構成天線、揚聲器及鈴的無線通信終端組件的製作方法

2023-06-12 04:37:01

專利名稱：構成天線、揚聲器及鈴的無線通信終端組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於無線通信終端的結構組合。
背景技術：
目前的趨勢是尋求研製設計人性化、符合人體功能工程學的小型無線通信終端。無線通信終端主要包括一外殼，外殼內安放有多種設備，尤其是至少包括一個天線的無線電收發設備，及一般包括一鍵盤、一顯示屏及一聲音變換器的人機接口設備。
人體工程學和增加使用便捷性的研究導致例如利用稱為「patch(接插天線)」的平面天線技術的發展將天線置入外殼內。另外，這種趨勢還促使實施體積越來越大、功能愈加完善的人機接口設備。
圖1簡單示出了包括在一無線通信終端內的不同元件。這類終端一般包括一硬絕緣材料或部分為金屬的外殼，外殼內安放著連接到印刷電路100的不同元件。終端至少包括一顯示屏20、一鍵盤25、一電池27、可建立起無線通信的一天線40，及一聲音復原變換器30，該變換器可將接收到的電信號轉換成聲波。
聲音變換器30可具備如受話器、揚聲器及鈴等多種功能。當用戶使用通訊設備通信時，受話器通常是緊貼使用者耳朵，鈴可提醒使用者注意呼入或其它動作，揚聲器可將復原聲音的音量擴大，例如未戴受話器時。要復原聲波，聲音變換器30利用兩個不同空間，這兩個空間限定了一前音腔31和一後音腔32，其形狀和尺寸的選擇能以對變換器的用途而言足夠好的音質將聲音復原。
理論上講，受話器功能所需元件的尺寸比必須傳送更大音量的揚聲器及鈴功能的要小。因此，聲音變換器30佔據的空間的減小不能超過揚聲器功能所需的一定限度。
但如前所述，目前的趨勢是增大人機接口，特別是通過使用液晶顯示屏擴大顯示屏。由於總要考慮使用的方便性，鍵盤尺寸不能減小，本發明提出利用聲音變換器所佔據的空間來擴大可用來容納顯示屏的空間，同時既不因此減小鍵盤大小，也不增加移動終端的尺寸。

發明內容
為此，本發明提出通過把天線空間作為前音腔使用，在終端正面只保留一個簡單受話器，將揚聲器和鈴功能轉到終端背面。
本發明特別涉及無線通信終端的結構組合，所述終端包括一外殼，外殼內安放著至少一個聲音變換器和一所謂「接插」型平面天線，它們均和一印刷電路相連，所述變換器由包括至少一振動膜的一電中性部分及一導電部分構成，所述天線有一腔，該腔由一接地平面(plan demasse)和設置在一介電支承物上的一導電片限定而成，其特徵在於，聲音變換器的電中性部分設在天線腔內，聲音變換器的導電部分構成天線的接地平面的一部分。
根據一實施例，聲音變換器設置在印刷電路的一個開口裡。
根據一特徵，天線的接地平面穿有孔。
根據一特徵，伸長爪將振動膜與變換器的導電部分分隔開。
根據一特徵，聲音密封罩穿過天線腔限定了變換器的前音腔。
根據另一特徵，音量調節墊在天線腔內限制了變換器的前音腔。
根據另一特徵，聲音密封墊在天線與終端外殼之間限定了所述前音腔。
根據一特徵，天線的片及介電支承物具有至少一個和聲音變換器的振動膜相對的切口。
根據另一特徵，終端外殼有至少一個與天線的所述槽相對的開口。
本發明還涉及無線通信終端的構成所謂「接插」型平面天線及聲音變換器的組件，該組件包括電中性部分及一導電部分，所述電中性部分有至少一個振動膜，該振動膜在由一接地平面和一導電片限定的天線腔裡，所述導電部分包括聲音變換器的若干導電元件，這些元件至少部分地構成天線的接地平面。
因此，本發明提出了一種可稱作天線-揚聲器-鈴的新組件，所述三部件有利地結合成一整體，以在無線通信終端外殼內佔據較小空間。另外，生產時，這些部件可有利地加工成一整體組件。


本發明的特徵和優點將在後文中參照附圖、以非限制性方式舉例加以詳細說明。附圖中——已描述過的圖1簡略示出了包括在一無線通信終端中的不同組件；——圖2a和2b簡略示出了一「接插」型平面天線；——圖3簡略示出了聲變換器；——圖4簡略示出了根據本發明的天線-揚聲器-鈴組件；——圖5簡略示出了根據本發明的結構組合。
具體實施例方式
