CN215956624U - 无线耳机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无线耳机，其包括：壳体以及设置于壳体内的第一天线、第二天线、切换电路和控制电路，切换电路选择性电性连接第一天线或第二天线，控制电路电性连接切换电路、第一天线和第二天线。第一天线设置于壳体内的第一位置，第二天线设置于壳体内的第二位置，第一位置和第二位置之间具有间距，第一天线和第二天线被配置为产生不同的辐射场型。控制电路被配置为控制切换电路来回切换电性连接第一天线和第二天线，使得第一天线和第二天线在不同时间发射控制电路所输出的第一射频信号；控制电路被配置为判断第一天线和第二天线的接收信号的强度，并控制切换电路电性连接接收信号的强度较强的第一天线或第二天线，以接收第二射频信号。

Description

无线耳机

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线耳机。

背景技术

随着蓝牙耳机在市场逐渐火热，人们在对蓝牙耳机的外观设计和功能要求也越来越高。其中，外观设计必须足够小巧才能方便佩戴，但是越多功能的要求相对需要增加越多电子器件，挤压到可以设置天线的空间，使得天线的设计受到限制，导致天线的OTA测试性能较差和方向图较差，而造成用户体验较差的问题。

另外，随着在2.4G频段上工作的电子产品(例如：路由器、手环、运动手表、摄像头)不断增加，使得2.4G频段变得拥挤不堪，因此，蓝牙耳机的抗干扰能力要求需要相应的提高，以避免影响用户的体验。

实用新型内容

本申请实施例提供一种无线耳机，可以有效解决目前蓝牙耳机所存在天线的OTA测试性能和方向图较差及抗干扰能力需要提高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

提供了一种无线耳机，其包括：壳体、第一天线、第二天线、切换电路和控制电路。第一天线设置于壳体内的第一位置；第二天线设置于壳体内的第二位置，第一位置和第二位置之间具有间距，第一天线和第二天线被配置为产生不同的辐射场型。切换电路设置于壳体内，且选择性电性连接第一天线或第二天线。控制电路设置于壳体内，且电性连接切换电路、第一天线和第二天线；控制电路被配置为输出第一射频信号，并控制切换电路来回切换电性连接第一天线和第二天线，使得第一天线和第二天线在不同时间发射第一射频信号；以及控制电路被配置为通过切换电路分别电性连接第一天线和第二天线后，获取并判断第一天线和第二天线的接收信号的强度，并控制切换电路电性连接接收信号的强度较强的第一天线或第二天线，以接收第二射频信号。

在本申请实施例中，通过设置于不同位置且辐射场型不同的第一天线和第二天线的设计(即双天线设计)，可解决目前蓝牙耳机所存在天线的OTA测试性能和方向图较差的问题。另外，通过所述双天线设计并搭配切换电路在第一天线和第二天线之间来回切换的程序(即采用双天线切换技术)，以实现射频信号的发射或者接收，可减弱外界环境的带内和带外干扰对天线性能的影响，提高抗干扰能力，从而提升用户体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为依据本申请的无线耳机的一实施例结构示意图；

图2为依据本申请的无线耳机的一实施例框图；

图3为图1的第一天线的一实施例水平面方向图；

图4为图1的第二天线的一实施例水平面方向图；

图5为依据本申请的无线耳机的第一实施例电路示意图；

图6为依据本申请的无线耳机的第二实施例电路示意图；

图7为依据本申请的无线耳机的第三实施例电路示意图；

图8为依据本申请的无线耳机的第四实施例电路示意图；

图9为依据本申请的无线耳机的另一实施例框图；以及

图10为依据本申请的无线耳机的又一实施例框图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本实用新型的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。

必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。

必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。

请参阅图1和图2，图1为依据本申请的无线耳机的一实施例结构示意图，图2为依据本申请的无线耳机的一实施例框图。如图1和图2所示，在本实施例中，无线耳机100包括：壳体110、第一天线120、第二天线130、切换电路140和控制电路150，第一天线120、第二天线130、切换电路140和控制电路150设置于壳体110内，切换电路140选择性电性连接第一天线120或第二天线130，控制电路150电性连接切换电路140、第一天线120和第二天线130。

