專利名稱：通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信裝置，它包括一外殼，該外殼封裝至少一個揚聲器和至少一部分位于外殼內(nèi)的至少一個天線，上述至少一個揚聲器包括一聲波諧振腔，上述至少一個天線包括至少一個電磁諧振腔。
諸如手持式蜂窩電話的通信裝置近年來得到了廣泛的承認。其理由之一為，對尺寸比原先更小的新一代通信裝置的不斷開發(fā)使通信裝置更加靈巧以及更便于攜帶。
在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，傳統(tǒng)的通信裝置包括兩個用作諧振腔的內(nèi)部空間，其中，擴音器使用第一空間，而天線則占用另一空間。
傳統(tǒng)的通信裝置所存在的一個問題為，即使通信裝置必須包含數(shù)量不斷增加的電子元件，以便能夠提供新的特征，也要將它做得更小一些，或者至少保持其尺寸。
如同在權(quán)利要求1中所記載的那樣，當聲波諧振腔全部或部分地位于電磁諧振腔中時，就有可能制造出比具有分別用于天線和揚聲器的諧振腔的傳統(tǒng)型通信裝置小得多的通信裝置。
與此同時，封裝兩個諧振腔的壁所需要的體積現(xiàn)在可以減少為包圍共用的諧振腔的壁。
應當指出，按照本發(fā)明的聲波諧振腔可例如為封閉的壓力室或一部分封閉的適于得到所要求的頻率特性和效率的低頻反射室。在壓力室揚聲器中提供這一特性的主要元件為被限定所述室與薄膜的各個壁封裝的空氣，封裝的空氣將相應地起著彈性的作用，這在本技術(shù)領(lǐng)域中被定義為cm。當然，按照本發(fā)明的諧振腔也可以包括一個低頻反射結(jié)構(gòu)，其中，尤其是揚聲器系統(tǒng)的低頻可通過增加至少一個從揚聲器室里面到外面的開孔而得以改良。
聲波諧振腔的用途在揚聲器領(lǐng)域中已作了很好的說明。
此外，還應當指出，按照本發(fā)明的電磁諧振腔被定義為在至少是天線的輻射部分與上述天線的平面或基準面之間的空間的至少一部分。上述電磁諧振空間有一特殊的介電常數(shù)并且布置在裝置的外殼內(nèi)。
應當明白，電磁諧振空間可包括空氣或空氣與介電材料的組合物。
電磁諧振腔的意義在天線領(lǐng)域中已作了很好的說明。
按照本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，由于兩個不同的諧振現(xiàn)象可能彼此獨立地形成，上述諧振可以或多或少廣泛地共同起作用。由于低頻聲壓波諧振與天線諧振腔中的電磁諧振有完全不同的性質(zhì)，所以不會產(chǎn)生干涉或失真。
本發(fā)明的另一重要特征為，由于空氣的介電性能可完全滿足例如插接天線的輻射面和平面之間的所要求的介電性能，故可在空氣中全部或部分地建立所要求的天線諧振腔的電磁性能。此外，所要求的條件可通過固體介質(zhì)和氣體介質(zhì)即空氣的組合得到。這種將介電諧振腔設計成空氣和固體介質(zhì)的組合或完全采用空氣的可能性，導致在設計裝置時使自由度大大提高。按照本發(fā)明，固體介質(zhì)可例如是本領(lǐng)域中已知的不同種類的塑料。
由于聲波諧振腔的性質(zhì)，該室的內(nèi)部形狀的設計是非常不重要的。
本發(fā)明的通信裝置最好是移動式通信裝置或手持式蜂窩電話。
這樣，按照本發(fā)明，電磁諧振腔與聲波諧振腔共享一定量的空氣，具有所要求的聲學性能和介電性能。
因此，由于用于充滿天線內(nèi)的空間的介質(zhì)現(xiàn)在可以用空氣代替，所以可使重量減少，因而自然也使材料費用降低。
如同權(quán)利要求2中所述的那樣，當至少一個天線是定向插接天線時，就有可能控制來自天線的無線電波的方向。
