CN116417782B - 一种无线耳机及终端天线 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种无线耳机及终端天线,涉及天线技术领域。本申请能够解决头模损耗较高导致的无线耳机通信性能差的问题。该终端天线包括:设置在该耳杆部中的第一辐射体以及第一参考地。该第一辐射体上设置有馈源以及接地点,该第一辐射体通过该接地点与该第一参考地连接,该接地点设置在该第一辐射体的下半部分,该第一辐射体的下半部分是该第一辐射体上远离该耳包部的部分。该无线耳机中设置有所述终端天线和金属防尘网组件。该金属防尘网组件包括互相导通的金属防尘网和金属防尘网垫片;通过将金属防尘网与金属防尘网垫片电连接,金属防尘网垫片通过导电弹片弹接到天线上,实现金属防尘网的静电回地,避免金属防尘网对天线的影响。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种无线耳机及终端天线。
背景技术
在无线耳机等头戴式电子设备中,可以通过其中设置的天线实现无线通信功能。以蓝牙耳机为例,通过其中设置的天线覆盖蓝牙频段,可以与电子设备(如手机)进行无线连接,以便从电子设备接收音频信号,进行音频播放;或者,向电子设备发送音频信号,进行语音输入等。
在佩戴过程中,头模损耗对于天线性能的影响是显著的,由此会影响无线耳机的通信质量。
发明内容
本申请实施例提供一种无线耳机及终端天线,能够解决目前无线耳机中设置的天线工作过程中,头模损耗较高导致的无线耳机通信性能差的问题。
为了达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供一种终端天线,该终端天线设置在无线耳机中,该无线耳机包括耳包部以及耳杆部。该终端天线包括:设置在该耳杆部中的第一辐射体以及第一参考地。该第一辐射体上设置有馈源以及接地点,该第一辐射体通过该接地点与该第一参考地连接,该接地点设置在该第一辐射体的下半部分,该第一辐射体的下半部分是该第一辐射体上远离该耳包部的部分。
基于该方案,设置在无线耳机中的终端天线可以设置在耳杆部,从而无线耳机佩戴过程中,天线不会随着耳包部嵌入人耳,由此避免嵌入人耳对于天线性能的严重影响,即降低头模损耗。此外,通过将接地点设置在第一辐射体的下半部分,使得天线辐射体和参考地通过接地点形成的U形结构的开口向上,从而获取在辐射体以及周围空间中较低的电场值,由此降低头模损耗,提升通信性能。
在一种可能的设计中,该接地点设置在该第一辐射体的上半部分的情况下,该第一辐射体上第一位置的电场值为第一电场值,该第一辐射体的上半部分是该第一辐射体上靠近该耳包部的部分。该接地点设置在该第一辐射体的下半部分的情况下,该第一辐射体上第一位置的电场值为第二电场值。该第二电场值小于该第一电场值,该第一位置是该第一辐射体上的任意一个位置。基于该方案,提供了开口向上方案与开口向下方案的电场值对比限定。接地点设置在第一辐射体的上半部分,对应开口向下。接地点设置在第一辐射体的下半部分,对应开口向上。需要说明的是,开口向下方案中,除了本示例中,辐射体上同一位置的电场值更低之外,在辐射体周围的空间中分布的电场,在同一位置的电场值也更低。
在一种可能的设计中,该终端天线的工作频段包括第一频段,该第一辐射体的长度根据该第一频段的1/4波长确定。该终端天线工作时,该第一辐射体上激励1/4波长模式覆盖该第一频段。基于该方案,提供了一种第一辐射体长度的限定。在本示例中,第一辐射体可以激励1/4波长模式覆盖工作频段。因此,第一辐射体的长度可以对应到工作频段的1/4波长的尺寸。具体实现可以在1/4波长附近调整。
在一种可能的设计中,该终端天线还包括设置在该耳包部的第二参考地,该第二参考地与该第一参考地上远离该接地点的一端连接。基于该方案,提供了又一种结构方案。在耳包部中设置的柔板可以作为第二参考地,该第二参考地可以是与耳杆部中的柔板以及硬板连接。
在一种可能的设计中,该终端天线的工作频段包括第一频段,该第一参考地与该第二参考地的长度之和根据该第一频段的1/2波长确定。该终端天线工作时,该第一参考地和该第二参考地共同激励1/2波长模式,该1/2波长模式覆盖的频段与该第一频段有至少部分重合。基于该方案,第一参考地和第二参考地(也可以称为参考地扩展部分)可以共同激励1/2波长模式,扩展1/4波长模式的带宽,提升工作频段的性能。在另一些实现中,第一参考地和第二参考地共同激励的模式还可以是1/4波长模式的其他倍频,如3/4模式,1倍频模式等用于扩展1/4波长的带宽。根据所激励模式的不同,第一参考地和第二参考地的总长度可以对应到激励模式进行灵活调整。
在一种可能的设计中,该第一频段包括蓝牙频段。基于该方案,提供了一种具体的使用场景。比如,该终端天线可以用于覆盖蓝牙(2.4GHz)频段。
在一种可能的设计中,该第一参考地通过印制线路板PCB和/或柔性电路板FPC实现。基于该方案,提供了一种第一参考地的具体实现。比如,可以通过硬板(PCB)和柔板(FPC)结合的形式实现其对其他部件的承载功能。
在一种可能的设计中,该第一辐射体通过激光直接成型LDS和/或FPC实现。基于该方案,提供了一种天线的具体实现。
在一种可能的设计中,该第二参考地通过FPC实现。基于该方案,提供了一种第二参考地的具体实现。比如,由FPC使得第二参考地可以在耳包部中较为复杂的空间中获取较大的板面。
在一种可能的设计中,该无线耳机中还设置有金属防尘网组件,该终端天线的第一辐射体与该金属防尘网组件连接,该无线耳机工作时,该金属防尘网组件上的静电通过该终端天线的接地点回地。基于该方案,提供了一种金属防尘网组件与天线的相对关系示例。该金属防尘网可以通过天线的接地点回地,使得静电得到导流。在天线辐射时,金属防尘网可以作为天线的一部分进行辐射,从而扩大天线辐射面积,避免金属防尘网对天线影响的同时,提升天线性能。
第二方面,提供一种无线耳机,该无线耳机中设置有如上述第一方面及其任一种可能的设计中提供的终端天线。
基于该方案,提供了一种产品形态的限定。该无线耳机可以为左耳右耳对称设置的一对耳机。每个耳机中都可以设置有上述终端天线,因此能够基于上述终端天线的设置,获取较好的通信质量。
在一种可能的设计中,该无线耳机的第一参考地上设置有基带模块和射频模块,该终端天线通过该馈源依次与该射频模块以及该基带模块连接。该终端天线通过该接地点与该第一参考地上的零电位点连接。基于该方案,提供了一种无线耳机中,实现天线辐射的链路设置示例。
在一种可能的设计中,该第一参考地上设置有第一导电件和第二导电件,该终端天线通过该馈源依次与该射频模块以及该基带模块连接,具体为:该终端天线通过该馈源对应位置的第一导电件依次与该射频模块以及该基带模块连接。该终端天线通过该接地点与该第一参考地上的零电位点连接,具体为:该终端天线通过该接地点对应位置的第二导电件与该第一参考地上的零电位点连接。基于该方案,提供了一种实现上述通信链路的电连接方案示例。
