CN105187991A - 具有天线功能的扬声器结构及听筒结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有天线功能的扬声器结构，包括一磁铁，还包括一天线线圈，所述天线线圈围绕所述磁铁设置。还公开了一种听筒结构，包括如上所述的具有天线功能的扬声器结构。利用扬声器和听筒本身的金属线圈将天线功能集成进去，使得扬声器和听筒除了具备传统的发声功能之外还具备天线功能，将天线和扬声器或听筒这在移动终端中必不可少的器件完全地整合在一起，最大程度上节省了空间。

Description

具有天线功能的扬声器结构及听筒结构

技术领域

本发明涉及一种发声结构，尤其涉及一种具有天线功能的扬声器结构及听筒结构。

背景技术

现有的移动终端中，扬声器、听筒和天线是必不可少的部件。扬声器和听筒是声音传递的必要部件，通常还需要一定空间的音腔来实现一定的音频指标，使得声音更加动听；天线负责无线信号的收发，是实现无线通信的必要部件，由于工作频率和波长的关系，天线工作也需要一定的空间尺寸。目前较常见的做法是把天线做在音腔的外表面，这样可以将天线和扬声器一定的组合在一起，节约了一定的空间，符合现在移动终端的轻、薄等设计趋势。

随着LTE、802.11a/b/g/n等新一代无线通信技术的进一步成熟、普及和应用，移动终端的所集成的无线通信功能越来越多，因此天线的数量进一步增多：从3G时代的不超过3个天线，如2G&3G天线，GPS天线，WiFi&BT天线，增加到4G时代的5个以上天线，如2G&3G&4G天线，2G&3G&4G分集天线，GPS天线，WiFi天线1，WiFi天线2，双卡GSM天线。这些天线需要布局在为了追求大屏幕，大电池容量而设计的本就十分拥挤的移动终端上，这是现在面临的天线设计的挑战，明显现有的器件集成度已经需要优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有天线功能的扬声器结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有天线功能的扬声器结构，包括一磁铁，还包括一天线线圈，所述天线线圈围绕所述磁铁设置。

本发明还涉及一种听筒结构，包括如上所述的具有天线功能的扬声器结构。

本发明的有益效果在于：将天线和扬声器或听筒完全地整合在一起，最大程度上节省了空间。

附图说明

图1本发明的扬声器结构示意图；

图2为本发明实施例一的激励模型；

图3为图2中的滤波合路电路示意图；

图4为图2中的滤波合路电路的一种具体电路图；

图5为图2中的滤波分路电路示意图；

图6为图2中的滤波分路电路的一种具体电路图；

图7为本发明实施例一中天线的回波损耗；

图8为本发明实施例一中GPS频段的回波损耗；

图9为本发明实施例一中蓝牙和WIFI频段的回波损耗；

图10为本发明实施例二的激励模型；

图11为本发明实施例三的激励模型；

图12为本发明实施例四的激励模型。

表1为本发明实施例一中GPS频段的辐射效率；

表2为本发明实施例一中蓝牙和WIFI频段的辐射效率。

标号说明：1、磁铁；2、天线线圈；3、主板；4、第一端；5、第二端；6、第三端；7、第四端。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于：利用扬声器和听筒本身的金属线圈将天线功能集成进去，使得扬声器和听筒除了具备传统的发声功能之外还具备天线功能，节省设计空间。

请参阅图2至图6和图10至图12，一种具有天线功能的扬声器结构，包括一磁铁1，还包括一天线线圈2，所述天线线圈2围绕所述磁铁1设置。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将天线和扬声器这两个移动终端中必不可少的器件完全地整合在一起，最大程度上节省了空间。

进一步地，还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈2连接，所述天线线圈2的两端分别为第一端4和第二端5，所述音频电路与所述第一端4和第二端5电连接，所述射频电路与所述第一端4和第二端5电连接。

进一步地，还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈2连接，所述天线线圈2的两端分别为第一端4和第二端5，所述音频电路与所述第一端4和第二端5电连接，所述天线线圈2的中间还包括第三端6和第四端7，所述射频电路与所述第三端6和第四端7电连接。

进一步地，还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈2连接，所述天线线圈2的两端分别为第一端4和第二端5，所述音频电路与所述第一端4和第二端5电连接，所述天线线圈2的中间还包括第三端6，所述射频电路与所述第一端4和所述第三端6电连接。

进一步地，所述音频电路通过第一低通滤波电路与所述第一端4电连接，通过第二低通滤波电路与所述第二端5电连接；

进一步地，所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第一端4电连接，通过第二高通滤波电路与所述第二端5电连接。

