CN114009060A

CN114009060A - 用于防护性个人装备的天线

Info

Publication number: CN114009060A
Application number: CN202080045163.5A
Authority: CN
Inventors: 塞巴斯蒂安·埃格特-里克特; 米夏埃尔·H·斯塔尔德; 克里斯蒂安·魏因曼; 伯恩哈德·C·施奈德; 保罗·H·R·乔利
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2022-02-01
Also published as: BR112021026198A2; US20220360884A1; US11937043B2; EP3991246A1; WO2020261110A1

Abstract

本发明公开一种听力保护装置。该听力保护装置包括第一耳罩，该第一耳罩通过头带连接到第二耳罩。该第一耳罩和该第二耳罩中的每一者被配置为抑制环境声音。该听力保护装置还包括天线，该天线位于该第一耳罩的壳体内。该天线包括耦接到柔性部分的刚性部分。该刚性部分和该柔性部分均固定在该壳体内。该柔性部分被配置为相对于该刚性部分保持与接地平面基本上成一直线。

Description

用于防护性个人装备的天线

背景技术

听力装置的用途为人们所熟知。许多听力装置涉及天线，该天线被配置为接收射频(RF)，然后解调射频以产生(可能具有其它信息)可通过扬声器提供给用户的声音信号。听力装置通常为入耳式耳塞或包耳式头戴式耳机的形式。声音质量和一致性一直是新听力装置构造所面临的问题。

发明内容

本发明公开一种听力保护装置。该听力保护装置包括第一耳罩，该第一耳罩通过头带连接到第二耳罩。该第一耳罩和该第二耳罩中的每一者被配置为抑制环境声音。该听力保护装置还包括天线，该天线位于该第一耳罩的壳体内。该天线包括耦接到柔性部分的刚性部分。该刚性部分和该柔性部分保持在该壳体内，这可使用附接机制(attachemntmechanism)或所施加的压力来提供。

附图说明

附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。

图1A至图1D示出了可包括本发明的优选实施方案的头戴式耳机和部件。

图2示出了根据本发明的头戴式耳机天线的优选实施方案。

图3A至图3C示出了根据本发明的另一个优选实施方案的头戴式耳机天线的优选实施方案。

图4示出了根据本发明的优选实施方案的用于构造头戴式耳机天线的优选层图。

图5示出了根据本发明的优选实施方案的头戴式耳机天线放置的方法的优选实施方案。

图6示出了根据本发明的实施方案的使用头戴式耳机天线的方法。

图7A至图7C示出了系统的两个实施方案中的头戴式耳机天线的可能放置以及所得的可能极性图案。

图8示出了根据本发明的另一个优选实施方案的头戴式耳机天线的优选实施方案。

具体实施方式

现在将详细参照本发明所公开主题的特定实施方案，其示例在附图中部分说明。虽然本发明所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于本发明所公开的主题。

在本文所述的方法中，除了明确列举了时间或操作序列之外，可以任何顺序进行各种行为而不脱离本发明原理。此外，规定的行为可同时进行，除非明确的权利要求语言暗示它们单独地进行。例如，进行X的受权利要求保护的行为和进行Y的受权利要求保护的行为可在单一操作中同时进行，并且所得的过程将落入受权利要求保护的过程的字面范围内。

如本文所用，术语“约”可允许例如数值或范围的一定程度的可变性，例如在所述值或所述范围极限的10％内、5％内或1％内，并且包括确切表述的值或范围。

如本文所用，术语“基本上”是指大部分或大多数，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多、或100％。

个人防护性装备(PPE)通常包括具有一组包耳式听力保护装置(通常称为耳罩)的头戴式耳机。然而，虽然示出和描述了头戴式耳机，但明确地设想，其它配置也可是可能的。例如，图1A示出了具有头带的头戴式耳机，该头带连接两个耳罩。然而，在一些实施方案中，连接也可包括颈带。每个耳罩被配置为抑制周围环境声音，但也包括电子电路，该电子电路被配置为拾取环境声音并通过内部扬声器以对用户安全的声音水平再现它们。然而，重要的是，至少包含通过电子装置接收和发射的声音信息的射频(RF)应尽可能地接近自然地再现。为此，用于听力保护装置的天线需要具有增益偏差很小的(RF)全向辐射图案。这允许听力保护装置是自然交互行为(NIB)通信系统的一部分。

图1A至图1D示出了可包括本发明的优选实施方案的头戴式耳机和部件。图1A示出了可包括本发明的优选实施方案的头戴式耳机。头戴式耳机100包括由头带114连接的两个包耳式听力保护装置102和104。听力保护装置102通过头带114机械地连接，在本发明的优选实施方案中，该头带还可包括用于用户舒适度的护垫112。机械连接可包括一个或多个金属弹簧线103，以通过向人的头部施加一定的压力来将听力保护装置102保持在适当的位置。弹簧线可由包裹在软材料中的金属或塑料片材支撑，该软材料也用作衬垫以增强在佩戴头戴式耳机100时用户的舒适度。