圖2a、2b所示的為一「接插(patch)」型平面天線。這類天線與傳統的線狀天線迥異，它可有利地集成在無線通信終端的外殼內。Patch天線40安放在印刷電路板100的一個表面上，有一由兩導電結構限定的腔45、一接地平面41和設置在介電支承物43上面的導電片42。接地平面41可由唯一一平面元件構成，如設置在板100之上的導電層或各自可能在不同組件上實施的多個共面導電元件。導電片42一般為平面狀，但也可根據實際需求成形，由剛性絕緣支承物43支承在離接地平面41有一定距離處。介電支承物43的形狀及尺寸與本領域技術人員根據所需應用確定的尺寸及結構相一致。
在一優選形式中，如圖2a所示，導電片42為一平的或近乎平的導電元件形狀，該元件由靠一薄襯底43或一薄板支承的一刻蝕導電層構成。所述片42伸出兩彎折形成或附加的導電支腳46、47，所述支腳位於其周邊，這樣，一方面因為其與接地平面41直接連接，而保證其短路功能，另一方面，可確保和無線電收發設備的信號處理單元(圖中未示出)相連的天線的輸入功能。
天線40最好為雙波段型。要實現這種功能，片42由一平面導電元件構成，所述元件中部有一切口44，該槽穿透片，呈張開的U形。所述槽44在片表面確定了兩平面區，第一區即內區，主要和U形內的片部分相對應；第二區即外區，為片上內區以外的部分。
眾所周知，這種設置可從短路支腳獲得兩種諧振，一種在內區裡，另一種在外區裡，一種諧振大致為高波段的四分之一波長，另一諧振大致為低波段的四分之一波長，這樣，可在所需的兩波段內利用天線，為此，所述天線的形狀及尺寸可由本領域技術人員根據已知方式計算出來。
圖3示出了一聲音變換器。如前所述，變換器30一般在前腔31和後腔32之間有一振動膜33。振動膜33由若干固定件固定在變換器外殼34的壁上，以能在與之相連的線圈37的作用下自由振動，振動膜自身由設置在金屬支承物39如一磁軛上面的磁鐵38帶動而振動。因此，聲音變換器內可形成兩部分，即第一電中性部分35和第二導電部分36，所述第一部分包括由介電材料如塑料構成的薄膜33和外殼34；所述第二導電部分36包括由導電材料構成的線圈37、磁鐵38及磁軛39。
為更好應用本發明，變換器30還可包括兩伸長爪50，它們將振動膜33與導電部分36隔開如大於或等於0.3毫米的距離。這些伸長爪50在電中性部分35內，由一介電材料構成。伸長爪50可由杆或設置在變換器30的線圈37上面的封閉或半封閉管構成。
圖4簡單示出了聲音變換器30和天線40結合在同一組件中。事實上，本發明提出將所謂「接插」天線40的腔45用作前音腔31而不損及天線的良好工作。為此，聲音變換器30的電中性部分35設在天線40的腔45裡面，所述變換器30的導電部分36構成天線40的接地平面41的至少一部分。
根據一實施例，變換器30設置在印刷電路板100上的一開口裡。可裝配上襯墊60，最好為金屬襯墊。可看出，變換器30的導電部分36和天線接地平面41上的孔完全吻合，以把變換器的前音腔結合到天線腔內。有利的是，變換器的磁軛39可延伸，以保證接地平面41的電連續性更好。
為使聲音變換器30工作，振動膜33必須能在和後音腔32相接觸的空間內振動。為此，天線的接地平面41必須穿有孔，即至少有一個穿孔49，以使空氣與聲波在振動膜33和無線通信終端外殼10內的後腔32之間流通。例如，如果所述變換器設置在印刷電路100的開口裡，這類穿孔49可在變換器30的磁軛39中，或直接在接地平面的導電層41中。已知接地平面的局部中斷運用在某些應用中，當接地平面41的電連續性總體上得到保持時，所述局部中斷不會破壞天線40的良好工作。
在天線40內與振動膜33相對設有切口，以使聲波可向外傳播。如前所述，所述切口44最好和雙波段天線片裡的切口相對應。在本發明的範圍內，所述切口44還必須穿透天線40的介電支承物43。
根據未圖示出的另一實施例，變換器可設置在印刷電路板的一個表面上，因此整個含在天線腔內。如果接地平面雖由非共面平面構成而仍能保證電連續性，天線仍可良好工作。