應當指出，定向插接天線需要較大的諧振空間，即天線的輻射部分和平面之間的諧振空間，以便得到滿意的帶寬。在聲波諧振腔與天線的電磁諧振空間之間形成共用的空間的可能性提供了實現(xiàn)體積顯著減小的可能性。應當指出，當在一個100cm3的移動電話中得到例如1-5cm3的有效的體積減少時，即使通信裝置的體積有看來極少的減小，這也是有意義的。
如同權(quán)利要求3中所述的那樣，當至少一個天線是雙帶天線時，有可能降低甚至更嚴格的設計標準，因為諧振空間將傾向于占據(jù)裝置的更多的體積。
如同權(quán)利要求4中所述的那樣，當至少一個天線全部或部分地限定聲波諧振腔的壁時，有可能在將天線用于其主要目的的同時又允許它構(gòu)成諧振腔的壁的一部分。
天線元件如平面和輻射平面可以用各種不同的室結(jié)構(gòu)來支承，因為聲波諧振腔所需要的體積通常明顯小于例如微帶天線所需要的體積。
自然，應當記住，除去有源天線平面外，限定所述室的材料應當有一多少與室內(nèi)的空氣類似的介電常數(shù)。至少應當如此地進行設計，即，使總體上得到的介電性能滿足所希望的要求。
如同權(quán)利要求5中所述的那樣，當揚聲器通過至少一個聲通道與聲波諧振腔耦合時，得到了本發(fā)明的另一個有益的實施例。
如同權(quán)利要求6中所述的那樣，當至少一個天線是環(huán)形天線或閉路天線最好是定向環(huán)形或閉路天線時，就得到了本發(fā)明的又一個有益的實施例。
如同權(quán)利要求7中所述的那樣，當聲波諧振腔是一壓力室時，有可能使揚聲器利用位于聲波諧振腔中的空氣作為彈性，從而對揚聲器進行更好的控制。這就提供了較高品質(zhì)的聲音重現(xiàn)。
如同權(quán)利要求8中所述的那樣，當聲波諧振腔具有通向所述室外部的聲孔時，有可能形成一個有較低的諧振頻率的低頻反射系統(tǒng)。這意味著，該系統(tǒng)有以較高品質(zhì)的聲音重現(xiàn)向下擴展頻率范圍的能力。與此同時，有可能用通向外部的聲孔消除或減少在揚聲器的頻率響應中的尖峰或峰值。
如同權(quán)利要求9中所述的那樣，當整個或部分地位于電磁諧振腔中的聲波諧振腔的大小為0.5-8cm3時，得到了本發(fā)明的另一個有益的按照上述的典型地表征一蜂窩電話的實施例，由于那些物件的設計者嚴重地受到將體積減小至“絕對”最小的要求的限制，即使體積有微小的減少也是重要的和有意義的。
但是，應當指出，如果裝置例如裝配有功率較大的揚聲器，則所得到的在某些裝置中的體積減小自然在本發(fā)明的范圍內(nèi)要大得多。在聲波諧振腔的體積較大的情況下，本發(fā)明的一個實施例將從這樣的事實得到更多的益處，即，在諧振腔的設計上有非常少的限制(如果有任何限制的話)。
如同權(quán)利要求10中所述的那樣，當共用的諧振腔在內(nèi)部用增強元件或?qū)⑹曳指畛奢^小的空間的壁增強時，有可能避免在壁中出現(xiàn)振蕩的問題，該壁通過采用增強元件而限定該室。
如同權(quán)利要求11中所述的那樣，當聲波諧振腔整個或部分地位于電磁諧振腔中，其中，上述揚聲器和上述聲波諧振腔由至少一個電磁屏蔽分隔開，上述揚聲器與上述聲波諧振腔在聲學上借助于至少一個聲耦合裝置地通過上述電磁屏蔽連接，并得到抵抗沿給定方向輻射的電磁場的屏蔽。該方向為從天線到揚聲器和使用者的頭部。因為由于使用者在天線之間而使沿此方向的輻射與接收天線沒有連接或只有微弱的連接，故天線的效率將因屏蔽而提高。
如同權(quán)利要求12中所述的那樣，當上述屏蔽是天線的平面時，有可能以一種有利的方式利用定向天線如定向插接天線的特性。
