專利名稱：集成的天線和揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種無線電接收器，包括用于接收無線電信號(hào)的天線和用于將接收到的無線電信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲音的裝置，以及將聲音傳送給用戶的揚(yáng)聲器。尤其是，本發(fā)明涉及包括這種天線和揚(yáng)聲器的無線電通訊終端。
背景技術(shù)：
移動(dòng)電話工業(yè)已經(jīng)在有關(guān)服務(wù)質(zhì)量和傳輸性能，以及用于制造先進(jìn)的通訊終端的技術(shù)方面有了巨大進(jìn)展。僅僅在幾十年間，通訊系統(tǒng)已經(jīng)從模擬發(fā)展到數(shù)字，以及同時(shí)通訊終端的尺寸已經(jīng)從公文包大小發(fā)展到今天的小型電話?，F(xiàn)在，移動(dòng)電話還在變得越來越小，并且對(duì)于最終的用戶來說尺寸通常被認(rèn)為是很重要的因素。電子學(xué)的發(fā)展已經(jīng)使得終端部件的小型化成為可能，同時(shí)使得終端能夠完成更先進(jìn)的功能和服務(wù)。新傳輸方案的發(fā)展，包括即將建成的所謂第三代移動(dòng)系統(tǒng)和期望在大概十年后建成的第四代移動(dòng)系統(tǒng)，還提供向無線通訊終端傳送更先進(jìn)的數(shù)據(jù)的可能性，例如實(shí)時(shí)視頻。
為了得益于傳輸系統(tǒng)的性能，將來一代的電話將具有更大的顯示器，以便進(jìn)行多媒體輸入和輸出，并且圖像質(zhì)量將非常重要。還有，鍵盤必須足夠大以便允許人們當(dāng)時(shí)按一個(gè)鍵。隨著通訊系統(tǒng)和多媒體功能的性能的發(fā)展，對(duì)終端的聲音質(zhì)量的要求也會(huì)提高。在使用W-CDMA技術(shù)的下一代終端中，將可能使用更寬的音頻頻帶。終端的揚(yáng)聲器還可以用作振鈴器以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蜂鳴器，而用于單音或者多音鈴聲信號(hào)，并且還用作內(nèi)置到電話中的免提揚(yáng)聲器。通常，這些功能由安裝在電話背面的第二揚(yáng)聲器完成，但是也有用于這兩種功能或所有三種功能的組合揚(yáng)聲器存在。
在本領(lǐng)域通訊終端的常規(guī)狀態(tài)中，終端音頻輸出端安裝終端前面并且位于顯示器上面，揚(yáng)聲器緊挨在該輸出端后面。這意味著，即使具有現(xiàn)在所使用的最小的可用揚(yáng)聲器，其具有大約13mm的直徑，那么該終端在其縱向延伸方向的長(zhǎng)度也要比僅由顯示器和/或鍵盤所限定的終端長(zhǎng)度長(zhǎng)很多。終端的天線通常設(shè)置在終端背面的上部，背面下部被電池占用。因此在顯示器后面放置揚(yáng)聲器將增加終端1的厚度，這是因?yàn)樗鼘⒈仨毢吞炀€競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)的空間。
揚(yáng)聲器的性能在很大程度上依賴于后部容積，也就是揚(yáng)聲器后面的聲共振腔。為了獲得最好的性能，該后部容積應(yīng)當(dāng)是密封的。在通常情況下，整個(gè)電話都用作后部容積，但是幾乎不可能將電話密封。如上所述，現(xiàn)在幾乎每一種電話在顯示器和鍵盤上面的終端前面的上部都具有揚(yáng)聲器的位置。這意味著，揚(yáng)聲器、顯示器和鍵盤的高度決定了電話的長(zhǎng)度。由于揚(yáng)聲器性能非常依賴于尺寸，所以揚(yáng)聲器尺寸的減小導(dǎo)致音質(zhì)變差。還普遍期望能在通訊終端中具有更大的顯示器，不只是更寬，還要更長(zhǎng)，并具有人們所慣用的鍵盤的一般布局，在不導(dǎo)致顯示器或者鍵盤缺陷的情況下，終端的高度可以基本上不比現(xiàn)在低。
在轉(zhuǎn)讓給NEC Viewtechnology的US2002/0137478中提出了一種設(shè)計(jì)，其中揚(yáng)聲器以及還有麥克風(fēng)被移動(dòng)到了終端的背面。該公開文本主要涉及所謂的蛤殼式(clamshell)設(shè)計(jì)，但是其同樣可應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)的棒(stick)型終端。該揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)設(shè)計(jì)成相同的平板型揚(yáng)聲器。當(dāng)使用終端進(jìn)行語(yǔ)音通訊時(shí)，上揚(yáng)聲器作為通常的終端揚(yáng)聲器，下?lián)P聲器以相反功能而用作麥克風(fēng)。另外，這兩個(gè)揚(yáng)聲器可以用于再現(xiàn)例如FM無線電臺(tái)的立體聲。通過在終端的背面放置上揚(yáng)聲器，可以減小終端的長(zhǎng)度，或者可選擇地，可以增大顯示器。然而，相反的是增加了終端的厚度，這是因?yàn)閾P(yáng)聲器放置在顯示器的后面，而不是在它的上面。
