一方面是一種接收將被使用在一個(gè)金屬外殼內(nèi)部的無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)的特征在于具有一種結(jié)構(gòu)其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞，而且能夠從該金屬外殼的外部接收一個(gè)磁通量。
本發(fā)明的第二方面是一種接收將被使用在一個(gè)金屬外殼內(nèi)部的一個(gè)無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)的其特征在于包括其中一個(gè)線圈圍繞一個(gè)磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑以及其中該線圈不圍繞該磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑，沿著該磁心形成的磁路徑具有類(lèi)似于一種閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，在形成該閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)的該天線結(jié)構(gòu)的該磁路徑的一部分中提供一個(gè)間隙，該磁路徑的該間隙部分被構(gòu)成具有的磁阻或磁導(dǎo)率不同于該磁路徑其它部分的磁阻或磁導(dǎo)率，并且該天線結(jié)構(gòu)具有一種結(jié)構(gòu)其中來(lái)自該金屬外殼外部的磁通量能夠被接收，但是由諧振產(chǎn)生的磁通量將幾乎不泄露到該磁路徑的外部。
本發(fā)明的第三方面是由上述第一和第二方面限定的一種天線結(jié)構(gòu)，其中該輔磁路徑的磁阻構(gòu)成大于該主磁路徑的磁阻。
本發(fā)明的第四方面是由上述第一到第三方面限定的一種天線結(jié)構(gòu)，其中該間隙是一個(gè)空氣間隙。
本發(fā)明的第五方面是接收無(wú)線電波的一種天線結(jié)構(gòu)，并且包括至少一個(gè)磁心部分和提供在該磁心部分至少一部分上的一個(gè)線圈部分，該天線結(jié)構(gòu)包括其中一個(gè)線圈被圍繞該磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中的線圈不圍繞該磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑，該磁路徑沿著該磁心形成具有一個(gè)閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)這一天線結(jié)構(gòu)被使用在一個(gè)金屬材料出現(xiàn)在該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況下時(shí)，該天線結(jié)構(gòu)具有在本發(fā)明中限定的不低于10％的一個(gè)Q值保存比例Rq。
本發(fā)明的第六方面是具有與第五方面類(lèi)似并且適于使用在該天線結(jié)構(gòu)的附近出現(xiàn)一個(gè)金屬目標(biāo)的環(huán)境下，特征在于在該天線結(jié)構(gòu)的附近出現(xiàn)一個(gè)金屬目標(biāo)的環(huán)境下，在本發(fā)明中限定的一個(gè)最大增益的減小比例不高于60％。
本發(fā)明的第七方面是一種天線結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成使得該天線結(jié)構(gòu)包括其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中線圈不圍繞該磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑，該磁路徑沿著該磁心形成以便形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且該天線結(jié)構(gòu)進(jìn)一步能夠接收在一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一是由金屬材料制成的一個(gè)時(shí)計(jì)中排列的無(wú)線電波，該天線結(jié)構(gòu)的其特征在于，其天線結(jié)構(gòu)的L值不大于1600mH。
本發(fā)明的第八方面是一種天線結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成使得該天線結(jié)構(gòu)包括其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中線圈不圍繞該磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑，該磁路徑沿著該磁心形成以便形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且該天線結(jié)構(gòu)進(jìn)一步能夠接收在一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一是由金屬材料制成的一個(gè)時(shí)計(jì)中排列的無(wú)線電波，該天線結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步特征在于，其天線結(jié)構(gòu)的繞組電阻不大于1KΩ。
本發(fā)明的第九方面是一種天線結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成使得該天線結(jié)構(gòu)包括其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中線圈不圍繞該磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑，該磁路徑沿著該磁心形成以便形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且該天線結(jié)構(gòu)進(jìn)一步能夠接收在一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一是由金屬材料組成的一個(gè)時(shí)計(jì)中提供的無(wú)線電波，該天線結(jié)構(gòu)的其特征在于，其天線線圈的匝數(shù)值不小于400。
本發(fā)明的第十方面是一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，包括由金屬組成的一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一，并且當(dāng)天線安裝在該時(shí)計(jì)之內(nèi)時(shí)，使用如上述方面任何之一限定的天線結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第十一方面一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；時(shí)間保持裝置，用于根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間保持信息；顯示裝置，用于根據(jù)該時(shí)間保持信息顯示一個(gè)時(shí)間信息；用于接收具有基準(zhǔn)時(shí)間信息的接收裝置，和時(shí)間信息校正裝置，該時(shí)間信息校正裝置用于根據(jù)從一個(gè)接收裝置接收的接收信號(hào)校正從該時(shí)間保持裝置輸出的時(shí)間信息，并且其中該接收裝置包括具有由上述方面任何之一限定的結(jié)構(gòu)的一種天線結(jié)構(gòu)。
具有本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)采用了如上所述的技術(shù)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)使用該天線結(jié)構(gòu)而容易地獲得該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)；該天線結(jié)構(gòu)具有高接收效率，并且通過(guò)使用不對(duì)傳統(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和/或形狀做很大改變的具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)來(lái)提高與傳統(tǒng)手表不同的該手表本身的尺寸和厚度的設(shè)計(jì)自由度，并且實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。
附圖描述

圖1是本發(fā)明的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)例配置的示意圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)例結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3是表示與本發(fā)明和傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的金屬板的影響相關(guān)的衰減因數(shù)的Q值的曲線圖。
圖4是表示與本發(fā)明和傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的金屬板的影響相關(guān)的增益變化的曲線圖。
圖5是表示在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的實(shí)際例如的情況下的間隙距離和Q值中的變化的狀態(tài)的曲線圖。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)的配置的實(shí)際實(shí)例的平面圖。
圖7是本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)間隙部分的實(shí)例構(gòu)造的示意圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的實(shí)例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的分別部件的布局結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的分別部件的布局配置的另一實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的分別部件的布局配置的另一實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖12是表示天線結(jié)構(gòu)的金屬外殼的影響的曲線圖。
圖13是表示天線結(jié)構(gòu)的金屬外殼的影響的曲線圖。
圖14是用于根據(jù)本發(fā)明的天線增益和Q的一個(gè)測(cè)量方法的實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖15是用于根據(jù)本發(fā)明的天線增益和Q的一個(gè)測(cè)量方法的實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖16是用于根據(jù)本發(fā)明的天線增益和Q的一個(gè)測(cè)量方法的實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖17是用于根據(jù)本發(fā)明的天線增益和Q的一個(gè)測(cè)量方法的實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖18示出本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)中的一個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)的配置的實(shí)際實(shí)例的平面圖。
圖20是表示根據(jù)本發(fā)明的該第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)中的L值和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)中的匝數(shù)(T)和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖22是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)中的繞組電阻(Ω)和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖23是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)中的繞組電阻(Ω)和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖24示出一個(gè)電路配置的框圖，該電路配置用于改變根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)一個(gè)天線結(jié)構(gòu)諧振頻率。
圖25是表示與本發(fā)明的第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的金屬板影響相關(guān)的Q值變化的曲線圖。
圖26是表示與本發(fā)明的第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的金屬板影響相關(guān)的增益變化的曲線圖。
圖27是在使用根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)際實(shí)例的情況下的該空氣間隙距離、增益、和Q值中的變化狀態(tài)的曲線圖。
圖28是本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的配置的另一實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖29是本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的配置的另一實(shí)際實(shí)例的示意圖。
圖30是在本發(fā)明第二實(shí)施例中的一個(gè)頻率-L值特性示意圖。
圖31是在本發(fā)明第二實(shí)施例中的一個(gè)繞組電阻-天線Q值特性示意圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來(lái)描述使用本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)的實(shí)施例和一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)。
(第一實(shí)施例)下面將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第一方面的天線結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)例的構(gòu)形。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明第一方面的實(shí)際實(shí)例中，天線結(jié)構(gòu)2接收將在金屬外殼3內(nèi)部使用的無(wú)線電波。天線結(jié)構(gòu)2的構(gòu)成包括其中圍繞磁心6纏繞線圈的一個(gè)主磁路徑21和其中不圍繞該磁心纏繞線圈的一個(gè)輔磁路徑22，這將形成一個(gè)輔磁通道天線磁心9′。
另外，沿著磁心6形成的磁路徑12形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，在該天線結(jié)構(gòu)2的磁路徑12的一部分中提供一個(gè)間隙10。該間隙10部分的構(gòu)成使得其具有不同于該磁路徑其它部分的磁阻或磁導(dǎo)率。
在這一結(jié)構(gòu)中，能夠從該金屬外殼的外部接收一個(gè)外部磁通量4，而由諧振產(chǎn)生的磁通量7幾乎不泄漏到外部。
此外，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2中，輔磁路徑22的磁阻高于主磁路徑21的磁阻。
如圖2所示，為了描述一個(gè)傳統(tǒng)的情況，假設(shè)具有導(dǎo)電性的金屬外殼103，例如用作一個(gè)時(shí)計(jì)外殼的不銹鋼或鈦合金的邊側(cè)部分和/或底蓋部分(在本發(fā)明中，這些部分在下面將被稱為″金屬外殼″)，被放置在接收外部無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)102的附近，或與該天線結(jié)構(gòu)102接觸。
在此情況中，認(rèn)為由外部無(wú)線電波引起的磁通量104由金屬外殼103吸收，以使外部無(wú)線電波達(dá)不到天線結(jié)構(gòu)102，并且該天線的輸出被降低。如此，已經(jīng)采取了對(duì)策措施。例如，為了提高天線結(jié)構(gòu)102的靈敏度，該天線結(jié)構(gòu)102本身已被加大成形，或把天線結(jié)構(gòu)102提供在外殼103的外部，或該外殼103由塑料或陶瓷組成以便替代金屬外殼103。同時(shí)，例如把薄金屬板或金屬敷層加到該非金屬的物質(zhì)的表面上來(lái)改善外觀質(zhì)量。
但是在多方面的研究之后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述解決傳統(tǒng)問(wèn)題的概念實(shí)際上是不正確的。應(yīng)該指出，即使在具有導(dǎo)電性的金屬外殼103出現(xiàn)在天線結(jié)構(gòu)102的附近或接觸這天線結(jié)構(gòu)102的情況中，該外部無(wú)線電波也基本上達(dá)到該天線結(jié)構(gòu)102，并且因此問(wèn)題在于下列方面。如圖2所示，當(dāng)該天線結(jié)構(gòu)102諧振時(shí)，該天線結(jié)構(gòu)102的磁心109產(chǎn)生的磁力線107(磁通量)被吸引到該金屬外殼103。這將引起渦流并且造成磁能損失，從而降低天線Q值并且降低從天線結(jié)構(gòu)102輸出的信號(hào)幅度，從而嚴(yán)重降低接收性能。
在下面將更詳細(xì)地描述這些問(wèn)題。例如參考圖2，現(xiàn)假設(shè)外殼是金屬外殼103，即邊側(cè)部分和底蓋部分由金屬材料組成，則用于接收無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)102放置在金屬外殼103中，并且接收一個(gè)無(wú)線電波。
在此情況中，當(dāng)外部無(wú)線電波的磁通量104的流量試圖從外部進(jìn)入時(shí)計(jì)101時(shí)，將梢有衰減(例如大約-3dB)，該流量實(shí)質(zhì)上不被干擾地達(dá)到該天線結(jié)構(gòu)102。
可是，當(dāng)該天線結(jié)構(gòu)102在接收由無(wú)線電波引起的磁通量而被諧振時(shí)，即在電能和磁能之間交替能量變換狀態(tài)過(guò)程中，由諧振產(chǎn)生的從天線結(jié)構(gòu)102的磁心109的一端部分輸出的磁通量流量107將被吸收到該金屬材料的外殼103中。
因此，不言而喻的是產(chǎn)生的渦流將吸收由該諧振引起的該磁通量流量107的能量，結(jié)果是降低來(lái)自天線結(jié)構(gòu)102的諧振輸出。
下面的表1和2分別示出天線的增益和天線的Q值的測(cè)量結(jié)果，其中將一個(gè)天線單獨(dú)使用而不伴隨金屬材料，并且同一個(gè)天線以諧振狀態(tài)和非諧振狀態(tài)使用在現(xiàn)有的靠近該天線的金屬外殼之內(nèi)。
在上述實(shí)驗(yàn)中，鈦(Ti)被用作金屬外殼的材料，通過(guò)以400匝的導(dǎo)體纏繞在鐵氧體磁心上形成的一個(gè)傳統(tǒng)天線被用于該天線結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)附加或分離一個(gè)諧振電容器的操作來(lái)調(diào)整諧振或非諧振的操作。
在本實(shí)際實(shí)例中采用40KHz的諧振頻率。
此外，下面將描述在本試驗(yàn)中的測(cè)量方法。
表1 天線增益單獨(dú)使用的天線金屬外殼衰減因數(shù)(dB)諧振 -31dB -62dB -31dB非諧振-71.5dB -74.2dB -2.7dB表2 天線Q值單獨(dú)使用的天線金屬外殼衰減因數(shù)(dB)諧振 114 3 -31dB圖12和13示出該實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從該結(jié)果能夠得知，當(dāng)天線在非諧振狀態(tài)中時(shí)，天線接收由外部無(wú)線電波引起磁通量并且輸出根據(jù)匝數(shù)的電壓。
如此，當(dāng)在天線被獨(dú)立使用的狀態(tài)中和天線被提供在金屬外殼之內(nèi)的狀態(tài)中的增益相比較，能夠得知即使在該金屬外殼中也將接收至少大約70％(大約-3dB)的外部無(wú)線電波。
另一方面，當(dāng)天線在諧振狀態(tài)中時(shí)，該增益在存在金屬外殼的情況中被減少了32dB之多。更具體地說(shuō)，該天線輸出被降低大約1/40。另外可以得知，在天線獨(dú)立于金屬材料使用的一個(gè)114的Q值被降低到在存在該金屬外殼的情況下的為3的Q值，其中所示的31dB的衰減即大約為1/40的縮小比率。
從上面所示的結(jié)果能夠理解，由于Q值被降低，引起該天線輸出在該金屬外殼中被顯著降低，但是認(rèn)為該外部無(wú)線電波達(dá)不到該外殼之內(nèi)則是不真實(shí)的。
下面將描述表示該諧振天線特性的Q值。
圖17是表示頻率和天線輸出之間關(guān)系的曲線圖。在圖17中，天線輸出信號(hào)最高的頻率被指示為諧振頻率f0。
另外在圖17當(dāng)由″A″指示的電平從該最高的天線輸出點(diǎn)低到大約3dB 并且該頻率施加的輸出電平由f1和f2表示時(shí)，該Q計(jì)算如下。
Q值＝諧振頻率f0/(f2-f1)利用另一解釋方式，該Q值表示在諧振狀態(tài)中的天線的能量損耗的水平；當(dāng)該能量損耗降低時(shí)，Q值增加，其中該天線輸出變成對(duì)應(yīng)于由實(shí)際在非諧振狀態(tài)的天線輸出乘以該Q值而獲得的一個(gè)值。
當(dāng)考慮獨(dú)立使用的天線增益和表格1和2的Q值，即相對(duì)于114的Q值之間的關(guān)系時(shí)，該諧振/非諧振增益增益比是大約40dB，比非獨(dú)立使用時(shí)高出100倍。
即，隨著Q值提高，該天線輸出正比地改善，從而該天線結(jié)構(gòu)所需的性能被確定為是足夠的。
同時(shí)，該Q值是表示能量損耗水平的一個(gè)指數(shù)。
在本發(fā)明中，增加該Q值將使得不必要的噪聲能夠被從輸入的外部無(wú)線電波中去除。因此，能夠改善一個(gè)預(yù)定頻率的靈敏度，使得能夠展現(xiàn)一個(gè)濾波器的作用。在這一點(diǎn)看也需要該Q值足夠高。
根據(jù)上述內(nèi)容，當(dāng)放置在金屬外殼中的天線接收外部無(wú)線電波時(shí)、并且當(dāng)該天線進(jìn)入諧振狀態(tài)時(shí)，與該天線在不伴隨金屬材料的獨(dú)立狀態(tài)下使用的情況相比較，其能量損耗當(dāng)然會(huì)顯著增加。