在实际实施中，无线耳机100可为但不限于TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机；第一天线120和第二天线130可为但不限于单级天线、倒F天线(inverted F-shaped antenna，IFA)、陶瓷天线、印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)天线、柔性印刷电路(Flexible Printed Circuit，FPC)天线、钢片天线或激光直接成型(laser directstructuring，LDS)天线；切换电路140和控制电路150可由但不限于模拟电路、集成电路(IC)、数字电路等器件来实现其功能，其中，所述集成电路可例如为微处理器(Microprocessor)、微控制器(MCU)、可编程逻辑栅阵列(FPGA或CPLD)或特定应用集成电路(ASIC)，所述模拟电路可包括多个电子零件，所述电子零件为对应TWS(True WirelessStereo，真无线立体声)耳机所需的零件。

在本实施例中，第一天线120设置于壳体110内的第一位置；第二天线130设置于壳体110内的第二位置，第一位置和第二位置之间具有间距，第一天线120和第二天线130被配置为产生不同的辐射场型。

在一示例中，无线耳机100可为具有长柄的耳机，壳体110可包括耳包部60和耳柄部70，所述第一位置位于耳柄部70靠近耳包部60的一侧，所述第二位置位于耳柄部70远离耳包部60的一侧(如图1所示)；通过第一位置和第二位置之间具有间距，增加第一天线120和第二天线130的隔离度。

在一示例中，请参阅图3和图4，图3为图1的第一天线的一实施例水平面方向图，图4为图1的第二天线的一实施例水平面方向图，具体地，图3为第一天线120的第39信道的发射功率(Total Radiated Power，TRP)在水平面的方向图，图4为第二天线130的第39信道的TRP在水平面的方向图；从图3可知第一天线120在150度的区域的辐射相对较弱(信号强度约为-10dB)，所述区域是第一天线120的信号盲区，而从图4可知第二天线130在150度的区域的信号强度约为-1dB，因此，第二天线130可在150度的区域弥补第一天线120的信号盲区；同样地，第一天线120可在30度的区域补弥第二天线130的信号盲区；由此可知图3和图4合并起来可以得到较为完整的方向图(即第一天线120提供的辐射场型和第二天线130提供的辐射场型互补)，可以增强无线耳机100的抗干扰能力，也是较传统蓝牙耳机仅具有单一天线所不具备的优势。需注意的是，实际无线耳机100的外型(即壳体110的形状)及第一天线120和第二天线130提供的辐射场型与配置位置可依据实际需求进行调整，且第一天线120和第二天线130提供的辐射场型可依据其自身形状或天线类型进行调整。

在本实施例中，控制电路150被配置为输出第一射频信号，并控制切换电路140来回切换电性连接第一天线120和第二天线130，使得第一天线120和第二天线130在不同时间发射第一射频信号。更详细地说，当无线耳机100需要传输第一射频信号至外部电子装置时，可通过控制电路150输出第一射频信号，并搭配切换电路140在纳秒级时间内来回切换电性连接第一天线120和第二天线130，使得第一天线120和第二天线130在不同时间发射第一射频信号，且可配合第一天线120和第二天线130提供的辐射场型互补，因此，可提高第一射频信号传递的全向性，减少无线耳机100的信号盲区，提高无线耳机100与所述外部电子装置的通信质量。其中，控制电路150所输出的第一射频信号可包括但不限于来自无线耳机100的麦克风(未绘制)所接收到的用户的声音信号。

