CN106058427B - 一种蓝牙耳机天线及其设计方法和一种蓝牙耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓝牙耳机天线及其设计方法和一种蓝牙耳机。该蓝牙耳机的线控盒为正三棱柱状，包含蓝牙芯片的PCB板设置在线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置；天线包括天线主体、天线馈电部和天线接地部，三者起始于不在PCB板所平行靠近侧面的线控盒的同一个顶点；天线主体沿线控盒的侧棱走线，天线馈电部和天线接地部分别沿线控盒的不同底边走线，并对应与PCB板上的馈电点和接地点电连接。本发明结构稳定，可避免振动造成的天线变形或折断引起的天线性能差；天线的整体结构可更好的利用结构空间，使其具有较好的全向性和宽带性，减小了耳机使用过程中周围环境对天线谐振的影响，此设计适用于小尺寸的蓝牙耳机。

Description

一种蓝牙耳机天线及其设计方法和一种蓝牙耳机
技术领域
本发明涉及蓝牙耳机技术领域，特别涉及一种蓝牙耳机天线及其设计方法和一种蓝牙耳机。
背景技术
因为蓝牙耳机的便携，人们已经乐于在各种场合使用，尤其是运动的时候，可通过蓝牙耳机听音乐、接电话等，给运动过程中的人们带来了很大的便利，随之，人们对蓝牙耳机的性能和外观的要求就越来越高。生产厂商为了增加产品的竞争力，纷纷推出小尺寸和金属外壳的蓝牙耳机以提高其便携性和外观，吸引更多的消费者。
尺寸的减小和金属外壳的加入势必会增加天线设计的难度，若仍采用现有的天线设计，如单极子天线、IFA天线、loop天线等，其天线性能已经达不到要求，而且运动过程中的振动强烈，现有天线设计结构不牢固，容易受到振动而变形甚至折断导致天线性能差。
发明内容
鉴于现有技术中的天线设计应用在小尺寸的蓝牙耳机上时性能差，且结构不稳定的问题，提出了本发明的一种蓝牙耳机天线及其设计方法和一种蓝牙耳机，以便解决或至少部分地解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种蓝牙耳机天线，所述蓝牙耳机的线控盒为正三棱柱状，包含蓝牙芯片的PCB板设置在所述线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置；所述天线包括导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部，三者起始于不在所述PCB板所平行靠近侧面的所述线控盒的同一个顶点；所述天线主体沿所述线控盒的侧棱走线，所述天线馈电部和所述天线接地部分别沿所述线控盒的不同底边走线，并对应与所述PCB板上的馈电点和接地点电连接。
优选地，所述天线主体与所述PCB板的垂直距离为4mm。
根据本发明的另一个方面，提供了一种蓝牙耳机，包括线控盒、扬声器和连接线控盒和扬声器的导线；所述线控盒内布置PCB板和天线，所述PCB板上包含有蓝牙芯片，所述线控盒为正三棱柱状，所述PCB板设置在所述线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置，所述天线包括导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部，三者起始于不在所述PCB板所平行靠近侧面的所述线控盒的同一个顶点；所述天线主体沿所述线控盒的侧棱走线，所述天线馈电部和所述天线接地部分别沿所述线控盒的不同底边走线，并对应与所述PCB板上的馈电点和接地点电连接。
可选地，所述蓝牙耳机还包括若干根金属导线，每根金属导线的一端电连接所述PCB板的地，另一端悬空。
优选地，所述PCB板的长度为20mm，宽度为6mm。
根据本发明的又一个方面，提供了一种蓝牙耳机天线的设计方法，所述设计方法包括：
将蓝牙耳机的线控盒设计为正三棱柱状，将包含蓝牙芯片的PCB板设置在所述线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置；
将导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部都起始于不在所述PCB板所平行靠近侧面的所述线控盒的同一个顶点；
将所述天线主体沿所述线控盒的侧棱走线；
将所述天线馈电部和所述天线接地部分别沿所述线控盒的不同底边走线，并对应与所述PCB板上的馈电点和接地点电连接。
优选地，将天线的形状依照线控盒的结构设计。
优选地，将所述天线主体与所述PCB板的垂直距离设计为4mm。
优选地，其特征在于，将所述PCB板的长度设计为20mm，宽度为6mm。
可选地，所述设计方法还包括：设置若干根金属导线，将每根金属导线的一端电连接所述PCB板的地，另一端悬空。
可选地，根据所述PCB板的馈电点和接地点的位置调换所述天线馈电部和所述天线接地部走线的底边。