結(jié)果是該Q值被降低，并且該天線輸出被顯著降低。
隨后詳細(xì)討論能量損耗的原因。從結(jié)果看，能夠假設(shè)由諧振產(chǎn)生的磁通量被吸收到金屬外殼中，并且該磁通量的能量損耗是由與該金屬外殼相互作用的渦流損失所引起。
因此，降低渦流損耗將實(shí)現(xiàn)防止Q值降低和天線輸出降低。降低渦流損耗則需要把輔磁路徑提供到天線，以便防止由該諧振產(chǎn)生的磁通量泄漏到該天線結(jié)構(gòu)的外部。
為此原因，本發(fā)明把有關(guān)如何防止Q值降低的研究結(jié)果結(jié)合在一起，在該天線結(jié)構(gòu)2與金屬材料接觸放置或在金屬材料附近放置的情況中保證足夠的天線輸出，從而把該天線輸出中的降低實(shí)質(zhì)上限制到?jīng)]有問(wèn)題的水平。實(shí)際上，該結(jié)果已經(jīng)成為接收無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)2的形式。
注意，該天線結(jié)構(gòu)2具有該磁路徑12的結(jié)構(gòu)，其中由一個(gè)外部無(wú)線電波產(chǎn)生一個(gè)能夠被接收的磁通量4，并且在諧振期間由諧振產(chǎn)生的磁通量7幾乎不泄露到該天線結(jié)構(gòu)2的外部。磁路徑12的構(gòu)成包括其中導(dǎo)體11被纏繞的一個(gè)線圈纏繞部分21(主磁路徑)和其中導(dǎo)體11不被纏繞的一個(gè)無(wú)線圈纏繞部分22(輔磁路徑)。這使得解決傳統(tǒng)問(wèn)題的天線結(jié)構(gòu)容易制造，即小而薄到不引起實(shí)際問(wèn)題的程度，降低制造成本并且適于由利用無(wú)線電波的電子裝置所使用。
在下文中將描述本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖1，天線結(jié)構(gòu)2具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在預(yù)定的無(wú)線電波已經(jīng)從外部到達(dá)時(shí)，由外部無(wú)線電波產(chǎn)生磁通量4被接收的同時(shí)，由經(jīng)過(guò)該磁路徑12的諧振流產(chǎn)生的磁通量7具有一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的形式，并且結(jié)果是該磁通量7幾乎不泄漏到該天線結(jié)構(gòu)2的外部。
更具體地說(shuō)，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2中，在該磁路徑12中的線圈纏繞部分21(主磁路徑)和無(wú)線圈纏繞部分22(輔磁路徑)的至少一部分是由彼此不同的材料組成。
根據(jù)本發(fā)明的線圈纏繞部分21構(gòu)成磁路徑12的一部分并且限定了其中以適當(dāng)?shù)膶?dǎo)體11圍繞適當(dāng)?shù)拇判牟糠?(該主磁路徑的天線磁心)纏繞一個(gè)預(yù)定的匝數(shù)的一個(gè)部分，以便形成一個(gè)線圈部分8。根據(jù)本發(fā)明的該無(wú)線圈纏繞部分22構(gòu)成了磁路徑12的一部分，并且限定了該輔磁路徑的一個(gè)適當(dāng)磁心部分91組成的一部分，其中不被纏繞導(dǎo)體11的線圈。
更具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的線圈纏繞部分21具有一個(gè)功能，即在該天線已經(jīng)接收了該外部無(wú)線電波時(shí)，首先使得由外部無(wú)線電波產(chǎn)生的磁通量4流動(dòng)。另外，該無(wú)線圈纏繞部分22具有一個(gè)功能，使得在線圈纏繞部分21的諧振期間產(chǎn)生的磁通量7基本流經(jīng)該無(wú)線圈纏繞部分22。
因此，即使適當(dāng)導(dǎo)體的線圈被纏繞在對(duì)應(yīng)于該無(wú)線圈纏繞部分22的一個(gè)部分上，只要展現(xiàn)上述功能，該部分就被確定為一個(gè)無(wú)線圈纏繞的部分。
例如假設(shè)線圈既纏繞在線圈纏繞部分21上又纏繞在無(wú)線圈線圈部分22上，并且在此情況中在兩個(gè)線圈都被激勵(lì)諧振時(shí)，則兩個(gè)線圈的諧振相位彼此不同，使得不僅該輸出被降低，而且難于調(diào)整兩個(gè)線圈的諧振頻率。
另外，其中將出現(xiàn)增加體積、部件數(shù)量等問(wèn)題。
另一方面，在上述實(shí)例中，當(dāng)在輸出一側(cè)的該纏繞部分21的天線是在非諧振狀態(tài)中時(shí)，則在該部分22上添加該無(wú)線圈線圈的一個(gè)線圈電阻。如此，增加的諧振狀態(tài)中的銅損耗將引起輸出降低、以及體積、部件數(shù)量等增加的問(wèn)題替代該唯一的線圈，根據(jù)本發(fā)明可以在該線圈纏繞部分21中提供多個(gè)線圈。
在本發(fā)明中，就天線結(jié)構(gòu)2而言，為了防止對(duì)該外部無(wú)線電波的接收的干擾，其構(gòu)形應(yīng)該使得例如該無(wú)線圈纏繞部分22的有效磁導(dǎo)率低于該線圈纏繞部分21的有效磁導(dǎo)率，并且該無(wú)線圈纏繞部分22的有效磁導(dǎo)率高于空氣中的一個(gè)磁路徑的有效磁導(dǎo)率，在缺少該無(wú)線圈纏繞部分22的情況下，由該線圈纏繞部分21的諧振產(chǎn)生的磁通量將通過(guò)該空氣中的磁路徑。
為此原因，該線圈纏繞部分21的材料以及構(gòu)成該無(wú)線圈線圈部分22至少一部分的材料最好是彼此不同的材料。
此外在本發(fā)明中，進(jìn)入到該線圈纏繞部分21和無(wú)線圈線圈部分22的一個(gè)磁通量主要流經(jīng)具有高有效磁導(dǎo)率的該線圈纏繞部分21。因此，在該線圈部分8中產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，由該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生諧振，并且由該諧振產(chǎn)生的一個(gè)磁通量從線圈纏繞部分21主要流到具有高于空氣的一個(gè)有效磁導(dǎo)率的該無(wú)線圈纏繞部分22，而不流經(jīng)該空氣。因此，降低了磁通量泄漏到該天線結(jié)構(gòu)的外部。
本實(shí)施例可以構(gòu)成使得該天線結(jié)構(gòu)的形成閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的磁路徑包括一個(gè)部分，該部件具有不同于其它部分的磁導(dǎo)率。此外，該構(gòu)形由此可以使得該天線結(jié)構(gòu)形成該閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)的磁路徑的一部分具有不同于其它部分的磁阻。
例如，最好設(shè)計(jì)這構(gòu)形使得該輔磁路徑22的磁阻高于該主磁路徑21的磁阻。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)例使得在一個(gè)部分中提供一個(gè)間隙部分10，部分對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的磁路徑12的無(wú)線圈纏繞的部分22，其中該磁隙的有效磁導(dǎo)率小于該無(wú)線圈纏繞部分22的有效磁導(dǎo)率。
另一方面，如在傳統(tǒng)實(shí)例情況中那樣，在例如天線放置在金屬外殼的外側(cè)部分上的一個(gè)情況中或該外殼是由塑料或陶瓷材料組成以將該天線儲(chǔ)存在內(nèi)的一個(gè)情況中，該天線的增益和Q值如下面的表格3所示。
表3單獨(dú)使用的天線安裝在一時(shí)計(jì)上的天線增益-31dB 大約-40dB(大約1/3)Q值 114 大約40(大約1/3)從表格3所示結(jié)果中得知，相同的問(wèn)題不僅出現(xiàn)在天線結(jié)構(gòu)102與一個(gè)金屬材料的物體接觸或放置在金屬材料的物體附近的情況中，而且出現(xiàn)在該天線結(jié)構(gòu)102放置在例如包括太陽(yáng)能電池、電機(jī)、機(jī)件、齒輪組、微計(jì)算機(jī)、散熱器或表盤(pán)的一個(gè)金屬材料物體的附近的情況中。
另外，從表格3所示結(jié)果看出，需要確定本發(fā)明的時(shí)計(jì)天線的特性是否落入一個(gè)實(shí)際的范圍之內(nèi)，確定何時(shí)在通常水平的實(shí)際天線特性(增益/輸出)被增益衰減，例如從大約-31dB衰減到大約-40dB，相對(duì)于上述的天線特性而確定使用各種金屬材料并且被用在金屬外殼之內(nèi)的本發(fā)明的時(shí)計(jì)的天線特性。
即，針對(duì)該傳統(tǒng)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)來(lái)說(shuō)，在該天線被安裝在該時(shí)計(jì)之內(nèi)的情況中，該天線輸出的實(shí)際接收性能目標(biāo)不是該天線單獨(dú)使用中的-30dB的增益電平，而是在天線被真實(shí)地安裝在時(shí)計(jì)上的情況中的-40dB，并且該電平被設(shè)置為一個(gè)基準(zhǔn)目標(biāo)。
圖3和圖4示出針對(duì)用于該天線的各種金屬材料測(cè)量和比較的傳統(tǒng)天線的天線特性和本發(fā)明天線的天線特性。具體地說(shuō)，圖3示出在單個(gè)天線中的Q值的衰減因數(shù)，而圖4示出當(dāng)著單獨(dú)的傳統(tǒng)天線的天線特性被測(cè)量用于比較時(shí)的增益。
圖3和4所示傳統(tǒng)天線的每一個(gè)都具有其中導(dǎo)體在一個(gè)線性鐵氧體磁心上纏繞400匝的一個(gè)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的天線的每一個(gè)都具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)，其中通過(guò)把一個(gè)沒(méi)有纏繞線圈的一個(gè)輔磁路徑22與在一個(gè)線性鐵氧體磁心上纏繞了400匝導(dǎo)體的一個(gè)磁心纏繞部分21接觸而形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且在該輔磁路徑22的一部分中形成一個(gè)200μm的間隙。
如圖16中所示，通過(guò)在由各種金屬材料制成的平板部件上設(shè)置天線來(lái)分別方法該天線的增益和Q值的衰減因數(shù)。
更具體地說(shuō)，圖3示出在不存在單個(gè)天線的金屬板的情況下測(cè)量的Q值，和在該金屬板部件是由青銅(下面將指示為″BS″)、鈦(下面將指示為″Ti″)、及不銹鋼(下面將指示為″SUB″)之一制成的情況下測(cè)量的Q值，并且還示出以dB表示的衰減因數(shù)。圖4示出在同一個(gè)示例情況下測(cè)量的增益及以反向直方圖的形式示出的dB值。
如能夠從圖3和4所示結(jié)果中理解的那樣，發(fā)現(xiàn)在使用不同金屬材料情況下的Q值的降低和增益的降低(天線輸出)相互一致。
另外，從表1所示的結(jié)果比較中看出，由于金屬板的使用，測(cè)試的衰減因數(shù)顯示比使用金屬外殼的情況低了大約6dB。
從圖4中清楚地理解到，在每一個(gè)不同材料的評(píng)價(jià)樣品中，在本發(fā)明中的天線增益(輸出)被提高了大約10dB(大約三倍)。
如表格4中所示，在使用傳統(tǒng)天線的情況下，當(dāng)該天線被分別地與BS、SUS和Ti制成的每一個(gè)金屬板接觸放置時(shí)，分別的增益減少各是1/4、1/9和1/9，而在使用本發(fā)明的天線的情況下，該分別的增益減少各是1/1.2、1/2.8和1/2.8，這表明顯著的改善。
表4材料 傳統(tǒng)天線本發(fā)明天線BS1/41/1.2SUS 1/91/2.8Ti1/91/2.8另一方面，圖5示出了該間隙距離和天線Q值之間的關(guān)系曲線。
如能夠從圖5理解的那樣，能夠通過(guò)調(diào)整該間隙來(lái)提高該天線的Q值，使得該圖意味著該天線的增益也能夠被提高。
根據(jù)本發(fā)明，該值還能夠通過(guò)優(yōu)化導(dǎo)體的匝數(shù)來(lái)提高。
如上所述，即使在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2與金屬材料3接觸或該金屬材料3出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中，該Q值的縮小比率也被顯著地抑制。在一個(gè)實(shí)際情況中，能夠容易和低成本地獲得展現(xiàn)高接收性能的天線結(jié)構(gòu)2而與該金屬材料的存在或不存在無(wú)關(guān)。
更具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，在其中金屬材料出現(xiàn)與天線結(jié)構(gòu)接觸或金屬材料出現(xiàn)于天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中，能夠通過(guò)增加Q值，具體地說(shuō)通過(guò)限制該Q值的縮小比率來(lái)提高該天線結(jié)構(gòu)的增益，并且通過(guò)限制該增益值的縮小比率來(lái)顯著提高接收特性。
更具體地說(shuō)，如圖4示出的試驗(yàn)結(jié)果和下面描述的圖26示出的試驗(yàn)結(jié)果所示，根據(jù)該傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)，在金屬材料存在天線結(jié)構(gòu)接觸或該金屬材料出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中，該天線結(jié)構(gòu)的增益值的縮小比率不低于65％(具體地說(shuō)是相對(duì)于在金屬材料不與天線結(jié)構(gòu)接觸或該金屬材料不在天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中的增益值來(lái)說(shuō)的在金屬材料出現(xiàn)與天線結(jié)構(gòu)接觸或金屬材料出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)附近的情況中的該增益值的縮小比率)。
但根據(jù)本發(fā)明顯見(jiàn)的是，該天線結(jié)構(gòu)的增益值的縮小比率被限制到不高于60％，使得該天線結(jié)構(gòu)比該傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)具有顯著超出的效果。
本發(fā)明的另一優(yōu)選的天線結(jié)構(gòu)的實(shí)例是用于接收一個(gè)無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，其中相對(duì)于其中金屬物體不在該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況而言，由該天線結(jié)構(gòu)在其中金屬材料存在于該天線結(jié)構(gòu)附近的一個(gè)情況中顯示的增益值的最大增益減小比例不高于60％。除了上述情況之外，在當(dāng)收到該無(wú)線電波之時(shí)的該天線結(jié)構(gòu)諧振的情況中，該金屬材料最好是被置于可由從該天線結(jié)構(gòu)輸出的磁通量達(dá)到的一個(gè)距離，并且該金屬物體同時(shí)具有吸收該磁通量的功能。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)被有效地用于其中金屬材料出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)的附近的環(huán)境下。
如上所述，作為本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)的增益值的減小比例，顯示高值的該增益值的縮小比率最好是應(yīng)該在測(cè)量的縮小比率當(dāng)中挑選，這些縮小比率的測(cè)量使得由不同金屬材料組成的多個(gè)金屬物體被置于與該天線結(jié)構(gòu)接觸或在該天線結(jié)構(gòu)的附近，并且一個(gè)增益值的縮小比率是在彼此完全相同條件下單獨(dú)測(cè)量的。
而且，在本發(fā)明中使用的金屬物體是至少由不銹鋼(SUS)、青銅(ES)、鈦(Ti)和鈦(Ti)合金單獨(dú)使用而分別組成的金屬物體，并且該天線結(jié)構(gòu)的增益值是單獨(dú)測(cè)量的，該最大增益減小比例是從測(cè)量結(jié)果計(jì)算而得的。
另外，本發(fā)明可以使用一種簡(jiǎn)化的測(cè)量方法，其中該天線結(jié)構(gòu)的增益值的最大增益縮小比率可以是在其中例如挑選的SUS、Ti、或Ti合金組成的一個(gè)預(yù)定金屬物體的環(huán)境下的一個(gè)測(cè)量值，并且僅將選擇的金屬物體連接到該天線結(jié)構(gòu)或置于該天線結(jié)構(gòu)的附近。
從以上說(shuō)明清楚地得知，在本發(fā)明中一種優(yōu)選的實(shí)例是使得形成閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)2的磁路徑12的一部分包括具有不同于其它部分的磁導(dǎo)率的一個(gè)局部地。
此外，一個(gè)優(yōu)選的實(shí)例使得形成該天線結(jié)構(gòu)2的閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)的該磁路徑12的一部分包括具有不同于其它部分的磁阻的一個(gè)局部。
在本發(fā)明中，該無(wú)線圈纏繞部分22的有效磁導(dǎo)率最好也低于該線圈纏繞部分21的有效磁導(dǎo)率。
如本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的另一實(shí)例所示，象從圖1、7和18中清楚所見(jiàn)的那樣，至少在該主磁路徑21和輔磁路徑22的一個(gè)連接部分中提供該間隙10。另外該間隙10最好是形成在該輔磁路徑22的一部分中。
在本實(shí)例中，形成在主磁路徑21的端表面和輔磁路徑22的端表面之間的一個(gè)形成的接觸面中、或在該輔磁路徑22中的該間隙部分10最好被形成為如圖5所示的一個(gè)窄帶形狀。
在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的另一方面中，間隙10可以如圖1所示地形成在主磁路徑21和輔磁路徑22的端面之間即提供在該輔磁路徑22中的端面13和13之間；或如圖7所示，該間隙能由在部分27中的該磁路徑12的相對(duì)表面之間形成的一個(gè)間隙部分形成，該相對(duì)表面不是該輔磁路徑22的末端表面13。另外，該間隙10可以被形成在一個(gè)部分中，其中主磁路徑21和輔磁路徑22的至少一部分彼此緊密鄰近且彼此平行地放置。
如圖6以實(shí)例的方式所示，提供在該輔磁路徑22或形成在主磁路徑21和輔磁路徑22之間的接觸面中的該間隙10的末端表面13可以被形成為一窄帶形狀。
而且，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)中，該間隙10可以形成在該磁路徑12的一部分而不是在該主磁路徑21的線圈纏繞部分8的附近。
在該間隙中最好放置不同于用于形成磁心12的一種材料。
例如，該間隙10可以填充以不同于用于形成磁心12的材料。
另外，該間隙10可以是其中填充空氣床的一個(gè)空氣間隙。
而且，在該天線結(jié)構(gòu)的間隙10是空氣間隙的情況中的，該空氣間隙可被形成來(lái)包括一個(gè)插入墊片。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的間隙10的一個(gè)實(shí)例。如圖18(C)所示，間隙10可被提供在輔磁路徑22中。另外如圖18(A)或18(B)所示，該間隙10可被形成在該線圈纏繞部分21和無(wú)線圈纏繞部分22的至少一個(gè)接觸部分15上。
而且如圖18(A)和18(B)所示，該間隙10可以提供在除了在該線圈纏繞部分21附近部分之外的該磁路徑12的一部分中。
如圖18(D)所示，該間隙10的至少一部分最好不提供在該外部無(wú)線電波到達(dá)該天線結(jié)構(gòu)2的表面上。為此原因，如圖18(A)至18(C)所示，該間隙10最好形成在與該外部無(wú)線電波能夠到達(dá)的表面相反的該線圈纏繞部分21的側(cè)壁上。
更具體地說(shuō)，間隙10可以最好地以這樣的方式形成，即如圖18(B)所示，該無(wú)線圈纏繞部分22的一個(gè)端部分被緊密相對(duì)或接觸到該線圈纏繞部分21的磁心部分9的一個(gè)部分的一個(gè)局部表面，該線圈纏繞部分21沿著該磁心部分9的中心軸28從該線圈部分21向外延伸，并且該的表面被定位在距該磁心部分9的中心軸28對(duì)應(yīng)于該天線磁心的半徑的空間長(zhǎng)度的位置，并且該表面相對(duì)于一個(gè)磁心部分9的中心軸28被置于與外部無(wú)線電波到達(dá)的一側(cè)的該磁心部分相反的一側(cè)。
而且如圖18(E)所示，最好把由磁變性層、無(wú)磁層或具有低磁導(dǎo)率的層組成的一個(gè)薄膜層80形成在無(wú)線圈纏繞部分22或線圈纏繞部分21的一個(gè)表面的至少一部分上。
在此情況中，間隙10只構(gòu)成為該薄膜層而沒(méi)有插入的空氣層。
下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的該間隙的結(jié)構(gòu)。
以限定根據(jù)本發(fā)明的間隙的方式，該間隙部分被構(gòu)成為非金屬材料的間隙，例如非磁性材料或具有低導(dǎo)磁率的磁變性層，并且至少該主磁路徑被由此配置為一個(gè)軟磁性材料。
使用的軟磁性材料將從例如鐵氧體、非晶態(tài)金屬軟磁性材料的層積合成材料、及由鈷或鈷合金軟磁性材料粉末與樹(shù)脂混合形成的合成材料中選擇。
如上所述，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的間隙來(lái)說(shuō)，該間隙的寬度是重要的。
當(dāng)該間隙的寬度過(guò)寬或過(guò)窄時(shí)，將對(duì)于該天線結(jié)構(gòu)的特性造成不利影響。
當(dāng)提供在該輔磁路徑中或提供在主磁路徑和輔磁路徑之間的間隙過(guò)寬時(shí)，則不能由該主磁路徑和這輔磁路徑形成充分閉合的磁路徑。
假設(shè)在諧振期間出現(xiàn)的磁通量到該天線周邊的泄漏量增加，并且在天線放置在該金屬外殼之內(nèi)時(shí)，則能量損耗將由泄漏到該天線周邊的磁通量和該閉合金屬外殼之間的交互作用產(chǎn)生(認(rèn)為主要由渦流損耗引起)，使得該Q值降低，從而該天線輸出電壓被因此降低到禁止本發(fā)明展現(xiàn)充分效果的程度。
與此相反，在該間隙的寬度小到使得該主磁路徑和該輔磁路徑被集成在一起的情況中，即在用于形成該主磁路徑和該輔磁路徑的軟磁性材料被閉環(huán)形成的情況中，該主磁路徑和該輔磁路徑形成一個(gè)磁完全閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，從而不出現(xiàn)在諧振期間產(chǎn)生的磁通量的泄漏。
但是，該天線的有效的磁導(dǎo)率(當(dāng)不清除該輔磁路徑時(shí)，在用于本發(fā)明實(shí)例天線中的相對(duì)磁導(dǎo)率大約是20到30)變成用于形成該主磁路徑和該輔磁路徑的該軟磁性材料的磁導(dǎo)率(在錳鋅鐵氧體使用在本發(fā)明中的情況下，該相對(duì)磁導(dǎo)率大約是1000到2000)。