每个听力保护器装置102包括麦克风110，在优选实施方案中，该麦克风可被配置为使得风噪声得以降低。另外，在优选实施方案中，每个听力保护器装置102还可包括衬垫112，该衬垫可被配置为既增加用户舒适度又抑制环境声音。

图1B示出了用于听力保护装置10的部件的示意图。在优选实施方案中，听力保护装置10可类似于图1A中所示出的听力保护器装置102中的一个听力保护器装置。装置10可包括控制电路，诸如存储和处理电路16。存储和处理电路16可包括存储装置，诸如非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其它电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。存储和处理电路16中的处理电路可用于控制装置10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路或本领域技术人员已知的其它此类装置。

存储和处理电路16可用于运行装置10上的软件。软件可处置通信，可处理传感器信号并基于经处理的传感器信号采取适当的动作(例如，打开或关闭装置10中的功能，开始或停止音频播放等)，并且可处置其它装置操作。为了支持与其它PPE装备的相互作用，存储和处理电路16可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路16来实现的通信协议包括无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议—有时称为

和WiGig)、用于其它短程无线通信链路的协议，诸如

协议、蜂窝电话协议，以及本领域技术人员已知的其它协议。例如，在一些实施方案中，可使用2016年12月15日公布的WO 2016/200950中所述的协议，该专利以引用方式并入本文。

装置10可包括麦克风、扬声器、音频发生器和其它声频部件(参见例如一个或多个扬声器14)。麦克风可采集语音信号和/或环境噪声信号。扬声器可以环境水平或在由控制电路16处理之后为用户重新播放声音。

装置10可包括电池18以向装置10的电路提供电力。电池18可为能够以有线或无线配置充电的可再充电电池。在另一个实施方案中，电池18不是可再充电电池。

电子装置10还可包括射频收发器22和一个或多个天线，诸如天线40。天线40可具有包括正天线馈电端子42和接地天线馈电端子44的馈电部。传输线30可用于将射频收发器电路22耦接到天线40。传输线30可具有正信号路径(诸如线32)和接地信号路径(诸如线34)。装置10中的传输线(诸如传输线30)可包括同轴电缆路径、微带传输线、带状线传输线、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线等。如果需要，滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路和其它电路可插置在传输线内。通往天线的连接或通往多个天线的连接可针对每个天线使用不平衡的传输线，该传输线可包括滤波器电路、切换电路、阻抗匹配网络和本领域技术人员已知的其它项。

天线40的构造和设计对于作为个人防护装备系统的一部分的听力保护装置的功能是重要的。具体地，天线40必须具有可靠的电连接以获得稳定的性能。性能也应能够在装置之间重复。还期望移除作为壳体内的天线的附接机制的螺钉和焊料。这既降低了制造成本，又确保了不需要的连接不太可能，并且电连接在听力保护装置的寿命期间也更稳定。

图1C示出了与头带114隔离的听力保护器装置130。在一些实施方案中，仅一个听力保护器装置130包括天线(图1B中未示出)。听力保护器装置130包括衬垫132和扬声器134，该扬声器被配置为向用户提供再现声音。

图1D示出了具有天线160的听力保护器装置150。如图1C中所示出，天线160可在听力保护器壳体内的若干位置164处弯曲。此外，可能需要若干螺钉162来将听力保护器装置固定在适当的位置。

如相对于图1B至图1D所讨论，每个头戴式耳机配备有天线和收发器芯片组。天线应被设计成具有增益偏差很小的全向辐射图案。在优选实施方案中，天线可被配置为用NIB技术工作，使得接收信号强度可用于确定佩戴不同头戴式耳机的用户之间的距离。从该距离可导出音量水平，使得移动分开的用户将感知到声音水平随着距离增大而衰减。

在一个优选实施方案中，天线仅集成到头戴式耳机的杯状件中的一个杯状件中。这可降低制造头戴式耳机的成本，但增加了提供自然发音再现声音的难度，因为天线需要围绕用户的头部接收360°范围内的信号。这需要天线与阻挡范围的一部分的人的头部适当地工作。因此，天线在听力保护装置的壳体内的适当位置和设计是至关重要的。还重要的是，天线在听力保护装置内保持在适当的位置，而不在壳体内显著移动。在一个实施方案中，当用户佩戴头戴式耳机时，天线位于耳罩的上半部中。此类定位可有助于抵消由佩戴者头部引起的干扰，并且允许天线具有更好的接收。虽然在本文所述的许多实施方案中设想了单个天线，但在其它实施方案中，设想第二天线存在于第二耳罩中。

天线与收发器电子器件的适当组装和电连接对于实现能够重复且可靠的天线性能至关重要。在常见的解决方案中，利用RF连接器来实现这种电接触。遗憾的是，此类(小型化)连接器不适用于一些应用(诸如军事应用)中存在的恶劣环境条件。已知焊接是工作的，但其具有某些缺点，因为焊接接头的质量随生产中的人员而变化。天线性能以及因此NIB功能性需要稳定的电连接，并且在天线和收发器电子器件之间几乎没有阻抗失配。