综上所述，本发明中，蓝牙耳机的线控盒为正三棱柱状，PCB板设置在线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置，天线主体、天线馈电部和天线接地部起始于不在PCB板所平行靠近侧面的线控盒的同一个顶点，且天线主体沿线控盒的侧棱走线，与PCB板相距一定的垂直距离，使天线具有很好的全向性，增加了天线主体和PCB板的电容耦合效应，能有效增加天线的带宽，防止蓝牙耳机使用过程中周围环境对天线谐振的影响；天线馈电部和天线接地部分别沿线控盒的不同底边走线，天线馈电部、天线接地部和PCB板构成三角形结构，其结构稳定，避免因振动造成的天线变形或折断引起的天线性能差。可见，本发明天线的形状依照线控盒的结构设计，整体沿着线控盒的结构外壳走线，能更好的利用结构空间，适用于小尺寸蓝牙耳机，保证耳机天线的良好性能，并且提高蓝牙耳机天线的稳定性。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种蓝牙耳机天线的结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种蓝牙耳机的结构示意图；
图3为本发明一个实施例提供的一种蓝牙耳机天线的设计方法的流程图。
具体实施方式
本发明的设计构思是：基于蓝牙耳机的线控盒为正三棱柱状结构，摒弃常规的天线设计形式，将蓝牙耳机的天线设计成三角形结构，使天线整体沿着线控盒的结构外壳走线，其中天线主体沿线控盒的一个侧棱走线，天线馈电部和天线接地部分别沿线控盒的不同底边走线，且三者起始于不在PCB板所平行靠近侧面的线控盒的同一个顶点，从而可以更好的利用空间，天线结构更加稳定，并且可以使天线主体远离PCB板，实现更好的全向性，获得性能更好的天线。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明一个实施例提供的一种蓝牙耳机天线的示意图。如图1所示，蓝牙耳机的线控盒100为正三棱柱状，包含蓝牙芯片的PCB板140设置在线控盒100的中间且平行靠近一个侧面的位置。天线包括导电金属片制成的天线主体110、天线馈电部120和天线接地部130，三者起始于不在PCB板140所平行靠近侧面的线控盒100的同一个顶点；天线主体110沿线控盒100的侧棱走线，天线馈电部120和天线接地部130分别沿线控盒100的不同底边走线，并对应与PCB板140上的馈电点150和接地点160电连接。
天线馈电部120、天线接地部130和PCB板140构成三角形结构稳定，避免因振动造成的天线变形或折断引起的天线性能差；该天线的整体结构增加了天线和PCB板的电容耦合效应，适当地增加了天线的带宽，防止耳机使用过程中周围环境对天线谐振的影响，且整体沿着线控盒的结构外壳走线，能更好的利用结构空间，适用于小尺寸蓝牙耳机，保证耳机天线的良好性能，并且提高蓝牙耳机天线的稳定性。其中，天线主体110、天线馈电部120和天线接地部130均使用金属片制备而成，其成本也比较低。
此结构天线的全向性与天线主体到PCB板的距离有关系，距离越大，全向性会越好。在本发明的一个实施例中，天线主体与PCB板的垂直距离为4mm，从而使天线具有较好的全向性。
图2为本发明一个实施例提供的一种蓝牙耳机的结构示意图。如图2所示，蓝牙耳机包括线控盒200、扬声器(未示出)和连接线控盒200和扬声器的导线270、280。线控盒200为正三棱柱状，线控盒200内部布置包含蓝牙芯片的PCB板和天线，其中PCB板设置在线控盒200内部的中间且平行靠近的一个侧面的位置；天线包括导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部，三者起始于不在PCB板所平行靠近侧面的线控盒200的同一个顶点，天线主体沿线控盒200的侧棱走线，天线馈电部和天线接地部分别沿线控盒200的不同底边走线，并对应与PCB板140上的馈电点和接地点电连接。
在本发明的一个实施例中，天线还包括若干根金属导线，每根金属导线的一端电连接所述PCB板140的地，另一端悬空。金属导线电连接PCB板140的地可增加PCB板140的地面积，有效改善天线的方向图和带宽。
在本发明的一个实施例中，PCB板的长度为20mm，宽度为6mm。可见，本发明可适用于小尺寸的蓝牙耳机。并且可在PCB板140的地上设置电感和/或电容来进一步调节天线的带宽。
在本发明的一个实施例中，可以根据PCB板140的馈电点和接地点的位置调换天线馈电部和天线接地部走线的底边，天线走线上更具有灵活性。
图3为本发明一个实施例提供的一种蓝牙耳机天线的设计方法的流程图。如图3所示，该方法包括：
步骤S310，将蓝牙耳机的线控盒设计为正三棱柱状，将包含蓝牙芯片的PCB板设置在线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置。
步骤S320，将导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部都起始于不在PCB板所平行靠近侧面的线控盒的同一个顶点。
步骤S330，将天线主体沿线控盒的侧棱走线。
步骤S340，将天线馈电部和天线接地部分别沿线控盒的不同底边走线，并对应与PCB板上的馈电点和接地点电连接。