在一种可能的设计中,该第一导电件和/或第二导电件为导电弹片。基于该方案,提供了一种具体的电连接方案实现。
在一种可能的设计中,该终端天线的馈源和该射频模块之间设置有第一天线匹配电路,该第一天线匹配电路包括以下中的至少一种:电容,电感,电阻,可变电容,可变电感,可变电阻。该第一天线匹配电路用于调整该终端天线的端口阻抗。基于该方案,提供了一种调整天线端口阻抗从而获取较好辐射性能的方案。
在一种可能的设计中,该第一参考地包括第一PCB和第一FPC。该第一导电件设置在该第一PCB上,该第一天线匹配模块、该射频模块以及该基带模块设置在该第一FPC上,该第一导电件通过连接线缆与该第一天线匹配模块连接。或者,该第一导电件和该第一天线匹配模块设置在该第一PCB上,该射频模块以及该基带模块设置在该第一FPC上,该第一天线匹配模通过连接线缆与该射频模块连接。或者,该第一导电件、该第一天线匹配模块和该射频模块设置在该第一PCB上,该基带模块设置在该第一FPC上,该射频模块通过连接线缆与该基带模块连接。基于该方案,提供了一种基于灵活的连接线缆的设置,从而使得通信链路上的各个模块可以不同时设置在一个电路板上,进而实现部件的灵活设置。
在一种可能的设计中,该终端天线的接地点和该第一参考地之间设置有第二天线匹配电路,该第二天线匹配电路包括以下中的至少一种:微带线,电容,电感,带通滤波器。该带通滤波器的响应频段包括该终端天线的工作频段。基于该方案,提供了几种接地方案的具体实现。
在一种可能的设计中,该无线耳机中设置有金属防尘网组件,该金属防尘网组件用于设置在耳杆部上设置的拾音孔附近。该金属防尘网组件包括互相导通的金属防尘网和金属防尘网垫片,该金属防尘网垫片上设置有导电弹片,该金属防尘网垫片通过该导电弹片与该终端天线的第一辐射体电连接。基于该方案,通过将金属防尘网与金属防尘网垫片电连接(如通过导电胶电连接),然后将金属防尘网垫片通过导电弹片(如金属弹片)弹接到天线辐射体上,实现了金属防尘网的静电回地的同时,避免金属防尘网对天线的影响。
附图说明
图1为一种无线耳机使用场景的示意图;
图2为一种无线耳机的组成示意图;
图3为一种无线耳机中天线实现的示意图;
图4为本申请实施例提供的一种无线耳机中天线的设置位置示意图;
图5A为本申请实施例提供的一种无线耳机的组成示意图;
图5B为本申请实施例提供的一种金属防尘网组件的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种天线支架以及天线的示意图;
图7为本申请实施例提供的一种天线方案的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种天线实现的示意图;
图9为本申请实施例提供的一种天线相关通信链路的示意图;
图10A为本申请实施例提供的天线馈点对应通信链路的示意图;
图10B为本申请实施例提供的天线接地点对应通信链路的示意图;
图10C为本申请实施例提供的天线接地单和馈点设置位置的示意图;
图11为本申请实施例提供的不同开口方向的电场值对比示意图;
图12为本申请实施例提供的不同开口方向的S参数仿真对比示意图;
图13为本申请实施例提供的又一种天线方案的示意图;
图14为本申请实施例提供的一种天线方案电场值分布的示意图;
图15为本申请实施例提供的一种S参数仿真对比示意图。
具体实施方式
目前,人们对电子设备使用的便捷性需求越来越高,这也就使得无线耳机(如蓝牙耳机)的使用越来越频繁。
示例性的,结合图1,为一种无线耳机使用场景的示意图。在工作时,无线耳机可以佩戴在人耳上,通过无线信号与其他电子设备进行通信,进而实现音频的播放。其中,无线通信可以是基于蓝牙(Bluetooth)的通信。其他电子设备(如手机)可以作为音频输入/输出设备与无线耳机建立无线连接(如蓝牙连接),以便通过该无线连接,与无线耳机进行通信。例如,将音频信号通过无线连接传输给无线耳机,实现音乐播放。又如,接收来自无线耳机的音频信号,实现语音输入等功能。这样,区别于传统的有线耳机,能够实现耳机与音频输入/输出设备的分离,更加便于使用。
应当理解的是,无线耳机中可以设置工作频段覆盖蓝牙频段(如2.4GHz-2.483GHz)的天线,用于与音频输出设备进行无线通信。
示例性的,结合图2,为一种无线耳机的组成示意图。如图2所示,该无线耳机可以包括能够放入人耳的耳包部,以及佩戴时裸露在外的耳杆部。其中,该无线耳机的天线可以设置在耳包部内。对应的,在耳杆部中可以设置有电池,用于对无线耳机进行供电。应当理解的是,由于电池对天线工作性能的影响,电池设置在耳杆部中也是天线被设置在耳包部中的原因之一。
为了能够覆盖工作频段,无线耳机中的天线可以具有不同的形式。
示例性的,结合图3,为一种无线耳机中常用天线形式的示例性说明。如图3所示,目前,常用在无线耳机中的天线可以为IFA天线或者PIFA天线。
在一些实施例中,以IFA天线为例。IFA天线可以包括一个条形辐射体,该辐射体上可以设置有馈源,用于对IFA天线进行馈电,该辐射体上还可以设置有接地点。一般而言,馈源可以设置在辐射体的一端或者靠近末端的位置,接地点可以设置在辐射体上靠近馈源的部分。
在另一些实施例中,以PIFA天线为例。类似于IFA天线,PIFA天线的辐射体上可以设置有馈源和接地点。不同于IFA天线,PIFA天线的辐射体一般面积较大,通过面辐射获取较好的辐射性能。比如,如图3所示,该PIFA天线的辐射体可以为矩形。作为一种示例,IFA天线和/或PIFA天线的长度可以根据工作波长的1/4确定。
在本申请实施例中,天线的辐射性能可以通过自由空间下的效率(如称为自由空间效率)以及头模下的效率(如称为头模效率)标识。其中,自由空间效率可以是天线在自由空间(Freespace)下的效率。头模效率可以是该天线系统(如上述示例中的设置有天线的无线耳机)佩戴在头模时的效率。头模效率可以理解为自由空间辐射的基础上,人头部对于辐射的吸收以及反射之后表现的效率。在本申请中,人头部对于辐射的吸收等对天线辐射性能的损耗可以称为头模损耗。
此外,不同场景下的效率又可以包括辐射效率以及系统效率。辐射效率可以标识在当前环境下(如在自由空间下,或在头模下等),天线系统在阻抗完全匹配情况下能够达到的最高效率。系统效率可以标识在当前环境以及当前的端口匹配状态下,天线系统所具有的效率。也就是说,辐射效率可以指示该天线系统的最大辐射能力,系统效率则可以指示当前状态下天线的实际效率。通过提升辐射效率,在相同情况下,一般可以提升系统效率。在辐射效率不变的情况下,通过改善端口匹配,也能够达到提升系统效率的目的。