图2示出了根据本发明的优选实施方案的测试头戴式耳机天线。为方便起见，移除头戴式耳机的外部。天线230容纳在听力保护装置内位于用于电子器件的内部壳体210中(在图2中部分地示出)。天线具有刚性部分220和柔性部分230。在一个优选实施方案中，刚性部分220通过一个或多个螺钉222保持在适当的位置。在一个优选实施方案中，柔性部分230通过粘合剂保持在适当的位置。用于听力保护装置的电子器件被配置为在连接点224处连接。导电元件232层压到柔性部分230上，如图2中所示出。在一个实施方案中，导电元件232为铜。

在优选实施方案中，天线230包括层压到柔性基底材料上的平面导电元件。柔性材料可为例如聚酰亚胺。然而，还设想了其它合适的材料。在优选实施方案中，柔性部分230为刚性部分220的一部分并从该刚性部分延伸。在一个实施方案中，刚性部分220为刚性PCB材料。例如，刚性PCB材料可为阻燃剂，诸如FR-4级玻璃纤维和树脂层压物。虽然可发生柔性部分230的一些弯曲，但是天线系统200一旦安装在壳体210内就是基本上平面的。

图3A至图3C示出了根据本发明的另一个实施方案的头戴式耳机天线。如图3A和图3B中所示出，天线300在制造之后是基本上平面的，其中柔性部分320从刚性部分310延伸。刚性部分310旨在使用一个或多个螺钉312固定在适当的位置。然而，虽然在图3A和图3B中示出了螺钉，但也可使用其它固定机制(fixing mechanisms)。例如，界面或插入件可存在于刚性部分310和壳体之间，使得所施加的压力保持刚性部分的位置。在另一个实施方案中，一个或多个钩状物可保持刚性部分310的位置。

导电元件322被层压到柔性部分320的一个或多个层中，从而允许天线300用作PPE的一部分。导电元件可包括铜或另一种合适的导电元件。

如在图3C的视图350中所示出，柔性部分320被组装到内部壳体中并沿着弯曲指示340弯曲。然而，虽然一些部分经历一些弯曲，但是天线的柔性部分320保持为基本上平面的，并且基本上完全在听力保护装置的壳体内。

接地平面360基本上沿着刚性部分310的边缘延伸。重要的是，柔性部分320相对于刚性部分310保持在接地平面360的相对侧上。如果柔性部分320要弯曲使得其平行于刚性部分310，或即使其要弯曲使得部分与接地平面360相交，天线300也将不能够全向地起作用。柔性部分320能够在制造期间在壳体内的接地平面360上方的三维空间中弯曲，然而，它在使用期间保持在适当的位置也是重要的。因此，粘合带层可用于保持柔性部分320的放置。在一个实施方案中，粘合带层包括各向异性导电粘合剂膜。由于若干原因，该设置是有利的：电连接易于在不焊接的情况下完成，天线馈电线的阻抗受到控制，并且天线组装到壳体中是可靠的，从而产生能够重复的天线特性。然而，其它合适的附接机制/机构也是可能的并且是本领域的技术人员已知的。虽然接地平面360被示出为沿着刚性部分310的边缘，但在一个实施方案中，接地平面360也可以是刚性部分310的一部分，在另一个实施方案中，接地平面360可以是柔性部分320的一部分，或在又一个实施方案中，接地平面360可以跨这两者延伸。

图4示出了根据本发明的实施方案的用于头戴式耳机天线的构造的示意图。天线400包括刚性部分410和柔性部分420。部分410和420中的每一者由层压在一起的不同层制成。底部焊料层402与顶层406、436相对。顶层406、436和底层402被配置为支撑诸如电路和射频(RF)芯片的表面安装装置(SMD)的放置。在图4中所示出的实施方案中，顶层406、436在刚性部分410和柔性部分430两者上方延伸。这允许沿着由刚性部分410限定的平面的短电连接。这对于天线400的性能是重要的。

相比之下，在柔性部分430包括中间层或底层而不是顶层406、436的实施方案中，需要连接到外层的通孔以将天线400连接到部件。虽然是可行的，但这是不利的并且需要更复杂的制造步骤。然而，在RF部件嵌入在PCB叠堆中的实施方案中，此类构造可是可能的。

刚性层包括多个电介质层420a-420d。在一个实施方案中，电介质层420a-420d可由相同的材料或不同的材料制成。在优选实施方案中，层420d为聚酰亚胺。虽然图4示出了四个电介质层，但明确地设想，一些实施方案包括更多或更少的层。例如，可仅存在1、2或3个电介质层。另外，可存在5个、6个、8个或更多个层。虽然示意图400未按比例示出，但在一个实施方案中，其确实按比例示出了内层的厚度。然而，在另一个实施方案中，厚度也未按比例绘制。