發(fā)明概述因此，仍然需要有改進(jìn)的方案來小型化無線電接收器，尤其是便攜式設(shè)備，這是本發(fā)明的總體目的。
尤其是，本發(fā)明的目的是克服關(guān)于如上所述的本領(lǐng)域無線電通訊終端的情形的缺陷。更具體地，本發(fā)明的目的是提供一種用于通訊終端的揚(yáng)聲器裝置，以便能減小終端的外部尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，該目的通過一種通訊終端來實(shí)現(xiàn)，該通訊終端包括揚(yáng)聲器和低輪廓(low profile)內(nèi)置無線電天線元件，其中所述天線元件包括帶有導(dǎo)電天線跡線的平板，激勵(lì)器連接到所述板并被設(shè)計(jì)成感應(yīng)其中的振動(dòng)來產(chǎn)生聲音。通過使用該天線元件，這就在終端中實(shí)現(xiàn)了一種平板揚(yáng)聲器。因此，節(jié)省了空間和部件，這可以用來增加終端的其它部件，或者使該終端小型化。
優(yōu)選地，所述板由絕緣材料制成，例如塑料材料或者陶瓷材料。
在一個(gè)實(shí)施例中，鄰近于所述天線元件的側(cè)邊連接所述激勵(lì)器。
優(yōu)選地，所述激勵(lì)器與所述天線跡線絕緣。
優(yōu)選地，所述激勵(lì)器包括第一和第二揚(yáng)聲器信號(hào)連接器。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述天線跡線限定了天線貼片。
優(yōu)選地，所述天線跡線連接到終端的無線電饋電回路，并連接到與天線貼片隔開的接地板。
優(yōu)選地，所述天線元件平行于接地板設(shè)置，其中天線元件和接地板之間的間隔充當(dāng)電磁共振腔。
在一個(gè)實(shí)施例中，該終端的蓋元件包括鄰近于所述天線元件的孔。
優(yōu)選地，聲音通道從鄰近于所述天線元件的位置延伸到該終端前面的通道前出口。
優(yōu)選地，所述天線跡線包括在所述天線元件上由導(dǎo)電材料形成的基本上平坦的圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述天線跡線印刷在所述天線元件上?？蛇x擇地，所述天線跡線是在所述天線元件上蝕刻出來的。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，通過一種用于無線電接收裝置的組合天線和揚(yáng)聲器來實(shí)現(xiàn)所述目的，其包括揚(yáng)聲器和低輪廓內(nèi)置無線電天線元件，其中，所述天線元件包括帶有導(dǎo)電天線跡線的平板，激勵(lì)器連接到所述板并被設(shè)計(jì)成感應(yīng)其中的振動(dòng)來產(chǎn)生聲音。
總之，本發(fā)明將平板揚(yáng)聲器與天線元件相集成。因此，可以節(jié)省空間和部件。另外，相比于為了小型化該終端而在天線板和接地板之間的空間引入輔助元件例如揚(yáng)聲器的方案，本發(fā)明提供了改善的天線性能。
附圖的簡(jiǎn)要說明參考附圖，從下文對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中

圖1示意性地示出了棒型無線電通訊終端；圖2示意性地描述根據(jù)本發(fā)明設(shè)置在圖1中的終端的PCB的背面的組合天線和揚(yáng)聲器；圖3示意性地描述圖2的裝置的橫截面?zhèn)纫晥D；圖4到6描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，以及尤其是用于將揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音傳送給用戶的裝置。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明本發(fā)明涉及無線電接收器，其意味著這樣的設(shè)備，即該設(shè)備至少包括用于接收無線電信號(hào)的無線電天線、用于將接收到的無線電信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲音的裝置和將聲音傳送給用戶的揚(yáng)聲器。尤其是，本發(fā)明涉及包括這樣的天線和揚(yáng)聲器的無線電通訊終端，并且下面的具體說明幾乎專門是指在便攜式無線電通訊終端中實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可以應(yīng)用于任何無線電接收器，其可以是固定的或者移動(dòng)的，其包括或者不包括無線電發(fā)射能力。