如權(quán)利要求13所述，當揚聲器借助至少一個穿過上述屏蔽的聲通道而與聲波諧振腔耦合時，有可能以一種有利的方式確定揚聲器和聲波諧振腔之間的聲耦合的性能例如長度、高度、直徑或形狀。這是由于這樣的事實，即，聲通道的聲學特征在限定了裝置的聲學特征時是由任意的選擇規(guī)定的，而不是由為通信裝置的設計者提供了一有效工具的聲耦合的周圍元件規(guī)定的。
如權(quán)利要求14所述，當聲通道由上述屏蔽中的一個或更多的孔構(gòu)成時，有可能越過通常是盡可能最短的距離地將聲耦合導向聲波諧振腔。
如權(quán)利要求15所述，當孔數(shù)為1-50，最好為4個孔時，有可能通過在電磁屏蔽中使用較多的但是直徑較小的孔來保持電磁屏蔽作用。通過采用較多的孔，還有可能通過按不同圖形或完全不按圖形地布置孔來保持電磁屏蔽作用。
與此同時，由于孔的總面積可保持不變，但同時又能以在聲學上有利的方法相對于聲波諧振腔放置更多的孔為特征，故不會降低聲學特性的品質(zhì)。
如權(quán)利要求16所述，當一個或更多的孔的直徑為0.5-10mm，最好為2mm時，有可能得到本發(fā)明的又一個有益實施例。
如權(quán)利要求18所述，當聲波諧振腔整個或部分地位于電磁諧振腔中，而且揚聲器和聲波諧振腔用至少一個聲耦合裝置連接時，可得到很多的將揚聲器布置在通信裝置的外殼中的可能性。
這有利于使通信裝置的設計過程多少更容易一些，這是十分重要的，因為就通信裝置的尺寸而言，有許多格外的限制。
此外，相對于所要求的聲學特性而言，揚聲器的諧振腔的形狀并不重要這一事實已經(jīng)多少被充分利用。
如權(quán)利要求19所述，當聲耦合裝置包括至少一個聲通道時，有可能更精確地限定聲耦合的聲值。自然這也受到某些與聲通道的采用例如通道的長度、直徑和形狀有關(guān)的限制。對這些限制在本領(lǐng)域中已作了很好的描述并且在聲通道的設計中進行了更具體的描述。
本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將從詳細的描述和附圖中得到更好的理解，圖中

圖1為傳統(tǒng)的具有兩個分開的諧振腔的通信裝置的剖視圖；圖2為按照本發(fā)明的通信裝置的透視圖；圖3為揚聲器與諧振腔之間的連接的一個優(yōu)選實施例的視圖；圖4為揚聲器與聲波諧振腔之間的連接的示意圖；圖5為揚聲器與聲波諧振腔之間的連接的另一優(yōu)選實施例的剖視圖；圖6為通信裝置的俯視截面；以及圖7為揚聲器未就位時外殼的主視圖。
參看圖1，傳統(tǒng)的通信裝置包括一外殼8，該外殼裝有各種結(jié)構(gòu)元件，其中包括蜂窩電話的必要元件如顯示器3、鍵盤4、電池(圖1中未示出)、話筒、天線1和一揚聲器2。這些元件裝在或被連至一印刷電路板(PCB)上，在該印刷電路板上裝有其它必需的電子元件。
通信裝置還包括兩個用作諧振腔的空間，其中，揚聲器占用第一空間，而天線則占用第二空間。兩個室用沿外殼的整個長度延伸的PCB分開。
諧振腔對揚聲器而言是必需的，因為揚聲器薄膜的前側(cè)必須多少與薄膜的后側(cè)絕緣，以避免在薄膜的兩側(cè)面之間出現(xiàn)聲短路。諧振腔內(nèi)的體積決定了由揚聲器重現(xiàn)的最低可能頻率。它還決定了為獲得所要求的聲強所需的功率量。
諧振腔對天線而言是必需的，因為它需要一個介電體積，以從天線的有源部分輻射無線電波并且往下傳至天線平面。
與此同時，天線的有源部分和平面之間的距離是天線效率的量度，這意味著，距離越大，效率越高，一直到某一限度為止。
現(xiàn)在參看圖2，它示出了一個按照本發(fā)明的通信裝置。被天線占用的空間同時完全或部分地被天線平面限定，該天線平面起著所述室的壁的作用。
揚聲器裝在一個位于天線的這個平面上的孔中，并與被天線限定的空間直接連接。