包括导电图案404a-404d的层被层压在电介质层420a-420d之间。导电层404a-404d被示出为离散块，但不指示导电层404a-404d的设计计划。在一个实施方案中，使用铜形成导电图案。然而，在其它实施方案中，使用不同的导电材料来形成导电图案。

在优选实施方案中，刚性部分410被制造成使得层434d、430d和436分别从层404、410d和406延伸。然而，在一些实施方案中，这些层中的任何层可单独制造并随后连接。

在一个实施方案中，沿着刚性部分410的边缘延伸接地平面450。重要的是，虽然柔性部分430能够移动和弯曲，但其不弯曲，使得其中的任一部分与接地平面450相交。在优选实施方案中，柔性部分430在安装之后以及在操作期间也保持为基本上平面的。然而，虽然接地平面450在图4中被示出为沿着刚性部分410的边缘，但在其它实施方案中，其可被定位在其它位置。例如，在一个实施方案中，接地平面450可位于刚性部分410内的任何位置。在另一个实施方案中，接地平面450位于柔性部分430内。在另一个实施方案中，接地平面450在刚性部分410和柔性部分430之间延伸。

如在图4的示意图中所示出的天线400的构造允许在刚性部分410和柔性部分420之间具有可靠电连接的稳健设计，这导致稳定的天线性能。另外，因为焊料不用于连接，所以天线性能能够在制造的天线之间是可重复的。另外，如与需要更多部件的常规线或金属片天线相比，层的层压简化了天线400的组装过程。此外，因为不需要螺钉和焊料来放置天线系统400的柔性部分430，所以制造也更便宜，因为不需要手动劳动。

图5示出了根据本发明的实施方案放置头戴式耳机天线的方法。在一个实施方案中，方法500应用于将头戴式耳机天线放置在听力保护装置的壳体内。在一个实施方案中，听力保护装置是具有通过头带耦接的两个耳罩部分的头戴式耳机。在一个实施方案中，两个耳罩部分中的仅一个耳罩部分包括天线，并且在头戴式耳机的制造期间执行一次方法500。在另一个实施方案中，两个耳罩部分中的每一者包括天线。

在步骤510中，放置天线的刚性部分。在一个实施方案中，使用螺钉机械地实现刚性部分的放置。然而，在其它实施方案中，也可使用其它基于非焊料的固定机制。在一个实施方案中，使用三个螺钉来固定天线的刚性部分。然而，在其它实施方案中，可需要更多或更少的螺钉。例如，仅一个螺钉、或两个螺钉、或四个螺钉、或更多个螺钉。还设想另外合适的附接机制/机构。例如，刚性部分可通过所施加的压力保持在适当的位置。所施加的压力可直接来自壳体，或来自壳体和刚性部分之间的插入件。例如，泡沫插入件可在壳体和刚性部分之间压缩，从而导致所施加的压力。在另一个实施方案中，使用一个或多个钩状物将刚性部分保持在适当的位置。另外，在一些实施方案中，插入件存在于刚性部分和壳体之间。

在步骤520中，放置天线的柔性部分。在一个实施方案中，这包括天线的柔性部分的弯曲部分，使得柔性部分适形于耳罩的内部壳体。然而，天线的柔性部分被配置为使得其不与基本上沿着刚性部分的边缘的接地平面相交。在一个实施方案中，使用粘合带来实现柔性部分的放置。然而，还设想其它基于非焊料的附接机制。例如，在一个实施方案中，所施加的压力可将柔性部分保持在壳体内的适当的位置。在另一个实施方案中，插入件或界面可存在于壳体内，其用来将柔性部分保持在适当的位置。

在一个实施方案中，一旦放置，刚性部分和柔性部分就在头戴式耳机内相对于彼此保持为基本上平面的。在一个实施方案中，柔性部分紧邻接地平面。在另一个实施方案中，柔性部分与接地平面位于相同平面内。

图6示出了根据本发明的实施方案的使用头戴式耳机天线的方法。方法600可用于听力保护装置内的头戴式耳机天线。听力保护装置被设计成抑制用户的环境声音。麦克风被配置为接收环境声音，并且听力保护装置被配置为将环境声音处理到对于用户来说安全的水平。天线，诸如相对于图2至图4所述的天线，用于接收射频(RF)信号并对它们进行处理以为用户再现声音，使得声音准确地反映听力保护装置的佩戴者与声音来源处的收发器天线之间的距离。这需要允许听力保护装置在NIB环境内操作的天线。此类天线可能需要全向地起作用。

在框610中，接收环境声音。在一个实施方案中，环境声音可由麦克风接收。麦克风可位于头戴式耳机的一个听筒中，如在框602中所指示，或位于头戴式耳机的两个听筒中，如在框604中所指示。来自用户的声音也由麦克风605捕集。来自类似听力保护装置的另一用户的声音可在被天线拾取之后由收发器解调。