術(shù)語(yǔ)“通訊終端”包括為了用無線電臺(tái)進(jìn)行無線電通訊而設(shè)計(jì)的所有移動(dòng)裝備，無線電臺(tái)還可以是移動(dòng)終端或者例如是固定基站。因此，術(shù)語(yǔ)“通訊終端”包括移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、發(fā)報(bào)機(jī)、電子管理器、智能電話、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)或車載無線電通訊設(shè)備等，以及為在例如WLAN(無線局域網(wǎng))中進(jìn)行無線通訊而設(shè)計(jì)的便攜式膝上型計(jì)算機(jī)。另外，由于本發(fā)明的設(shè)計(jì)適用于但是不局限于移動(dòng)用途，所以術(shù)語(yǔ)“通訊終端”還應(yīng)當(dāng)理解為包括設(shè)置成用于無線電通訊的任何固定設(shè)備，例如桌面計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等等，這些設(shè)備設(shè)計(jì)成能在彼此間或者與某種其它的無線電臺(tái)進(jìn)行無線電通訊。因此，盡管在這里主要是采用示例的方式以移動(dòng)電話的實(shí)現(xiàn)方式描述了根據(jù)本發(fā)明的天線設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和特性，但是這不應(yīng)當(dāng)解釋為排除了在其它類型的無線電終端中實(shí)施本發(fā)明的設(shè)計(jì)，例如上述列舉的那些類型。而且，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)術(shù)語(yǔ)“包括”用在該說明書和所附權(quán)利要求中以表示所包含的特征、元件或者步驟時(shí)，其決不解釋為除了所述的那些之外沒有其它特征、元件或者步驟的存在。
圖1公開了典型的棒型無線電通訊終端或者移動(dòng)電話1，由殼體或者蓋2支撐。該蓋可以包括多個(gè)蓋元件，例如前蓋和后蓋。為了數(shù)據(jù)和信息的輸入，終端1包括鍵盤4和麥克風(fēng)5，以及為了數(shù)據(jù)和信息的輸出，終端1包括顯示器3和揚(yáng)聲器6(未示出)。在顯示的實(shí)施例中，通過位于終端1的前面上部的聲音通道或者孔7連接揚(yáng)聲器。顯示器3和鍵盤4基本上設(shè)置了對(duì)終端1加上揚(yáng)聲器所占用的空間一起是如何小、或者更準(zhǔn)確說是如何短的限制。然而，為了能夠充當(dāng)用于語(yǔ)音交互的標(biāo)準(zhǔn)電話，終端1還包括麥克風(fēng)5和揚(yáng)聲器6，它們優(yōu)選放置在終端1的相反兩端部。在可選實(shí)施例中，同樣包括在本領(lǐng)域的情形中，顯示器占用了終端前面的更大部分，鍵盤的若干功能被包括在適于顯示的圖形化用戶接口中，從而使得數(shù)據(jù)輸入接口帶有更少的鍵。這些鍵還可以移至通訊終端的側(cè)面，以便允許顯示器占用終端前面的甚至更大部分。還可以另外提供專門工具在顯示器的觸摸屏上輸入數(shù)據(jù)。
本發(fā)明利用所謂的平板揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)來產(chǎn)生聲音。對(duì)于多音鈴聲信號(hào)和FM無線電聲音來說，這種揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)比常規(guī)的磁體揚(yáng)聲器具有更好的性能。另外，根據(jù)本發(fā)明，揚(yáng)聲器和低輪廓內(nèi)置天線集成在一起。因此，在無線電接收設(shè)備中節(jié)省了空間，并且比常規(guī)設(shè)備使用更少的部件。
圖2示意性地描述了無線電通訊終端的印刷電路板PCB 20的背面以及所連接的部件。圖3描述了該終端的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了PCB 20、電池30、顯示器3、鍵盤4和用虛線表示的終端蓋2。在PCB 20的上端設(shè)置了天線元件21。天線元件21是帶有金屬跡線22的平板或者薄膜，該金屬跡線構(gòu)成貼片天線22。天線元件21平行于接地板23設(shè)置，并且以預(yù)選的間隔與接地板23隔開，該接地板23設(shè)置為PCB 20上面或內(nèi)部的層。該接地板優(yōu)選延伸過PCB 20的整個(gè)長(zhǎng)度，但是可以任意地只覆蓋部分PCB 20。天線元件21和接地板23之間的間隔充當(dāng)電磁腔。根據(jù)天線貼片的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于良好的電壓駐波比VSWR和增益來說，天線元件21和接地板23之間的間隔是關(guān)鍵的，這兩個(gè)板之間的通常距離是5-10mm。該天線需要饋電和接地。圖2僅僅是舉例，在該實(shí)施例中，在24處提供饋電，然而在25處接地。
