CN218351715U

CN218351715U - 无线耳机

Info

Publication number: CN218351715U
Application number: CN202222635379.6U
Authority: CN
Inventors: 张湘; 李源; 付荣; 郭深慧; 杨先歌
Original assignee: Lanto Electronic Ltd
Current assignee: Lanto Electronic Ltd
Priority date: 2022-10-08
Filing date: 2022-10-08
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2032-10-08

Abstract

本申请公开了一种无线耳机。无线耳机包括：主板、两个陶瓷天线和功分网络；主板设置有位于第一表面的两个净空区；每一个陶瓷天线设置于对应的净空区内，两个陶瓷天线传输同频段的射频信号，两个陶瓷天线产生的辐射场型不同；功分网络设置于第一表面上且为两个陶瓷天线分配输入功率，功分网络包括共面波导微带线、四分之一波长微带线和馈电微带线，四分之一波长微带线的一端连接馈电微带线，四分之一波长微带线的另一端连接共面波导微带线，共面波导微带线的两端分别连接两个陶瓷天线。因此，无线耳机可实现小型化设计，且整体的辐射场型能够更加完善，解决现有技术存在通信死角的问题。

Description

无线耳机

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种无线耳机。

背景技术

随着科技的发展，越来越多用户喜欢随身佩戴无线耳机听音乐或进行通话。无线耳机依据最新的蓝牙5.0技术理论上传输距离可达到300米，但是在实际使用过程中，复杂的环境、射频干扰、天线的设计方案等诸多因素，都会影响无线耳机的信号传输距离，进而影响用户的体验。

其中，为了避免天线受到其他电子元件或金属器件干扰，必须在电路板上设置净空区，但随着无线耳机不断朝向轻薄短小的目标发展，导致无线耳机内部的净空区越来越小，天线辐射效率越来越差。

因此，如何提供一种无线耳机，解决上述问题，以避免影响用户的体验，为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种无线耳机，可以有效解决现有无线耳机因其内部的净空区越来越小，导致天线辐射效率差，造成用户的体验不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请提供了一种无线耳机，其包括：主板、两个陶瓷天线和功分网络；主板设置有位于第一表面的两个净空区；每一个陶瓷天线设置于对应的净空区内，两个陶瓷天线传输同频段的射频信号，两个陶瓷天线产生的辐射场型不同；功分网络设置于第一表面上且为两个陶瓷天线分配输入功率，功分网络包括共面波导微带线、四分之一波长微带线和馈电微带线，四分之一波长微带线的一端连接馈电微带线，四分之一波长微带线的另一端连接共面波导微带线，共面波导微带线的两端分别连接两个陶瓷天线。

在本申请实施例中，陶瓷天线因具有高介电常数的陶瓷基底而具有高Q值，使得陶瓷天线达到小型化，从而降低对净空区的面积的要求，且实现无线耳机的小型化设计。另外，通过功分网络将输入功率分配到两个小型化陶瓷天线，以产生不同的辐射场型的设计，使得整体的辐射场型能够更加完善，解决现有技术存在通信死角的问题，提升通信质量。