可以理解的是,对于无线耳机而言,其大多数工作场景是佩戴在人耳中的。因此,头模效率是无线耳机的重要通信指标之一。因此,控制头模损耗,就可以提升无线耳机中天线的头模效率。此外,左右成对设计的无线耳机之间也需要进行相互通信,在该通信过程中,信号需要绕过头模,因此通过降低头模损耗,也能够提升无线耳机之间的通信质量。在本示例中,无线耳机之间的绕过头模的通信能力可以通过天线的绕头增益标识。该绕头增益可以是无线耳机在非佩戴一侧耳朵附近的平均增益值。绕头增益越高,则无线耳机之间的绕过头模的通信能力越强。
目前,结合前述图2、图3的说明,耳机天线自由空间效率均值一般在-6dB左右,佩戴时头模降幅一般为6dB至8dB,头模效率均值-12dB至-14dB。此外,绕头增益方面,由于头模损耗较大,这部分增益主要通过绕射形成,参考业界一般为-28dBi至-32dBi。也就是说,无论从头模效率还是绕头增益而言,目前的方案均不够理想,由此影响无线耳机的通信质量。
本申请实施例提供的天线方案,能够应用于无线耳机等便携式移动终端中,能够降低头模损耗,从而达到提升头模效率以及绕头增益的效果。
需要说明的是,天线工作过程中,在其周围空间中分布有电场。在其他条件相同的情况下,天线辐射体以及天线周围的电场值越低,则头模损耗越小。那么,头模对于天线辐射的影响就越小,对应的头模效率以及绕头增益就越高。本申请实施例提供的天线方案,能够在相同条件(如相同环境、相同输入功率等)的情况下,通过天线结构的配置,在工作的过程中产生较小的电场值,从而达到降低头模损耗的效果,进而提升无线耳机的通信质量。在本申请实施例中,该具有较小电场值的天线方案,也可以称为低场型天线。
以下首先结合附图对本申请实施例提供的方案的应用场景进行说明。
本申请实施例提供的天线方案,能够应用于无线耳机中,用于支持无线耳机与其他终端设备的无线连接,还可以用于支持成对的无线耳机之间的互相通信。在本申请的另一些实现中,该低场型天线还可以应用于其他具有类似通信需求的电子设备中,如头戴式耳机,智能眼镜等,这里不一一赘述。
示例性的,以蓝牙耳机(以下简称为耳机)为例。图4示出了本申请实施例提供的一种耳机400的组成示意图。
在本示例中,类似于图2的组成,该耳机400也可以包括耳包部402,以及耳杆部401。该耳包部402为耳机400佩戴在人耳中的部分。该耳杆部401可以是耳机400佩戴时,裸露在人耳之外的部分。如图4所示,本示例中,耳杆部401还可以包括连接部以及耳柱部。其中,耳柱部可以为耳杆部401中沿Y向设置的部分。对应的,连接部可以为耳杆部401中连接耳包部402与耳柱部的部分。
如图4所示的示例,在本示例提供的耳机400中,可以设置有天线用于支持耳机400与其他终端设备(如手机等音频输入输出设备)的无线连接功能。在一些场景下,该天线还可以用于支持成对设置的耳机400之间的无线互联。此外,该耳机400中还可以设置有电池,用于对耳机400的工作进行供电输出。在一些实施例中,该电池还可以设置在耳杆部401中的连接部中。不同于如图2所示的耳机400组成,在本示例中,天线可以设置在耳杆部401。对应的,电池可以设置在耳包部402中。由此,可以使得耳机400在佩戴工作时,天线辐射体不会被人耳包裹,从而减少人体(如人耳、头部等)对天线工作的影响。
如图4所示的耳机400中还可以设置有多个硬件组件,用于实现耳机的功能。示例性的,如图5A所示,为本申请实施例提供的又一种耳机的组成示意图。该耳机500可以为如图4所示的耳机400的一种具体组成。应当理解的是,如图5A所示的耳机500的组成,并不构成对耳机的具体限定,仅为一种可能的示例。在另一些实施例中,耳机500还可以包括更多或更少的组件。本申请实施例对耳机的具体组成不作限定。
示例性的,如图5A所示,耳机500可以包括电池501、扬声器组件502、麦克风(图5A中未示出)、第一电路板504,第二电路板505、主芯片506,触控组件507,充电模块(图5A中未示出)、天线支架508、天线509等组件。
耳机500的耳包部402的外观件可以为耳包壳件515。在耳包壳件515内部,可以设置有电池501、扬声器组件502、第二电路板505等组件。其中,扬声器组件502及电池501与第二电路板505相连。第二电路板505可以为柔性电路板,便于在耳包部402内不规则空间下进行紧凑布局走线。扬声器组件502用于将主芯片506处理的音频信号进行放大,送入人耳中。电池501对耳机500进行整体供电。
在如图5A所示的示例中,耳机500的耳杆部401的外围可以包括耳杆外侧壳件510以及耳杆内侧壳件511。该耳杆外侧壳件510与耳杆内侧壳件511可以用于组成耳杆部401的外观面,在外观面内可以设置有其他功能部件。在本示例中,耳杆部401中包括的功能部件可以包括第一电路板504和天线支架508。该耳杆部401中还可以包括设置在第一电路板504上的主芯片506、触控组件507,设置在天线支架508上的天线509。在一些实现中,该第一电路板504上还可以设置有麦克风(在图5A中未示出)。麦克风作为拾音器件,可以用于收集用户的声音信号。在不同实现中,麦克风的数量可以是一个,也可以是多个。麦克风可以将声音信号转换为电信号,传输至主芯片506。主芯片506可以通过耳机500与终端设备的无线传输链路将与声音信号对应的电信号传输到终端设备上,以达到语音的功能。
对应的,在耳杆外侧壳件510上可以设置有一个或多个拾音孔。以设置有两个拾音孔为例,耳杆外侧壳件510上可以设置有第一拾音孔512以及第二拾音孔513。为了避免灰尘进入到耳机500腔体内,在拾音孔对应位置可以设置防尘网组件。例如,在第一拾音孔512和/或第二拾音孔513对应位置可以分别设置相应的防尘网组件。本示例中,以第一拾音孔512对应位置设置防尘网组件514为例。在不同实现中,构成该防尘网组件514的材料可以是导电材料,也可以是非导电材料。在本示例中,以防尘网组件514为金属材料构成为例。为了与金属防尘网组件514的结构共存,天线支架508上的天线509避让区域可以大于第一拾音孔512的面积。
一般而言,金属防尘网组件514的关键组件可以包括金属防尘网514A,以及金属防尘网垫片514B。在装配过程中,金属防尘网514A可以通过粘胶固定在耳杆外侧壳件510内表面,而金属防尘网514A与金属防尘网垫片514B可以使用大面积导电胶或者点焊的方式进行电连接,使两部分金属实现导通。如图5B中的(a)示出了金属防尘网组件514中包括的金属防尘网514A与金属防尘网垫片514B的顶部视图。图5B中的(b)示出了金属防尘网组件514中包括的金属防尘网514A与金属防尘网垫片514B的斜侧方视图。应当理解的是,金属防尘网组件514一般需要接地处理,从而保护附近电子器件不受金属防尘网组件514上静电的影响。