該天線元件由低微波損耗的絕緣材料例如塑料制成。該材料優(yōu)選是某種形式的聚合物，例如聚酰亞胺，比如Kapton。在可選實(shí)施例中，天線元件21的板由陶瓷制成。
天線跡線的確定設(shè)計(jì)對(duì)于本發(fā)明是不重要的，并且該跡線可以包括一個(gè)或者多個(gè)與天線貼片22分開的寄生元件。該天線可以被調(diào)節(jié)來處理從800MHz一直到6000MHz的接收和發(fā)射，優(yōu)選是可被調(diào)節(jié)來處理發(fā)射。諸如所示出的例子一樣，可以選擇具有多個(gè)臂的天線貼片來提供多頻帶性能。該天線跡線是導(dǎo)電的，優(yōu)選是金屬的，例如由銅制成。該天線跡線在一個(gè)實(shí)施例中是印刷在天線元件板21上，并且在可選實(shí)施例中可以是在天線元件21上蝕刻出導(dǎo)電層。該天線跡線22可以設(shè)置在天線元件21朝著接地板23的側(cè)面上、在相反側(cè)上或者在中間層中。
激勵(lì)器或致動(dòng)器26設(shè)置成與所述板21直接機(jī)械接觸。優(yōu)選地，該激勵(lì)器26設(shè)置成鄰近于所述天線元件21的側(cè)邊并且位于朝著接地板23的一側(cè)上。激勵(lì)裝置26具有用于連接導(dǎo)電引線28的第一和第二連接焊盤27，引線28將電聲音信號(hào)連接到激勵(lì)器26。將激勵(lì)器26設(shè)計(jì)成可充當(dāng)振蕩器，將振動(dòng)感應(yīng)至帶有天線跡線22的板21，使得通過振動(dòng)板21產(chǎn)生聲波。因此，板21既充當(dāng)天線載體又充當(dāng)揚(yáng)聲器。在優(yōu)選實(shí)施例中，激勵(lì)器26包括壓電晶體，其根據(jù)所述電信號(hào)膨脹和收縮，以便產(chǎn)生所述的振動(dòng)。用于激勵(lì)器26的驅(qū)動(dòng)電路(未示出)優(yōu)選安裝在PCB 20上并且連接到所述引線28。
圖4到6描述類似于圖2和圖3的本發(fā)明不同實(shí)施例的切掉部分。然而，圖4到6描述了向用戶輸出來自于揚(yáng)聲器的聲音、也就是在板21中產(chǎn)生的聲音的不同方案。如前面所述的，板21設(shè)置在與接地板23有預(yù)定間隔處，這在圖3到6示出。優(yōu)選絕緣的框用于將該板保持在位，盡管這沒有在圖中示出。應(yīng)當(dāng)注意的是，用于前述元件的附圖標(biāo)記沒有包括在圖4-6中，盡管這些元件還包括在圖4-6的實(shí)施例中。
圖4描述了具有第一聲音孔40的實(shí)施例，該第一聲音孔40處于終端背面上的蓋2，并且與板21相鄰，優(yōu)選是與板21的中心部分相鄰。如所示的，該聲音孔40可以包括多個(gè)開口。
圖5描述了一個(gè)不同的實(shí)施例，其中，除了所述的第一聲音孔40之外，在終端的前面上的蓋2中還形成有第二聲音孔50。從板21引導(dǎo)聲音通過聲音通道51到達(dá)所述第二孔50，該聲音通道51處于顯示器3上方或者可選擇地處于顯示器3的一側(cè)，第二孔50對(duì)應(yīng)于圖1的孔7。
圖6描述了圖5的實(shí)施例的變形。在這里，聲音通道61穿過PCB 20中的開口到達(dá)前面的第二孔60，該第二孔60也對(duì)應(yīng)于圖1的孔7。由于平板揚(yáng)聲器從振動(dòng)板的兩個(gè)方向發(fā)射聲音，盡管這兩個(gè)方向的聲音處于相反的相位，所以聲音通道61可以連接到板21的朝前一側(cè)。
特別是，可用第一聲音孔40、50、60傳送例如來自于FM無線電或者多媒體播放器的多音信號(hào)。當(dāng)通過板21實(shí)現(xiàn)的揚(yáng)聲器用于例如語(yǔ)音呼叫時(shí)，背面的孔會(huì)導(dǎo)致保密問題。這例如可以通過音量控制、或者通過蓋住第一孔40、50、60的封閉裝置(未示出)來解決。這種封閉裝置可以通過滑鎖來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)該終端處于通話模式時(shí)，該滑鎖滑到第一孔的開口前，該通話模式可以限定為打開了蓋子或者將蛤殼式終端的兩部分分開到了預(yù)定位置?？蛇x擇地，可以包括輔助揚(yáng)聲器(未示出)，用于在語(yǔ)音呼叫過程中傳送音頻。