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立体图；

图2为图1的无线耳机的一实施例爆炸图；

图3为图2的无线耳机未包括部分外壳的第一视角组合示意图；

图4为图2的无线耳机未包括部分外壳的第二视角组合示意图；

图5为图2的主板、两个陶瓷天线和功分网络的组合示意图；

图6为依据本申请的主板、两个陶瓷天线和功分网络的一实施例组合示意图；

图7为依据本申请的主板、两个陶瓷天线和功分网络的另一实施例组合示意图；

图8为包括单一个陶瓷天线的无线耳机的一实施例示意图；

图9为图8的无线耳机的陶瓷天线工作在2.45GHz频率的Theta＝90°的平面的辐射方向图；

图10为图3的无线耳机的两个陶瓷天线工作在2.45GHz频率的Theta＝90°的平面的辐射方向图；以及

图11为图3的无线耳机的两个陶瓷天线的回波损耗图。

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、作业处理及/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，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至图5，图1为依据本申请的无线耳机的一实施例立体图，图2为图1的无线耳机的一实施例爆炸图，图3为图2的无线耳机未包括部分外壳的第一视角组合示意图，图4为图2的无线耳机未包括部分外壳的第二视角组合示意图，图5为图2的主板、两个陶瓷天线和功分网络的组合示意图。如图1至图5所示，在本实施例中，无线耳机1包括：主板11、两个陶瓷天线12和功分网络13；主板11包括彼此相对的第一表面111a和第二表面111b，第一表面111a设置有两个净空区1111(即主板11设置有位于第一表面111a的两个净空区1111)；每一个陶瓷天线12设置于对应的净空区1111内，两个陶瓷天线12传输同频段的射频信号(例如：2.4吉赫(GHz)频段)，两个陶瓷天线12产生的辐射场型不同。其中，主板11可为但不限于印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，净空区1111的面积大小可为但不限于1.6毫米(millimeter，mm)x3.5mm，净空区1111可用镂空铜箔基材(例如：介电常数(εr)为4.3的FR-4环氧玻璃纤维板)填充。

功分网络13设置于第一表面111a上且为两个陶瓷天线12分配输入功率，功分网络13包括共面波导微带线131、四分之一波长微带线132和馈电微带线133，四分之一波长微带线132的一端连接馈电微带线133，四分之一波长微带线132的另一端连接共面波导微带线131，共面波导微带线131的两端分别连接两个陶瓷天线12。也就是说，功分网络13采用接地共面波导的微带阻抗设计，使用一分二(一个输入和两个输出)的功分匹配网络，将输入功率均等的分配给两个陶瓷天线12，使得两个陶瓷天线12同时工作。

在一实施例中，请参阅图5，每一个陶瓷天线12可包括相耦合的主天线辐射体121与寄生天线辐射体122，以产生2.4GHz至2.5GHz(即2.4GHz频段)的谐振。其中，主天线辐射体121采用倒F形天线结构且为四分之一波长天线。

此外，每一个陶瓷天线12还可包括馈点123、回路点124、陶瓷基底125和寄生条126，其中，主天线辐射体121与寄生天线辐射体122配置于陶瓷基底125内，馈点123连接共面波导微带线131的一端并接收分配到的输入功率，主天线辐射体121连接馈点123并基于分配到的输入功率产生谐振，寄生天线辐射体122通过寄生条126连接主板11并与主天线辐射体121耦合产生谐振。

需注意的是，为说明主天线辐射体121与寄生天线辐射体122的配置位置，于图5中绘制出配置于陶瓷基底125内的主天线辐射体121与寄生天线辐射体122。其中，由于陶瓷基底125的介电常数为10，且主天线辐射体121与寄生天线辐射体122配置于陶瓷基底125内，使得陶瓷天线12具有高Q值，达到小型化的效果，从而降低对净空区1111的面积的要求，且实现无线耳机1的小型化设计。

在一实施例中，馈电微带线133的阻抗和每一个陶瓷天线12的输入阻抗相匹配。在一示例中，共面波导微带线131的阻抗为100欧姆，四分之一波长微带线132的阻抗为70.7欧姆，馈电微带线133的阻抗为50欧姆，和每一个陶瓷天线12的输入阻抗为50欧姆，符合目前市面上天线的输入阻抗的标准。

请参阅图2，无线耳机1还可包括外壳14，外壳14可包括耳柄壳体141、连接于耳柄壳体141顶端的转角壳体142及与转角壳体142配合固定的入耳壳体143，主板11设置于耳柄壳体141内的腔体1411中，且主板11的宽度W沿第一方向D1延伸，主板11的长度L平行于耳柄壳体141的延伸方向D2，其中，第一方向D1是在耳柄壳体141朝向入耳壳体143的方向。