在此情況中，由于天線的電感正比于該天線的有效磁導(dǎo)率，所以該電感被顯著地增加到大約10到200倍高。當(dāng)該電感被因此顯著增加時(shí)，將在天線的線圈部分形成寄生電容，使得該自諧振頻率被顯著降低(降低到1/5到1/10的頻率)。如此，不能通過(guò)使用一個(gè)外部諧振電容把該諧振頻率調(diào)整到一個(gè)期望頻率(接收頻率)。
降低線圈的匝數(shù)來(lái)增加該自諧振頻率的方式將使得諧振頻率能夠被調(diào)整到一個(gè)期望頻率。但是，該線圈的匝數(shù)將被降低到大約十分之一，從而該正比于線圈匝數(shù)的天線輸出電壓被降低。
此外，當(dāng)形成完全閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)時(shí)，由該天線接收的外部無(wú)線電波的磁通量的大部分將流向該輔磁路徑一側(cè)。這將因此降低有助于該天線輸出電壓的磁通量的總量。而且在此情況中，將不能展現(xiàn)本發(fā)明的效果。
所以該間隙的寬度應(yīng)該被控制到一個(gè)適當(dāng)?shù)闹怠?br> 為了充分展現(xiàn)本發(fā)明的效果，該輔磁路徑的間隙寬度應(yīng)該被調(diào)整，以把在諧振期間出現(xiàn)的磁通量到該天線周邊的泄漏的總量降低到其天線輸出電壓不出現(xiàn)問(wèn)題的一個(gè)水平(設(shè)置一個(gè)目標(biāo)水平，使得在與該天線在金屬外殼中的安裝相關(guān)的天線輸出電壓的降低被限制到50％或更低)。
同時(shí)，使用外部諧振電容來(lái)控制輸入到該天線的磁通量大量流向具有纏繞線圈的主磁路徑，通過(guò)把該諧振頻率調(diào)整到一個(gè)期望頻率(接收頻率)，該間隙寬度的設(shè)置將使得該自諧振頻率能由此被設(shè)置為具有高于一個(gè)期望頻率(接收頻率)的一個(gè)自諧振頻率。
換句話說(shuō)，包含該間隙的子磁路徑的磁阻被調(diào)整并且被設(shè)置為相對(duì)于該主磁路徑的磁阻來(lái)說(shuō)是在一個(gè)適當(dāng)范圍中的高值。
從樣機(jī)制作和評(píng)價(jià)的結(jié)果得知，相對(duì)于不提供輔磁路徑的情況中該天線的有效磁導(dǎo)率來(lái)說(shuō)，上述設(shè)置應(yīng)該使得該天線的有效磁導(dǎo)率被設(shè)置為比在不使用該輔磁路徑的一個(gè)情況中高出2到10倍，最好被設(shè)置為高4到8倍。換句話說(shuō)，相對(duì)于不提供輔磁路徑的情況中的天線的電感來(lái)說(shuō)，該設(shè)置將利用提供的輔磁路徑實(shí)現(xiàn)，使得天線的電感高2到10倍，并且最好是高4到8倍。
如上所述的設(shè)置能夠通過(guò)調(diào)整例如該主磁路徑的形狀、提供在該輔磁路徑的一部分中或該輔磁路徑和該主磁路徑之間的間隙的形狀、和/或包括該間隙的材料的磁性能來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述該設(shè)置。在目前的情況下，該設(shè)置是調(diào)整和設(shè)置本發(fā)明的有效磁導(dǎo)率或電感的結(jié)果。該調(diào)整和設(shè)置由此導(dǎo)致該天線的有效磁導(dǎo)率或電感的適度增加，使得本發(fā)明的效果充分展現(xiàn)。該設(shè)置方法例如是增加具有線圈纏繞的部分的尺寸或增加該線圈的匝數(shù)；以及增大間隙的形狀，即增大間隙的面積，或縮小間隙的寬度；以及改變材料類(lèi)型以便更改用于形成間隙的材料的磁性能，從磁阻的角度看，尤其是更改用于形成主磁路徑和輔磁路徑的軟磁性材料的磁導(dǎo)率之內(nèi)的相對(duì)磁導(dǎo)率。這些方法使得天線的有效磁導(dǎo)率和電感的調(diào)整和設(shè)置顯著提高。
然而，對(duì)于本發(fā)明的供無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)使用的這樣一個(gè)天線來(lái)說(shuō)，由于該天線需要被放置在時(shí)計(jì)該外殼中，所以存在該時(shí)計(jì)的外部尺寸的限制。所以，采用的最好方法是降低與外部尺寸限制無(wú)關(guān)的間隙寬度或調(diào)整用于構(gòu)成間隙的該材料的磁性能。
在該間隙寬度調(diào)整/設(shè)置方法中，當(dāng)執(zhí)行設(shè)定調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果充分展現(xiàn)時(shí)，相對(duì)于幾個(gè)平方毫米的對(duì)應(yīng)區(qū)域的間隙的寬度應(yīng)該調(diào)整和設(shè)置為1mm或小于1mm，最好是0.2mm或更小，并且應(yīng)該在其中保持穩(wěn)定。當(dāng)不能實(shí)現(xiàn)該設(shè)置到上述間隙寬度的調(diào)節(jié)和穩(wěn)定的保持時(shí)，則存在增加的制造非一致性，并且在該天線的接收特性(數(shù)字輸出)中引入與時(shí)間有關(guān)的變化。
下面將詳細(xì)描述在本發(fā)明中論述的用于形成該間隙的實(shí)際方法的實(shí)例。
根據(jù)第一方法，使用適當(dāng)?shù)哪＞邅?lái)確定主磁路徑并且輔磁路徑的位置，并且確定該間隙的寬度，并且在其狀態(tài)中把粘合劑鑄型到該間隙部分，從而獲得一固定整合的間隙部分。
例如圖29所示，按照這一方式形成間隙10，例如一個(gè)適用的粘合劑材料1000、與適當(dāng)纖維襯墊混合的合成粘合劑或一種雙側(cè)膠布帶被插入到在接觸部分15和15′中形成的一個(gè)或兩個(gè)空間部分。
在本發(fā)明中，可用的粘合劑例如有通常使用的有機(jī)粘合劑，例如環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑、氨基申酸乙酯基粘合劑、硅基粘合劑、壓克力基粘合劑、酰胺纖維基粘合劑、氰基丙烯酸鹽基粘合劑、橡膠基粘合劑、尿素樹(shù)脂基粘合劑、三聚氰胺-樹(shù)脂基粘合劑和聚乙烯基粘合劑。
根據(jù)如圖6所示的用于形成該間隙的第二方法，通過(guò)混合充填物形成一種粘合劑用于一個(gè)襯墊，例如具有完全相同直徑或的玻璃或樹(shù)脂墊片或簡(jiǎn)切纖維樹(shù)脂充填物被涂覆在形成主磁路徑和輔磁路徑的間隙15和/或15′的表面。隨后，該表面被推按并粘合在一起，并且這間隙寬度實(shí)質(zhì)上被設(shè)置為與使用的襯墊直徑相同的長(zhǎng)度，從而獲得一個(gè)固定整合的間隙部分。
根據(jù)形成該間隙的第三方法，具有均勻厚度的樹(shù)脂膜被夾層在該間隙內(nèi)作為一個(gè)襯墊，經(jīng)過(guò)該襯墊而利用螺絲等擰到該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的安裝位置而將主磁路徑和輔磁路徑彼此固定在一個(gè)接合狀態(tài)。
根據(jù)用于形成該間隙的第四方法，使用在天線結(jié)構(gòu)支持架圈16中的作為襯墊形成的凸出部分17，主磁路徑和輔磁路徑分別與該凸出部分17接觸，然后被固定在該狀態(tài)中，從而設(shè)置該間隙的寬度。
可以通過(guò)第五鐘方法形成該間隙，該方法是使得其中粘合材料或粘合劑涂在兩側(cè)的雙側(cè)膠布帶夾層在該主磁路徑和該子磁路徑的相對(duì)表面，以便將主磁路徑和輔磁路徑固定在一起，并且同時(shí)該間隙的寬度被對(duì)應(yīng)于該雙側(cè)膠帶的厚度而設(shè)置。
此外，如上所述，該間隙10可以是這樣的，即該主磁路徑和該輔磁路徑之間的間隙的相對(duì)表面被逐個(gè)形成窄帶形狀。另外，該間隙10可被提供在該主磁路徑和該輔磁路徑的兩個(gè)接觸部分的每個(gè)中。
在根據(jù)本發(fā)明形成該間隙中，在例如錳-鋅基礎(chǔ)鐵氧體的基于鐵氧體的燒結(jié)材料被用作形成該主磁路徑和該輔磁路徑的軟磁性材料情況下，即使當(dāng)該主磁路徑和該輔磁路徑被互相密切接觸放置時(shí)，在這種情況下的性能也不同于在使用例如磁退火坡莫合金的一種金屬軟磁性材料時(shí)的情況。
應(yīng)該指出，本實(shí)施例沒(méi)有示出在該天線的有效磁導(dǎo)率或感應(yīng)系數(shù)中的變化，雖然取決于主磁路徑和輔磁路徑的形狀，但是本實(shí)施例是從大約1000到2000的相對(duì)磁導(dǎo)率假設(shè)而得出的，該大約1000到2000的相對(duì)磁導(dǎo)率是從該閉環(huán)評(píng)價(jià)樣品的評(píng)估結(jié)果得知的，并且該結(jié)果僅表示在有效磁導(dǎo)率或電感中的大約幾倍到十倍的增加。從該結(jié)果中可以認(rèn)為，在基于鐵氧體的燒結(jié)材料的情況下，由于象成分從化學(xué)當(dāng)量中偏移的某些原因，該固有的磁性能沒(méi)有在燒結(jié)時(shí)間出現(xiàn)在該材料表面上，而是大約幾十μm的具有低磁導(dǎo)率的一個(gè)薄磁變性層在其上形成。這一變形層被認(rèn)為在本發(fā)明中具有該間隙的功能。
通常，許多類(lèi)型的軟磁性材料展現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的靈敏度(一種晶體結(jié)構(gòu)的靈敏度)。
例如，對(duì)于坡莫合金來(lái)說(shuō)，當(dāng)其上施加例如軋制或切割過(guò)程的處理時(shí)，材料總體或靠近經(jīng)受該切割處理部分的表面上的晶體結(jié)構(gòu)將變得不均勻而因此損壞磁性能。所以，應(yīng)該在上述處理之后施加磁退火來(lái)針對(duì)該磁性能實(shí)行恢復(fù)，以便消除該晶體結(jié)構(gòu)中的畸變。同樣在一個(gè)基于鐵氧體材料的情況下，與上述類(lèi)似的現(xiàn)象被認(rèn)為是從普遍公知的事實(shí)發(fā)生的，即例如該磁性能在靠近已被經(jīng)歷碾磨處理的表面部分上劣變，和/或該磁性能的劣變是由于添加金屬的化學(xué)當(dāng)量的偏差所造成。
由于上述原因，在基于鐵氧體燒結(jié)材料用作軟磁性材料來(lái)形成主磁路徑和輔磁路徑的情況中，如圖28所示，當(dāng)該主磁路徑21和該輔磁路徑22被互相密切接觸放置時(shí)，在外觀上并不形成間隙。但是，該主磁路徑21和該輔磁路徑22經(jīng)過(guò)放置在一個(gè)表面上的磁變性層300而被磁連接在一起，該表面設(shè)置了該間隙10的寬度。所以，在基于鐵氧體的燒結(jié)材料用于構(gòu)成該主磁路徑和該輔磁路徑的情況中，實(shí)現(xiàn)該有效磁導(dǎo)率或電感的調(diào)節(jié)與設(shè)置的方式是，該主磁路徑和該輔磁路徑被造成密切互相接觸而在外觀上沒(méi)有形成的間隙。
在上述情形中，該間隙的寬度以這樣的方式設(shè)置，其中在粘合劑涂覆之后，主磁路徑和輔磁路徑被互相接觸固定，或粘合劑被以一種配合劑鑄型而用于在兩磁路徑被固定接合的狀態(tài)中的粘接。
而且，根據(jù)本發(fā)明，該結(jié)構(gòu)可以使得線圈纏繞部分21和非線圈纏繞部分22的橫斷面區(qū)域彼此不同。此外，可以采用其中該線圈纏繞部分21和該非線圈纏繞部分22形成彼此獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元的構(gòu)形。在此情況中，在通過(guò)圍繞該線圈纏繞部分21纏繞導(dǎo)體11而形成線圈8之后，該線圈纏繞部分21和該非線圈纏繞部分22被整合地彼此接觸。
如上所述，即使在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2與金屬材料接觸或該金屬材料出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中，該Q值和增益值的縮小比率也被顯著地抑制。在一個(gè)實(shí)際情況中，能夠容易和低成本地獲得展現(xiàn)高接收性能的天線結(jié)構(gòu)2而與該金屬材料的存在或不存在無(wú)關(guān)。
在本發(fā)明中，天線結(jié)構(gòu)2能夠接收的該目標(biāo)無(wú)線電波的頻率是包括具有2000KHz或更低的頻率的長(zhǎng)波的無(wú)線電波。
最好是幾十KHz到幾百KHz的長(zhǎng)波。
本發(fā)明的金屬外殼3最好被構(gòu)成為從兩種結(jié)構(gòu)中選擇的至少一個(gè)部件，一個(gè)結(jié)構(gòu)能夠把天線結(jié)構(gòu)2置于該結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并且由一個(gè)邊側(cè)部分和金屬材料制成的一個(gè)底蓋部分組成，而一個(gè)結(jié)構(gòu)能夠把天線結(jié)構(gòu)2置于該結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并且由金屬材料整合制成的一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分組成。
更具體地說(shuō)，使用在本發(fā)明中的金屬外殼3是使用具有導(dǎo)電性的金屬外殼材料形成，例如SUS、BS、Ti或Ti合金、或金、銀、鉑、鎳、銅、鉻、鋁或它們的合金。
在本發(fā)明中的該金屬外殼材料最好是BS、SUS或Ti。
放置在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2附近的金屬外殼3的一個(gè)實(shí)例是例如一個(gè)外殼部分，包含底蓋部分和邊側(cè)部分、表盤(pán)、電機(jī)、機(jī)件、電池、太陽(yáng)能電池(尤其是SUS基板太陽(yáng)能電池)、表帶或時(shí)計(jì)的散熱器。
下面將描述在本發(fā)明中的增益和Q值測(cè)量方法的一個(gè)實(shí)例。
如圖14所示，一個(gè)天線評(píng)價(jià)電路是通過(guò)把Hewlett-Packard Co.(HP)提供的網(wǎng)絡(luò)分析儀(4195A)、Hewlett-Packard Co.(HP)提供的高頻探頭(85024A)、和National(MatsushitaElectric)提供的發(fā)送天線(測(cè)試回路狀構(gòu)形7SQ，VQ-085F)連接在一起構(gòu)成的。用于連接測(cè)量目標(biāo)天線和樣品支持部分的高頻探頭(85024P)被靠近該發(fā)送天線放置(測(cè)試回路狀構(gòu)形，75Q，VQ-085F)，并且該預(yù)定測(cè)量目標(biāo)天線被設(shè)置在樣品支持部分上。隨后，發(fā)射天線(測(cè)試回路狀結(jié)構(gòu)，75Q，VQ-085F)用于發(fā)送預(yù)定的無(wú)線電波，通過(guò)高頻探頭(85024A)檢測(cè)該測(cè)量目標(biāo)天線的輸出，并且該網(wǎng)絡(luò)分析儀(4195A)用于執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的天線評(píng)估。
在如圖15所示的評(píng)估設(shè)備中，該測(cè)量目標(biāo)天線結(jié)構(gòu)2和發(fā)送天線(測(cè)試回路狀構(gòu)形，7SQ，VQ-085F)之間的距離以這種方式設(shè)置，即一個(gè)評(píng)估接收天線被放置在距該發(fā)送回路狀構(gòu)形的低端11cm遠(yuǎn)的位置，并且據(jù)此裝置來(lái)執(zhí)行一個(gè)目標(biāo)天線結(jié)構(gòu)的評(píng)估。
同時(shí)如圖16所示，該測(cè)量還在該裝置中執(zhí)行，其中該測(cè)量目標(biāo)天線結(jié)構(gòu)2和金屬外殼3被彼此接觸到。
作為使用在本實(shí)例中的金屬外殼3的金屬材料，使用是5mm厚的SUS、Ti、和Ti合金以及BS的板材。
在本實(shí)例中，當(dāng)測(cè)量40KHz的諧振天線時(shí)，從發(fā)射天線(測(cè)試回路狀構(gòu)形，75Q，VQ-085F)發(fā)送的無(wú)線電波的頻率被在20到60KHz的范圍中變化。
下面參考圖17描述使用該測(cè)量裝置測(cè)量該40KHz諧振天線的增益和Q值的一個(gè)方法。
該頻率被引起20到60KHz的掃頻，以恒定的輸出從網(wǎng)絡(luò)分析儀(4195A)到發(fā)送天線(測(cè)試回路狀構(gòu)形，75Q，VQ-085F)，然后通過(guò)高頻探頭(85024A)監(jiān)視該測(cè)量目標(biāo)天線2的輸出信號(hào)，獲得圖17示出的輸出結(jié)果。
在此情況中，由到該發(fā)射天線的輸入電壓振幅和該測(cè)量目標(biāo)天線的輸出電壓振幅之間的比例表示該的增益。在圖17中，天線輸出最高的頻率被指示為諧振頻率(f0)，并且在天線輸出最高之時(shí)的上述比例的值被指示為天線增益。
如上所述，從該測(cè)量結(jié)果中獲得f1和f2，并且計(jì)算出Q值。
該結(jié)果被圖3和4示出。
參考圖3，以傳統(tǒng)天線的Q值用作基準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果以衰減因數(shù)(dB表示)的方式示出。
如從上述試驗(yàn)結(jié)果清楚地得知，可以理解到，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2是解決傳統(tǒng)問(wèn)題的有用天線。
圖4示出在根據(jù)本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)和如圖2所示的傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)被在圖3的同樣環(huán)境下測(cè)量的dB增益。在其中使用任何一個(gè)金屬材料的情況中，與該傳統(tǒng)天線比較而示出涉及該增益的一良好值。
此外如圖5所示，該Q值改進(jìn)程度取決于該間隙，并且因此隨著該間隙變得越窄而該非線圈纏繞部分22的有效磁導(dǎo)率越高，并且該泄露的磁通量被降低。因此，該間隙越窄Q值越高。
但是，在制造步驟中存在非一致性，使得以恒定的窄間隔控制該間隙變得重要。
下面將描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的實(shí)例結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2最好例如圖1示出的結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō)，構(gòu)成其中提供有一繞組11，即一個(gè)線圈的磁路徑12的磁心6(磁心部分)從兩個(gè)端部延伸并且被彎曲，并且端面13和13′被由此相對(duì)彼此接近，形成一個(gè)回路狀的磁路徑。
在本實(shí)例中，小間隙，即間隙10最好提供在該磁心6的末端部分的相對(duì)部分14中。
如上所述，間隙10可以是空氣插入型，或可以是適當(dāng)?shù)奶畛洳牧喜迦胄停蛘呖梢允抢鐦?shù)脂薄膜層等插入型。
并且進(jìn)一步可以是適當(dāng)?shù)目臻g被插入在該間隙中的類(lèi)型。
所以該間隙10部分具有高于磁路徑的磁阻，由此在該磁路徑12(磁心6)的閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的一部分中形成具有不同于的其它部分的磁阻的一個(gè)部分。
在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2中，由于該天線結(jié)構(gòu)被形成實(shí)質(zhì)是具有間隙10存在的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所以從該天線的兩端從外部輸入到該天線的磁通量將不流向該間隙10(該磁阻是在一個(gè)中間級(jí))，而是流向具有低磁阻的線圈11。
如上面已經(jīng)描述的那樣，該線圈11的磁感應(yīng)把磁性變化轉(zhuǎn)換成電壓，并且根據(jù)天線的L值和調(diào)諧電容器而產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，從而根據(jù)該諧振產(chǎn)生磁通量。在此情況中，由該天線的諧振現(xiàn)象產(chǎn)生的磁通量不泄漏到空氣床中，而是流向具有低磁阻的該間隙部分。
上述的過(guò)程實(shí)現(xiàn)了降低在該天線被包括在該金屬外殼的情況中引起的損耗。
換句話說(shuō)，由于該天線結(jié)構(gòu)2的磁路徑12構(gòu)成了閉合磁路徑，所以當(dāng)天線結(jié)構(gòu)2被諧振時(shí)從天線結(jié)構(gòu)2輸出的諧振產(chǎn)生的磁通量7的流動(dòng)被控制為主要沿著回路狀的磁路徑12，如圖1所示。這將防止該磁通量從這天線結(jié)構(gòu)2泄漏到由金屬材料組成金屬外殼3，從而避免引起渦流并且因此降低了由于對(duì)該金屬外殼3的磁通量的泄漏而產(chǎn)生的磁通量的能量。
如圖1所示，在制造該天線時(shí)，在一種情況中該天線結(jié)構(gòu)2的磁路徑12(磁心6)被整合構(gòu)形了該線圈纏繞部分21的主磁路徑天線磁心部分9和該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′。在此情況中，繞組線11需要圍繞該主磁路徑天線磁心部分9纏繞，通過(guò)該間隙10的空間而構(gòu)成線圈纏繞部分21。
另外，繞組線11需要被纏繞在該主磁路徑天線磁心部分9上，通過(guò)使用在線圈纏繞部分21和該非線圈纏繞部分22之間形成的一個(gè)閉合空間部分構(gòu)成線圈纏繞部分21。因此降低了在此情況中的效率。
如此，該線圈纏繞部分21的主磁路徑天線磁心部分9和該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′被彼此獨(dú)立地提供。在制造中，在把線圈纏繞在該線圈纏繞部分21的主磁路徑天線磁心部分9之上的階段，不安裝該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′，而是該非線圈纏繞部分22的該輔磁路徑天線磁心部分9′在該繞組操作的完成之后安裝。這將實(shí)現(xiàn)纏繞的制作效率的顯著提高。
即如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明，該線圈纏繞部分21的主磁路徑天線磁心部分9和該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′被彼此獨(dú)立地提供，并且這兩個(gè)部分在繞組操作結(jié)束之后被彼此連接。
上述內(nèi)容是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例，該結(jié)構(gòu)的形成使得該非線圈纏繞部分22的磁阻高于該線圈纏繞部分21的磁阻。
此外，在本發(fā)明中，間隙10可以形成在這非線圈纏繞部分22中，或如圖6所示，可以形成在該非線圈纏繞部分22和該線圈纏繞部分21之間，即形成在兩個(gè)接觸部分15和15′的至少一個(gè)中。
以本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)例的方式，說(shuō)明其中該線圈纏繞部分21的橫截面與非線圈纏繞部分22的橫截面彼此不同的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例。