在本示例中,由于金属防尘网组件514与天线509距离非常近,如果该金属防尘网组件514单独实现静电到地的导流,会对天线509性能造成显著的影响。在本示例中,金属防尘网垫片514B可以直接与天线509辐射体电连接。比如,通过设置导电弹片,将金属防尘网垫片514B与天线509辐射体进行弹接。这样,使得金属防尘网组件514可以作为天线509辐射体的一部分,在天线509工作过程中进行辅助辐射。通过增加天线509面积,提升天线509性能。此外由于天线509自身有下地通路,也实现了金属防尘网组件514到地的静电导流,实现同一结构件的功能复用。
在本申请实施例中,第一电路板504可以通过印制线路板(printed circuitboard,PCB)和/或柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)实现。比如,第一电路板504可以通过PCB和FPC结合的形式实现。又如,第一电路板504可以通过单纯的FPC或PCB实现。本示例中,以第一电路板504通过FPC与PCB结合的形式实现其功能为例。FPC上可以通过相关设置,实现触控组件507的功能。示例性的,触控组件507可以实现耳机500的触摸控制功能。比如,耳机500可以通过该触控组件507接收用户的指示。该用户的指示可以通过触摸、滑动等操作实现对应的输入。为了接收用户的输入,触控组件507中可以设置有感应部,该感应部可以设置在耳杆外侧壳件510的内表面。触控单元的控制芯片可以布局在第一电路板504上。
需要说明的是,在第一电路板504上,还可以设置有多个电子器件构成的一个或多个电路。该电路可以用于配合主芯片506实现模拟信号和/或数字信号的处理。第一电路板504上的一些电路可以与天线509连接,用于在发射场景下向天线509馈电和/或在接收场景下接收来自天线509的信号进行处理。在一些实施例中,该耦接天线509与主芯片506的电路可以为射频电路。射频电路上可以设置有一个或多个滤波器件、信号放大器件等。该射频电路可以用于进行射频域的信号处理,其中,射频域信号可以为模拟信号。在一些实现中,该射频电路上设置的各个组件以及电路可以统称为射频模块。
与射频模块连接的天线509可以设置在天线支架508上。如图5A所示,该天线支架508可以位于耳杆外侧壳件510与第一电路板504之间。对应设置在天线支架508上的天线509可以为以下中的任一种实现:陶瓷天线、钢片天线、激光直接成型(laser directstructuring,LDS)天线或模内注塑天线等。
作为一种示例,图6示出了一种天线支架508以及对应天线509的示意图。其中,图6中的(a)为天线支架508的示意图。图6中的(b)所示的天线509可以装配或设置在天线支架508上。在本示例中,结合如图5A所示的示例,天线支架508的外形可以与耳杆部401在XOY平面上的投影相匹配。由此可以使得设置在天线支架508上的天线509能够获取最大的面积。由于第一拾音孔512、第二拾音孔513、触控组件507的设置,该天线支架508可以在第一拾音孔512、第二拾音孔513以及触控组件507对应位置进行走线避让。此外,在一些实施例中,天线支架508上还可以包括部分与触控组件Z向重叠区域(如图6中的(a)所示的第一走线重叠区)。在该第一走线重叠区,天线支架508可以通过Z向凹陷调整,在保证天线支架508完整性的情况下,为触控组件507预留高度空间,实现部件之间的共存。此外,触控组件507为实现其功能,需要设置金属走线等实现信号的传递。该金属走线由于距离天线509的距离较近,因此可能会对天线辐射产生影响(如引入杂波,降低效率等)。在本申请的一些实现中,可以在金属走线(和/或对应的电路板的走线路径)上设置滤波部件,以降低或消除金属走线对天线的影响。示例性的,以天线509的工作频段为蓝牙频段为例,可以在金属走线上设置蓝牙频段对应的滤波电路,防止金属走线(如触控组件507中的走线)产生的杂波落入蓝牙频段带内,从而达到降低或消除触控组件507对天线影响的效果。
在如图6中的(a)所示的天线支架508上,可以设置有如图6中的(b)所示天线509。在本申请的不同实现中,天线509可以对应到最大的辐射体面积。在一些实现中,天线辐射体的区域也可以小于如图6中的(b)所示的区域。
应当理解的是,在天线509通过不同工艺实现时,天线辐射体与天线支架508之间的结构关系可以是灵活设置的。比如,在天线辐射体通过FPC实现时,该FPC可以贴装在天线支架508上。又如,在天线辐射体通过LDS实现时,该天线辐射体可以通过LDS工艺蚀刻在天线支架508表面等。
本申请实施例提供的天线509方案,均可以应用于具有如图5A或图6所示的组成中。例如,本申请实施例提供的低电场型天线509可以基于如图6所示的天线支架508以及天线509实现。
以下对本申请实施例提供的天线方案进行示例性说明。
请参考图7,为本申请实施例提供的一种低电场型天线的示意图。在本示例中,该天线可以设置在耳杆部中。
示例性的,在本申请实施例中,在天线上可以设置有一个馈源(即馈电点)以及一个接地点。示例性的,请参考图7,为本申请实施例提供的一种设置在无线耳机中的天线方案示例。如图7所示,该天线可以包括一个辐射体,该辐射体可以呈L型。该辐射体的一端可以设置有接地点G1。该辐射体的另一端可以设置有馈源F1。在另一些实施例中,接地点的位置可以不同与如图7所示的辐射体的一端。比如,接地点G1可以设置在天线辐射体的下半部分上的任意位置。此外,馈源F1的设置在图7中仅为一种示例,本申请实施例的其他实现中,对于馈源F1在辐射体上的位置可以根据接地点G1的位置进行灵活调整。例如,为了能够激励辐射体上的1/4波长模式,辐射体的长度可以是工作频段(如蓝牙频段)的1/4波长。需要说明的是,由于边界条件的限制,接地点G1可以是相对固定设置的,对应的馈源F1的位置可以灵活选取。
需要说明的是,在申请中,如图7所示的天线方案中,天线辐射体与参考地构成的U型结构的开口可以是向上的。也就是说,该天线设置在无线耳机中时,用户佩戴该无线耳机的情况下,U型结构的开口可以指向用户的头顶方向,而非用户的下巴方向。从另一个角度而言,本申请实施例提供的天线方案,其接地点可以设置在辐射体的下半部分上。
