CN209593734U - 一种天线和麦克风一体化电路、设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种天线和麦克风一体化电路、手持设备，该一体化电路包括：用于接收音频信号的麦克风；耦合于麦克风、用于隔离高频信号的低通滤波器；耦合于低通滤波器的高频耦合电路；以及与高频耦合电路连接、用于收发射频信号的天线。本实用新型将天线和麦克风集成为一体化结构，节省了线材，便于隐藏和伪装，同时把麦克风引向了远端，便于隐藏时拾音；双绞线设计和高频耦合实现了多根线材同时辐射高频信号，突破了天线辐射要远离直流电路的限制，同时还可实现高频低频信号之间的抗干扰。

Description

一种天线和麦克风一体化电路、设备

技术领域

本实用新型涉及无线通信设备及配件领域，更具体地说，涉及一种天线和麦克风一体化电路、设备。

背景技术

天线和麦克风在通信设备中属于不同的功能单元，麦克风将声信号转化为电信号，并通过音频处理网络传送给主机处理器进行处理，天线用于将音频信号调制后的射频信号辐射到空间中。一般包含天线和麦克风的通信设备，两者在空间和线路上是分离的，是独立存在。为了特殊需要，在结构上将两者尽量靠近时，不加处理天线和麦克风性能损失很大。常用天线是一根周围净空的单极子线，麦克风信号传输线是两路的，尤其是驻极体麦克风，使用时会有偏置电路和反馈电路，使用麦克风的信号线用作天线，需要解决好高频和低频信号完全耦合时的干扰问题，以及满足天线信号能量向外辐射的特殊辐射特性要求。

现有技术方案一：设备的天线和麦克风是分离的，且位于设备的两个相反方向，两者在性能上相互基本无任何影响，不足是有两条线引出，线材较多，且在设备隐藏时不便处理。

现有技术方案二：设备的天线和麦克风在结构上是一体的，麦克风位于天线上，设备类似与手机或者大哥大，此方案设计的目的是打电话时嘴离麦克风近方便拾音，天线远离头部，可以减小射频信号对大脑的辐射。此方案在结构上把麦克风和天线放置在一起，但是线路上不是一体，同时未提出解决两者靠近而产生相互影响的办法。

现有技术方案三：设备方案是利用喇叭的线圈作为设备的天线，高频讯号处理模块通过匹配电路和高通滤波器与音频功放的输出信号线相连，低通滤波器为了保护音频放大器。此方案的设计目的是在手机等电子设备中利用喇叭线圈做蓝牙或者卫星定位的天线，减少在PCB板上布天线或者安装专用天线对产品设计带来的不利影响。由此方案可知，设备利用喇叭线圈做天线，喇叭线圈的特点是连续的导体，整个电路网络无偏置或者到地的回流电路，此方案考虑的技术重点场景是天线接收时喇叭播放声音，低频干扰高频，此问题容易处理。此方案对本文应用设备不适用，侦听设备体积很小且无喇叭，且技术处理重点不同，本文方案技术重点场景是麦克风拾音时天线向外发射射频信号，高频信号及TDMA的功率波动对麦克风网络有干扰，同时麦克风网络的偏置和回流电路对天线辐射性能有影响。

方案一的缺点是线材多，不利于隐藏伪装；

方案二的缺点是没有提出技术上解决干扰问题的方法；

方案三的缺点是所提装置方案不适用本场景，不能解决设备既要方便隐藏伪装，又要方便拾音，又要不降低天线辐射性能，同时其技术重点不能解决本文方案的技术难点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种天线和麦克风一体化电路、设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种天线和麦克风一体化电路，包括：