即如圖6所示，該線圈纏繞部分21的橫截面小于該對(duì)應(yīng)非線圈纏繞部分22的橫截面。
如該附圖所示，對(duì)于線圈纏繞部分21來(lái)說(shuō)，繞組線11應(yīng)該纏繞其上，使得在該線圈纏繞部分21的截面積是大截面時(shí)，在該繞組操作結(jié)束之后的截面積按比例增大，從而增加該時(shí)計(jì)的厚度。
因此，出現(xiàn)的問(wèn)題是將無(wú)法制造一個(gè)薄的時(shí)計(jì)。
如圖6所示，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2中，該線圈纏繞部分21和該無(wú)線圈纏繞部分22被形成作為彼此獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。在通過(guò)圍繞該線圈纏繞部分21纏繞導(dǎo)體11之后，該線圈纏繞部分21和該非線圈纏繞部分22被整合地彼此連接。
如上所述，該間隙10被形成在該天線結(jié)構(gòu)2的該線圈纏繞部分21和非線圈纏繞部分22的至少一個(gè)接觸部分15中。對(duì)于形成在線圈纏繞部分21和非線圈纏繞部分22之間的間隙10來(lái)說(shuō)，能夠通過(guò)沿著由該主磁路徑21和該輔磁路徑22的端面組成的接觸面15插入合適的墊片17來(lái)固定一個(gè)預(yù)定間距。
可以利用例如墊片的外來(lái)材料形成襯墊17，或者可以使用形成在該支撐架圈16上形成的凸出部分17來(lái)支持天線結(jié)構(gòu)2。
更具體地說(shuō)，在本實(shí)例中，形成在該線圈纏繞部分21的主磁路徑天線磁心部分9的接觸面15和非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9’之間的間隙10的空間長(zhǎng)度是通過(guò)插入預(yù)先形成在該支撐架圈16上的凸出部分17或分別放置的墊片17而位置地確定，從而提高該間距的精度。
如上面討論的圖5所示，從該天線的增益相對(duì)于該間隙10的空間距離變化清楚地理解到，產(chǎn)生的問(wèn)題在于增益變化的出現(xiàn)將取決于該間隙的空間距離。
因此，例如該架圈和墊片17或如圖18(E)所示的薄膜層80被插入到形成在該天線磁心的線圈纏繞部分的主磁路徑的磁心部分9和該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9’之間形成的該間距中。
由此，在間隙10的距離精度中的誤差是諸如該架圈或墊片的凸出部分的外來(lái)物的一個(gè)兩維精度誤差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該天線增益的穩(wěn)定。
此外，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2中的，由在該線圈纏繞部分21和該非線圈纏繞部分22之間的末端表面19形成的接觸面15最好被形成為一窄帶形狀。
更具體地說(shuō)，形成在該線圈纏繞部分21和該非線圈纏繞部分22之間的間隙10的端面19的接觸面15被以相對(duì)于該線圈11成正交狀態(tài)地形成。這將從而增加該間隙10的面積。
在采用上述結(jié)構(gòu)的情況中，使得能夠容易地實(shí)現(xiàn)該間隙10的空間距離的調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)方式為，以相對(duì)該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心9的推入或抽出方向移動(dòng)該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′。
此外，根據(jù)該構(gòu)形，在天線增益中的不均勻性是由在該線圈纏繞部分21的該主磁路徑天線磁心部分9和該非線圈纏繞部分22的該輔磁路徑天線磁心部分9′之間的磁阻值中的變化的影響所引起的。在此情況中，隨著在該間隙部分中的接觸平面被擴(kuò)大，該天線增益對(duì)該間隙空間距離的變化比率被緩和，因此使得增加該間隙部分的接觸面積變得有益。
更具體地說(shuō)，利用如在本實(shí)例中形成的結(jié)構(gòu)，在該間隙部分中的接觸面積能被增加到比在其中接觸面積并行于該線圈11的情況中大 倍，使得該天線增益的非均勻性能夠被減小。
參考圖6，數(shù)字18表示當(dāng)圍繞該線圈纏繞部分21的主磁路徑天線磁心部分9纏繞該繞組線11時(shí)所使用的繞組結(jié)構(gòu)。數(shù)字20表示在該線圈纏繞部分21的天線磁心具有傳導(dǎo)性時(shí)插入在該主磁路徑天線磁心部分9和該繞組線11之間的一個(gè)絕緣材料。
根據(jù)本發(fā)明的間隙10可被形成為使得該線圈纏繞部分21和非線圈纏繞部分22的末端表面、或在除了該無(wú)線圈纏繞部分22的末端表面之外的一個(gè)部分中的分別磁路徑的表面被彼此反向面對(duì)。
如圖7(A)所示，在該間隙10被形成在非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′的一部分中的情況下，該間隙10可被以一種方式形成，該方式使得非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′的相對(duì)末端表面13不被直接相互正對(duì)，而是每一末端表面13的至少一部分被設(shè)置為互相重疊，并且在除了該非線圈纏繞部分22的末端表面之外的部分中的分別磁路徑的表面26和26′被彼此相向地形成，以便限定該間隙10。
另一方面，如圖7(B)所示，在該間隙10被形成在該線圈纏繞部分21的天線磁心部分9的一個(gè)端面19和該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′一個(gè)端面19′之間的情況中，該結(jié)構(gòu)可以是使得該非線圈纏繞部分22的輔磁路徑天線磁心部分9′和該線圈纏繞部分21的天線磁心部分9的分別地互有的相對(duì)端面19和19′不被彼此相對(duì)地放置，而是該端面19和19′互相重疊地放置，并且不是該非線圈纏繞部分22的端面19′的一個(gè)部分27′與不是該線圈纏繞部分21的端面19的一個(gè)部分27被彼此相向地形成，使得在該部分27和27′之間形成該間隙10。
此外，如圖7(C)所示，該結(jié)構(gòu)可以是使得形成在空心線圈或架圈及每一個(gè)都以″L″的形狀成形的兩個(gè)天線磁心200和201中形成的一個(gè)線圈100被呈現(xiàn)為反向設(shè)計(jì)，并且該天線磁心從兩個(gè)端部而分別地插入到該線圈100的中心位置，使得這兩個(gè)天線磁心的局部被彼此相向地放置。
另一方面，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的構(gòu)成該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的部分的兩側(cè)部分23可被形成窄帶狀，或具有適當(dāng)彎曲的線或包括多個(gè)短線性直線形成的一個(gè)曲面。
在此情況中，該結(jié)構(gòu)能夠是使得該邊側(cè)23與該時(shí)計(jì)的圓周形狀相配，并且該天線結(jié)構(gòu)2的線圈纏繞部分21能夠在一個(gè)可能的范圍之內(nèi)而放置在該時(shí)計(jì)外殼的內(nèi)部的一個(gè)周邊部分中。
而且在本發(fā)明中，該結(jié)構(gòu)可以是使得該橫截面，即該天線結(jié)構(gòu)中的非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9’的厚度大于該線圈纏繞部分的該主磁路徑天線磁心部分9的厚度。
如上所述，為了降低在該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9和非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′之間的磁阻，最好加大該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′和該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的橫截面或厚度。但是，由于該線圈部分11是提供在線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9中，所以當(dāng)該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的橫截面或厚度加大時(shí)，該天線結(jié)構(gòu)2的厚度被相應(yīng)地增加。
然而，該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′沒(méi)有該線圈部分11，使得該線圈纏繞部分11的橫截面和厚度可能被形成大于該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的厚度。
根據(jù)如此形成的結(jié)構(gòu)，能夠降低在線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9和非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′之間的磁阻值，可能把由諧振產(chǎn)生的即使更大量的磁通量引入到該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′中，并且能夠抑制該天線增益的非均勻性。
該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′最好相對(duì)于該無(wú)線電波的穿行方向而放置在該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的內(nèi)部。因此該結(jié)構(gòu)的形成使得該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9以覆蓋該輔磁路徑天線磁心部分9′的方式形成，從而不使無(wú)線電波達(dá)到該非線圈纏繞部分的該輔磁路徑天線磁心部分9′。
即，在本實(shí)例中，該天線結(jié)構(gòu)的線圈纏繞部分最好放置在該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)部分的周邊部分中，并且該非線圈纏繞部分可被相對(duì)于該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的周邊部分而放置在該線圈纏繞部分的內(nèi)部。
因此，當(dāng)在一個(gè)手表中安裝構(gòu)成該天線結(jié)構(gòu)2的該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9時(shí)，最好把它置于平均而言該手表能夠直接接收無(wú)線電波的幾率高的一個(gè)部分中。同時(shí)該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′最好放置在這樣一個(gè)表面?zhèn)壬?，該表面與該無(wú)線電波所沖擊的該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的表面相對(duì)。
更具體地說(shuō)，在進(jìn)入該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9的磁通量不流向其中存在間隙10的非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′的同時(shí)，該磁通量流向具有低磁阻的線圈11。
相反地，進(jìn)入到該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′的磁通量也不流到其中存在間隙10的該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′。
為此原因，作為該天線的結(jié)構(gòu)，最好被構(gòu)成來(lái)使得該磁通量進(jìn)入該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9。
根據(jù)如此形成的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)從外部進(jìn)入到該天線的大部分磁通量將輸入該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9中，使得該增益被提高。
本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖6所示。這一結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9整個(gè)覆蓋了該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′。
如從上述說(shuō)明清楚所見(jiàn)，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的另一方面，用于接收無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)最好的類(lèi)型是，該天線結(jié)構(gòu)適于在其中該天線結(jié)構(gòu)的附近存在一個(gè)金屬材料的環(huán)境下使用，并且具有用于接收一個(gè)外部磁通量以及在諧振過(guò)程中不使該磁通量容易地泄漏到外部的一個(gè)結(jié)構(gòu)，并且在其中有金屬材料存在于該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中該天線結(jié)構(gòu)展現(xiàn)的一個(gè)增益值的最大增益縮小比率相對(duì)于在其中該天線結(jié)構(gòu)附近不存在該金屬物體的情況而言不高于50％。
本發(fā)明的另一方面的一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的構(gòu)成如圖8所示，使得在一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置31，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；時(shí)間保持裝置32，用于根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間保持信息；顯示裝置33，用于根據(jù)該時(shí)間保持信息顯示時(shí)間；接收裝置34，用于接收包括基準(zhǔn)時(shí)間信息的一個(gè)普通無(wú)線電波；輸出時(shí)間校正裝置35，用于根據(jù)從該接收裝置34接收的信號(hào)校正從該時(shí)間保持裝置輸出的時(shí)間信息，其中該接收裝置34包括如上所述提及實(shí)施例的任何一個(gè)天線結(jié)構(gòu)2。
該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1包括例如一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)或遙控手表，接收包括一個(gè)時(shí)間碼的普通無(wú)線電波，以便將該手表的時(shí)間調(diào)整到該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
本發(fā)明的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的一個(gè)實(shí)例在圖9中詳細(xì)地示出，其構(gòu)成描述如下。具有圖7示出結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)2放置在靠近一個(gè)時(shí)計(jì)的外側(cè)周邊部分51的一個(gè)部分中。該天線結(jié)構(gòu)2的線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9定位在該外側(cè)周邊部分51的附近。該非線圈纏繞部分的輔磁路徑天線磁心部分9′相對(duì)于該線圈纏繞部分的主磁路徑天線磁心部分9放置在與該時(shí)計(jì)的外側(cè)周邊部分51相對(duì)的一個(gè)位置。
在圖9中，52表示一個(gè)接收IC，53表示一個(gè)濾選石英振蕩器，54表示一個(gè)32KHz石英振蕩器，55表示一個(gè)齒輪組，56表示一個(gè)齒冠，57表示一個(gè)后側(cè)機(jī)構(gòu)，58表示第一轉(zhuǎn)換器(電機(jī))，59表示電池，40表示構(gòu)成包括計(jì)時(shí)裝置、時(shí)間校正裝置等的算術(shù)運(yùn)算部分的微計(jì)算機(jī)。
圖10示出通過(guò)對(duì)圖9所示結(jié)構(gòu)作局部修改而構(gòu)成的本發(fā)明無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的另一實(shí)例。與圖9所示結(jié)構(gòu)的一個(gè)不同在于，除了圖9所示的第一轉(zhuǎn)換器(電機(jī))58之外，單獨(dú)提供了一個(gè)第二轉(zhuǎn)換器(電機(jī))41。
在本發(fā)明的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1中，該結(jié)構(gòu)可以具有一個(gè)金屬外殼部分42，其中該天線結(jié)構(gòu)2也被放置在該金屬外殼部分42之內(nèi)，并且該天線結(jié)構(gòu)的至少一部分與該外殼部分42接觸放置。
當(dāng)然應(yīng)該理解的是，示出在圖9和圖10中的每一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的布局結(jié)構(gòu)僅是以實(shí)例的方式提供的。如上所述，由于本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2，所以受一個(gè)金屬材料的導(dǎo)電物體的存在的影響很小。因此，與其它部件的布局配置的關(guān)系是靈活的，使得能夠考慮許多其它改進(jìn)方式。
圖11以實(shí)例的方式示出本發(fā)明的另一實(shí)例的天線結(jié)構(gòu)2，該天線結(jié)構(gòu)2最好被提供在與相對(duì)于無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的表盤(pán)46提供的表蒙玻璃43的表面相對(duì)的表面中。
在圖11中，44表示由金屬材料制成的一個(gè)導(dǎo)電外殼，45表示構(gòu)成顯示裝置的一個(gè)分針。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)例，由于采用了上述構(gòu)形，解決了傳統(tǒng)技術(shù)的問(wèn)題，使得能夠使用具有高接收效率的天線結(jié)構(gòu)在不大改變無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的構(gòu)形的條件下而容易地獲得一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，外殼的材料以及手表本身的尺寸和厚度的設(shè)計(jì)都不同于傳統(tǒng)的手表，并且實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的自由度，并且通過(guò)使用不大改變?cè)搨鹘y(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的結(jié)構(gòu)、外殼材料、設(shè)計(jì)和/或式樣的該簡(jiǎn)單配置的天線結(jié)構(gòu)，使得制造成本能夠被降低。
而且，能夠容易地獲得具有高商業(yè)價(jià)值并且即使在天線放置在金屬外殼中也不降低增益的一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)。
(第二實(shí)施例)在下文中將描述一個(gè)發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。
根據(jù)上述第一實(shí)施例的實(shí)例，天線被形成在具體的結(jié)構(gòu)中，其中盡可能地限制Q值和增益的降低來(lái)防止天線的接收性能的降低，以便解決出現(xiàn)的問(wèn)題當(dāng)天線放置在具有由金屬材料組成的邊側(cè)部分和底蓋部分的時(shí)計(jì)外殼中時(shí)，Q價(jià)值被降低，從而天線結(jié)構(gòu)的輸出被嚴(yán)重降低，以及增益也由此被降低。
本發(fā)明的第二實(shí)施例是用于增加該天線的L值的天線結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與用于防止天線接收性能的降低的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不同。
在具體用于作為第一實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的方法的情況下，限定了用于提高接收性能的天線結(jié)構(gòu)。本發(fā)明人進(jìn)一步繼續(xù)多方面的研究并且發(fā)現(xiàn)為解決上述問(wèn)題的目標(biāo)能夠以進(jìn)一步改進(jìn)地實(shí)現(xiàn)。這樣的改進(jìn)能夠通過(guò)把增加天線，即增加本實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的L值的具體性能施加到以主磁路徑和輔磁路徑操作的第一實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，第二實(shí)施例實(shí)際采用了下面描述的基礎(chǔ)技術(shù)結(jié)構(gòu)。在第二實(shí)施例的第一方面，一個(gè)天線結(jié)構(gòu)能夠接收無(wú)線電波并且放置在一個(gè)時(shí)計(jì)的內(nèi)部，該時(shí)計(jì)的側(cè)邊部分和底蓋部分的至少之一是由金屬組成，其中該天線的L值小于1600mH。在本實(shí)施例的第二方面，能夠接收無(wú)線電波的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)放置在其側(cè)邊部分和底蓋部分的至少之一是由金屬組成的一個(gè)時(shí)計(jì)的內(nèi)部，其中沿著磁心形成一個(gè)磁路徑形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且該天線的一個(gè)繞組電阻小于1KΩ。
在本發(fā)明第二實(shí)施例的第三方面，一個(gè)天線結(jié)構(gòu)的構(gòu)成包括其中圍繞一個(gè)磁心纏繞一個(gè)線圈的主磁路徑和其中不圍繞一個(gè)磁心纏繞線圈的一個(gè)輔磁路徑，沿著該磁心形成的一個(gè)磁路徑形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且該天線的匝數(shù)不低于1000。在本發(fā)明第二實(shí)施例的第四方面，一個(gè)天線結(jié)構(gòu)的構(gòu)成包括其中圍繞一個(gè)磁心纏繞一個(gè)線圈的主磁路徑和其中不圍繞一個(gè)磁心纏繞線圈的一個(gè)輔磁路徑，沿著該磁心形成的一個(gè)磁路徑形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。