在本实施例中，控制电路150被配置为通过切换电路140分别电性连接第一天线120和第二天线130后，获取并判断第一天线120和第二天线130的接收信号的强度(Received Signal Strength Indicator，RSSI)，并控制切换电路140电性连接接收信号的强度较强的第一天线120或第二天线130，以接收第二射频信号。更详细地说，当无线耳机100需要接收来自外部电子装置的第二射频信号时，可通过第一天线120和第二天线130接收到的信号强弱测定其与所述外部电子装置之间的距离，而由于接收信号的强度越强，代表天线与所述外部电子装置之间的距离之间的距离越近，因此，可通过切换电路140电性连接接收信号的强度较强的天线(例如：第一天线120或第二天线130)的方式接收所述第二射频信号，提高无线耳机100与所述外部电子装置的通信质量。需注意的是，此处切换电路140分别电性连接第一天线120和第二天线130的切换时间可为但不限于纳秒级时间。其中，控制电路150所接收的第二射频信号可包括但不限于来自所述外部电子装置的音频信号，且控制电路150可将接收到的第二射频信号传输至无线耳机100的扬声器(未绘制)进行播放。

在一实施例中，无线耳机100还可包括主板90，设置于壳体110内；控制电路150、切换电路140、第一天线120和第二天线130设置于主板90上。其中，控制电路150设置于主板90的一个表面，切换电路140、第一天线120和第二天线130设置于主板90的另一个表面，主板90可为但不限于印刷电路板，因此，控制电路150和切换电路140之间的连接线、切换电路140和第一天线120之间的连接线、切换电路140和第二天线130之间的连接线、控制电路150和第一天线120之间的连接线及控制电路150和第二天线130之间的连接线可隐藏于主板90的布线配置中。

在一实施例中，请参阅图1和图2，第一天线120可设置有第一馈电点122，电性连接切换电路140，第一馈电点122用于馈入所述第一射频信号；第二天线130可设置有第二馈电点132，电性连接切换电路140，第二馈电点132用于馈入所述第一射频信号。

在一实施例中，由于无线耳机100可设置第一天线120和第二天线130的空间有限，所以可能存在第一天线120和第二天线130的接地板(Ground plane)设计受限，而接地板的面积会影响射频信号收发增益值，使得第一天线120和第二天线130存在射频信号增益值无法有较佳表现的问题。因此，可通过寄生耦合的方式提高第一天线120和第二天线130的射频信号增益值，进而提升第一天线120和第二天线130的天线带宽，实现的手段可为：控制电路150被配置为于控制切换电路140电性连接第一天线120时，也控制切换电路140将第二天线130接地；或控制电路150被配置为于控制切换电路140电性连接第二天线130时，也控制切换电路140将第一天线120接地。更详细地说，由于第一天线120和第二天线130不会同时工作，所以控制电路150可控制切换电路140将不工作的天线(例如：第一天线120或第二天线130)接地，这样就可以增大工作的天线的接地板的面积，提高工作的天线的辐射效率。

在一实施例中，请参阅图5，其为依据本申请的无线耳机的第一实施例电路示意图。如图5所示，切换电路140可包括单刀双掷开关141，单刀双掷开关141包括第一端51、第二端52和第三端53，第一端51与第三端53导通或第二端52与第三端53导通，第三端53电性连接控制电路150，第一端51电性连接第一天线120，第二端52电性连接第二天线130。

在另一实施例中，请参阅图6，其为依据本申请的无线耳机的第二实施例电路示意图。如图6所示，切换电路140除了包括单刀双掷开关141以外，还可包括第一开关142和第二开关143，第一端51还电性连接第一开关142的一端，第二端52还电性连接第二开关143的一端，第一开关142的另一端和第二开关143的另一端接地。为了实现控制电路150控制切换电路140电性连接第一天线120时，也控制切换电路140电性将第二天线130接地，因此，控制电路150控制第一端51与第三端53导通时，也控制第二开关143导通接地，且控制第一开关142断开。为了实现控制电路150控制切换电路140电性连接第二天线130时，也控制切换电路140电性将第一天线120接地，因此，控制电路150控制第二端52与第三端53导通时，也控制第二开关143断开，且控制第一开关142导通接地。

在一实施例中，请参阅图7，其为依据本申请的无线耳机的第三实施例电路示意图。如图7所示，切换电路140可包括第三开关144和第四开关145，第三开关144的一端和第四开关145的一端电性连接控制电路150，第三开关144的另一端电性连接第一天线120，第四开关145的另一端电性连接第二天线130。当控制电路150控制第三开关144导通时，也控制第四开关145断开；当控制电路150控制第四开关145导通时，也控制第三开关144断开。