用于接收音频信号的麦克风；

耦合于所述麦克风、用于隔离高频信号的低通滤波器；

耦合于所述低通滤波器的高频耦合电路；

以及与所述高频耦合电路连接、用于收发射频信号的天线。

优选地，还包括：

与所述天线连接、用于处理所述射频信号和所述音频信号的主机。

优选地，所述天线为双绞线；

所述双绞线的第一端连接所述麦克风的输出端，所述双绞线的第二端连接所述主机；其中，所述高频耦合电路耦合于所述麦克风的输出端并与所述天线连接。

优选地，所述麦克风包括第一输出端和第二输出端；

所述低通滤波器包括：电感第一电感和第二电感；

所述第一电感的第一端连接所述麦克风的第一输出端，所述第一电感的第二端连接所述高频耦合电路的第一端；所述第二电感的第一端连接所述麦克风的第二输出端，所述第二电感的第二端连接所述高频耦合电路的第二端。

优选地，所述双绞线的第一端包括第一引脚和第二引脚，所述高频耦合电路包括第一电容，所述第一电容的第一端作为所述高频耦合电路的第一端连接所述第一电感的第二端，并连接至所述双绞线的第一引脚；所述第一电容的第二端作为所述高频耦合电路的第二端连接所述第二电感的第二端，并连接至所述双绞线的第二引脚。

优选地，还包括：串联在所述天线与所述主机之间、用于连通所述天线和主机的天线连接器。

优选地，所述天线连接器包括第一插头J5和第二插头J6；

所述第二插头第一端与所述双绞线的第二端连接；所述双绞线的第二端包括第三引脚和第四引脚；

所述第二插头第一端与所述双绞线的第三引脚连接，所述第二插头的第二端与所述双绞线的第四引脚连接，所述第二插头的第三端与所述第一插头的第三端扣合连接，所述第二插头的第四端与所述第一插头的第四端扣合连接，所述第一插头的第一端和第二端均连接所述主机。

优选地，所述主机包括：主低通滤波器、主高频耦合电路、射频收发电路以及音频处理电路；

所述主高频耦合电路一端连接所述天线连接器，所述主高频耦合电路另一端连接所述射频收发电路和所述主低通滤波器；所述主低通滤波器一端连接所述主高频耦合电路，所述主低通滤波器另一端连接所述音频处理电路。

优选地，所述麦克风为驻极体麦克风。

本实用新型还提供一种设备，包括以上所述的天线和麦克风一体化电路。

实施本实用新型的天线和麦克风一体化电路，具有以下有益效果：该天线和麦克风一体化电路将天线和麦克风集成为一体化结构，节省了线材，便于隐藏和伪装，同时把麦克风引向了远端，便于隐藏时拾音；双绞线设计和高频耦合实现了多根线材同时辐射高频信号，突破了天线辐射要远离直流电路的限制，同时还可实现高频低频信号之间的抗干扰。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型天线和麦克风一体化电路的模块示意图；

图2是本实用新型天线和麦克风一体化电路的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的天线和麦克风一体化电路包括麦克风11、低通滤波器12、高频耦合电路13、以及天线14，其中，麦克风11用于接收音频信号，将音频信号转换电信号。低通滤波器12耦合在麦克风11的输出端，用于隔离高频信号。通过在麦克风11的输出端耦合低通滤波器12可以将高频信号隔离，避免了高频信号对麦克风11的影响。高频耦合电路13耦合于双绞线，以实现双绞线相对于高频信号为一根线。进一步地，该天线和麦克风一体化电路还包括与天线14连接、用于处理射频信号和音频信号的主机20。

如图2所示，该天线14为双绞线，其中，双绞线的第一端连接麦克风11的输出端，双绞线的第二端连接主机20，即如图2所示，双绞线的第一端包括两个接线脚，分别为第一引脚和第二引脚，其中，双绞线的第一引脚连接麦克风11的第一输出端，双绞线的第二引脚连接麦克风11的第二输出端。同样地双绞线的第二端也包括两个接线脚，分别为第三引脚和第四引脚，双绞线第二端的第三引脚和第四引脚均连接于主机20。在此需要说明的是，双绞线是两根线，其中第一引脚和第三引脚是第一根导线的两端，第二引脚和第四引脚是第二根导线的两端。