本天線結(jié)構(gòu)適于在其中一個(gè)金屬物體存在于該天線結(jié)構(gòu)的附近的環(huán)境下使用，其中在一個(gè)金屬物體存在于該天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中，下面限定的一個(gè)Q值保持率Rq不高于10％。
上面提及的該Q值保持率Rq由下式表示Rq＝QNL/Q0×100，其中，在天線結(jié)構(gòu)位置在其中該天線結(jié)構(gòu)不被置于與金屬物體接觸或該金屬物體不在該天線結(jié)構(gòu)的附近的環(huán)境中，天線結(jié)構(gòu)的Q值設(shè)置為QO，并且在其中天線結(jié)構(gòu)被放置與該金屬物體放置或該金屬物體放置在該天線結(jié)構(gòu)的附近的環(huán)境中，該天線結(jié)構(gòu)的Q值被測(cè)量并且設(shè)置為QN，然后把最低的QN值選擇作為QNL。
在本實(shí)例中，通過(guò)在相互完全相同條件下測(cè)量不同金屬材料構(gòu)成的多個(gè)類(lèi)型的金屬物體而獲得的QN值中的最低QNL，該最低QNL被設(shè)置為該最小值QNL。
為了簡(jiǎn)化該天線結(jié)構(gòu)的QN值中的最小值QNL的測(cè)量，可以通過(guò)在例如由不銹鋼(SS)、鈦或鈦合金制成的金屬物體與該天線結(jié)構(gòu)接觸或放置在該天線結(jié)構(gòu)的附近的環(huán)境下測(cè)量的一個(gè)值來(lái)表示該QNL值。
因此，該天線結(jié)構(gòu)以及使用本發(fā)明的該第二實(shí)施例中的天線結(jié)構(gòu)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)采用上述技術(shù)構(gòu)形。因此，能夠在不大改變一個(gè)傳統(tǒng)時(shí)計(jì)的構(gòu)形、材料以及設(shè)計(jì)的條件下，通過(guò)采用具有簡(jiǎn)單構(gòu)形的天線結(jié)構(gòu)而獲得用具有高接收效率的天線結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)和無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，具有的尺寸和厚度也不同于傳統(tǒng)的手表，并且獲得設(shè)計(jì)的自由度以及具有高水平的堅(jiān)實(shí)感。
下面將參照附圖描述使用根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的該天線結(jié)構(gòu)和無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的實(shí)例。
圖19是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)2的實(shí)例的示意平面圖。附圖示出的是能夠配置在一個(gè)時(shí)計(jì)中接收無(wú)線電波的一天線結(jié)構(gòu)2，該時(shí)計(jì)的邊側(cè)部分4和底蓋部分3的至少之一由金屬組成，其中該天線結(jié)構(gòu)2的L值不大于1600mH。
根據(jù)上述傳統(tǒng)的實(shí)例，該天線插入并置于例如金屬邊側(cè)部分或底蓋部分的該金屬外殼部分中的情況下，當(dāng)天線接收該無(wú)線電波時(shí)，由在該線圈附近放置的該金屬外殼和通過(guò)諧振引起的磁通量振動(dòng)之間的交互作用，具體地說(shuō)是由渦流損失而增加了能量損耗。
因此，由該天線引起的一個(gè)諧振現(xiàn)象(磁力→電能→磁力)被該金屬外殼損害；更具體地說(shuō)，該金屬部分吸收了諧振現(xiàn)象產(chǎn)生的磁力，并且因此引起渦流現(xiàn)象，從而大部分地消耗該磁力(通過(guò)一個(gè)鐵損耗的影響)。結(jié)果是，增益和Q值被嚴(yán)重降低，從而引起在把天線置于金屬的外殼之內(nèi)的該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)投入實(shí)用中的問(wèn)題。
該天線的增益由兩個(gè)增益組成，一個(gè)是以發(fā)送信號(hào)的磁通量產(chǎn)生的增益，而另一個(gè)是以該天線的諧振現(xiàn)象所增加的磁通量產(chǎn)生的一種輸出。通常，一個(gè)天線輸出的最主成分包括利用由天線諧振現(xiàn)象增加的磁通量所產(chǎn)生的一個(gè)增益。
在該天線插入到該金屬外殼時(shí)，天線的諧振現(xiàn)象被損害，使得Q值由此被顯著地降低，并且還使得該增益被顯著地降低。
換句話說(shuō)，在天線的附近不存在金屬物體的情況中，天線的大部分增益通常由諧振現(xiàn)象獲得。所以，增加天線的繞組電阻(銅損耗)妨礙該諧振現(xiàn)象，因此是該增益(Q值)降低的原因。結(jié)果是，不能顯著地增加匝數(shù)，并且不能縮窄繞組。
在天線插入到該金屬外殼中的情況下，由于鐵(金屬外殼)損耗被增加的影響，Q值被顯著降低，因此也降低了增益。
所以，本發(fā)明人改變傳統(tǒng)的觀念而進(jìn)行了涉及提高該天線結(jié)構(gòu)增益的多方面的研究，在該天線結(jié)構(gòu)使用在金屬外殼之內(nèi)的情況中的Q值降低的不可避免作為先決條件來(lái)考慮。
更具體地說(shuō)，對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，本發(fā)明人不斷地研究以追求在天線被插入和置于金屬外殼部分中的情況下的不同于以相關(guān)Q值(諧振現(xiàn)象)的放大因數(shù)獲得增益的常規(guī)方法的最大地使用以發(fā)送信號(hào)的磁通量獲得增益的方式。本發(fā)明是基于這種研究結(jié)果獲得的技術(shù)構(gòu)思實(shí)現(xiàn)的。
為了驗(yàn)證該技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明人完成了圖20所示天線結(jié)構(gòu)的測(cè)量預(yù)定天線結(jié)構(gòu)的L值(mH)和增益(dB)之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。
圖20中，曲線A顯示L值和增益(dB)的關(guān)系，其中預(yù)定的天線結(jié)構(gòu)沒(méi)被插入該金屬外殼部分中，接收的無(wú)線電波是77.5KHZ。曲線B顯示L值和增益(dB)的關(guān)系，其中具有相同結(jié)構(gòu)的預(yù)定的天線結(jié)構(gòu)被插入該金屬外殼部分中，接收的無(wú)線電波是77.5KHZ。
在該實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)圍繞一個(gè)普通的線性磁心部分纏繞線圈來(lái)形成使用的天線，并且通過(guò)改變?cè)褦?shù)來(lái)調(diào)整L值的變更。
如可以從圖20中所見(jiàn)，在天線結(jié)構(gòu)未插入該金屬外殼中時(shí)，增益隨著L值的增加而增加，并且在超過(guò)10mH時(shí)該L逐步飽和。但是能夠得知，當(dāng)天線結(jié)構(gòu)插入到該金屬外殼時(shí)，不出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，并且增益按照線性結(jié)構(gòu)按比例增加，以便增加L值。
本發(fā)明人繼續(xù)研究并且從圖20示出的結(jié)果確定，對(duì)于將被使用在金屬外殼部分中的天線結(jié)構(gòu)2來(lái)說(shuō)，最好增加繞組的匝數(shù)來(lái)增加該L值，因?yàn)樵撛鲆鎸殡S該L值的增加而增加。
但是，由于在該天線的線圈使用的繞組線之間有容量存在，所以對(duì)于該天線的諧振點(diǎn)將有所限制，使得不可避免地確定該上限。
該天線的布線間電容的確定取決于匝數(shù)和繞組的類(lèi)型。假設(shè)一種實(shí)際情況，其中考慮一個(gè)時(shí)計(jì)中用于容納的空間具有10mm的厚度和30mm的直徑，天線磁心的繞組寬度是12mm，天線厚度與外殼厚度相同，移動(dòng)底板的厚度是5.5mm。在此情況中，當(dāng)能夠獲得一個(gè)便宜鐵氧體磁心的足夠強(qiáng)度的線圈磁心厚度是3mm、導(dǎo)體直徑是10μm而導(dǎo)體線徑是110μm時(shí)，將實(shí)現(xiàn)電阻的最小化，以便提供1400T的匝數(shù)的繞組，其將能夠保證無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的充分性能。
根據(jù)這些條件制備天線的方式為，在12mm的一個(gè)繞組寬度中，具有3mmφ及50mm長(zhǎng)的一個(gè)鐵氧體磁心以具有直徑100μm及直徑110μm的導(dǎo)線纏繞，并且執(zhí)行實(shí)驗(yàn)以獲得該天線的布線間電容。
結(jié)果是，該頻率和L值的特性如圖30所示，其中相對(duì)于該頻率變化的該L值的變化由曲線P表示，并且相對(duì)于該頻率的變化的該Q值的變化在曲線Q中示出。
如可從圖30得知，當(dāng)264.9pF的電容器被并行連接到天線以調(diào)諧該天線的L值達(dá)到穩(wěn)定、且執(zhí)行調(diào)諧所要達(dá)到的大約35KHz時(shí)，該諧振頻率是34.4KHz；并且當(dāng)從圖30獲得的在這一諧振頻率的L值時(shí)，該值是78.27205mH。
從這些值獲得的該天線的線間電容是8.852pF，因此至少認(rèn)為不可避免出現(xiàn)的線間電容大約是10pF。
并且，從該將被使用的頻帶最低是40KHz的事實(shí)出發(fā)，當(dāng)根據(jù)上述電容和頻率從方程式f=1/2πLC]]>獲得該天線結(jié)構(gòu)2的L值時(shí)，該值大約是1584到1600mH。因此，該天線結(jié)構(gòu)最好使用在不大于1600mH的L值。
另外，在一個(gè)實(shí)際情況中，當(dāng)除了天線的繞組電容之外還包括接收IC的寄生電容時(shí)，該寄生電容被認(rèn)為大約是20pF。所以，在上述狀態(tài)中的L值被確定為是范圍從792到800mH。因此，最好使用具有不到800mH的L值的天線結(jié)構(gòu)2。
事實(shí)上，在將被使用的頻帶當(dāng)中的一個(gè)當(dāng)前存在的最高頻帶是77.5KHz(德國(guó))。當(dāng)以使用上述頻帶為前提作出確定時(shí)，在根據(jù)上述電容和頻率的情況下獲得的該天線結(jié)構(gòu)2的L值的范圍是大約211到220mH。所以，最好使用展現(xiàn)不高于220mH的L值的天線結(jié)構(gòu)2。
本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的L值的下限值最好是大約20mH。
根據(jù)在日本和德國(guó)有關(guān)該電場(chǎng)強(qiáng)度的研究結(jié)果，在發(fā)射普通無(wú)線電波的情況下，需要一個(gè)天線結(jié)構(gòu)2能夠接收最小值為50dBμV/m的電場(chǎng)強(qiáng)度的電波，使得該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)能夠充分接收跨越國(guó)家所有區(qū)域發(fā)射的電波。
根據(jù)該接收IC的性能，所要求的該天線最小增益不同。在考慮當(dāng)前接收IC的容量的情況中，需要的增益不低于-51dB。在考慮該天線性能的非均勻性的情況中，需要的增益不低于-50dB。在考慮由于該L值和C值的非一致產(chǎn)生的諧振頻率的非均勻性的情況，需要的增益不低于-49dB；以及在進(jìn)一步考慮該接收IC性能的不一致的情況中，需要的增益最好不低于-47dB。
因此如圖20所示，還認(rèn)為該L值的下限值應(yīng)該不低于對(duì)應(yīng)-51dB天線增益的20mH、最好是不低于對(duì)應(yīng)于-50dB天線增益的25mH、更好是不低于對(duì)應(yīng)于-49dB天線增益的33mH、更好是不低于對(duì)應(yīng)于-47dB天線增益的40mH。
比較該事實(shí)，即該傳統(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的天線結(jié)構(gòu)2的L值的范圍最多是從2到13mH，則能夠得知上述在本發(fā)明中確定的L值是最好的。
本發(fā)明人隨即進(jìn)行了涉及該天線結(jié)構(gòu)中的繞組的匝數(shù)(T)和增益(dB)之間關(guān)系的研究。結(jié)果在圖21中示出。
更具體地說(shuō)，參見(jiàn)圖21，如圖20的試驗(yàn)所示的那樣，曲線C示出在預(yù)定天線結(jié)構(gòu)不插入到該金屬外殼部分中的狀態(tài)的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的匝數(shù)(T)和增益(dB)之間的關(guān)系。曲線D示出具有同樣結(jié)構(gòu)的預(yù)定天線結(jié)構(gòu)插入到該金屬外殼部分中的狀態(tài)的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的匝數(shù)(T)和增益(dB)之間的關(guān)系。
如能夠從圖21中所見(jiàn)，在天線結(jié)構(gòu)沒(méi)有插入到該金屬外殼的情況中，該增益隨著匝數(shù)(T)的增加而增加，并且在匝數(shù)(T)超過(guò)大約1000時(shí)，該增益將逐漸飽和。但是，在該天線結(jié)構(gòu)插入到該金屬外殼中的情況得知，沒(méi)有飽和現(xiàn)象出現(xiàn)，并且該增益正比于該匝數(shù)(T)的增加而增加。
因此在本發(fā)明中，對(duì)于該外殼部分的邊側(cè)部分和底蓋部分至少之一是由金屬組成或兩者都由金屬組成的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)來(lái)說(shuō)，該天線結(jié)構(gòu)2的匝數(shù)(T)最好設(shè)置為1000T或更大。
對(duì)于使用主磁路徑和輔磁路徑構(gòu)成的第一實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最好是400T。
該天線增益需要最小是-51dB。
在圖21的情況下，1400T對(duì)應(yīng)于-51dB，使得對(duì)于其中外殼部分的邊側(cè)部分和底蓋部分的至少之一是由金屬組成的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)來(lái)說(shuō)，在該天線結(jié)構(gòu)2中的有效匝數(shù)(T)將被確定為1400或更大。
而且如能夠從圖21中看到的那樣，在天線結(jié)構(gòu)2不插入到外殼中而是單一使用的情況中，當(dāng)匝數(shù)(T)是1500或更大時(shí)，增益的增加的比率將飽和。但是，在天線結(jié)構(gòu)2被置于該金屬外殼中的情況下，即使當(dāng)匝數(shù)(T)是1500或更大時(shí)，該增益也線性增加。所以對(duì)于其中該外殼部分的邊側(cè)部分和底蓋部分的至少之一是由金屬組成的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)來(lái)說(shuō)，該天線結(jié)構(gòu)2的有效匝數(shù)(T)當(dāng)然最好確定為是1500或更大。
隨著該天線的匝數(shù)(T)的增加，由于天線的繞組電阻也增加，所以限定了匝數(shù)(T)的上限。
如圖22所示，本發(fā)明人為作研究所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)涉及在天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)中的關(guān)系以及增益和該天線的繞組電阻(Ω)的關(guān)系和在其中天線結(jié)構(gòu)靠近該金屬外殼部分的情況和其中該天線結(jié)構(gòu)不接近該金屬外殼部分的情況之間的增益差異。
更具體地說(shuō)，參見(jiàn)圖22，如圖20的試驗(yàn)所示的那樣，曲線E示出在預(yù)定天線結(jié)構(gòu)不插入到該金屬外殼部分中的狀態(tài)的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)和增益(dB)之間的關(guān)系。曲線F示出在具有同樣結(jié)構(gòu)的預(yù)定天線結(jié)構(gòu)插入到該金屬外殼部分中的狀態(tài)的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的匝數(shù)(T)和增益(dB)之間的關(guān)系。
此外，曲線G顯示在該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)和增益的關(guān)系以及該天線的繞組電阻(Ω)和在其中該天線結(jié)構(gòu)是接近該金屬外殼部分的情況和其中該金屬外殼部分不接近該金屬外殼部分的情況之間的增益差的關(guān)系。
在圖22所示的試驗(yàn)中，如圖22(B)所示，通過(guò)適當(dāng)改變?cè)撾娮柚祦?lái)調(diào)節(jié)該天線的繞組電阻(Ω)的值。
如能夠從圖22A中看到的那樣，在天線結(jié)構(gòu)2沒(méi)有金屬外殼而單一使用的情況或在該天線結(jié)構(gòu)2置于金屬外殼中的情況中，隨著天線的繞組電阻的增加，該增益降低。
從表示圖E和圖F之間的增益差的曲線G能夠得知，當(dāng)天線的繞組電阻(Ω)的值變成1KΩ或更高時(shí)，在天線結(jié)構(gòu)2使用在該金屬外殼中的情況和在該天線結(jié)構(gòu)2不使用在該金屬外殼中的情況之間的增加差異將沒(méi)有變化，并且該增益差異變成接近大約3到4dB的常數(shù)。
通常認(rèn)為在具有導(dǎo)電性的金屬物體放置在用于接收無(wú)線電波的天線附近或接觸該天線結(jié)構(gòu)的情況中，該無(wú)線電波將由該金屬物體吸收，并且因此該無(wú)線電波達(dá)不到天線，使得該天線的諧振輸出被降低，因此降低該Q值。
可是，隨著多方面研究的結(jié)果是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中的有關(guān)上述問(wèn)題的理解是錯(cuò)誤的，并且發(fā)現(xiàn)即使在有導(dǎo)電性的金屬物體出現(xiàn)于該天線的附近或接觸該天線結(jié)構(gòu)的情況下，該無(wú)線電波也實(shí)質(zhì)上達(dá)到該天線結(jié)構(gòu)。
另外，在非諧振的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)驗(yàn)證，以試圖從外部進(jìn)入該時(shí)計(jì)的外部無(wú)線電波產(chǎn)生的磁通量的流動(dòng)會(huì)被某鐘程度地衰減(例如大約3dB)，但是實(shí)質(zhì)上無(wú)妨礙地達(dá)到該天線。這種驗(yàn)證結(jié)果與事實(shí)符合。
此外，在圖31中，與如圖22所示實(shí)驗(yàn)相同，曲線L示出在預(yù)定天線結(jié)構(gòu)未被插入金屬外殼部分中接收77.5KHz無(wú)線電波的情況下在該天線結(jié)構(gòu)的繞組電阻(Ω)和Q值之間的關(guān)系。曲線N示出在具有相同的結(jié)構(gòu)預(yù)定天線結(jié)構(gòu)插入到該金屬外殼部分中的狀態(tài)的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)和Q值之間的關(guān)系。
在圖31所示的試驗(yàn)中，類(lèi)似于圖22所示的情況，通過(guò)適當(dāng)改變?cè)撾娮柚祦?lái)調(diào)節(jié)該天線的繞組電阻(Ω)的值。
如能夠從圖31中所見(jiàn)，在天線結(jié)構(gòu)2沒(méi)有金屬外殼而單一使用的情況中，隨著該天線的繞組電阻(Ω)的增加，該Q值顯著地降低?？墒?，在該天線結(jié)構(gòu)2被置于金屬外殼中的情況下，直到100Ω的天線繞組電阻，穩(wěn)定在大約是5的Q值。所以認(rèn)為，使繞組變細(xì)并增加匝數(shù)會(huì)在天線結(jié)構(gòu)置于該金屬外殼部分內(nèi)部的情況下增加該L值并且改善該天線增益。
從這些結(jié)果可見(jiàn)，當(dāng)天線的繞組電阻(Ω)的值是1KΩ或更低時(shí)，認(rèn)為其對(duì)于被使用在金屬外殼中的該天線結(jié)構(gòu)2的增益效率的貢獻(xiàn)大于對(duì)未被使用在該金屬外殼中的該天線結(jié)構(gòu)的增益效率的貢獻(xiàn)。因此，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)最好是1KΩ或更低。
通常，時(shí)計(jì)厚度被考慮為大約10mm，并且認(rèn)為其中天線繞組的寬度是20mm，線圈磁心厚度是1mm，繞組的尺寸是60μm的導(dǎo)體直徑，導(dǎo)線直徑是65μm，天線的繞組電阻是1KΩ。在此情況中，繞組的可纏繞的匝數(shù)被局限于25,000。
當(dāng)假設(shè)一個(gè)實(shí)際情況時(shí)，考慮把天線結(jié)構(gòu)用于放置在時(shí)計(jì)之內(nèi)的空間厚度為10mm而直徑為30mm，天線磁心的繞組寬度是12mm，天線厚度與外殼厚度相同，移動(dòng)底板的厚度是5.5mm，因此該繞組磁心厚度是1mm。為了使得在這一空間的天線的繞組電阻大約是1KΩ，以45μm的導(dǎo)體直徑和50μm的導(dǎo)線直徑可纏繞的最大匝數(shù)是12,000T。
考慮到由低價(jià)鐵氧體磁心制成的天線的強(qiáng)度，理想的繞組磁心厚度最好是2mm。為了使得在這一空間的天線的繞組電阻大約是1KΩ，以45μm的導(dǎo)體直徑和50μm的導(dǎo)線直徑可纏繞的最大匝數(shù)是9,000T。
考慮到由一個(gè)低價(jià)鐵氧體磁心制成的用于該時(shí)計(jì)天線的足夠強(qiáng)度，該繞組磁心的理想厚度最好是3mm。為了使得在這一空間的天線的繞組電阻大約是1KΩ，以45μm的導(dǎo)體直徑和50μm的導(dǎo)線直徑可纏繞的最大匝數(shù)是7,000T。
應(yīng)該指出，圖22示出的是通過(guò)以相同樣品的繞組電阻的數(shù)據(jù)替換圖21所示的繞組數(shù)的數(shù)據(jù)而重整得到的曲線。
并且圖23示出通過(guò)組合圖21和22形成的曲線。
如圖23的所示，曲線H示出在預(yù)定天線結(jié)構(gòu)不插入到該金屬外殼部分中的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)和增益(dB)之間的關(guān)系。曲線I示出在具有如上所述同樣結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)被插入到該金屬外殼部分中的情況下接收77.5KHz無(wú)線電波時(shí)該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)和增益(dB)之間的關(guān)系。
曲線H和I實(shí)質(zhì)上與圖22的曲線E和F相同。