在另一实施例中，请参阅图8，其为依据本申请的无线耳机的第四实施例电路示意图。如图8所示，切换电路140除了包括第三开关144和第四开关145以外，还可包括第五开关146和第六开关147，第三开关144的另一端还电性连接第五开关146的一端，第四开关145的另一端还电性连接第六开关147的一端，第五开关146的另一端和第六开关147的另一端接地。为了实现控制电路150控制切换电路140电性连接第一天线120时，也控制切换电路140电性将第二天线130接地，因此，控制电路150控制第三开关144导通且第四开关145断开时，也控制第五开关146断开且第六开关147导通接地。为了实现控制电路150控制切换电路140电性连接第二天线130时，也控制切换电路140电性将第一天线120接地，因此，控制电路150控制第三开关144断开且第四开关145导通时，也控制第五开关146导通接地且第六开关147断开。

在一实施例中，切换电路140可包括射频开关芯片。其中，所述射频开关芯片可为但不限于包括单刀双掷开关141、第一开关142和第二开关143的集成电路，或包括第三开关144、第四开关145、第五开关146和第六开关147的集成电路。

在一实施例中，请参阅图9，其为依据本申请的无线耳机的另一实施例框图。如图9所示，无线耳机100还可包括低噪声放大器160，设置于壳体110内，且电性连接于控制电路150和切换电路140之间。低噪声放大器160被配置为放大所述第一射频信号，切换电路140被配置为传递放大的所述第一射频信号至第一天线120和第二天线130。切换电路140被配置为通过第一天线120或第二天线130接收所述第二射频信号，低噪声放大器160被配置为放大所接收的所述第二射频信号再传递至控制电路150。其中，低噪声放大器160的噪声系数很好，在放大所述第一射频信号和所述第二射频信号的同时对低噪有较好的抑制作用，以输出优美音质。

在一实施例中，请参阅图10，其为依据本申请的无线耳机的又一实施例框图。如图10所示，无线耳机100除了包括低噪声放大器160，还可包括滤波器170，设置于壳体110内，且电性连接于低噪声放大器160和切换电路140之间。滤波器170被配置为对低噪声放大器160放大的所述第一射频信号进行滤波，切换电路140被配置为传递滤波后的所述第一射频信号至第一天线120和第二天线130。切换电路140被配置为通过第一天线120或第二天线130接收所述第二射频信号，滤波器170被配置为对所述第二射频信号进行滤波，低噪声放大器160被配置为放大滤波后的所述第二射频信号再传递至控制电路150。

在一实施例中，请参阅图10，无线耳机100还可包括第一匹配电路180和第二匹配电路190，设置于壳体110内；第一匹配电路180电性连接于第一天线120和切换电路140之间，第二匹配电路190电性连接于第二天线130和切换电路140之间。因此，可通过第一匹配电路180和第二匹配电路190设置，使得第一天线120和第二天线130的阻抗匹配得到改善。

综上所述，本申请实施例的无线耳机可通过设置于不同位置且辐射场型不同的第一天线和第二天线的设计(即双天线设计)，可解决目前蓝牙耳机所存在天线的OTA测试性能和方向图较差的问题，增强无线耳机的抗干扰能力。另外，通过所述双天线设计并搭配切换电路在第一天线和第二天线之间来回切换的程序(即采用双天线切换技术)，以实现射频信号的发射或者接收，可减弱外界环境的带内和带外干扰对天线性能的影响，提高抗干扰能力，从而提升用户体验。此外，通过控制电路控制切换电路将不工作的天线接地，增大工作的天线的接地板的面积，提高工作的天线的辐射效率。

虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反实用新型的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。

虽然本实用新型使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本实用新型。相反地，此实用新型涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。

Claims (13)