在本發(fā)明的實施例中使用的這種類型的天線有比較大的體積要求。為了用天線得到滿意的特性，該體積必須超過例如13cm3。此外，揚聲器需要一定的體積，并且最好超過4cm3。體積的上限由外殼的尺寸決定，并且通常在可用作天線空間和揚聲器諧振腔的外殼內(nèi)不超過50cm3。
天線1最好是一個插接天線。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，雙帶插接天線將是另一個應用例子。
不過，應當指出，按照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，天線裝置可包括裝在通信裝置的外殼中的傳統(tǒng)型螺旋天線。
可以布置在裝置的外殼中的天線的其它例子是環(huán)形天線和閉路天線。
應當明白，諧振腔的形狀和尺寸可以與圖2所示的形狀與尺寸不同。限制諧振腔的形狀和尺寸的唯一事物為它被包含在其中的外殼。
在圖3中示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。為了允許揚聲器2按不同于那些與諧振腔直接接觸的位置放置，在揚聲器2與聲波諧振腔9之間插入一聲耦合10。
應當明白，聲耦合10和聲波諧振腔9的形狀和尺寸可以與圖3所示的形狀和尺寸不同。
在圖4中，示出了本發(fā)明的示意圖。揚聲器2和聲波諧振腔9分開地放置在外殼8中并用一聲耦合10耦合在一起。
在圖5中示出了本發(fā)明的一個詳細的實施例。圖中示出，揚聲器2和聲波諧振腔9分開地放置在外殼8中，并用一聲耦合10耦合在一起。聲波諧振腔9位于天線1的電磁諧振腔13內(nèi)。
平面11將揚聲器2與諧振腔9分開。為了在揚聲器與諧振腔之間建立聲耦合10，在平面11上形成一個或更多的孔或開口?？椎闹睆酵ǔ?.5-5mm，最好為2mm，孔的數(shù)目為1-50，最好為4。
圖6示出了通信裝置的一個俯視截面。揚聲器或變換器2被布置成離開聲波諧振腔9一段距離，并將平面11用作兩者之間的電磁場的屏蔽。平面11有許多孔，它們起著揚聲器2與聲波諧振腔9之間的聲耦合10的作用。
圖7示出了通信裝置的外殼8的正面。圖中已經(jīng)去掉了揚聲器或變換器2，并可看到聲耦合10與平面11。
聲耦合也可以是一個或更多的通道，其中，其側(cè)面由圍繞的元件限定，或者它也可以是一個或更多的導管管道或孔。它也可以是兩者的組合。
抵抗電磁場的屏蔽可以是天線的平面，但是也可以是其唯一用途便是屏蔽的單獨的屏蔽。另一種方案為，它可以是與通信裝置的其它部分連接的平面。
明細表1.天線2.揚聲器3.顯示器 4.鍵盤5.電路板 6.外殼的上部7.外殼的下部 8.外殼9.聲波諧振腔 10.聲耦合裝置11.平面 12.聲通道或聲通道的一部分13.電磁諧振腔
權(quán)利要求
1.一種通信裝置，它包括一外殼，該外殼封裝至少一個揚聲器(2)和至少一部分位于外殼(8)內(nèi)的至少一個天線(1)，所述的至少一個揚聲器包括一聲波諧振腔(9)，所述的至少一個天線包括至少一個電磁諧振腔(13)，其特征為，聲波諧振腔(9)整個或部分地位于電磁諧振腔(13)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征為，至少一個天線(1)是定向插接天線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的通信裝置，其特征為，至少一個天線(1)是雙帶天線。
4.如權(quán)利要求1-3所述的通信裝置，其特征為，至少一個天線(1)全部或部分地限定聲波諧振腔(9)的壁。
5.如權(quán)利要求1-4所述的通信裝置，其特征為，揚聲器(2)借助至少一個聲通道與諧振腔耦合。