圖22中的曲線J示出在匝數(shù)(T)從1000到2000T改變并且該天線結(jié)構(gòu)插入到該金屬外殼部分中的狀態(tài)下與上述結(jié)構(gòu)同樣的天線結(jié)構(gòu)接收77.5KHZ的無(wú)線電波時(shí)天線的繞組電阻(Ω)和增益(dB)之間的關(guān)系。此曲線顯示隨著該天線的繞組電阻(匝數(shù))的增加，該增益被提高。
曲線K是曲線J的近似曲線。
曲線M示出在圖I所示的隨著天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)的增加的增益比例的降低和隨著與圖J所示的繞組的匝數(shù)(T)的增加相關(guān)的繞組電阻(Ω)的增加而增加的增益之間的平衡關(guān)系。
從圖23的圖M顯見(jiàn)得知，隨著天線的繞組電阻(Ω)從大約396Ω開(kāi)始增加，在該增益的增加和降低之間的平衡關(guān)系被飽和。這將指教，即使當(dāng)按照使該天線的繞組電阻(Ω)成為400Ω或更高來(lái)制成這種繞組，也不能獲得期望的效果。
因此，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)最好是400Ω或更低。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在使用金屬外殼的天線結(jié)構(gòu)2的情況中，假定該天線結(jié)構(gòu)使用在其中增益是最高的區(qū)域中并且把更小的改變認(rèn)為是最有效方式，則如能夠從圖22的曲線F所見(jiàn)，則認(rèn)為最好是在該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)是100Ω或更低的狀態(tài)中使用該天線結(jié)構(gòu)2。
該天線結(jié)構(gòu)2的繞組電阻(Ω)的下限值最好是180Ω。
即根據(jù)圖21，當(dāng)天線需要的最小增益被認(rèn)為是-51dB時(shí)，繞組的匝數(shù)是1400T。當(dāng)假設(shè)一個(gè)實(shí)際情況時(shí)，考慮把天線結(jié)構(gòu)用于放置在時(shí)計(jì)之內(nèi)的空間厚度為10mm而直徑為30mm，天線磁心的繞組寬度是12mm，天線厚度與外殼厚度相同，移動(dòng)底板的厚度是5.5mm，因此該繞組磁心厚度是1mm。
為了保證1400T作為在此空間的匝數(shù)，130μm的導(dǎo)體直徑和140pm的導(dǎo)線直徑對(duì)于實(shí)現(xiàn)電阻值的最小化是最有效的，其中該電阻值是18Ω。
考慮到由低價(jià)鐵氧體磁心制成的天線的強(qiáng)度，繞組磁心厚度最好是2mm。為了保證1400T作為在此空間的匝數(shù)，110μm的導(dǎo)體直徑和120μm的導(dǎo)線直徑對(duì)于實(shí)現(xiàn)電阻值的最小化是最有效的，其中該電阻值是27.6Ω。
當(dāng)考慮該天線要求的最小增益值是-50dB時(shí)，更好是該繞組的匝數(shù)是1500T，并且110μm的導(dǎo)體直徑和120μm的導(dǎo)線直徑最有效實(shí)現(xiàn)該電阻值最小化，其中該電阻值是30Ω。
當(dāng)考慮該天線要求的最小增益值是-49dB時(shí)，更好是該繞組的匝數(shù)是1650T，并且100μm的導(dǎo)體直徑和110μm的導(dǎo)線直徑最有效實(shí)現(xiàn)該電阻值最小化，其中該電阻值是38Ω。
當(dāng)考慮該天線要求的最小增益值是-47dB時(shí)，更好是該繞組的匝數(shù)是1900T，并且95μm的導(dǎo)體直徑和105μm的導(dǎo)線直徑最有效實(shí)現(xiàn)該電阻值最小化，其中該電阻值是53Ω。
考慮由一個(gè)低價(jià)鐵氧體磁心制成的該時(shí)計(jì)的強(qiáng)度和天線的強(qiáng)度，該繞組磁心的理想厚度最好是3mm。為了保證1400T作為在此空間的用于獲得一個(gè)最小天線增益的匝數(shù)，110μm的導(dǎo)體直徑和110μm的導(dǎo)線直徑對(duì)于實(shí)現(xiàn)電阻值的最小化是最有效的，其中該電阻值是41.6Ω。
在傳統(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)中的該天線結(jié)構(gòu)的繞組電阻(Ω)最多是3到20Ω。對(duì)于本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的天線繞組電阻(Ω)來(lái)說(shuō)，使用了顯著高于傳統(tǒng)水平的天線的繞組電阻(Ω)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在本發(fā)明中的天線結(jié)構(gòu)2被放置在該金屬外殼中的情況中，即使在該天線結(jié)構(gòu)的天線的繞組電阻(銅損耗)被增加時(shí)，Q值中的降低也是低值。換句話說(shuō)，只要匝數(shù)相同，即使在線徑小時(shí)，Q值和增益G中的變化很小。
通過(guò)增加繞組的匝數(shù)而提高了該天線結(jié)構(gòu)2的天線增益。
結(jié)果是，在該天線結(jié)構(gòu)置于金屬外殼中的情況，當(dāng)執(zhí)行設(shè)計(jì)來(lái)變薄或變細(xì)該繞組并且增加繞組的匝數(shù)，則將能夠提高該增益。
在不把天線結(jié)構(gòu)2插入到該金屬外殼部分中的該傳統(tǒng)模式中，其中使用具有一個(gè)大直徑，例如0.1mm并且展現(xiàn)低電阻值的一個(gè)繞組的一個(gè)情況將顯示出比其中使用具有一個(gè)小直徑，例如0.06mmφ并且展現(xiàn)高電阻值的一個(gè)繞組的一個(gè)情況更高的增益。然而，在增益特性中的這種差異在其中該天線結(jié)構(gòu)2放置在該金屬外殼部分中的本發(fā)明中的情況中則看不到。
所以，在本發(fā)明中，該天線結(jié)構(gòu)2最好使用一個(gè)薄或細(xì)的繞組線，從而使得能夠形成具有一部小尺寸的天線結(jié)構(gòu)2。
因此，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的另一方面，該繞組要具有0.1mm或更小的直徑，更好是0.06mm，是最好0.045mm。
本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2具有的一個(gè)基本結(jié)構(gòu)是，預(yù)定匝數(shù)(T)的繞組被纏繞在一個(gè)普通的線狀天線磁心部分上。但是，天線結(jié)構(gòu)2的構(gòu)形不局限于此，并且具有任何構(gòu)形的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的任何種類(lèi)的天線結(jié)構(gòu)都可以適用。尤其該構(gòu)形最好形成可適應(yīng)于第一實(shí)施例中公開(kāi)的天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
即，該天線結(jié)構(gòu)2是圖1示出的用于接收無(wú)線電波的類(lèi)型，并且具有磁路徑結(jié)構(gòu)，其磁路徑結(jié)構(gòu)能夠接收外部無(wú)線電波的一個(gè)磁通量，并且由諧振產(chǎn)生的磁通量幾乎不泄露到外部，其中該磁路徑12的構(gòu)成包括被纏繞導(dǎo)體以便形成線圈的線圈纏繞部分21和其中不纏繞導(dǎo)體的非線圈纏繞部分22。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)2的一個(gè)實(shí)例，該天線結(jié)構(gòu)2是通過(guò)把如圖1所示的各種天線結(jié)構(gòu)2的天線特性進(jìn)行結(jié)合以便具有上述的特性。
應(yīng)該指出，作為根據(jù)本實(shí)例的天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)之內(nèi)，該邊側(cè)部分和底蓋部分的至少之一是由能夠接收無(wú)線電波的金屬組成，并且該天線結(jié)構(gòu)的L值不大于1600mH，其中該L值最好不超過(guò)800mH，并且該L值更進(jìn)一步最好不超過(guò)220mH。
在根據(jù)本實(shí)例的該天線結(jié)構(gòu)的另一方面，該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)之內(nèi)，該邊側(cè)部分和該底蓋部分的至少之一由能夠接收無(wú)線電波的金屬組成，并且該天線結(jié)構(gòu)的繞組電阻不高于1KΩ，其中該天線的繞組電阻最好不高于400Ω，而且該天線的繞組電阻進(jìn)一步最好不高于100Ω。
根據(jù)本實(shí)例的該天線結(jié)構(gòu)的再一方面，該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)之內(nèi)，該邊側(cè)部分和底蓋部分的至少之一是由能夠接收無(wú)線電波的金屬組成，并且該天線的繞組匝數(shù)不小于1000，其中該天線的匝數(shù)最好不小于1500。
在根據(jù)本實(shí)例的該天線結(jié)構(gòu)的又一方面，該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)之內(nèi)，該邊側(cè)部分和該底蓋部分的至少之一是由能夠接收無(wú)線電波的金屬組成，并且該繞組具有的線徑不大于0.1mm。
根據(jù)該第一實(shí)施例的用于接收一個(gè)無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，其中該天線結(jié)構(gòu)最好滿足上述分別的特征值條件的至少之一，并且該結(jié)構(gòu)由此具有磁路徑結(jié)構(gòu)，其中能夠接收一個(gè)外部無(wú)線電波的磁通量，并且由諧振產(chǎn)生的磁通量幾乎不泄漏到外部，該磁路徑的構(gòu)成包括其中被纏繞導(dǎo)體以形成該線圈的線圈纏繞部分以及其中的導(dǎo)體不纏繞導(dǎo)體的非線圈纏繞部分。
該實(shí)例的實(shí)際情況可以是使得在該天線結(jié)構(gòu)的構(gòu)形部分中，該磁路徑在線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的至少一部分被以彼此不同的材料構(gòu)成，或由諧振產(chǎn)生的磁通量所經(jīng)過(guò)的磁路徑形成閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。
此外，該天線結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成使得該磁路徑的一部分構(gòu)成該閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，在該天線結(jié)構(gòu)中包括的一個(gè)部分具有的磁導(dǎo)率不同于其它部分的磁導(dǎo)率，或不同于構(gòu)成該閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的該磁路徑的一部分的磁導(dǎo)率，在該天線結(jié)構(gòu)中包括的一個(gè)部分具有的磁阻不同于其它部分的磁阻，并且進(jìn)一步該非線圈纏繞部分的有效磁導(dǎo)率低于該線圈纏繞部分的有效磁導(dǎo)率。
類(lèi)似地，根據(jù)本實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)滿足上述的分別特征值條件的至少之一，其中該結(jié)構(gòu)由此可以是使得該間隙被提供在該非線圈纏繞部分中，或該間隙被提供在該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的接觸部分的至少之一。
而且，該非線圈纏繞部分可以由具有比形成該線圈纏繞部分的磁性材料的磁導(dǎo)率低的磁導(dǎo)率的一個(gè)磁性材料組成，或一個(gè)薄膜層由一個(gè)磁變性層、一個(gè)非磁層組成，或具有一個(gè)低磁導(dǎo)率的一個(gè)層被形成在該非線圈纏繞部分或該線圈纏繞部分的一個(gè)表面的至少一部分上。
而且根據(jù)該第一實(shí)施例的用于接收一個(gè)無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)滿足上述分別特征值的至少一個(gè)條件，其中該結(jié)構(gòu)可以是如此的結(jié)構(gòu)該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分可被構(gòu)成以使該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的橫截面彼此不同，或該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分被形成為彼此獨(dú)立的部件，并且在導(dǎo)體被圍繞該非線圈纏繞部分纏繞并且該線圈被因此形成之后被集成在一起，并且進(jìn)一步該將被形成在該非線圈纏繞部分中或在該線圈纏繞部分和非線圈纏繞部分之間的該間隙是通過(guò)沿著在該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的末端表面之間的該接觸面插入一個(gè)適當(dāng)?shù)膲|片形成。
類(lèi)似地，根據(jù)本實(shí)例的天線結(jié)構(gòu)可以使得該間隙的接觸面或在形成在該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分之間的末端表面之間的接觸面被形成為一個(gè)窄帶形狀，并且該間隙被如此形成，即該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的末端表面、或該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的末端表面或在除了該輔磁路徑的末端臉之外的一個(gè)部分中的該線圈纏繞部分和該非線圈纏繞部分的表面被彼此相對(duì)。
而且，該間隙可以形成在除了在該線圈纏繞部分的一個(gè)線圈纏繞單元的附近部分之外的該磁路徑的一部分中。
在本發(fā)明的另一方面中，一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1被構(gòu)成如圖8所示的構(gòu)形，一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置31，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)時(shí)間保持裝置32，用于根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間信息；一個(gè)顯示裝置33，用于根據(jù)該時(shí)間信息顯示時(shí)間；接收裝置34，用于接收包括基準(zhǔn)時(shí)間信息的一個(gè)普通無(wú)線電波；一個(gè)輸出時(shí)間校正裝置35，用于根據(jù)從該接收裝置34接收的信號(hào)校正從該時(shí)間保持裝置輸出的時(shí)間信息，其中該接收裝置34是由分別具有該構(gòu)形的該天線結(jié)構(gòu)2任何之一構(gòu)成。
該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1包括例如一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)或遙控手表，接收包括一個(gè)時(shí)間碼的普通無(wú)線電波，以便將該使用中的手表的時(shí)間調(diào)整到該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1中，已經(jīng)描述了利用如圖9和圖10所示構(gòu)形的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的具體實(shí)例，當(dāng)使用具有圖7示出任何構(gòu)形之一的天線結(jié)構(gòu)2時(shí)，該天線結(jié)構(gòu)2的特性被構(gòu)成以便被設(shè)置為上述特性的任何之一。
如圖11所示，在根據(jù)本發(fā)明的該第二實(shí)施例的另一實(shí)例中，該天線結(jié)構(gòu)2可被提供在相對(duì)提供有表蒙玻璃43的表面的表面中，該表蒙玻璃43相對(duì)于無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的表盤(pán)46。
在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的再一個(gè)方面，一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)被構(gòu)成包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)時(shí)間保持裝置，用于根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間信息；顯示裝置，用于根據(jù)該時(shí)間信息顯示一個(gè)時(shí)間；接收裝置，用于接收包括基準(zhǔn)時(shí)間信息的一個(gè)普通無(wú)線電波；輸出時(shí)間校正裝置，用于根據(jù)從接收裝置接收的信號(hào)而校正從該時(shí)間保持裝置輸出的時(shí)間信息，其中該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)具有一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分，其至少之一是由金屬構(gòu)成，并且包括具有該天線特性值至少之一的天線結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)本發(fā)明的該第二實(shí)施例又一方面中，該天線結(jié)構(gòu)的線圈纏繞部分被放置在該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的一個(gè)外側(cè)周邊部分中；該天線結(jié)構(gòu)的非線圈纏繞部分被相對(duì)于的該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)周邊部分而放置在該線圈纏繞部分的內(nèi)邊側(cè)；并且該接收裝置包括具有上述天線特性值至少之一的天線結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的又一方面中，一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)是如此構(gòu)成一個(gè)天線結(jié)構(gòu)被提供在該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)中，該天線結(jié)構(gòu)具有如上所述的構(gòu)形和天線特性的至少之一，并且與該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的邊側(cè)部分相對(duì)的該天線結(jié)構(gòu)的非線圈纏繞部分的至少一部分由該線圈纏繞部分的一部分所覆蓋。
圖24示出在使用在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)中的用于該諧振頻率的一個(gè)調(diào)整方法的實(shí)例的示意圖，圖24(A)示出一個(gè)傳統(tǒng)的調(diào)整方法，其中多個(gè)電容器151到153被并行地提供繞組150的兩端部分，并且每一個(gè)電容器都具有80pF的電容量。在此情況中，當(dāng)改變天線結(jié)構(gòu)2的諧振頻率時(shí)，該電容器的電容量需要改變到一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?，或需要改變連接電容器的數(shù)目，使得測(cè)量操作復(fù)雜。
與之相比，在本發(fā)明中如圖24(B)所示的調(diào)諧IC電路160連接到繞組線150的兩端，電路160包括多個(gè)調(diào)整裝置，每個(gè)調(diào)整裝置被并聯(lián)地彼此連接，其中調(diào)整裝置的每一個(gè)都由多個(gè)電容器151到15n之一和多個(gè)開(kāi)關(guān)SW1到SWn之一組成，并且該多個(gè)電容器151到15n的排列的建立方式是通過(guò)加倍該電容器前面緊接的電容器的電容量而增加各個(gè)電容器的電容量，并且這電容量遞增規(guī)則是從在此系列中的第一個(gè)電容器的1.25pF開(kāi)始而沿著這些電容器的行連續(xù)遞增。
開(kāi)關(guān)電路SW1到SWn的控制終端的每一個(gè)都連接到一個(gè)適當(dāng)?shù)目刂朴?jì)數(shù)器裝置161，而且通過(guò)控制來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路SW1到SWn的控制終端，使得響應(yīng)輸入到該控制計(jì)數(shù)器裝置的輸入端的輸入信號(hào)而可選地選擇期望電容器的一個(gè)或多個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)容易地設(shè)置期望的諧振頻率。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，由于采用了上述構(gòu)形而解決了傳統(tǒng)技術(shù)的問(wèn)題，因此實(shí)現(xiàn)容易地獲得該天線結(jié)構(gòu)和使用有高接收效率的該天線結(jié)構(gòu)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，手表本身的尺寸和厚度與傳統(tǒng)的手表并無(wú)不同，并且通過(guò)使用不大改變傳統(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的結(jié)構(gòu)、外殼材料、設(shè)計(jì)和/或式樣的簡(jiǎn)單地配置的天線結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的自由程度，以及降低了制造成本。
而且，該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)能夠容易地獲得高商業(yè)價(jià)值，以及即使在該天線被放置在金屬外殼中的情況下也不降低增益。
(第三實(shí)施例)在下文中將描述一個(gè)發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。
根據(jù)上述第一實(shí)施例的實(shí)例，已經(jīng)把注意力集中到作為天線結(jié)構(gòu)特征值的增益值，以便防止在該天線結(jié)構(gòu)與金屬物體接觸放置或在該天線結(jié)構(gòu)附近放置有金屬物體的狀態(tài)中該天線結(jié)構(gòu)接收性能的降低。因此已經(jīng)闡明，在金屬物體與該天線結(jié)構(gòu)接觸放置或在該天線結(jié)構(gòu)的附近放置有金屬物體的情況中該天線結(jié)構(gòu)所展現(xiàn)的增益值相對(duì)于在該天線結(jié)構(gòu)的附近不存在金屬物體的情況而言將被抑制到不高于60％。