在框620中，将再现声音提供给用户。声音可仅在一个耳罩中再现，如在框612中所指示，或在两个耳罩中再现，如在框614中所指示。如果存在能够允许头戴式耳机检测声音的距离和方向的合适天线，那么也可提供再现声音，使得其听起来是全向的，而不是仅来自两个扬声器。在其它实施方案中，还可存在其它特征。

可提供再现声音使得其不被改变，如在框622中所示出。在另一个实施方案中，处理声音，如在框624中所指示，例如以将声音降低至用户听到的安全水平。再现声音也可具有其它特征。

实施方案

实施方案1为一种听力保护装置。该听力保护装置包括第一耳罩，该第一耳罩通过头带连接到第二耳罩。该第一耳罩和该第二耳罩中的每一者被配置为抑制环境声音。该听力保护装置还包括天线，该天线位于该第一耳罩的壳体内。该天线包括耦接到柔性部分的刚性部分。该刚性部分和该柔性部分均使用附接机制固定在该壳体内。

实施方案2包括实施方案1所述的特征，然而，其中该天线在该壳体内保持为基本上平面的。

实施方案3包括实施方案1至2中任一项所述的特征，然而，该刚性部分通过螺钉固定在该壳体内。

实施方案4包括实施方案1至3中任一项所述的特征，然而，该刚性部分通过多个螺钉固定在该壳体内。

实施方案5包括实施方案1至4中任一项所述的特征，然而，该柔性部分通过粘合剂固定在该壳体内。

实施方案6包括实施方案1至5中任一项所述的特征，然而，该附接结构包括所施加的压力。

实施方案7包括实施方案1至6中任一项所述的特征，然而，该附接机制包括在该壳体与该刚性部分和该柔性部分中的一者之间的界面。

实施方案8包括实施方案1至7中任一项所述的特征，然而，该刚性部分包括多个层压的层。

实施方案9包括实施方案1至8中任一项所述的特征，然而，该柔性部分包括该多个层的子组。

实施方案10包括实施方案9所述的特征，然而，包括该柔性部分的该层的子组从该刚性部分延伸。

实施方案11包括实施方案8所述的特征，然而，该多个层压的层包括至少一个电介质层和至少一个导电层。

实施方案12包括实施方案11所述的特征，然而，该电介质层中的一个电介质层包括聚酰亚胺。

实施方案13包括实施方案8所述的特征，然而，该多个层压的层包括至少一个含有导电层图案的层。

实施方案14包括实施方案9所述的特征，然而，该柔性部分包括至少一个包括导电图案的层。

实施方案15包括实施方案9所述的特征，然而，该柔性部分包括电介质层。

实施方案16包括实施方案1至15中任一项所述的特征，然而，接地平面沿着该刚性部分的边缘定位。

实施方案17包括实施方案1至16中任一项所述的特征，然而，该柔性部分相邻于接地平面。

实施方案18包括实施方案17所述的特征，然而该柔性部分不与该接地平面相交。

实施方案19包括实施方案1至18中任一项所述的特征，然而，该柔性部分与该接地平面基本上成一直线。

实施方案20包括实施方案1至19中任一项所述的特征，然而，该天线定位在该壳体内，使得该头戴式耳机能够检测所接收的RF信号的信号强度并且使用所检测的信号强度来确定与所接收的RF信号的距离，使得所接收的声音能够被衰减。

实施方案21包括实施方案1至20中任一项所述的特征，然而，该天线定位在该耳罩壳体的上半部内。

实施方案22包括实施方案1至21中任一项所述的特征，然而，该特征还包括位于该第二耳罩内的第二天线。

实施方案23包括实施方案22所述的特征，然而，该特征还包括该第一耳罩和该第二耳罩之间的电连接。

实施方案24包括实施方案1至23中任一项所述的特征，然而，该刚性部分通过所施加的压力固定在该壳体内。

实施方案25包括实施方案1至24中任一项所述的特征，然而，该刚性部分使用插入件固定在该壳体内。

实施方案26是一种头戴式耳机。该头戴式耳机包括第一包耳式听力装置和第二包耳式听力装置。每个装置包括扬声器，该扬声器被配置为向佩戴者提供处于安全水平的声音。该头戴式耳机还包括定位在该第一包耳式听力装置的壳体中的天线。该天线包括刚性部分和柔性部分。该刚性部分和该柔性部分固定在该壳体内的适当的位置。该柔性部分与该天线的接地平面基本上成一直线。