麦克风11，包括第一输出端和第二输出端，其中，麦克风11的第一输出端为其正极，麦克风11的第二输出端为其负极。在实际应用中，为了减小体积，麦克风11的正极可直接焊接在磁珠或第一电感L3020的第一端，麦克风11的负极可直接焊接在磁珠或第二电感L3021的第一端。或者，当产品有需求时，麦克风11的正极也可以通过导电引线与磁珠或第一电感L3020的第一端连接，麦克风11的负极也可以通过导电引线与磁珠或第二电感L3021的第一端连接。作为选择，该麦克风11可采用驻极体麦克风11，用于接收音频信号，并将音频信号转换为电信号。

低通滤波器12，耦合于麦克风11的第一输出端和第二输出端之间。在麦克风11的第一输出端和第二输出端之间耦合该低通滤波器12可以隔离高频信号，避免高频信号对麦克风11的影响。可选的，如图2所示，该低通滤波器12第一电感L3020和第二电感L3021。

第一电感L3020的第一端连接麦克风11的第一输出端，第一电感L3020的第二端连接高频耦合电路13的第一端；第二电感L3021的第一端连接麦克风11的第二输出端，第二电感L3021的第二端连接高频耦合电路13的第二端。进一步地，第一电感L3020和第二电感L3021还可采用磁珠代替，当采用磁珠时，连接方式与电感的相同。

高频耦合电路13包括第一电容C3094，第一电容C3094的第一端作为高频耦合电路13的第一端连接第一电感L3020的第二端，并连接至双绞线的第一引脚；第一电容C3094的第二端作为高频耦合电路13的第二端连接第二电感L3021的第二端，并连接至双绞线的第二引脚。通过在天线部分采用第一电容C3094进行耦合，可实现双绞线相对于高频信号为一根线，而低通滤波器12中的磁珠或者第一电感L3020和第一电感L3021实现了隔离天线射频信号对麦克风11的影响。

进一步地，该天线和麦克风一体化电路还包括天线连接器15。天线连接器15串联在天线14与主机20之间、用于连通天线14和主机20。

作为选择，该天线连接器15包括第一插头J5和第二插头J6；

可选的，第一插头J5和第二插头J6均为两针插头。第二插头J6的第一端与双绞线的第三引脚连接，第二插头J6的第二端与双绞线的第四引脚连接，第二插头J6的第三端与第一插头J5的第三端扣合连接，第二插头J6的第四端与第一插头J5的第四端扣合连接，第一插头J5的第一端和第二端与主机20连接。在此需要说明的是，第一插头J5的第一端和第三端在其内部短接，第一插头J5的第二端和第四端在其内部短接。同样地，第二插头J6的第一端和第三端在其内部短接，第二插头J6的第二端和第四端在其内部短接。并且第二插头J6的第三端与第一插头J5的第三端扣合连接、第二插头J6的第四端与第一插头J5的第四端扣合连接，第二插头J6的第一端与第一插头J5的第一端是对应的，第二插头J6的第二端与第一插头J5的第二端是对应的，不能随意交叉扣合。如图2所示，麦克风11的第一输出端为其正极，麦克风11的第二输出端为其负极，麦克风11的正极依次通过第一电感L3020、第二插头J6、第一插头J5最终与主机20的电感L7919和电容CE7012相连，因此，若第二插头J6和第一插头J5交换引脚顺序扣合，就会造成麦克风11的正负极接反，导致电路接线错误。