隨后，其中提供的天線結(jié)構(gòu)的該縮小比率被限制到不高于50％，并且建議了在上述情況中的該天線結(jié)構(gòu)的新結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，本發(fā)明人進(jìn)行了涉及對(duì)于與天線結(jié)構(gòu)的接收特性相關(guān)的一個(gè)值的限制條件的研究，并且已經(jīng)成功地表明了最優(yōu)值。
更具體地說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)基礎(chǔ)方面，用于接收無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)的其特征在于，下面限定的Q值保持率Rq在金屬物體出現(xiàn)于該附近的情況下不高于10％。
上面提及的該Q值保持率Rq由下式表示Rq＝QNL/Q0×100，其中，在該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被設(shè)置為Q0，在該環(huán)境中的該天線結(jié)構(gòu)不與該金屬物體接觸放置，或在該天線結(jié)構(gòu)的附近不存在金屬物體；并且在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被測(cè)量而且設(shè)置為QN，在該環(huán)境中該天線結(jié)構(gòu)與該金屬物體接觸放置或該金屬物體被放置在該天線結(jié)構(gòu)的附近，隨后把最低的QN值選擇作為QNL。
類(lèi)似于第一實(shí)施例中的描述，在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的第二方面，在該天線結(jié)構(gòu)具有的一個(gè)結(jié)構(gòu)中，能夠有效地接收一個(gè)外部磁通量，并且在諧振過(guò)程中該磁通量幾乎不泄漏到外部。由此構(gòu)成的一個(gè)實(shí)例包括形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的一個(gè)磁路徑，并且滿足上述Q值的特征條件。
而且，在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的第三方面，一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的構(gòu)成包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)時(shí)間保持裝置，用于根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間信息；顯示裝置，用于根據(jù)該時(shí)間保持信息顯示時(shí)間；接收裝置，用于接收包括基準(zhǔn)時(shí)間信息的一個(gè)普通無(wú)線電波；并且該接收裝置具有一個(gè)結(jié)構(gòu)，包括具有滿足上述Q值特征條件的一個(gè)結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)。
具有本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)和無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)采用如上所述的技術(shù)構(gòu)形，從而實(shí)現(xiàn)容易地獲得使用具有高接收效率的該天線結(jié)構(gòu)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，并且通過(guò)使用具有無(wú)大改變?cè)搨鹘y(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和/或式樣的簡(jiǎn)單構(gòu)形的該天線結(jié)構(gòu)來(lái)獲得不同于傳統(tǒng)手表的該手表本身的尺寸和厚度的增強(qiáng)的設(shè)計(jì)自由度，并且實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。
類(lèi)似于涉及增益值的分析，本發(fā)明人完成了涉及Q值的詳細(xì)分析，并且得到結(jié)論是該Q值保持率最好設(shè)置為不低于10％。
參考附圖，下面將給出涉及使用根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的該天線結(jié)構(gòu)和無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的實(shí)例的配置的詳細(xì)描述。
如上已經(jīng)述描述的那樣，圖1是能夠適于作為本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)2的一個(gè)構(gòu)形實(shí)例的平面圖，當(dāng)然也能夠使用在本實(shí)施例中。附圖示出了用于接收無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)2，其中下面限定的Q值保持率Rq在有金屬物體存在于附近的情況下將不高于上面提及的該Q值保持率由下式表示Rq＝QNL/Q0×100，其中，在該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被設(shè)置為Q0，在該環(huán)境中的該天線結(jié)構(gòu)不與該金屬物體接觸放置，或在該天線結(jié)構(gòu)的附近不存在金屬物體；并且在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被測(cè)量而且設(shè)置為QN，在該環(huán)境中該天線結(jié)構(gòu)與該金屬物體接觸放置或該金屬物體被放置在該天線結(jié)構(gòu)的附近，隨后把最低的QN值選擇作為QNL。
通過(guò)參考圖1對(duì)該天線結(jié)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)的描述可知，該天線結(jié)構(gòu)2具有的結(jié)構(gòu)將接收外部磁通量3，并且最小化該磁通量的泄漏，在諧振過(guò)程中該磁通量幾乎不泄漏到該天線結(jié)構(gòu)的外部。
如圖2所示，通常已經(jīng)考慮到如下的描述。在至少一個(gè)導(dǎo)電性金屬物體放置在接收無(wú)線電波的該天線結(jié)構(gòu)的附近或與該天線結(jié)構(gòu)接觸的情況中，該無(wú)線電波被該金屬物體吸收，并且因此該無(wú)線電波達(dá)不到該天線，使得該天線的諧振輸出被降低，其中在此情況中的金屬物體是指例如下列的至少之一由例如SUS、Ti或Ti合金組成的邊側(cè)部分或底蓋部分、時(shí)計(jì)表盤(pán)、電機(jī)、電池、太陽(yáng)能電池、表帶、散熱器、微計(jì)算機(jī)、和齒輪組。隨后，為了提高天線結(jié)構(gòu)的靈敏度，例如天線結(jié)構(gòu)本身被加大形成，或天線結(jié)構(gòu)被提供在該天線結(jié)構(gòu)的金屬物體的外部，也可以由塑料或陶瓷的非金屬物體形成該外殼部分，同時(shí)把金屬板加到由塑料制成的該非金屬材料的表面。但是，如在第一實(shí)施例詳細(xì)所述的那樣，已有技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)問(wèn)題的理解實(shí)際是不正確的，并且本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思已經(jīng)被驗(yàn)證是正確的。
當(dāng)該天線結(jié)構(gòu)2的輸出特征值由Q值限定時(shí)，該Q值表示在該諧振狀態(tài)中的該天線的能量損耗的水平。隨著能量損耗的降低，該Q值增加，并且該天線輸出成為從實(shí)際非諧振之時(shí)的天線輸出與該Q值相乘而獲得的一個(gè)輸出值。
即，隨著Q值提高，該天線輸出正比地改善，從而該天線結(jié)構(gòu)所需的性能被確定為是足夠的。
根據(jù)表1和表2所示的增益與天線獨(dú)用(monolith)的Q值之間的關(guān)系，相對(duì)于一個(gè)114的Q值來(lái)說(shuō)那諧振-非諧振增益比大約是40dB，它的轉(zhuǎn)換值是100倍高。
然而，假設(shè)傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)與一個(gè)金屬材料物體接觸放置或在一個(gè)金屬材料物體的附近，例如在該天線結(jié)構(gòu)放置在由SUS材料組成的外殼部分3中。在此情況中，將引起上述磁通量的能量損耗，從而顯著地降低天線結(jié)構(gòu)2的Q值，因此降低該天線輸出。
此問(wèn)題出現(xiàn)在該傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)放置在由金屬材料組成的外殼部分中的情況下。此外，相同的問(wèn)題也出現(xiàn)在天線結(jié)構(gòu)放置在金屬材料物體附近的情況下，該金屬材料物體例如是包括太陽(yáng)能電池的電池，電機(jī)、機(jī)件、齒輪組、微計(jì)算機(jī)、散熱器、或表盤(pán)。
發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并且驗(yàn)證，在天線結(jié)構(gòu)與金屬材料物體接觸放置或在其附近的情況下的該Q值QN相對(duì)于天線結(jié)構(gòu)既不與金屬材料物體接觸放置也不在其附近的情況下的該Q值Q0來(lái)說(shuō)降低了70-95％。
本發(fā)明進(jìn)行了調(diào)查和研究來(lái)得知如何防止和限制Q值到一個(gè)Q值水平的降低而不引起在該天線結(jié)構(gòu)被與金屬材料接觸放置或在其附近情形中的實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題。結(jié)果是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。實(shí)際上，本發(fā)明的技術(shù)設(shè)計(jì)使得在天線結(jié)構(gòu)2用作本發(fā)明的情況中的Q值保持率Rq不高于10％，該Q值保持率Rq由下式表示
Rq＝QNL/Q0×100，其中，在該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被設(shè)置為Q0，在該環(huán)境中的該天線結(jié)構(gòu)2不與該金屬物體3接觸放置，或在該天線結(jié)構(gòu)2的附近不存在金屬物體3；并且在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被測(cè)量而且設(shè)置為QN，在該環(huán)境中該天線結(jié)構(gòu)與該金屬物體接觸放置或該金屬物體被放置在該天線結(jié)構(gòu)的附近，隨后把最低的QN值選擇作為QNL。
這使得解決傳統(tǒng)問(wèn)題的天線結(jié)構(gòu)容易制造，即小而薄到不引起實(shí)際問(wèn)題的程度，降低制造成本并且適于由利用無(wú)線電波的電子裝置所使用。
下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。參見(jiàn)圖1，天線結(jié)構(gòu)2具有的構(gòu)形中，當(dāng)預(yù)定的無(wú)線電波從外部到達(dá)時(shí)，接收外部磁通量部分4，并且在諧振過(guò)程中該諧振磁通量7流經(jīng)該閉環(huán)型磁路徑12而因此磁通量7幾乎不泄漏到該天線結(jié)構(gòu)的外部。
從發(fā)明人完成的試驗(yàn)得知，傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)中的Q值保持率Rq是5-30％，具有本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)中的Q值保持率Rq被保持到至少不低于10％或更高；并且在一個(gè)良好環(huán)境下的該Q保持率Rq能夠被保持到不低于50％。換句話說(shuō)，即使該天線結(jié)構(gòu)2與金屬材料接觸放置或該金屬材料物體出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)的附近的構(gòu)形中，該Q值的縮小比率也被顯著地限制。在一個(gè)實(shí)際情況中，能夠容易和低成本地獲得展現(xiàn)高接收性能的天線結(jié)構(gòu)2而與該金屬資料的存在或不存在無(wú)關(guān)。
在本發(fā)明中，該天線結(jié)構(gòu)2能夠接收的目標(biāo)無(wú)線電波的頻率是2000KHz或更低的頻率，最好是幾十到幾百KHz的一個(gè)頻帶。
在該天線結(jié)構(gòu)2收到無(wú)線電波而諧振的情況下，在天線結(jié)構(gòu)2中不提供該輔磁路徑的狀態(tài)中，本發(fā)明中使用的金屬物體3被放置在可由該諧振產(chǎn)生的磁通量7達(dá)到的一個(gè)距離的位置。實(shí)際上，該金屬物體是使用具有導(dǎo)電性的金屬外殼材料形成，例如SUS、BS、Ti或Ti合金、或金、銀、鉑、鎳、銅、鉻、鋁或它們的合金。
在本發(fā)明中，放置在該天線結(jié)構(gòu)2附近的金屬物體3的實(shí)例包括例如一個(gè)時(shí)計(jì)的表盤(pán)、邊側(cè)部分、電機(jī)、機(jī)件、電池、太陽(yáng)能電池(尤其是SUS基板太陽(yáng)能電池)、表帶、以及散熱器。
使用在本發(fā)明第三實(shí)施例中的對(duì)于該值的測(cè)量方法的實(shí)際第三實(shí)例與該第一實(shí)施例中描述的測(cè)量方法相同。
具體地說(shuō)，使用一個(gè)類(lèi)似的裝置，并且測(cè)量無(wú)金屬板的天線結(jié)構(gòu)2的輸出值Q0，并且在Q值中從QN表示的這些Q值選擇最小值Q值QNL，從而根據(jù)″Rq＝QNL/Q0×100″獲得Q值保持率Rq。
制備有多個(gè)材料彼此不同的金屬板，以上述同樣方式測(cè)量每一個(gè)的Q值保持率Rq。
結(jié)果在圖25中示出。
圖25示出以上述方式單獨(dú)的測(cè)量產(chǎn)生的Q值。該測(cè)量中使用的是具有如圖1所示的使用在本發(fā)明中的一個(gè)回路狀構(gòu)形、磁心的天線結(jié)構(gòu)，和具有傳統(tǒng)使用的普通線性磁心的天線結(jié)構(gòu)，并且使用五個(gè)不同類(lèi)型的材料，即BS、SUS、鋁、銅等作為一個(gè)物體。
從圖25清楚可見(jiàn)，Q值，即本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)2的Q在沒(méi)有金屬材料的影響下大約是140。此外，Q值，即如圖2所示傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的Q在與上述相同的狀態(tài)下大約是103。
如圖25所示，比較而言，在受到金屬材料的影響之下，任何一個(gè)Q值，即利用所有的金屬材料的每一個(gè)的兩種天線結(jié)構(gòu)2的QN值都顯著地低于Q0。還能夠得知該最小Q值，即最小值QNL出現(xiàn)在SUS或Ti的情況下。
然而，可以得知，由于天線結(jié)構(gòu)2具有本發(fā)明的構(gòu)形，即使在最小Q值情況下，QNL也被保持在大約18。相對(duì)于由該傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)2展現(xiàn)的對(duì)應(yīng)的為5的Q值，即該最小值QNL而言，此值是其大約3倍高。
當(dāng)這一狀態(tài)由Q值保持率Rq表示時(shí)，在傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)2的情況下該保持率將低到4％。然而，在本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2的情況下，該Q值保持率Rq是10％或更高，具體地高達(dá)大約12.5％。
通常，確定該Q值越高，該天線特性越高。在金屬出現(xiàn)于該天線結(jié)構(gòu)的附近或接觸該天線結(jié)構(gòu)的情況中，該Q將嚴(yán)重降低到該天線不能展現(xiàn)其固有功能的程度。
當(dāng)Q保持率Rq變成10％或更低時(shí)，該天線實(shí)質(zhì)上不能使用。
如從上述試驗(yàn)結(jié)果清楚地得知，可以理解到，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)2是解決傳統(tǒng)問(wèn)題以便改進(jìn)的一個(gè)有效發(fā)明。
當(dāng)測(cè)量本發(fā)明中的Q值保持率Rq時(shí)，該方法可被簡(jiǎn)化。不使用多個(gè)金屬材料，而是在其中由SUS、Ti或Ti合金制成的一個(gè)金屬物體與天線結(jié)構(gòu)連接或放置于該天線結(jié)構(gòu)附近的環(huán)境之下測(cè)量該Q值，并且將該Q值設(shè)置為該Q值的最小值QNL。
圖26表示在圖25示出的相同條件下測(cè)量本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)的情況中的增益的dB表示。在圖中，示出該增益值高于傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的增益值。
而且，如圖27所示，該Q-值改進(jìn)水平具有空氣間隙的相關(guān)性，所以隨著空氣間隙縮窄，該Q值提高。
但是，在制造步驟中出現(xiàn)非一致性，使得以恒定的窄間隔控制該間隙變得重要。
如上所述，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中的該天線結(jié)構(gòu)的值的最小值QNL最好是從由多個(gè)類(lèi)型的金屬組成的物體的Q值中選擇的最小Q值，這些Q值是在彼此完全相同的條件之下測(cè)量的。另外，該天線結(jié)構(gòu)的Q值的最小值QNL最好是在由一種金屬物體組成的環(huán)境下測(cè)量的值，該金屬物體是SUS、Ti或Ti合金指定的金屬物體，并且該金屬物體與該天線結(jié)構(gòu)以連接或置于該天線結(jié)構(gòu)的在附近。
而且，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例還可以是一個(gè)具有使用在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)的天線結(jié)構(gòu)，與上述Q值特征條件組合使用。
因此，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)最好具有一種結(jié)構(gòu)，其中能夠接收外部磁通量，在諧振過(guò)程中該磁通量幾乎不泄漏到外部，并且該Q值保持率Rq不低于10％。
類(lèi)似地，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)最好具有一種結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)磁路徑形成一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，并且該值保持率Rq不低于10％。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的最好構(gòu)成將使得形成該天線結(jié)構(gòu)的閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的該磁路徑的一部分包括其磁阻不同于其它部分的一個(gè)部分，并且該Q值保持率Rq不低于10％。
而且，根據(jù)本發(fā)明的該第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的最好配置是，除了上述構(gòu)形之外，該磁路徑的構(gòu)成包括其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中不圍繞該磁心纏繞該線圈的一個(gè)輔磁路徑，并且該Q值保持率Rq不低于10％。
而且，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)最好配置是，除了上述分別的結(jié)構(gòu)之外，該輔磁路徑的磁阻高于該主磁路徑的磁阻，并且在該輔磁路徑中或在該輔磁路徑和該主磁路徑之間提供一個(gè)空氣間隙。
而且，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)最好如此配置，除了上述結(jié)構(gòu)之外，該主磁路徑和該輔磁路徑的橫截面彼此不同，并且該主磁路徑和該輔磁路徑是彼此不同的材料構(gòu)成。
在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的另一方面，如圖8所示，一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的構(gòu)成包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置31，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；時(shí)間保持裝置32，用于根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間信息；顯示裝置33，用于根據(jù)該時(shí)間信息顯示時(shí)間；接收裝置34，用于接收包括基準(zhǔn)時(shí)間信息的一個(gè)普通無(wú)線電波；輸出時(shí)間校正裝置35，用于根據(jù)從接收裝置34接收的信號(hào)而校正從該時(shí)間保持裝置輸出的時(shí)間信息，其中該接收裝置34是由分別具有該結(jié)構(gòu)的任何天線結(jié)構(gòu)2之一構(gòu)成的。
該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1包括例如一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)或遙控手表，接收包括一個(gè)時(shí)間碼的普通無(wú)線電波，以便將該使用中的手表的時(shí)間調(diào)整到該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
本發(fā)明的該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1的一個(gè)具體實(shí)例是最好具有圖9或圖10所示已經(jīng)描述結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，其中使用在該無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)1中的天線結(jié)構(gòu)2還具有已經(jīng)在圖6中示出的描述的構(gòu)形，并且該Q值保持率Rq不低于10％。