上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的原理、優(yōu)選實(shí)施例和運(yùn)行模式。然而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)解釋為受到上述具體實(shí)施例的限制。例如，在本領(lǐng)域中公知的，可以在可折疊的外殼即所謂的蛤殼中設(shè)計(jì)移動(dòng)或者蜂窩電話。而且，對(duì)小型終端的要求同樣可應(yīng)用于這種設(shè)計(jì)，并因而也可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明提出的方案。另外，除了無線電通訊終端之外，本發(fā)明可應(yīng)用于其它類型的設(shè)備中。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為上述實(shí)施例是示例性的而不是限制性的，以及可以理解的是，在不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)這些實(shí)施例作出各種變形。
權(quán)利要求
1.一種通訊終端，包括揚(yáng)聲器和低輪廓內(nèi)置無線電天線元件，其特征在于，所述天線元件包括帶有導(dǎo)電天線跡線(22)的平板(21)，其中，激勵(lì)器(26)連接到所述板并被設(shè)計(jì)成感應(yīng)其中的振動(dòng)來產(chǎn)生聲音。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述板由絕緣材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊終端，其特征在于，所述板由塑料材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊終端，其特征在于，所述板由陶瓷材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，鄰近于所述天線元件的側(cè)邊連接所述激勵(lì)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述激勵(lì)器與所述天線跡線絕緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述激勵(lì)器包括第一和第二揚(yáng)聲器信號(hào)連接器(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述天線跡線限定了天線貼片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述天線跡線連接到終端的無線電饋電回路，并連接到與天線貼片隔開的接地板(23)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述天線元件平行于接地板(23)設(shè)置，其中天線元件和接地板之間的間隔充當(dāng)電磁共振腔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，該終端的蓋元件(2)包括鄰近于所述天線元件的孔(40)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，聲音通道(51，61)從鄰近于所述天線元件的位置延伸到該終端前面的通道前出口。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述天線跡線包括在所述天線元件上由導(dǎo)電材料形成的基本上平坦的圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述天線跡線印刷在所述天線元件上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述天線跡線是在所述天線元件上蝕刻出來的。
16.一種用于無線電接收裝置的組合天線和揚(yáng)聲器，包括揚(yáng)聲器和低輪廓內(nèi)置無線電天線元件，其特征在于，所述天線元件包括帶有導(dǎo)電天線跡線(22)的平板(21)，激勵(lì)器(26)連接到所述板并被設(shè)計(jì)成感應(yīng)其中的振動(dòng)來產(chǎn)生聲音。
全文摘要
一種用于無線電接收裝置例如無線電通訊終端(1)的組合天線和揚(yáng)聲器，其包括揚(yáng)聲器和低輪廓內(nèi)置無線電天線元件。所述天線元件包括帶有導(dǎo)電天線跡線(22)的平板(21)，激勵(lì)器(26)連接到所述板并被設(shè)計(jì)成感應(yīng)其中的振動(dòng)來產(chǎn)生聲音。這就將平板揚(yáng)聲器和天線元件相集成，其節(jié)省了部件并改善了天線性能。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1810013SQ200480017307
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者Z·嬴, W·施 申請(qǐng)人:索尼愛立信移動(dòng)通訊股份有限公司