进一步地，所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第三端6电连接，通过第二高通滤波电路与所述第四端7电连接。

进一步地，所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第一端4电连接，通过第二高通滤波电路与所述第三端6电连接。

进一步地，所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第三端6电连接，通过第二高通滤波电路与所述第一端4电连接。

由上述描述可知，滤波电路可以保证音频信号通路和射频信号通路不受其他信号干扰。

本发明还涉及一种听筒结构，包括如上所述的具有天线功能的扬声器结构。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将天线和听筒整合在一起，节省了空间。

实施例一

请参照图1至图6，本发明的实施例一为：一种具有天线功能的扬声器结构，可安装在移动终端的主板3上，如图1所示，包括一磁铁1和一天线线圈2，所述磁铁1的长为8-12mm，优选10mm，宽为6-8mm，优选7mm，所述天线线圈2围绕所述磁铁1设置，可选地，所述磁铁1和天线线圈2通过注塑等工艺一体成型设置；还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈2连接，可选地，所述音频电路和射频电路可以和所述天线线圈2一体成型设置，也可以单独设置在主板3上。

如图2所示，所述天线线圈2的两端分别为第一端4和第二端5，所述第一端4通过音频射频滤波合成电路与所述音频电路和射频电路连接，所述第二端5通过音频射频滤波分路电路与所述音频电路和射频电路连接。

如图3所示，音频射频滤波合路电路包括并联的第一低通滤波电路和第一高通滤波电路，滤波合路电路可以是电容、电感、电阻或其中一种以上的组合，一种具体的电路形式如图4所示。所述音频电路通过第一低通滤波电路与所述第一端4电连接，所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第一端4电连接。

如图5所示，音频射频滤波分路电路包括并联的第二低通滤波电路和第二高通滤波电路，滤波分路电路可以是电容、电感、电阻或其中一种以上的组合，一种具体的电路形式如图6所示。所述音频电路通过第二低通滤波电路与所述第二端5电连接，所述射频电路通过第二高通滤波电路与所述第二端5电连接。

音频信号的频率一般在20KHz以下，射频信号一般在700MHz以上，相对于射频信号而言，音频信号属于低频信号；相反地，相对于音频信号而言，射频信号是高频信号。根据电路的基本理论，可以用高通、低通滤波电路将二者合成，且不会互相影响。

如图2所示，音频电路产生音频信号，当B点的音频信号进入音频射频滤波合路电路，第一低通滤波电路，如图4中的电感对其呈低阻状态可以无损耗的通过，而第一高通滤波电路，如图4中的电容对音频信号呈高阻状态，音频信号不会通过第一高通滤波电路到达C点，因此音频信号会无损的从B点输入到A点。

射频电路产生射频信号，当C点的射频信号进入音频射频滤波合路电路，第一高通滤波电路，如图4中的电容对其呈低阻状态可以无损耗的通过，而第一低通滤波电路，如图4中的电感对射频信号呈高阻状态，射频信号不会通过第一低通滤波电路到达B点，因此射频信号会无损的从C点输入到A点。这就实现了音频、射频信号的合成无耗输入。

音频射频滤波分路电路的工作原理和音频射频滤波合路电路相同，只是信号流向相反，当音频、射频混合信号进入D点后，混合信号中的低频，即音频部分只能通过第二低频滤波电路，而高频，即射频部分只能通过第二高通滤波电路，分别到达E点和F点，实现了信号的分路，从而保证了音频和射频信号通路的完整、通畅、不受其他信号干扰。

请参照图7，图7为所设计一款天线的回波损耗模拟结果，从图中可以看出，回波损耗在设计的频段内，即2.4GHz-2.5GHz频段内均小于-14dB，性能良好。

请参照图8和表1，当扬声器的尺寸为15mm*8mm*2mm时，天线在GPS频段的回波损耗如图8所示，辐射效率如表1所示；从图中可以看出，回波损耗小于-20dB，从表中可以看出，辐射效率大于-6dB，性能良好。

Frequency(MHz)	Efficiency(dB)
		1565	-5.9
1575	-5.8
		1585	-6.0

表1

请参照图9和表2，当扬声器的尺寸为15mm*8mm*2mm时，天线在蓝牙和WIFI频段的回波损耗如图9所示，辐射效率如表2所示；从图中可以看出，回波损耗均小于-24dB，从表中可以看出，辐射效率均大于-3dB，性能良好。