作为一种可能的实现,结合如图5A以及图6的结构组件,对如图7所示的天线方案的一种具体实现进行说明。请参考图8。其中,图8中的(a)为第一电路板504中的硬板部分(如第一硬板801)。比如,该硬板部分可以是第一电路板504中PCB构成的部分。在该硬板部分之外,第一电路板504还可以包括柔板(如FPC)构成的部分。如图8中的(a)所示,该第一硬板801(或称为第一PCB)上可以设置有多个部件。其中,可以包括第一导电件802以及第二导电件803。该第一导电件802以及第二导电件803可以用于实现天线支架上天线辐射体与第一硬板801上对应电路的电连接。比如,在不同实现中,该第一导电件802和/或第二导电件803可以通过导电泡棉、导电弹片、导电顶针等电连接部件实现其功能。作为一种示例,以第一导电件802处设置导电弹片为例。在贴装有天线的天线支架以及第一硬板801装配在耳机中时,该第一导电件802处的弹片可以通过弹接的方式,实现第一硬板801上对应电路与天线辐射体的导通。示例性的,第一导电件802可以与天线509上的第一导电点804连接,从而实现对天线的馈点。第二导电件803可以与天线509上的第二导电点805连接,从而实现天线的接地。另一些实现中,该第一导电件802和/或第二导电件803还可以通过其他导电工艺实现其电连接功能。比如,在第一导电件802处,可以将第一硬板801上对应设置的焊盘与天线辐射体上对应位置的裸露焊盘进行焊接(如点焊),从而实现第一导电件802的电连接功能。
与如图8中的(a)示出的第一硬板801上设置的电连接部件(如第一导电件802和第二导电件803)对应的,如图8中的(b)所示,在天线509与天线支架装配或设置完成后,第一导电点804与第一导电件802连接部可以对应到天线509的馈源F1(或馈电点)。第二导电点806与第二导电件803连接部可以对应到天线509的接地点。
应当理解的是,对于第一导电点804以及第二导电点805在天线509上的设置方式,可以与天线509的具体制备方式相对应。以天线通过LDS工艺实现为例。在该示例中,天线支架的外表面可以涂装有LDS对应材料,该材料可以在镭射之后由非导电体转换为导电体。这样,通过在天线支架表面,沿预设的天线走线进行镭射,即可获取对应的天线辐射体。在另一些实现中,以天线为FPC贴装在天线支架上为例。应当理解的是,天线外观面一般涂有非导电的油墨,用于保护内部走线。那么,为了实现对天线的馈电(或者馈电以及接地),可以在天线外观面上在对应的位置作露铜处理,以便通过该露铜点,实现与天线辐射体之间的电连接。示例性的,如图8中的(b)所示,在天线上可以设置有第一导电点804和第二导电点805。在天线为FPC架构时,该第一导电点804和第二导电点805可以为天线FPC上的露铜点。该第一导电点804和第二导电点805的位置可以分别与第一导电件802与第二导电件803对应。也就是说,该天线FPC可以贴装在天线支架上,天线支架与第一硬板801装配在耳机中时,该第一导电点804可以与第一导电件802电连接,该第二导电点805可以与第二导电件803电连接。
示例性的,结合如图7所示的天线方案说明,在该如图8中的(b)的示例中,该第二导电点805可以用于通过第二导电件803接地。该第一导电点804可以通过第一导电件802与馈源对应的射频电路连接。由此实现通过第一导电点804的馈电,通过第二导电点805的接地的效果。这样,该天线与作为参考地的第一硬板801构成的U型结构就可以具有开口向上的结构特征,由此获取低电场分布的效果。
需要说明的是,在本申请的一些实施例中,第一导电点804和/或第二导电点805在通过对应的导电件与第一硬板801上的电路连接时,还可以在导电点与电路之间设置匹配电路。如图9所示,天线馈源F1可以通过第一匹配模块与射频模块连接,通过射频模块可以与基带模块连接。其中,该基带模块可以通过基带处理器实现其功能,或者通过其他具有数字处理能力的部件(如微处理器(MCU)等)实现其功能。天线接地点G1可以通过第二匹配模块与第一硬板801上的参考地连接。在本申请实施例中,基带模块也可以称为通信模块。
在本示例中,该匹配电路(如第一匹配电路和/或第二匹配电路)可以包括如下部件中的至少一种:电容、电感、电阻、可变电容、可变电感、可变电阻等。该匹配电路中的部件可以为串联或并联。该部件的数量可以根据实际需要进行灵活调整。应当理解的是,以第一导电点804(即馈源)与射频电路之间设置有第一匹配电路为例,通过调整该第一匹配电路上的部件的种类、数量和/或值大小,可以实现对天线端口的匹配,从而达到将天线对应谐振调谐到工作频段的效果。比如,可以通过端口匹配,将天线的1/4波长谐振调谐到蓝牙工作频段。与之类似的,在一些实施例中,在第二导电点805(即接地点)与第一硬板801的参考地之间可以设置有第二匹配电路,通过调整该第二匹配电路上的部件的种类、数量和/或值大小,可以实现对接地端的匹配,也能够获取将天线对应谐振调谐到工作频段的效果。在本申请的不同实现中,该第一匹配电路和/或第二匹配电路的功能还可以通过其他形式实现,比如带通滤波器、带阻滤波器等。本申请实施例对于第一匹配电路和/或第二匹配电路的具体实现不作限定。作为一种示例,以天线的工作频段包括蓝牙频段为例。该第二匹配电路可以设置为在蓝牙频段上表现为带通特性,由此使得蓝牙频段的电流能够通过该第二匹配电路回地。结合前述说明,在一些实现中,该第二匹配模块也可以通过微带线等方式实现直流回地。
在不同的环境下,天线在未经匹配的情况下,其激励的1/4波长模式可能部分或全部覆盖工作频段,或者,该1/4波长模式可能在工作频段带外。那么,在本申请的不同实现中,可以根据具体的情况,进行第一匹配电路和/或第二匹配电路的设置。比如设置第一匹配电路调谐端口匹配,未设置第二匹配电路调谐接地。又如,设置第二匹配电路调谐接地,未设置第一匹配电路调谐端口匹配。又如,同时设置第一匹配电路调谐端口匹配,设置第二匹配电路调谐接地。又如,未设置第一匹配电路调谐端口匹配,也未设置第二匹配电路调谐接地。
结合图9所示的通信链路上个模块之间的连接关系,以及上述各模块的功能。应当理解的是,在不同的实现中,该通信链路上各模块之间的连接关系可以是根据实际情况灵活设置的。各个模块的数量也可以做对应调整。
示例性的,图10A为本申请实施例提供的几种可能的通信链路上各个模块的设置情况示例。该示例中,以第一导电点804(即馈源F1)所在通信链路为例进行说明。
如图10A中的(a)所示,天线可以通过第一导电点804,依次与第一导电件802,第一天线匹配模块,射频模块以及通信模块连接。其中,第一天线匹配模块可以是以电感电容为主为了调整天线输入阻抗或限制天线边界条件的器件集合。例如,第一天线匹配模块可以采用高阻抗的匹配形式(如串大电感,串小电容或者带阻的匹配形式)。在一些实现中,第一天线匹配模块中还可以设置有并联位置,用于在需要时设置并联的电感电容,以便调整天线的谐振位置。
此外,不同实现中,第一天线匹配模块中可以包括一个或多个器件。第一导电件802是连接天线匹配模块与天线导电点的连接器件,可以是弹片,导电泡棉等导电器件。由此,在该天线工作时,可以通过如图10A中的(a)所示的链路,实现对天线的馈电。