需注意的是，主板11的宽度W沿第一方向D1延伸(即主板11上设置有两个陶瓷天线12的第一表面111a不会面朝第一方向D1)，避免两个陶瓷天线12设置于第一表面111a上的净空区1111时接收信号不佳，或避免电磁波给用户的头部带来电磁辐射影响的问题。此外，设置有两个陶瓷天线12的第一表面111a也不会面朝第一方向D1的反方向，以避免用户触碰或操控无线耳机1时，造成两个陶瓷天线12收发信号不稳或中断的情况。

另外，无线耳机1还可包括柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)15、小板16和收音单元17，小板16、柔性电路板15、主板11和收音单元17依序连接形成参考地；所述参考地的长度大于或等于陶瓷天线12的四分之一波长，可创造出良好的环境，使得陶瓷天线12可实现较好的通信性能。其中，柔性电路板15和小板16设置于转角壳体142内，柔性电路板15和小板16作为无线耳机1中传输与连接信号的载体；收音单元17设置于耳柄壳体141内，收音单元17可包括但不限于麦克风。

此外，无线耳机1还可包括电池单元18、触控单元19、播音单元20和磁铁21，入耳壳体143可设置有音腔出口1431；电池单元18连接主板11、触控单元19、播音单元20、柔性电路板15和小板16，以提供电力；触控单元19用于提供用户进行无线耳机1的操控；播音单元20对应于音腔出口1431，且连接配置于主板11上的陶瓷天线12，用于播放陶瓷天线12所接收的音频信号；无线耳机1收纳于耳机充电仓(未绘制)时，磁铁21可吸附耳机充电仓，便于无线耳机1的收纳与充电的稳定。其中，播音单元20可包括但不限于扬声器；电池单元18、触控单元19、播音单元20和磁铁21设置于转角壳体142内；需注意的是，为避免图2的图面过于复杂，省略绘制无线耳机1中各元件之间的连接线。

请参阅图5，两个净空区1111配置于主板11的长度L方向上的两端，且位于主板11的宽度W方向上的不同侧，使得每一个陶瓷天线12设置于对应的净空区1111时，通过两个陶瓷天线12产生的辐射场型的搭配，获取更加完善的整体辐射场型，提升通信质量。换句话说，通过两个净空区1111的不同配置位置，搭配每一个陶瓷天线12产生的辐射场型的选择，获取更加完善的整体辐射场型，可依据实际需求进行调整。在另一实施例中，两个净空区1111可配置于主板11的长度L方向上的两端，且位于主板11的宽度W方向上的同一侧(如图6所示，图6为依据本申请的主板、两个陶瓷天线和功分网络的一实施例组合示意图)。在又一实施例中，两个净空区1111的配置位置可相邻，且两个净空区1111可位于主板11的宽度W方向上的不同侧(如图7所示，图7为依据本申请的主板、两个陶瓷天线和功分网络的另一实施例组合示意图)。其中，图6和图7的图面中，由上往下的方向为耳柄壳体141的延伸方向D2，由右至左的方向为第一方向D1(即耳柄壳体141朝向入耳壳体143的方向)。

请参阅图8和图9，图8为包括单一个陶瓷天线的无线耳机的一实施例示意图，图9为图8的无线耳机的陶瓷天线工作在2.45GHz频率的Theta＝90°的平面的辐射方向图。其中，图8的无线耳机2与图3的无线耳机1之间的差异在于，无线耳机2仅包括单一个陶瓷天线12且未包括功分网络13；图9为极坐标视图，圆周方向的不同位置代表不同的垂直(Phi)角度，单位为度(°)，不同位置至坐标中心的距离代表辐射强度，单位为分贝(dBi)。如图9所示，在Theta＝90°这个平面内，主瓣幅度最大值为3.36dBi，主瓣最大辐射方向为355°，主瓣的角宽度为89.6°，副瓣电平为-4.2dBi。