在其他一些实施例中，天线14与主机20之间可以直接通过焊盘焊接相连。

如图1所示，麦克风11、低通滤波器12、高频耦合电路13、以及天线14组成了天线部分，其中，单向箭头表示音频信号流向，双向箭头表示射频信号流向。在主机20中的主高频耦合电路21和天线部分的高频耦合电路13之间，射频信号如同在一根线上流动；音频信号单向的，两条单向箭头的线代表两路不同的音频信号，音频信号是带有直流偏置的低频差分信号，采用该设计，射频信号和音频信号走同一根导线，完全耦合，并通过天线部分的高频耦合电路13和低通滤波器12，解决了高频信号和低频信号之间的干扰问题，实现了天线14和麦克风11在结构和线路上一体化。在此需要说明的是，图1中的单向和双向箭头线仅表示信号流向，不表示实际的导线。而该一体化电路中，麦克风11的输出口是双绞线，天线14也是双绞线，如图2所示天线14的一端连接麦克风11的双绞线，天线14的另一端通过天线连接器15连接主机20或者直接通过焊盘焊接连接主机20，其中，低通滤波器12和高频耦合电路13均耦合在麦克风11的输出口与天线14之间。

可以理解地，在天线14部分的器件选择中，一般以尽量小、尽量少为标准，以减少体积，天线14的双绞线长度根据安装需要灵活调整，可以选择射频信号频率的1个波长、半个波长、四分之一波长等，本实用新型不作具体限定。

主机20，包括主低通滤波器22、主高频耦合电路21、射频收发电路24以及音频处理电路23。主高频耦合电路21一端连接天线连接器15，主高频耦合电路21另一端连接射频收发电路24和主低通滤波器22；主低通滤波器22一端连接主高频耦合电路21，主低通滤波器22另一端连接音频处理电路23。

主高频耦合电路21的作用与天线部分中的高频耦合电路13的作用相同，用于实现双绞线相对于高频信号为一根线，主低通滤波器22用于隔离高频信号对音频处理电路23的影响。

如图2所示，主高频耦合电路21包括第二电容C3095，通过第二电容C3095实现高频耦合。其中，第二电容C3095并联在第一插头J5的第一端和第二端之间。

进一步地，如图2所示，主低通滤波器22包括第三电容C7095、第四电容C7096、第五电容C7097、第四电感L7921、第六电容C7094、第五电感L7920、第七电容C7093、电感L7919、第六电感L7922、第八电容C7098、第七电感L7924、第九电容C7102、第十电容C7099、第十一电容C7101、第八电感L7923以及第十二电容C7100。

电感L7919第一端连接第一插头J5的第一端，电感L7919的第二端依次通过第五电感L7920、第四电感L7921、第五电容C7097接地，第五电容C7097与第四电感L7921的连接节点还连接至音频处理电路23。第三电容C7095并联在第四电感L7921的两端，第四电容C7096并联在第五电感L7920的两端，第六电容C7094一端连接第五电感L7920和第四电感L7921的连接节点，第六电容C7094另一端接地；电感L7919的第二端还通过第七电容C7093接地。第六电感L7922第一端连接第一插头J5的第二端，第六电感L7922第二端依次通过第七电感L7924、第八电感L7923、第十一电容C7101接地，第十一电容C7101和第八电感L7923的连接节点还连接到音频处理电路23；第六电感L7922的第二端还通过第八电容C7098接地；第十电容C7099并联在第八电感L7923的两端，第九电容C7102并联在第七电感L7924的两端；第十二电容C7100一端连接第八电感L7923和第七电感L7924的连接节点，第十二电容C7100另一端接地。

如图2所示，单向箭头且为虚线的代表音频信号流向，双向箭头且为实线的代表射频信号流向。可以理解地，图2原理图中的器件参数的选择可根据主机20中射频的频率范围进行针对性调整，以达到最优效果，本实用新型不作具体要求。

通过采用本实用新型的天线和麦克风一体化电路，可实现天线14和麦克风11一体化，节省了线材，便于隐藏和伪装，同时把麦克风11引向了远端，便于隐藏时拾音；采用双绞线设计和高频耦合实现了多根线材同时辐射高频信号，突破了天线14辐射要远离直流电路的限制，还实现了高频低频信号之间的抗干扰。