在本發(fā)明中，由于采用了上述構(gòu)形而解決了傳統(tǒng)技術(shù)的問(wèn)題，因此實(shí)現(xiàn)容易地獲得該天線結(jié)構(gòu)和使用有高接收效率的該天線結(jié)構(gòu)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，手表本身的尺寸和厚度與傳統(tǒng)的手表并無(wú)不同，并且通過(guò)使用不大改變傳統(tǒng)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的結(jié)構(gòu)、外殼材料、設(shè)計(jì)和/或式樣的簡(jiǎn)單地配置的天線結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的自由程度，以及降低了制造成本。
權(quán)利要求
1.一種接收將被使用在一個(gè)金屬外殼內(nèi)部的無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，所說(shuō)天線結(jié)構(gòu)的特征在于具有一種結(jié)構(gòu)其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞，并且能夠從所說(shuō)金屬外殼的外部接收一個(gè)磁通量。
2.一種接收將被使用在一個(gè)金屬外殼內(nèi)部的一個(gè)無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的其特征在于包括其中一個(gè)線圈圍繞一個(gè)磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中所說(shuō)的線圈不圍繞所說(shuō)的磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑，沿著所說(shuō)的磁心形成的所說(shuō)的磁路徑具有類(lèi)似于一種閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，在形成所說(shuō)的閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的磁路徑的一部分中提供一個(gè)間隙，所說(shuō)的磁路徑的所說(shuō)的間隙部分被構(gòu)成具有的磁阻或磁導(dǎo)率不同于所說(shuō)的磁路徑其它部分的磁阻或磁導(dǎo)率，并且所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)具有一種結(jié)構(gòu)其中能夠接收來(lái)自所說(shuō)的金屬外殼外部的磁通量，而由諧振產(chǎn)生的磁通量將幾乎不泄露到所說(shuō)的磁路徑的外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的輔磁路徑的磁阻的構(gòu)成使得其大于所說(shuō)的主磁路徑的磁阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中不同于形成所說(shuō)的磁心材料的一種材料是構(gòu)成放置在所說(shuō)的間隙之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙以不同于所說(shuō)的磁心材料的一種材料填充。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙是一個(gè)空氣間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的空氣間隙是通過(guò)把一個(gè)插入墊片插入在所說(shuō)的間隙之內(nèi)形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)接收包括其頻率不大于2000KHz的一個(gè)長(zhǎng)波無(wú)線電波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的金屬外殼通過(guò)從一種結(jié)構(gòu)選擇的至少一個(gè)部件形成，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑺f(shuō)的天線結(jié)構(gòu)儲(chǔ)放在內(nèi)部并且包括每一個(gè)都分別由金屬材料制成的一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分；以及該結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑺f(shuō)的天線結(jié)構(gòu)儲(chǔ)放在內(nèi)部并且包括其中將一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分整合地形成為一個(gè)部件的一件金屬部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的主磁路徑的一個(gè)橫截面不同于所說(shuō)的輔磁路徑的橫截面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的主磁路徑的材料不同于所說(shuō)的輔磁路徑的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的輔磁路徑的有效磁導(dǎo)率被配置成使得其小于所說(shuō)的主磁路徑的有效磁導(dǎo)率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中從包括磁變形薄膜層、非磁膜層、和具有低磁導(dǎo)率的一個(gè)薄膜層的一組薄膜層中選擇的一個(gè)薄膜層被形成在所說(shuō)的輔磁路徑或所說(shuō)的主磁路徑的表面的至少一部分上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的主磁路徑和所說(shuō)的輔磁路徑分別形成該單元部件，并且每一個(gè)都彼此獨(dú)立，并且所說(shuō)的主磁路徑和所說(shuō)的輔磁路徑在圍繞所說(shuō)的主磁路徑纏繞所說(shuō)的線圈之后被整合地相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙形成在所說(shuō)的主磁路徑和所說(shuō)的輔磁路徑之間形成的至少一個(gè)連接部分中。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到14任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙形成在所說(shuō)的輔磁路徑的一部分中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中提供在所說(shuō)的輔磁路徑中或提供在所說(shuō)的主磁路徑的一個(gè)端面和所說(shuō)的輔磁路徑的一個(gè)端面之間形成的一個(gè)連接表面中的所說(shuō)的間隙的一個(gè)連接表面以一個(gè)窄帶結(jié)構(gòu)形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到17任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙通過(guò)幾種方式任何之一形成，其中所說(shuō)的主磁路徑和所說(shuō)的輔磁路徑的末端表面被彼此相對(duì)放置，或所說(shuō)的輔磁路徑的一部分的表面的一部分和其它部分的一個(gè)表面的一部分被彼此相對(duì)放置，所說(shuō)的表面的每一個(gè)都是不屬于所說(shuō)的輔磁路徑的所說(shuō)的末端表面的表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙形成在所說(shuō)的主磁路徑的至少一部分和所說(shuō)的輔磁路徑的至少一部分被彼此相鄰?fù)瑫r(shí)互相平行放置之處的一個(gè)部分中。
20.根據(jù)權(quán)利要求1到19任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙被形成在除了鄰近其上纏繞了線圈的所說(shuō)的主磁路徑的部分的一部分之外的所說(shuō)的磁通道的一個(gè)部分中。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到20任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙包括一個(gè)部件，其磁阻不同于形成所說(shuō)的磁路徑的材料的磁阻。
22.根據(jù)權(quán)利要求1到21任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的間隙被填充以一個(gè)部件，該部件是從包括非金屬和非磁性材料、以及非金屬和磁變形材料的一組材料中選擇的一種材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求1到22任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的主磁路徑或所說(shuō)的輔磁路徑是由一種軟磁性材料制成。
24.根據(jù)權(quán)利要求1到23任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的主磁路徑的放置使得所說(shuō)的主磁路徑取得一個(gè)位置，相對(duì)于所說(shuō)的輔磁路徑來(lái)說(shuō)，在該位置所說(shuō)的主磁路徑直接面對(duì)無(wú)線電波到來(lái)的方向，所以所說(shuō)的主磁路徑主要地能夠接收所說(shuō)的無(wú)線電波，而不是所說(shuō)的輔磁路徑能主要地接收所說(shuō)的無(wú)線電波。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的主磁路徑的長(zhǎng)度被構(gòu)成長(zhǎng)于所說(shuō)的輔磁路徑的長(zhǎng)度，從而所說(shuō)的主磁路徑被放置而使得覆蓋所說(shuō)的輔磁路徑，使得所說(shuō)的輔磁路徑不直接相對(duì)所說(shuō)的無(wú)線電波來(lái)自的所說(shuō)的方向。
26.一種用于接收無(wú)線電波的天線結(jié)構(gòu)，它包括至少一個(gè)磁心和提供在所說(shuō)的磁心的至少一部分中的一個(gè)線圈單元，所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的特征在于，所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)包括其中一個(gè)線圈被圍繞所說(shuō)的磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中所說(shuō)的線圈不圍繞所說(shuō)的磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑；沿著所說(shuō)的磁心形成的一個(gè)磁路徑形成具有一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的構(gòu)形；并且一個(gè)最大增益縮小比率不大于60％，該最大增益縮小比率是在一個(gè)金屬物體出現(xiàn)于所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)附近的情況中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)示出的增益值與在沒(méi)有金屬物體出現(xiàn)于所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)附近的情況中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)示出的增益值之比。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的金屬物體包括時(shí)計(jì)的表盤(pán)、外殼、電機(jī)、機(jī)件、電池、太陽(yáng)能電池、表帶、散熱器、微計(jì)算機(jī)、齒輪組等至少之一。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的金屬物體放置在距所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)為一確定距離的位置，當(dāng)所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)接收所說(shuō)的無(wú)線電波以產(chǎn)生諧振時(shí)，在所說(shuō)的輔磁路徑不被加到所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的狀態(tài)中從天線結(jié)構(gòu)輸出的一個(gè)磁通量能夠達(dá)到該位置，并且所說(shuō)的金屬物體具有吸收所說(shuō)的磁通量的一個(gè)功能。
29.一種能夠接收無(wú)線電波并且被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)中的天線結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一是由金屬材料制成，所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的其特征在于，所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的L值不大于1600mH。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的L值不大于800mH。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的L值不大于220mH。
32.一種能夠接收無(wú)線電波并且被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)中的天線結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一是由金屬材料制成，所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的繞組電阻不大于1KΩ。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的繞組電阻不大于400Ω。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的繞組電阻不大于100Ω。
35.一種天線結(jié)構(gòu)，其中能夠接收無(wú)線電波的所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)時(shí)計(jì)中，其中一個(gè)邊側(cè)部分和一個(gè)底蓋部分的至少之一由一種金屬材料制成，并且所說(shuō)的天線的匝數(shù)不低于400。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的匝數(shù)不低于1000。
37.根據(jù)權(quán)利要求32到35任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)繞線的直徑不大于0.1mmφ。
38.根據(jù)權(quán)利要求29到37任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)能夠接收所說(shuō)的無(wú)線電波，并且具有一種結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)能夠接收由進(jìn)入所說(shuō)的金屬外殼的外部無(wú)線電波引起的磁通量但是由諧振產(chǎn)生的所說(shuō)的磁通量幾乎不泄露到所說(shuō)的磁路徑的外部，并且其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)磁路徑的構(gòu)成包括其中導(dǎo)體被纏繞以形成線圈的一個(gè)線圈纏繞部分和其中導(dǎo)體不被纏繞的一個(gè)非線圈纏繞部分。
39.一種天線結(jié)構(gòu)，接收一個(gè)無(wú)線電波并且包括至少一個(gè)磁心部分和提供在所說(shuō)的磁心部分的至少一部分上的一個(gè)線圈部分，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)線圈被圍繞所說(shuō)的磁心纏繞的一個(gè)主磁路徑和其中所說(shuō)的線圈不圍繞所說(shuō)的磁心纏繞的一個(gè)輔磁路徑；沿著所說(shuō)的磁心形成的一個(gè)磁路徑形成具有一個(gè)閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的構(gòu)形；所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)適合于在用于在其中金屬材料存在于所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的附近的環(huán)境下，并且在所說(shuō)的金屬物體出現(xiàn)于所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的附近的情況中，下面定義的Q值保持率Rq不低于10％，其中所說(shuō)的Q值保持率Rq由如下公式表示Rq＝QNL/Q0×100，其中，在該天線結(jié)構(gòu)被放置在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被設(shè)置為Q0，在該環(huán)境中的該天線結(jié)構(gòu)不與該金屬物體接觸放置，或在該天線結(jié)構(gòu)的附近不存在金屬物體；并且在一個(gè)環(huán)境下的該天線結(jié)構(gòu)的Q值被測(cè)量而且設(shè)置為QN，在該環(huán)境中該天線結(jié)構(gòu)與該金屬物體接觸放置或該金屬物體被放置在該天線結(jié)構(gòu)的附近，隨后把最低的QN值選擇作為QNL。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的天線結(jié)構(gòu)，其中表示在所說(shuō)的Q值中的所說(shuō)的最小值的所說(shuō)的Q值被選擇作為所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的Q值的最小值QNL，其中在相同的條件之下測(cè)量由不同金屬材料制成的多個(gè)種類(lèi)的金屬物體。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的Q值的最小值QNL是在由不銹鋼(SUS)、鈦、或鈦合金制成的一個(gè)金屬物體連接到所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)或所說(shuō)的金屬物體被放置在所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的附近的情況下測(cè)量的一個(gè)值。
42.根據(jù)權(quán)利要求1到28、39到41任何之一的天線結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)的形成所說(shuō)的閉環(huán)狀的結(jié)構(gòu)磁路徑，是通過(guò)諧振產(chǎn)生磁通量通過(guò)的磁路徑。
43.一個(gè)無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)；時(shí)間保持裝置，用于根據(jù)所說(shuō)的該基準(zhǔn)信號(hào)輸出時(shí)間保持信息；顯示裝置，用于根據(jù)所說(shuō)的時(shí)間保持信息顯示一個(gè)時(shí)間信息；用于接收具有基準(zhǔn)時(shí)間信息的接收裝置和時(shí)間信息校正裝置，用于根據(jù)從一個(gè)接收裝置接收的接收信號(hào)校正從所說(shuō)的時(shí)間保持裝置輸出的時(shí)間信息，并且其中所說(shuō)的接收裝置包括具有由權(quán)利要求1到42任何之一限定的結(jié)構(gòu)的一種天線結(jié)構(gòu)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，其中所說(shuō)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)具有由所說(shuō)的金屬材料制成一個(gè)外殼單元。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，其中所說(shuō)的邊側(cè)部分和所說(shuō)的底蓋部分至少之一是由所說(shuō)的金屬材料制成。
46.根據(jù)權(quán)利要求43到45任何之一的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的主磁路徑設(shè)計(jì)在所說(shuō)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的外側(cè)邊緣，并且相對(duì)于所說(shuō)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的所說(shuō)的外側(cè)邊緣，所說(shuō)的輔磁路徑設(shè)計(jì)在所說(shuō)的主磁路徑的內(nèi)部。
47.根據(jù)權(quán)利要求43到46任何之一的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)提供在所說(shuō)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的一個(gè)表盤(pán)的表面上，所說(shuō)的表面與面對(duì)一個(gè)表蒙玻璃的另一表面相反。
48.根據(jù)權(quán)利要求43到47任何之一的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)，其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)被提供在所說(shuō)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)中，并且其中所說(shuō)的天線結(jié)構(gòu)的所說(shuō)的輔磁路徑的部分的至少一部分與所說(shuō)的無(wú)線電控制的時(shí)計(jì)的外殼單元相對(duì)，被所說(shuō)的主磁路徑覆蓋。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有高接收性能并且既無(wú)材料局限性也無(wú)設(shè)計(jì)局限性的一種天線結(jié)構(gòu)，并且提供利用如上所述天線結(jié)構(gòu)的無(wú)線電控制的手表，而且本發(fā)明與用于一個(gè)金屬外殼內(nèi)部的一個(gè)天線結(jié)構(gòu)相關(guān)并且具有接收無(wú)線電波的構(gòu)形，該天線結(jié)構(gòu)的特征在于具有一種結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)線圈被圍繞一個(gè)磁心纏繞，并且能夠從該金屬外殼外部接收一個(gè)磁通量。
文檔編號(hào)G04G21/04GK1659742SQ03812760
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者伊原隆史, 高橋重之 申請(qǐng)人:西鐵城時(shí)計(jì)株式會(huì)社