在如图10A中的(b)到如图10A中的(d)的示例中,在各个模块之间还可以设置有连接线缆。示例性的,该连接线缆可以包括以下中的至少一种:同轴线、微带线、液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer,LCP)等。该连接线缆能够用于板间的馈电信号的传输。例如,该连接线缆可以用于馈电信号在如图5A所示的第一电路板504和第二电路板505之间的传输。又如,该连接线缆可以用于馈电信号在第一电路板504上的第一硬板801和其他电路板(如柔板)之间的传输。由此,通过连接线缆的设置,能够使得不同模块可以不完全设置在同一个电路板上,从而提升模块设置的灵活性。
示例性的,如图10A中的(b)所示,连接线缆可以设置在第一导电件802和第一天线匹配模块之间。由此第一导电件802可以设置在一个电路板上(如第一硬板801),对应的,第一天线匹配模块、射频模块以及通信模块可以设置在另一个电路板上(如第一电路板上的柔板部分,和/或第二电路板)。从而实现模块设置的分离,提升设计灵活性。
如图10A中的(c)所示,连接线缆可以设置在射频模块和第一天线匹配模块之间。由此第一导电件802和第一天线匹配模块可以设置在一个电路板上(如第一硬板801),对应的,射频模块以及通信模块可以设置在另一个电路板上(如第一电路板上的柔板部分,和/或第二电路板)。从而实现模块设置的分离,提升设计灵活性。
如图10A中的(d)所示,连接线缆可以设置在射频模块和通信模块之间。由此第一导电件802、第一天线匹配模块以及射频模块可以设置在一个电路板上(如第一硬板801),对应的,通信模块可以设置在另一个电路板上(如第一电路板上的柔板部分,和/或第二电路板)。从而实现模块设置的分离,提升设计灵活性。
应当理解的是,在另一些实现中,在如图10A所示的任一种可能的实现的基础上,还可以设置更多的连接线缆,从而实现更多模块的分离设计。此外,结合前述说明,在上述示例的任意中可能的实现中,第一匹配模块的具体实现可以是根据实际端口匹配情况灵活选择的。比如,在一些实现中,在原始端口匹配较好的情况下,可以不设置第一匹配模块,从而精简模块设置。
参考图10B,为本申请实施例提供的几种可能的通信链路上各个模块的设置情况示例。该示例中,以第二导电点805(即接地点G1)所在通信链路为例进行说明。
如图10B中的(a)所示,天线可以通过第二导电点805,依次与第二导电件803,第二天线匹配模块以及参考地(如第一电路板提供的参考地)连接。其中,类似于第一导电件802,第二导电件803是连接天线匹配模块与天线导电点的连接器件,可以是弹片,导电泡棉等导电器件。第二天线匹配模块可以包括小电感、大电容,或者带通匹配。由此使得天线的大电场区可以被调整到耳杆部的+Y方向上,也就是在耳杆部的顶部,大电流区位于耳杆部的-Y方向上,也就是在耳杆部的底部。此外,还可以起到金属防尘网组件下地的作用。在一些实现中,该第一和/或二匹配模块还可以包括并联的瞬态电压抑制二极管(TransientVoltage Suppression,TVS),用于防止静电对通信通路的侵入,使静电尽快下地。在本申请的另一些实现中,TVS可以设置在第一导电件802对应的第一天线匹配模块中,通过并联下地将静电导入地板。
在另一些实施例中,天线也可以采用直流下地的方案。比如,如图10B中的(b)所示,天线可以通过第二导电点805,依次与第二导电件803,以及参考地(如第一电路板提供的参考地)连接。在该场景下,通过直流下地,节省第二匹配模块的设置开销。
继续结合如图7所示的方案说明,应当理解的是,如图8中的(a)所示的第一导电件802以及第二导电件803的设置,和如图8中的(b)中所示的第一导电点804以及第二导电点805的设置位置,均为一种示例。在本申请的另一些实施例中,天线上以及第一硬板801上的电连接位置还可以不同于如图8所示的示例。示例性的,参考图10C,为本申请实施例提供的几种第一导电点804和第二导电点805在天线上的设置位置示例。其中,以第一导电点804为馈源F1,第二导电点805为接地点G1为例。第一硬板801上的第一导电点804与第二导电点805的位置与之对应,此处不再赘述。在如图10C所示的示例中,10-1以及10-9中,第一导电点804与第二导电点805的位置可以与如图8中的(b)所示的位置类似。
在10-1到10-8的示例中,接地点G1(即第二导电点805)的位置可以不变,比如设置在天线的下半部分辐射体上,馈源F1的位置可以是灵活调整的。示例性的,如10-1所示,馈源F1可以设置在天线辐射体上靠近第一拾音孔(即上部拾音孔)的左侧辐射体上。如10-2所示,馈源F1可以设置在天线辐射体的顶部。如10-3所示,馈源F1可以设置在天线辐射体上靠近第一拾音孔的右侧辐射体上。如10-4所示,馈源F1可以设置在天线辐射体上靠近中部的右侧位置。如10-5所示,馈源F1可以设置在天线辐射体上靠近接地点G1上侧位置。如10-6所示,馈源F1可以设置在天线辐射体底部位置。如10-7所示,馈源F1可以设置在天线辐射体上靠近第二拾音孔(即下部拾音孔)的左侧辐射体上。如10-8所示,馈源F1可以设置在天线辐射体上靠近中部的左侧位置。
在10-9到10-13的示例中,接地点G1的位置也可以是灵活调整的,比如设置在天线下部分辐射体上。以馈源F1设置在天线辐射体上靠近第一拾音孔(即上部拾音孔)的左侧辐射体上为例。如10-10所示,接地点G1可以设置在天线辐射体底部。如10-11所示,接地点G1可以设置在天线辐射体上靠近第二拾音孔(即下部拾音孔)的左侧辐射体上。如10-12所示,接地点G1可以设置在天线辐射体上靠近第二拾音孔(即下部拾音孔)的右侧辐射体上。
应当理解的是,上述图10C所示的第一导电点804和第二导电点805的位置仅为一些示例,在另一些实现中,上述不同示例中的第一导电点804的位置与第二导电点805的位置也可以是互相交替的。在不同实现中,通过第一导电点804和第二导电点805的设置,可以使得天线辐射体与参考地,通过接地点形成的U型结构开口向上,从而使得天线工作时,大电场区位于耳杆的+Y方向上,也就是在耳杆的顶部。大电流区位于耳杆的-Y方向上,也就是在耳杆的底部。进而获取较低的电场分布,降低头模损耗。
在前述示例中,明确了在天线开口向上的情况下,可以具有更低的电场分布,由此能够显著降低头模损耗。以下结合开口向上和开口向下的方案对比,对上述效果进行证明。
示例性的,结合图11所示的方案对比进行说明。
如图11所示,通过仿真对比了开口向上以及开口向下两种天线方案的场值分布情况。其中,在电场仿真中,电场分布的颜色越深(即灰度值越高),则对应的电场值越大。