实施方案27包括实施方案26所述的特征，然而该刚性部分包括多个层压的层。

实施方案28包括实施方案27所述的特征，然而，该多个层压的层包括电介质层。

实施方案29包括实施方案27所述的特征，然而，该多个层中的一个层包括聚酰亚胺。

实施方案30包括实施方案27所述的特征，然而，该多个层压的层包括至少一个含有导电层图案的层。

实施方案31包括实施方案27所述的特征，该柔性部分包括该多个层压的层的子组。

实施方案32包括实施方案31所述的特征，然而，包括该柔性部分的该层的子组从该刚性部分延伸。

实施方案33包括实施方案26至32中任一项所述的特征，然而，该天线是基本上平面的。

实施方案34包括实施方案26至33中任一项所述的特征，然而，其还包括在该第二包耳式装置中的第二天线。

实施方案35包括实施方案26至34中任一项所述的特征，然而，该天线完全位于该壳体内。

实施方案36包括实施方案26-至35中任一项所述的特征，然而，该刚性部分使用至少一个螺钉固定在适当的位置。

实施方案37包括实施方案26至36中任一项所述的特征，然而，该刚性部分通过所施加的压力固定在适当的位置。

实施方案38包括实施方案26至37中任一项所述的特征，然而，该特征还包括在该刚性部分和该壳体之间的插入件。

实施方案39包括实施方案26至38中任一项所述的特征，然而，该柔性部分使用粘合剂固定在适当的位置。

实施方案40是一种被配置用于放置在个人防护性装备的壳体内的天线。该天线包括刚性部分，该刚性部分包括多个层压的层。该天线还包括柔性部分，该柔性部分包括该多个层的子组。该天线还包括接地平面。该柔性部分和该接地平面是基本上共面的。

实施方案41包括实施方案40所述的特征，然而，该刚性部分和该柔性部分是基本上共面的。

实施方案42包括实施方案40至41中任一项所述的特征，然而，该接地平面为该刚性部分的一部分。

实施方案43包括实施方案40至42中任一项所述的特征，然而，接地部分沿着该刚性部分的边缘定位。

实施方案44包括实施方案40至43中任一项所述的特征，然而，该多个层包括电介质层。

实施方案45包括实施方案40至44中任一项所述的特征，然而，该多个层中的一个层是聚酰亚胺。

实施方案46包括实施方案40至45中任一项所述的特征，然而，该多个层压的层具有至少一个含有导电层图案的层。

实施方案47包括实施方案40至46中任一项所述的特征，然而，该天线被配置为完全适配在该壳体内。

实施方案48包括实施方案40至47中任一项所述的特征，然而，该刚性部分被配置为使用附接机制固定在该壳体内的适当的位置。

实施方案49包括实施方案48所述的特征，然而，该附接结构为螺钉。

实施方案50包括实施方案40所述的特征，然而，该附接结构是所施加的压力。

实施方案51包括实施方案48所述的特征，然而，该附接机制包括钩状物。

实施方案52包括实施方案48所述的特征，然而，该附接机制包括在该壳体和该刚性部分之间的界面。

实施方案53包括实施方案48所述的特征，然而，该附接机制包括插入件。

实施方案54包括实施方案40至53中任一项所述的特征，然而，该柔性部分被配置为使用粘合剂固定在适当的位置。

实施方案55是一种在头戴式耳机内安装天线的方法。该方法包括将该天线的刚性部分固定在该头戴式耳机的包耳式耳罩的壳体内。该方法还包括将该天线的柔性部分固定在该壳体内。一旦被固定，该刚性部分和该柔性部分就保持在该壳体内的适当的位置。一旦被固定，该柔性部分就保持与接地平面共面。

实施方案56包括实施方案55所述的特征，然而固定该柔性部分包括弯曲该柔性部分。

实施方案57包括实施方案55至56中任一项所述的特征，然而，该柔性部分相邻于该接地平面。

实施方案58包括实施方案55至57中任一项所述的特征，然而，该天线被完全固定在该壳体内。

实施方案59包括权利要求55至58中任一项所述的特征，然而，固定所述柔性部分包括施加粘合剂。

实施方案60包括实施方案55至59中任一项所述的特征，然而，固定该刚性部分包括施加压力。

实施方案61包括实施方案55至60中任一项所述的特征，然而，固定该刚性部分包括附接机制。

实施方案62包括实施方案61所述的特征，然而，该附接机制包括至少一个螺钉。

实施方案63包括实施方案61所述的特征，然而，该附接机制包括在该壳体和该刚性部分之间的界面。

实施方案64包括实施方案61所述的特征，然而，该附接机制包括位于该壳体和该刚性部分之间的插入件。

实施例

通过参考以举例说明的方式提供的以下实施例，可更好地理解本公开的各种实施方案。本公开不限于本文给出的实施例。

实施例1

图7A至图7C示出了用于实施例1和实施例2的头戴式耳机天线的可能放置和所得的RF极性图案。

为了找到正确类型的天线和天线的正确位置，采取了若干步骤。

使用机械和材料模型，部署3维电磁模拟以确定天线的相对于听力装置的耳罩的最佳位置。该模拟用于评估许多位置中的若干类型的天线。基于天线增益的极性图案评估天线性能以识别最佳位置。这些极性图案是许多电磁模拟的结果。

模拟设置包括听力装置(图1A的100)、若干天线(例如，图7A的710)和虚设头部(图7A的730)以表示人的头部。虚设头部的材料特性类似于人的头部的材料特性，以考虑其对空间天线增益的影响。