圖5示出了根據本發明的結構組合。可使用大尺寸顯示器20，因為無線通信終端外殼10的前面只有一個具備簡單受話器功能的小體積聲音變換器30』。揚聲器及鈴的功能根據本發明提出的組合，由與天線40集成在一起的聲音變換器30來實現。
聲音變換器30的前音腔31結合在由接插天線40的導電元件41、42限定的腔45裡面。為達到最佳運行狀態，最好限定所述前音腔31，甚至限制之以獲得擴大的音頻譜。因此，最好在天線腔45裡安放聲音密封罩55，以限定變換器30的前音腔31，並安放聲音密封墊58，以在天線40和終端外殼10之間限定前音腔31。
有利地是，音量調節墊57還可設在天線的腔45裡面，以減小變換器30的前音腔31，因而擴大音頻譜。
密封罩55、密封墊58及音量調節墊57的元件設置在天線40的腔45內，它們由介電材料如塑料或泡沫構成。
另外，終端外殼10最好包括至少一個和天線40上的槽44相對的開口14，以使聲波向外傳播。
權利要求
1.無線通信終端的結構組合包括一外殼(10)，外殼內安放著至少一個聲音變換器(30)和一所謂「插接」型平面天線(40)，它們均和一印刷電路(100)相連，所述變換器(30)由包括至少一振動膜(33)的一電中性部分(35)及一導電部分(36)構成，所述天線(40)有一腔(45)，該腔由一接地平面(41)和設置在一介電支承物(43)上的一導電片(42)限定而成，其特徵在於，聲音變換器(30)的電中性部分(35)設在天線(40)的腔(45)內，聲音變換器(30)的導電部分(36)構成天線(40)的接地平面(41)的一部分，其特徵還在於，天線的所述導電片(42)及介電支承物(43)具有至少一個和聲音變換器的振動膜(33)相對的切口(44)。
2.根據權利要求1所述的結構組合，其特徵在於，聲音變換器(30)設置在印刷電路(100)的一個開口裡。
3.根據上述權利要求之一所述的結構組合，其特徵在於，天線(40)的接地平面(41)穿有孔(49)。
4.根據上述權利要求之一所述的結構組合，其特徵在於，伸長爪(50)將振動膜(33)與變換器(30)的導電部分(36)分隔開。
5.根據上述權利要求之一所述的結構組合，聲音變換器(30)的振動膜(33)設置在一前音腔(31)和一後音腔(32)之間，其特徵在於，聲音密封罩(55)在天線腔(45)內限定了變換器(30)的前音腔(31)。
6.根據權利要求5所述的結構組合，其特徵在於，音量調節墊(57)在天線腔(45)內限制了變換器(30)的前音腔(31)。
7.根據上述權利要求之一所述的結構組合，聲音變換器(30)的振動膜(33)設置在一前音腔(31)和一後音腔(32)之間，其特徵在於，聲音密封墊(58)在天線(40)與終端外殼(10)之間限定了所述前音腔(31)。
8.根據上述權利要求之一所述的結構組合，其特徵在於，終端外殼(10)有至少一個與天線(40)的所述切口(44)相對的開口(14)。
9.無線通信終端的構成所謂「插接」型平面天線(40)及聲音變換器(30)的組件，該組件包括電中性部分及一導電部分，所述電中性部分有至少一個振動膜(33)，該振動膜在由一接地平面(41)和一導電片(42)限定的天線(40)的腔(45)裡，所述導電部分包括聲音變換器(30)的若干導電元件，這些元件至少部分地構成天線的接地平面(41)。
全文摘要
本發明涉及無線通信終端的結構組合，它包括一外殼，外殼內安放著至少一個聲音變換器(30)和一所謂「插接」型平面天線(40)，它們均和一印刷電路(100)相連，所述變換器(30)由包括至少一振動膜的一電中性部分及一導電部分構成，所述天線(40)有一腔(45)，該腔由一接地平面(41)和設置在一介電支承物上的一導電片限定而成，其特徵在於，聲音變換器(30)的電中性部分設在天線(40)的腔(45)內，聲音變換器(30)的導電部分構成天線(40)的接地平面(41)的一部分。
文檔編號H04R1/02GK1420636SQ02143139
公開日2003年5月28日 申請日期2002年9月13日 優先權日2001年9月13日
發明者史蒂芬·杜弗斯, 帕斯卡爾·赫夫, 喬斯·M·巴羅, 伯特蘭德·卡皮夫 申請人:阿爾卡達公司