表2

从上述描述可得，本发明具有实际可行性，且天线性能良好，可以达到实际使用的要求。

实施例二

请参照图10，本发明的实施例二与实施例一的区别在于：射频信号与音频信号各自分别由不同的引脚引入、引出。

所述天线线圈2的中间还包括第三端6和第四端7，所述射频电路与所述第三端6和第四端7电连接。

所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第三端6电连接，通过第二高通滤波电路与所述第四端7电连接。

当低频的音频信号由A点无耗的经过第一低通滤波电路到达B点时，由于第一高通滤波电路对其呈现高阻，音频信号不会到达C点对射频电路造成影响，而走向E点，同理由于E点处的第二高通滤波电路阻挡，音频信号向F点回到音频电路，形成完整的音频通路。因此音频信号路径是A->B->E->F。

当射频信号由C点无耗的经过第一高通滤波电路到达B点时，由于A处的第一低通滤波电路对射频信号呈现的高阻状态，射频信号走向E点，同理其经过第二高通滤波电路回到D点，形成完整的射频通路。因此射频信号的路径是C->B->E->D。

当音频和射频同时工作时，各自的路径虽有部分重叠，但各自通路完整、通畅、不受其他信号干扰。

当所设计的射频信号由于频率决定的波长不需要完整的线圈长度实现时，可以灵活的选择线圈的一部分长度作为天线的辐射体，增强了设计的灵活性。

实施例三

请参照图11，本发明的实施例三是实施例一和实施例二的结合，射频信号和音频信号由相同的引脚引入，但由不同的引脚引出。其中，音频射频滤波合路电路与实施例一中的音频射频滤波合路电路相同。

本实施例中，D点为第一端4，E点为第二端5，F点为第三端6。

所述天线线圈的中间还包括第三端6，所述射频电路与所述第一端4和所述第三端6电连接。

所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第一端4电连接，通过第二高通滤波电路与所述第三端6电连接。

本实施例中，音频信号的通路是A->D->F->E->C，射频信号的通路是B->D->F->G。

本实施例和实施例二同样可以灵活的选择线圈的一部分长度作为天线的辐射体，增强了设计的灵活性，但和实施例二相比减少了线圈引脚的个数。

实施例四

请参照图12，本发明的实施例四与实施例三的区别在于：射频信号和音频信号由不同的引脚引入，但由相同的引脚引出。其中，音频射频滤波分路电路与实施例一中的音频射频滤波分路电路相同。

本实施例中，E点为第一端4，D点为第二端5，F点为第三端6。

所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第三端6电连接，通过第二高通滤波电路与所述第一端4电连接。

本实施例中，音频信号的通路是C->E->F->D->A，射频信号的通路是G->F->D->B。

由于听筒的内部结构与扬声器相同，因此本发明各实施例同样可以运用在听筒结构上。

综上所述，本发明提供的一种具有天线功能的扬声器结构及听筒结构，可以实现无线终端天线的进一步小型化，提高天线和其他无线终端器件的集成度，并保证所集成器件的性能不受影响。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有天线功能的扬声器结构，包括一磁铁，其特征在于：还包括一天线线圈，所述天线线圈围绕所述磁铁设置。

2.根据权利要求1所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈连接，所述天线线圈的两端分别为第一端和第二端，所述音频电路与所述第一端和第二端电连接，所述射频电路与所述第一端和第二端电连接。

3.根据权利要求1所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈连接，所述天线线圈的两端分别为第一端和第二端，所述音频电路与所述第一端和第二端电连接，所述天线线圈的中间还包括第三端和第四端，所述射频电路与所述第三端和第四端电连接。

4.根据权利要求1所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：还包括音频电路和射频电路，所述音频电路和射频电路均与所述天线线圈连接，所述天线线圈的两端分别为第一端和第二端，所述音频电路与所述第一端和第二端电连接，所述天线线圈的中间还包括第三端，所述射频电路与所述第一端和所述第三端电连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：所述音频电路通过第一低通滤波电路与所述第一端电连接，通过第二低通滤波电路与所述第二端电连接。

6.根据权利要求2所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第一端电连接，通过第二高通滤波电路与所述第二端电连接。

7.根据权利要求3所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第三端电连接，通过第二高通滤波电路与所述第四端电连接。

8.根据权利要求4所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第一端电连接，通过第二高通滤波电路与所述第三端电连接。

9.根据权利要求4所述的具有天线功能的扬声器结构，其特征在于：所述射频电路通过第一高通滤波电路与所述第三端电连接，通过第二高通滤波电路与所述第一端电连接。

10.一种听筒结构，包括权利要求1-9任一项所述的具有天线功能的扬声器结构。