图11中的(a)示出了开口向上的天线设置方案以及对应电场的分布情况。示例性的,开口向上的方案中,接地点G1可以设置在辐射体的远离耳包部的一端。在本示例中,接地点G1可以通过与地板(如作为参考地的印刷电路板等)实现其接地功能。馈源F1可以设置在辐射体靠近耳包部的一端。
图11中的(b)示出了开口向下的天线设置方案中以及对应电场的分布情况。示例性的,开口向下的方案中,接地点G2可以设置在辐射体的靠近耳包部的一端。在本示例中,接地点G2可以也通过与地板实现其接地功能。馈源F2可以设置在辐射体远离耳包部的一端。
对比开口向上方案与开口向下方案的电场仿真结果,可以看到,开口向上的方案中,电场值较小,分布区域较少,主要集中在耳包处附近。对应的,在开口向下的方案中,电场值较大,分布区域较多,主要集中在耳杆末端附近。这样,在相同的输入功率条件下,电场分布面积更大的开口向上的方案(即本申请提供的方案),在空间中各个部分的电场值也比较低。如图11中的电场仿真的对比,本申请实施例提供的方案(即开口向上的方案)不仅空间电场值分布较低,在辐射体上的电场分布也较低。
这样,基于前述说明,具有较低电场值分布的本申请实施例提供的天线方案,对应的头模损耗也更低。以下结合图12所示的头模场景下S参数仿真进行说明。
如图12中的(a)所示,为开口向上方案与开口向下方案的S11对比。两个方案的谐振中心均为2.48GHz附近。开口向上方案的带宽显著高于开口向下方案的带宽。如图12中的(b)所示,为开口向上方案与开口向下方案的辐射效率对比。在谐振中心位置,虽然开口向上方案的谐振深度不及开口向下方案,但是辐射效率要高于开口向下方案。也就是说,开口向下方案中S11较深是由于损耗(如头模损耗)较大的缘故导致的,较深的S11并未对应较好的辐射效率。如图12中的(c)所示,为开口向上方案与开口向下方案的系统效率对比。可以看到,开口向上方案的系统效率峰值依然高于开口向下方案的系统效率峰值。此外,对应到S11中的较高带宽,系统效率上,开口向上方案的效率带宽要显著优于开口向下方案。
这样,也就能够证明在如图11所示的两种天线方案中,开口向上方案具有更好的辐射性能。对应到如图11所示的电场仿真,也就能够证明前述示例中,其他条件相同的情况下,电场值分布较低的低电场型天线可以具有更好的头模辐射性能。
需要说明的是,上述图7-图12中对于本申请实施例提供天线方案的说明中,是从馈源以及接地点的设置的角度对天线方案的组成进行说明的。具有上述馈源和接地点的设置特征的天线方案,具体的可以是IFA,PIFA,左手(CRLH),T型天线等。对于开口向上的低电场型天线的具体实现,本申请实施例不作限制。
前述图7-图12的示例中,覆盖工作频段的谐振可以是通过天线辐射体工作在1/4波长情况下激励获取的。本申请实施例还提供一种天线方案,能够复用参考地,获取工作频段附近的双谐振。由此能够进一步增加天线工作过程中电场的分布面积,从而降低各个点的电场场值。进而进一步降低头模损耗,使得无线耳机获取更好的通信质量。
示例性的,如图13所示。参考地上远离接地点的部分还可以与参考地拓展部分连接。该参考地拓展部分也可以为与参考地类似的零电位参考。作为一种示例,如图14所示,在该天线方案设置在耳机中时,该参考地拓展部分可以通过设置在耳杆部的第一电路板中的柔板部分以及设置在耳包部中的第二电路板(如第二电路板对应的柔板)共同构成。
这样,在该如图13所示的天线工作过程中,在天线辐射体上能够激励1/4波长模式之外,参考地拓展部分和参考地可以共同激励1/2波长模式,由此形成双谐振效果。应当理解的是,在另一些实施例中,该参考地拓展部分和参考地还可以共同激励1/2波长模式的倍频,比如1倍波长模式,3/2波长模式等,用于与1/4波长模式共同形成双谐振覆盖工作频段。本示例中,以参考地拓展部分和参考地共同激励1/2波长模式为例。
作为一种可能的实现,天线辐射体的长度可以根据工作频段的1/4波长确定,从而激励1/4波长模式覆盖工作频段。在另一些实现中,参考地拓展部分和参考地的总长度可以根据工作频段的1/2波长确定,从而激励1/2波长模式覆盖工作频段。在具体实施过程中,可以控制第一电路板和第二电路板的总长度,以便于符合上述尺寸要求,激励1/2波长模式覆盖工作频段。例如,第一电路板和第二电路板构成参考地的情况下,则第一电路板和第二电路板的长度之和可以对应到1/2波长。在另一些实施例中,在第一电路板和第二电路板的总长度较小时,可以在适当位置设置电感等部件,以便增加参考地电长度。在另一些实施例中,在第一电路板和第二电路板的总长度较小时,可以是在适当位置设置基于工作频段的带阻网络,以便将参考地的电长度调整到合适位置。
在本示例中,由于天线开口向上的设置,因此可以具有低电场分布的效果,从而使得整个天线系统具有较低的头模损耗。同时,由于上述示例中说明的双谐振的覆盖,因此使得天线工作性能得到进一步提升。
示例性的,如图13中的所示的电场仿真结果,结合图11所示的开口向上的方案以及开口向下的方案的电场仿真效果,可以看到,在增设了参考地拓展部分(如图14所示的方案示例)之后,电场分布由耳杆部扩展到了耳包部,从而使得在相同输入功率的情况下,电场分布范围更大,局部电场值更低。此外,从电场仿真还可以看出,在天线开口处(即天线辐射体靠近耳包的一端),无论是辐射体上还是周围空间中的场值,相较于增设了参考地拓展部分之前开口向上的方案,也都有了显著的下降。结合前述开口向上方案的效果说明,本示例中提供的方案的头模损耗更小,天线性能更优。以下结合如图15所示的S参数仿真结果进行说明。
如图15中的(a)所示,为如图7所示的增设参考地拓展部分之前的开口向上方案(简称为单波)与如图14所示的增设参考地拓展部分之后的开口向上方案(简称为双波)的S11对比示意。可以看到,在双波方案中,2.4GHz附近的谐振可以对应到天线辐射体的1/4波长模式。2.7GHz附近有明显凹陷,此处可以理解为1/2波长模式对应的谐振。该谐振虽然没有完全覆盖2.48GHz附近的工作频段,但是也能够起到显著的拓展带宽并且优化输入阻抗的效果。因此,在本申请的另一些实施例中,天线辐射体以及第一电路板和第二电路板的至少部分对应的长度(如称为第一长度),也可以与工作频段的1/2波长有一定差异。比如,在第一长度略大于工作频段的1/2波长的情况下,则激励的1/2波长模式可以位于工作频段的低频方向。由此可以用于扩展工作频段的低频方向带宽,提升低频方向性能。对应的,天线辐射体上激励的1/4波长模式就可以向工作频段的高频方向偏移,从而通过该1/4波长模式提升工作频段的高频性能。又如,在第一长度略小于工作频段的1/2波长的情况下,则激励的1/2波长模式可以位于工作频段的高频方向。由此可以用于扩展工作频段的高频方向带宽,提升高频方向性能。对应的,天线辐射体上激励的1/4波长模式就可以向工作频段的低频方向偏移,从而通过该1/4波长模式提升工作频段的低频性能。