在第一步骤中，评估完整耳罩以获得天线性能。模拟表明，耳罩的上半部最适于天线实现全向增益图案。图7A的710指示在耳罩的上半部中处于性能良好的位置中的天线的一个实施方案。

为了比较在模拟中评估的多个位置，使用正常模式螺旋天线类型。图7A的710示出了此类天线在耳罩的上半部中的有利位置，从而导致增益图案接近于全向。

实施例2

720的对应增益图案在图7C的715中示出。图7B的720示出了在耳罩的下半部中处于不利位置中的正常模式螺旋天线。

所得的增益图案在图7C的725中示出。将715与725进行比较，缺点是明显的，因为725强烈偏离理想。然而，715示出与理想偏差小于725。

实施例3

在使用3维电磁模拟确定天线类型和相对于耳罩的优选位置之后，创建原型以验证模拟结果(图8的800)。

根据模拟结果，平面天线实现最佳性能。评估了平面天线的若干实施方案，一个此类实施方案在图2的230中示出，另一个实施方案在图8的820中示出，并且又一个实施方案在图8的840中示出。

原型800由耳罩810和天线系统820组成。天线系统包括刚性部分822和2个柔性部分821和823。刚性部分822还包括接地平面。柔性部分821位于耳罩的上半部中，而柔性部分823位于下半部中。对于测量，将原型800附接到头带和第二耳罩以形成类似于图1A的100的完整头戴式耳机。

原型的柔性部分821处于能够与图7A的天线710相比的位置中，而柔性部分823处于能够与图7B的天线720相比的位置中。

附接到虚设头部、第二耳罩和头带的原型800的测量结果与模拟结果相关联：柔性部分821的性能与结果715相关联，并且柔性部分823的性能与结果725相关联。

Claims

1.一种听力保护装置，所述听力保护装置包括：

第一耳罩，所述第一耳罩通过连接器连接到第二耳罩，其中所述第一耳罩和所述第二耳罩中的每一者被配置为抑制环境声音；和

天线，所述天线位于所述第一耳罩的壳体内，其中所述天线包括：

刚性部分，所述刚性部分耦接到柔性部分，其中所述刚性部分和所述柔性部分均使用附接机制固定在所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的听力保护装置，其中所述天线在所述壳体内保持为基本上平面的。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的听力保护装置，其中所述刚性部分通过螺钉固定在所述壳体内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的听力保护装置，其中所述刚性部分通过多个螺钉固定在所述壳体内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的听力保护装置，其中所述柔性部分通过粘合剂固定在所述壳体内。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的听力保护装置，其中所述附接机制包括所施加的压力。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的听力保护装置，其中所述附接机制包括在所述壳体与所述刚性部分和所述柔性部分中的一者之间的界面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的听力保护装置，其中所述刚性部分包括多个层压的层。

9.根据权利要求8所述的听力保护装置，其中所述柔性部分包括所述多个层的子组。

10.根据权利要求9所述的听力保护装置，其中包括所述柔性部分的所述层的子组从所述刚性部分延伸。

11.根据权利要求8所述的听力保护装置，其中所述多个层压的层包括至少一个电介质层和至少一个导电层。

12.根据权利要求11所述的听力保护装置，其中所述电介质层中的一个电介质层包括聚酰亚胺。

13.根据权利要求8所述的听力保护装置，其中所述多个层压的层包括至少一个含有导电层图案的层。

14.根据权利要求9所述的听力保护装置，其中所述柔性部分包括至少一个包括导电图案的层。

15.根据权利要求9所述的听力保护装置，其中所述柔性部分包括电介质层。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的听力保护装置，其中接地平面沿着所述刚性部分的边缘定位。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的听力保护装置，其中所述柔性部分相邻于接地平面。

18.根据权利要求17所述的听力保护装置，其中所述柔性部分不与所述接地平面相交。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的听力保护装置，其中所述柔性部分与所述接地平面基本上成一直线。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的听力保护装置，其中所述天线定位在所述壳体内，使得所述头戴式耳机能够检测所接收的RF信号的信号强度并且使用所检测的信号强度来确定与所接收的RF信号的距离，使得所接收的声音能够被衰减。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的听力保护装置，其中所述天线定位在所述耳罩壳体的上半部内。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的听力保护装置，并且所述听力保护装置还包括位于所述第二耳罩内的第二天线。

23.根据权利要求22所述的听力保护装置，所述听力保护装置包括在所述第一耳罩和所述第二耳罩之间的电连接。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的听力保护装置，其中所述刚性部分通过所施加的压力固定在所述壳体内。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的听力保护装置，其中所述刚性部分使用插入件固定在所述壳体内。