6.如權(quán)利要求1-5所述的通信裝置，其特征為，至少一個天線(1)是環(huán)形天線或閉路天線，最好是定向的環(huán)形或閉路天線。
7.如權(quán)利要求1-6所述的通信裝置，其特征為，聲波諧振腔(9)為一個壓力室。
8.如權(quán)利要求1-7所述的通信裝置，其特征為，聲波諧振腔(9)有通向外部的聲孔。
9.如權(quán)利要求1-8所述的通信裝置，其特征為，整個或部分地位于電磁諧振腔中的聲波諧振腔(9)的大小為0.5-8cm3。
10.如權(quán)利要求1-9所述的通信裝置，其特征為，共用的諧振腔在內(nèi)部用增強元件或?qū)⑺鍪曳指畛奢^小的空間的壁增強。
11.一種通信裝置，它包括一外殼，該外殼封裝至少一個揚聲器(2)和至少一部分位于外殼(8)內(nèi)的至少一個天線(1)，所述的至少一個揚聲器(2)包括一聲波諧振腔(9)，所述的至少一個天線包括至少一個電磁諧振腔(13)，其特征為，聲波諧振腔(9)整個或部分地位于電磁諧振腔(13)中，其中，所述揚聲器(2)和所述聲波諧振腔(9)由至少一個電磁屏蔽(11)分開，所述揚聲器與所述聲波諧振腔在聲學上借助至少一個聲耦合裝置(10)通過所述電磁屏蔽連接。
12.如權(quán)利要求11所述的通信裝置，其特征為，所述屏蔽是天線(1)的平面(11)。
13.如權(quán)利要求11所述的通信裝置，其特征為，揚聲器(2)借助至少一個穿過所述屏蔽(11)的聲通道(10)與聲波諧振腔(9)耦合。
14.如權(quán)利要求11所述的通信裝置，其特征為，聲通道由所述屏蔽(11)中的一個或更多個孔(10)構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求14所述的通信裝置，其特征為，孔的數(shù)目為1-50，最好為4。
16.如權(quán)利要求15所述的通信裝置，其特征為，一個或更多個孔的直徑為0.5-5mm，最好為2mm。
17.一種通信裝置，它包括一外殼，該外殼封裝至少一個揚聲器(2)和至少一部分位于外殼(8)內(nèi)的至少一個天線(1)，所述至少一個揚聲器包括一聲波諧振腔(9)，所述至少一個天線包括至少一個電磁諧振腔(13)，其特征為，聲波諧振腔(9)整個或部分地位于電磁諧振腔(13)中，以及聲波諧振腔或至少聲波諧振腔的主要部分離開所述揚聲器(2)一段距離。
18.一種通信裝置，它包括一外殼，該外殼封裝至少一個揚聲器(2)和至少一部分位于外殼(8)內(nèi)的至少一個天線(1)，所述至少一個揚聲器包括一聲波諧振腔(9)，所述至少一個天線包括至少一個電磁諧振腔(13)，其特征為，聲波諧振腔(9)整個或部分地位于電磁諧振腔(13)中，以及揚聲器和聲波諧振腔由至少一個聲耦合裝置(10)相連接。
19.如權(quán)利要求17或18所述的通信裝置，其特征為，聲耦合裝置為至少一個聲通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信裝置,它包括一外殼,該外殼封裝至少一個揚聲器和至少一部分位于外殼內(nèi)的至少一個天線。所述的至少一個揚聲器包括一聲波諧振腔,而所述至少一個天線包括至少一個電磁諧振腔。本發(fā)明指出,聲波諧振腔可整個或部分地位于電磁諧振腔中。
文檔編號H04B1/38GK1331852SQ99814869
公開日2002年1月16日 申請日期1999年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月21日
發(fā)明者約恩·馬克瓦德森, 比亞爾恩·H·比耶勒 申請人:特利泰爾P&D丹麥有限公司