如图15中的(b)所示,为单波方案和双波方案的辐射效率对比。可以看到,在通过双谐振覆盖工作频段的情况下,辐射效率得到了显著的提升。比如,辐射效率峰值提升超过3dB。如图15中的(c)所示,为单波方案和双波方案的系统效率对比。可以看到,在通过双谐振覆盖工作频段的情况下,系统效率峰值提升超过4dB,带宽也得到了非常显著的扩展。比如,在单波方案中,-15dB带宽不超过200MHz。而在双波方案中,从2.4GHz到3GHz的范围内,系统效率均超过了-14dB。例如,在本示例中,以工作频段包括蓝牙频段为例,在该蓝牙频段范围内,双波方案的系统效率提升到了-10dB以内,显著高于单波方案的系统效率。对应的,辐射效率也得到了显著的提升(如均在-10dB以内)。
由此即可证明,本申请实施例提供的开口向上的方案,无论是单波或双波,都相比于现有方案有了显著的提升。通过该低场型天线的设置,能够降低头模损耗,进而在应用在头模场景的电子设备(如耳机)中时,能够显著提升该电子设备的通信质量。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (17)
1.一种终端天线,其特征在于,所述终端天线设置在无线耳机中,所述无线耳机包括耳包部以及耳杆部;所述终端天线包括:
设置在所述耳杆部中的第一辐射体以及第一参考地;
所述第一辐射体上设置有馈源以及接地点,所述第一辐射体通过所述接地点与所述第一参考地连接,所述接地点设置在所述第一辐射体的下半部分,所述第一辐射体的下半部分是所述第一辐射体上远离所述耳包部的部分;
所述第一辐射体与所述第一参考地通过所述接地点构成U型结构,且所述U型结构的开口朝向所述耳杆部的连接所述耳包部的一端;
其中,所述接地点设置在所述第一辐射体的上半部分的情况下,所述第一辐射体上第一位置的电场值为第一电场值,所述第一辐射体的上半部分是所述第一辐射体上靠近所述耳包部的部分;
所述接地点设置在所述第一辐射体的下半部分的情况下,所述第一辐射体上第一位置的电场值为第二电场值;
所述第二电场值小于所述第一电场值,所述第一位置是所述第一辐射体上的任意一个位置。
2.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线的工作频段包括第一频段,所述第一辐射体的长度根据所述第一频段的1/4波长确定;
所述终端天线工作时,所述第一辐射体上激励1/4波长模式覆盖所述第一频段。
3.根据权利要求1或2所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线还包括设置在所述耳包部的第二参考地,所述第二参考地与所述第一参考地上远离所述接地点的一端连接。
4.根据权利要求3所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线的工作频段包括第一频段,所述第一参考地与所述第二参考地的长度之和根据所述第一频段的1/2波长确定;
所述终端天线工作时,所述第一参考地和所述第二参考地共同激励1/2波长模式,所述1/2波长模式覆盖的频段与所述第一频段有至少部分重合。
5.根据权利要求2或4所述的终端天线,其特征在于,所述第一频段包括蓝牙频段。
6.根据权利要求1或2或4所述的终端天线,其特征在于,所述第一参考地通过印制线路板PCB和/或柔性电路板FPC实现。
7.根据权利要求1或2或4所述的终端天线,其特征在于,所述第一辐射体通过激光直接成型LDS和/或FPC实现。
8.根据权利要求4所述的终端天线,其特征在于,所述第二参考地通过FPC实现。
9.根据权利要求1或2或4所述的终端天线,其特征在于,所述无线耳机中还设置有金属防尘网组件,所述终端天线的第一辐射体与所述金属防尘网组件连接,所述无线耳机工作时,所述金属防尘网组件上的静电通过所述终端天线的接地点回地。
10.一种无线耳机,其特征在于,所述无线耳机中设置有如权利要求1-9中任一项所述的终端天线。
11.根据权利要求10所述的无线耳机,其特征在于,所述无线耳机的第一参考地上设置有基带模块和射频模块,所述终端天线通过所述馈源依次与所述射频模块以及所述基带模块连接;所述终端天线通过所述接地点与所述第一参考地上的零电位点连接。
12.根据权利要求11所述的无线耳机,其特征在于,所述第一参考地上设置有第一导电件和第二导电件,
所述终端天线通过所述馈源依次与所述射频模块以及所述基带模块连接,具体为:
所述终端天线通过所述馈源对应位置的第一导电件依次与所述射频模块以及所述基带模块连接;
所述终端天线通过所述接地点与所述第一参考地上的零电位点连接,具体为:
所述终端天线通过所述接地点对应位置的第二导电件与所述第一参考地上的零电位点连接。
13.根据权利要求12所述的无线耳机,其特征在于,所述第一导电件和/或第二导电件为导电弹片。
14.根据权利要求12或13所述的无线耳机,其特征在于,所述终端天线的馈源和所述射频模块之间设置有第一天线匹配电路,所述第一天线匹配电路包括以下中的至少一种:电容,电感,电阻,可变电容,可变电感,可变电阻;
所述第一天线匹配电路用于调整所述终端天线的端口阻抗。
15.根据权利要求14所述的无线耳机,其特征在于,所述第一参考地包括第一PCB和第一FPC;
所述第一导电件设置在所述第一PCB上,所述第一天线匹配电路、所述射频模块以及所述基带模块设置在所述第一FPC上,所述第一导电件通过连接线缆与所述第一天线匹配电路连接;或者,
所述第一导电件和所述第一天线匹配电路设置在所述第一PCB上,所述射频模块以及所述基带模块设置在所述第一FPC上,所述第一天线匹配模通过连接线缆与所述射频模块连接;或者,
所述第一导电件、所述第一天线匹配电路和所述射频模块设置在所述第一PCB上,所述基带模块设置在所述第一FPC上,所述射频模块通过连接线缆与所述基带模块连接。
16.根据权利要求12或13所述的无线耳机,其特征在于,所述终端天线的接地点和所述第一参考地之间设置有第二天线匹配电路,所述第二天线匹配电路包括以下中的至少一种:微带线,电容,电感,带通滤波器;所述带通滤波器的响应频段包括所述终端天线的工作频段。
17.根据权利要求10-13中任一项或权利要求15所述无线耳机,其特征在于,所述无线耳机中设置有金属防尘网组件,所述金属防尘网组件用于设置在耳杆部上设置的拾音孔附近;
所述金属防尘网组件包括互相导通的金属防尘网和金属防尘网垫片,所述金属防尘网垫片上设置有导电弹片,所述金属防尘网垫片通过所述导电弹片与所述终端天线的第一辐射体电连接。
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