26.一种头戴式耳机，所述头戴式耳机包括：

第一包耳式听力装置和第二包耳式听力装置，每个装置包括扬声器，所述扬声器被配置为向佩戴者提供处于安全水平的声音；和

天线，所述天线定位在所述第一包耳式听力装置的壳体中，所述天线包括：

刚性部分和柔性部分，其中所述刚性部分和所述柔性部分固定在所述壳体内的适当的位置；并且

其中所述柔性部分与所述天线的接地平面基本上成一直线。

27.根据权利要求26所述的头戴式耳机，其中所述刚性部分包括多个层压的层。

28.根据权利要求27所述的头戴式耳机，其中所述多个层压的层包括电介质层。

29.根据权利要求27所述的头戴式耳机，其中所述多个层中的一个层包括聚酰亚胺。

30.根据权利要求27所述的头戴式耳机，其中所述多个层压的层包括至少一个含有导电层图案的层。

31.根据权利要求27所述的头戴式耳机，其中所述柔性部分包括所述多个层压的层的子组。

32.根据权利要求31所述的头戴式耳机，其中包括所述柔性部分的所述层的子组从所述刚性部分延伸。

33.根据权利要求26至32中任一项所述的头戴式耳机，其中所述天线是基本上平面的。

34.根据权利要求26至33中任一项所述的头戴式耳机，并且所述头戴式耳机还包括在所述第二包耳式装置中的第二天线。

35.根据权利要求26至34中任一项所述的头戴式耳机，其中所述天线完全在所述壳体内。

36.根据权利要求26至35中任一项所述的头戴式耳机，其中所述刚性部分使用至少一个螺钉固定在适当的位置。

37.根据权利要求26至36中任一项所述的头戴式耳机，其中所述刚性部分通过所施加的压力固定在适当的位置。

38.根据权利要求26至37中任一项所述的头戴式耳机，并且所述头戴式耳机还包括在所述刚性部分与所述壳体之间的插入件。

39.根据权利要求26至38中任一项所述的头戴式耳机，其中所述柔性部分使用粘合剂固定在适当的位置。

40.一种天线，所述天线被配置用于放置在个人防护性装备的壳体内，所述天线包括：

刚性部分，所述刚性部分包括多个层压的层；

柔性部分，所述柔性部分包括所述多个层的子组；

接地平面；并且

其中所述柔性部分和所述接地平面是基本上共面的。

41.根据权利要求40所述的天线，其中所述刚性部分和所述柔性部分是基本上共面的。

42.根据权利要求40至41中任一项所述的天线，其中所述接地平面为所述刚性部分的一部分。

43.根据权利要求40至42中任一项所述的天线，其中接地部分沿着所述刚性部分的边缘定位。

44.根据权利要求40至43中任一项所述的天线，其中所述多个层包括电介质层。

45.根据权利要求40至44中任一项所述的天线，其中所述多个层中的一个层包括聚酰亚胺。

46.根据权利要求40至45中任一项所述的天线，其中所述多个层压的层包括至少一个含有导电层图案的层。

47.根据权利要求40至46中任一项所述的天线，其中所述天线被配置为完全适配在所述壳体内。

48.根据权利要求40至47中任一项所述的天线，其中所述刚性部分被配置为使用附接机制固定在所述壳体内的适当的位置。

49.根据权利要求48所述的天线，其中所述附接机制为螺钉。

50.根据权利要求48所述的天线，其中所述附接机制是所施加的压力。

51.根据权利要求48所述的天线，其中所述附接机制包括钩状物。

52.根据权利要求48所述的天线，其中所述附接机制包括在所述壳体和所述刚性部分之间的界面。

53.根据权利要求48所述的天线，其中所述附接机制包括插入件。

54.根据权利要求40至53中任一项所述的天线，其中所述柔性部分被配置为使用粘合剂固定在适当的位置。

55.一种在头戴式耳机内安装天线的方法，所述方法包括：

将所述天线的刚性部分固定在所述头戴式耳机的包耳式耳罩的壳体内；

将所述天线的柔性部分固定在所述壳体内；

其中，一旦被固定，所述刚性部分和所述柔性部分就保持在所述壳体内的适当的位置；并且

其中，一旦被固定，所述柔性部分就与接地平面保持共面。

56.根据权利要求55所述的方法，其中固定所述柔性部分包括弯曲所述柔性部分。

57.根据权利要求55至56中任一项所述的方法，其中所述柔性部分相邻于所述接地平面。

58.根据权利要求55至57中任一项所述的方法，其中所述天线被完全固定在所述壳体内。

59.根据权利要求55至58中任一项所述的方法，其中固定所述柔性部分包括施加粘合剂。

60.根据权利要求55至59中任一项所述的方法，其中固定所述刚性部分包括施加压力。

61.根据权利要求55至60中任一项所述的方法，其中固定所述刚性部分包括附接机制。

62.根据权利要求61所述的方法，其中所述附接机制包括至少一个螺钉。

63.根据权利要求61所述的方法，其中所述附接机制包括在所述壳体和所述刚性部分之间的界面。

64.根据权利要求61所述的方法，其中所述附接机制包括位于所述壳体和所述刚性部分之间的插入件。