1.一种无线耳机，其特征在于，包括：

壳体；

第一天线，设置于所述壳体内的第一位置；

第二天线，设置于所述壳体内的第二位置，所述第一位置和所述第二位置之间具有间距，所述第一天线和所述第二天线被配置为产生不同的辐射场型；

切换电路，设置于所述壳体内，且选择性电性连接所述第一天线或所述第二天线；以及

控制电路，设置于所述壳体内，且电性连接所述切换电路、所述第一天线和所述第二天线；所述控制电路被配置为输出第一射频信号，并控制所述切换电路来回切换电性连接所述第一天线和所述第二天线，使得所述第一天线和所述第二天线在不同时间发射所述第一射频信号；以及所述控制电路被配置为通过所述切换电路分别电性连接所述第一天线和所述第二天线后，获取并判断所述第一天线和所述第二天线的接收信号的强度，并控制所述切换电路电性连接所述接收信号的强度较强的所述第一天线或所述第二天线，以接收第二射频信号。

2.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括低噪声放大器，设置于所述壳体内，且电性连接于所述控制电路和所述切换电路之间；所述低噪声放大器被配置为放大所述第一射频信号，所述切换电路被配置为传递放大的所述第一射频信号至所述第一天线和所述第二天线；所述切换电路被配置为通过所述第一天线或所述第二天线接收所述第二射频信号，所述低噪声放大器被配置为放大所接收的所述第二射频信号再传递至所述控制电路。

3.根据权利要求2所述的无线耳机，其特征在于，还包括滤波器，设置于所述壳体内，且电性连接于所述低噪声放大器和所述切换电路之间；所述滤波器被配置为对所述低噪声放大器放大的所述第一射频信号进行滤波，所述切换电路被配置为传递滤波后的所述第一射频信号至所述第一天线和所述第二天线；所述切换电路被配置为通过所述第一天线或所述第二天线接收所述第二射频信号，所述滤波器被配置为对所述第二射频信号进行滤波，所述低噪声放大器被配置为放大滤波后的所述第二射频信号再传递至所述控制电路。

4.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述控制电路被配置为于控制所述切换电路电性连接所述第一天线时，也控制所述切换电路将所述第二天线接地；或所述控制电路被配置为于控制所述切换电路电性连接所述第二天线时，也控制所述切换电路将所述第一天线接地。

5.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第一天线设置有第一馈电点，电性连接所述切换电路，所述第一馈电点用于馈入所述第一射频信号；所述第二天线设置有第二馈电点，电性连接所述切换电路，所述第二馈电点用于馈入所述第一射频信号。

6.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括主板，设置于所述壳体内；所述控制电路、所述切换电路、所述第一天线和所述第二天线设置于所述主板上。

7.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括第一匹配电路和第二匹配电路，设置于所述壳体内；所述第一匹配电路电性连接于所述第一天线和所述切换电路之间，所述第二匹配电路电性连接于所述第二天线和所述切换电路之间。

8.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述壳体包括耳包部和耳柄部，所述第一位置位于所述耳柄部靠近所述耳包部的一侧，所述第二位置位于所述耳柄部远离所述耳包部的一侧。

9.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述切换电路包括射频开关芯片。

10.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述切换电路包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括第一端、第二端和第三端，所述第一端与所述第三端导通或所述第二端与所述第三端导通，所述第三端电性连接所述控制电路，所述第一端电性连接所述第一天线，所述第二端电性连接所述第二天线。

11.根据权利要求10所述的无线耳机，其特征在于，所述切换电路还包括第一开关和第二开关，所述第一端还电性连接所述第一开关的一端，所述第二端还电性连接所述第二开关的一端，所述第一开关的另一端和所述第二开关的另一端接地。

12.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述切换电路包括第三开关和第四开关，所述第三开关的一端和所述第四开关的一端电性连接所述控制电路，所述第三开关的另一端电性连接所述第一天线，所述第四开关的另一端电性连接所述第二天线。

13.根据权利要求12所述的无线耳机，其特征在于，所述切换电路还包括第五开关和第六开关，所述第三开关的另一端还电性连接所述第五开关的一端，所述第四开关的另一端还电性连接所述第六开关的一端，所述第五开关的另一端和所述第六开关的另一端接地。

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