此结构天线的全向性与天线主体到PCB板的距离有关系，距离越大，全向性会越好。在本发明的一个实施例中，将天线主体与PCB板的垂直距离设计为4mm，从而使天线具有较好的全向性。
在本发明的一个实施例中，将PCB板的长度设计为20mm，宽度为6mm。可见，本发明可适用于小尺寸的蓝牙耳机。并且可在PCB板的地上设置电感和/或电容来进一步调节天线的带宽。
在本发明的一个实施例中，设计方法还包括：设置若干根金属导线，将每根金属导线的一端电连接PCB板的地，另一端悬空。金属导线电连接PCB板的地可增加PCB板的地面积，有效改善天线的方向图和带宽。
在本发明的一个实施例中，根据所述PCB板的馈电点和接地点的位置调换所述天线馈电部和所述天线接地部走线的底边，天线走线上更具有灵活性。
综上所述，本发明的优点在于蓝牙耳机的线控盒为正三棱柱状，PCB板设置在线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置，天线主体、天线馈电部和天线接地部起始于不在PCB板所平行靠近侧面的线控盒的同一个顶点，且天线主体沿线控盒的侧棱走线，与PCB板相距一定的垂直距离，使天线具有很好的全向性，增加了天线主体和PCB板的电容耦合效应，能有效增加天线的带宽，防止蓝牙耳机使用过程中周围环境对天线谐振的影响；天线馈电部和天线接地部分别沿线控盒的不同底边走线，天线馈电部、天线接地部和PCB板构成三角形结构，其结构稳定，避免因振动造成的天线变形或折断引起的天线性能差。可见，本发明天线的形状依照线控盒的结构设计，整体沿着线控盒的结构外壳走线，能更好的利用结构空间，适用于小尺寸蓝牙耳机，保证耳机天线的良好性能，并且提高蓝牙耳机天线的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蓝牙耳机天线，所述蓝牙耳机的线控盒为正三棱柱状，包含蓝牙芯片的PCB板设置在所述线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置；其特征在于，所述天线包括导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部，三者起始于不在所述PCB板所平行靠近侧面的所述线控盒的同一个顶点；所述天线主体沿所述线控盒的侧棱走线，所述天线馈电部和所述天线接地部分别沿所述线控盒的不同底边走线，并与所述PCB板上对应的馈电点和接地点电连接。
2.如权利要求1所述的蓝牙耳机天线，其特征在于，所述天线主体与所述PCB板的垂直距离为4mm。
3.一种蓝牙耳机，包括线控盒、扬声器和连接线控盒和扬声器的导线；所述线控盒内布置PCB板和天线，所述PCB板上包含有蓝牙芯片，其特征在于，所述线控盒为正三棱柱状，所述PCB板设置在所述线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置，所述天线包括导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部，三者起始于不在所述PCB板所平行靠近侧面的所述线控盒的同一个顶点；所述天线主体沿所述线控盒的侧棱走线，所述天线馈电部和所述天线接地部分别沿所述线控盒的不同底边走线，并与所述PCB板上对应的馈电点和接地点电连接。
4.如权利要求3所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述蓝牙耳机还包括若干根金属导线，每根金属导线的一端电连接所述PCB板的地，另一端悬空。
5.如权利要求3所述的蓝牙耳机，其特征在于，所述PCB板的长度为20mm，宽度为6mm。
6.一种蓝牙耳机天线的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括：
将蓝牙耳机的线控盒设计为正三棱柱状，将包含蓝牙芯片的PCB板设置在所述线控盒的腔体中间且平行靠近一个侧面的位置；
将导电金属片制成的天线主体、天线馈电部和天线接地部都起始于不在所述PCB板所平行靠近侧面的所述线控盒的同一个顶点；
将所述天线主体沿所述线控盒的侧棱走线；
将所述天线馈电部和所述天线接地部分别沿所述线控盒的不同底边走线，并与所述PCB板上对应的馈电点和接地点电连接。
7.如权利要求6所述的蓝牙耳机天线的设计方法，其特征在于，将所述天线主体与所述PCB板的垂直距离设计为4mm。
8.如权利要求6所述的蓝牙耳机天线的设计方法，其特征在于，将所述PCB板的长度设计为20mm，宽度为6mm。
9.如权利要求6所述的蓝牙耳机天线的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：设置若干根金属导线，将每根金属导线的一端电连接所述PCB板的地，另一端悬空。
10.如权利要求6所述的蓝牙耳机天线的设计方法，其特征在于，根据所述PCB板的馈电点和接地点的位置，调换所述天线馈电部和所述天线接地部走线的底边。
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