以下选用806MHz-866MHz频段的主机20进行验证。

通过实际验证测试，麦克风11信号线用作天线14的新方案(即本实用新型的天线和麦克风一体电路)与现有方案相比，电性能指标测试结果基本无变化，且都满足FCC标准，具体测试数据如下表1所示。

表1

以在双绞线天线14上增加麦克风11(本方案)与不加麦克风进行驻波和拉距测试，测试结果如下表2所示。

表2

由以上可知，本实用新型的天线和麦克风一体化电路与原方案相比，天线驻波基本相同，拉距测试结果也相同，通话音质无明显差异，说明增加麦克风11对天线14基本无影响。

进一步地，本实用新型还构造了一种设备，该设备可以为侦听和监听特种设备，带鞭状或棒状天线的通信设备或配件，也可以是需要拾音的带天线的智能语音设备。其中，该设备包括上述天线和麦克风一体化电路。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种天线和麦克风一体化电路，其特征在于，包括：

用于接收音频信号的麦克风；

耦合于所述麦克风、用于隔离高频信号的低通滤波器；

耦合于所述低通滤波器的高频耦合电路；

以及与所述高频耦合电路连接、用于收发射频信号的天线；

还包括：与所述天线连接、用于处理所述射频信号和所述音频信号的主机；

所述天线为双绞线；

所述双绞线的第一端连接所述麦克风的输出端，所述双绞线的第二端连接所述主机；其中，所述高频耦合电路耦合于所述麦克风的输出端并与所述天线连接。

2.根据权利要求1所述的天线和麦克风一体化电路，其特征在于，所述麦克风包括第一输出端和第二输出端；

所述低通滤波器包括：第一电感(L3020)和第二电感(L3021)；

所述第一电感(L3020)的第一端连接所述麦克风的正极第一输出端，所述第一电感(L3020)的第二端连接所述高频耦合电路的第一端；所述第二电感(L3021)的第一端连接所述麦克风的负极第二输出端，所述第二电感(L3021)的第二端连接所述高频耦合电路的第二端。

3.根据权利要求2所述的天线和麦克风一体化电路，其特征在于，所述双绞线的第一端包括第一引脚和第二引脚，所述高频耦合电路包括第一电容(C3094)，所述第一电容(C3094)的第一端作为所述高频耦合电路的第一端连接所述第一电感(L3020)的第二端，并连接至所述双绞线的第一引脚；所述第一电容(C3094)的第二端作为所述高频耦合电路的第二端连接所述第二电感(L3021)的第二端，并连接至所述双绞线的第二引脚。

4.根据权利要求1所述的天线和麦克风一体化电路，其特征在于，还包括：串联在所述天线与所述主机之间、用于连通所述天线和主机的天线连接器。

5.根据权利要求4所述的天线和麦克风一体化电路，其特征在于，所述天线连接器包括第一插头(J5)和第二插头(J6)；所述双绞线的第二端包括第三引脚和第四引脚；

所述第二插头(J6)第一端与所述双绞线的第三引脚连接，所述第二插头(J6)的第二端与所述双绞线的第四引脚连接，所述第二插头(J6)的第三端与所述第一插头(J5)的第三端扣合连接，所述第二插头(J6)的第四端与所述第一插头(J5)的第四端扣合连接，所述第一插头(J5)的第一端和第二端均连接所述主机。

6.根据权利要求5所述的天线和麦克风一体化电路，其特征在于，所述主机包括：主低通滤波器、主高频耦合电路、射频收发电路以及音频处理电路；

所述主高频耦合电路一端连接所述天线连接器，所述主高频耦合电路另一端连接所述射频收发电路和所述主低通滤波器；所述主低通滤波器一端连接所述主高频耦合电路，所述主低通滤波器另一端连接所述音频处理电路。

7.根据权利要求1所述的天线和麦克风一体化电路，其特征在于，所述麦克风为驻极体麦克风。

8.一种设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的天线和麦克风一体化电路。