请参阅图3、图10和图11，图10为图3的无线耳机的两个陶瓷天线工作在2.45GHz频率的Theta＝90°的平面的辐射方向图，图11为图3的无线耳机的两个陶瓷天线的回波损耗图。其中，图10为极坐标视图，圆周方向的不同位置代表不同的垂直(Phi)角度，单位为度(°)，不同位置至坐标中心的距离代表辐射强度，单位为分贝(dB)；图11的横轴代表工作频率，单位为吉赫(GHz)，纵轴代表回波损耗S33，单位为分贝(dB)。如图10所示，在Theta＝90°这个平面内，主瓣幅度最大值为2.14dBi，主瓣最大辐射方向为144°，主瓣的角宽度为95.5°，副瓣电平为-0.9dBi。对照图9和图10可知，图3的无线耳机1相对图8的无线耳机2具有更加完善的辐射场型，可解决现有技术存在通信死角的问题，提升通信质量。另外，如图11的曲线所示，两个陶瓷天线12在2.4GHz频段内的回波损耗相对较低。由此可以看出，无线耳机1可以工作在2.4GHz频段，并具有相对较好的天线性能。

综上所述，本申请实施例中，陶瓷天线因具有高介电常数的陶瓷基底而具有高Q值，使得陶瓷天线达到小型化，从而降低对净空区的面积的要求，且实现无线耳机的小型化设计。另外，通过功分网络将输入的功率分配到两个小型化陶瓷天线，以产生不同的辐射场型的设计，使得整体的辐射场型能够更加完善，解决现有技术存在通信死角的问题，提升通信质量。

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

1.一种无线耳机，其特征在于，包括：

主板，设置有位于第一表面的两个净空区；

两个陶瓷天线，所述两个陶瓷天线中的每一个陶瓷天线设置于对应的净空区内，其中，所述两个陶瓷天线传输同频段的射频信号，所述两个陶瓷天线产生的辐射场型不同；以及

功分网络，设置于所述第一表面上且为所述两个陶瓷天线分配输入功率，所述功分网络包括共面波导微带线、四分之一波长微带线和馈电微带线；所述四分之一波长微带线的一端连接所述馈电微带线，另一端连接所述共面波导微带线；所述共面波导微带线的两端分别连接所述两个陶瓷天线。

2.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述馈电微带线的阻抗和所述每一个陶瓷天线的输入阻抗相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的无线耳机，其特征在于，所述共面波导微带线的阻抗为100欧姆，所述四分之一波长微带线的阻抗为70.7欧姆，所述馈电微带线的阻抗为50欧姆，所述每一个陶瓷天线的输入阻抗为50欧姆。

4.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括外壳，所述外壳包括耳柄壳体、连接于所述耳柄壳体顶端的转角壳体及与所述转角壳体配合固定的入耳壳体，所述主板设置于所述耳柄壳体内的腔体中，且所述主板的宽度沿第一方向延伸，所述主板的长度平行于所述耳柄壳体的延伸方向，其中，所述第一方向是在所述耳柄壳体朝向所述入耳壳体的方向。

5.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述两个净空区配置于所述主板的长度方向上的两端，且位于所述主板的宽度方向上的同一侧。

6.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述两个净空区配置于所述主板的长度方向上的两端，且位于所述主板的宽度方向上的不同侧。

7.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述两个净空区的配置位置相邻，且所述两个净空区位于所述主板的宽度方向上的不同侧。

8.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述每一个陶瓷天线包括相耦合的主天线辐射体与寄生天线辐射体，其中，所述主天线辐射体采用倒F形天线结构且为四分之一波长天线。

9.根据权利要求8所述的无线耳机，其特征在于，所述每一个陶瓷天线还包括馈点、回路点、陶瓷基底和寄生条，其中，所述主天线辐射体与所述寄生天线辐射体配置于所述陶瓷基底内，所述馈点连接所述共面波导微带线的一端并接收分配到的所述输入功率，所述主天线辐射体连接所述馈点并基于分配到的所述输入功率产生谐振，所述寄生天线辐射体通过所述寄生条连接所述主板并与所述主天线辐射体耦合产生谐振。

10.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括柔性电路板、小板和收音单元，所述小板、所述柔性电路板、所述主板和所述收音单元依序连接形成参考地，所述参考地的长度大于或等于所述陶瓷天线的四分之一波长。