DK174546B1 - Et kommunikationsapparat - Google Patents

Description

i DK 174546 B1

Et kommunikationsapparat Opfindelsens anvendelsesområde 5 Opfindelsen angår et kommunikationsapparat omfattende et hus indeholdende mindst en højtaler og mindst en del af mindst en antenne inde i huset, hvor mindst en højtaler omfatter et akustisk resonanskammer og hvor mindst en antenne omfatter mindst et elektromagnetisk resonanskammer.

10 Opfindelsens baggrund

Kommunikationsapparater, såsom mobiltelefoner, er blevet bredt accepteret i løbet af de seneste år. En af grundene til dette er, at den konstante udvikling af nye generationer af kommunikationsapparater i stadigt mindre størrelser end de 15 forgående gør sådanne kommunikationsapparater meget mere brugervenlige og bekvemme at bære på.

Indenfor denne opfindelses område, omfatter et konventionelt kommunikationsapparat to indre områder anvendt som resonanskamre, hvor 20 højtaleren anvender det første område og antennen det andet område.

Et problem forbundet med at gøre konventionelle kommunikationsapparater mindre eller i det mindste bibeholde deres nuværende størrelse er, at de skal indeholde et stadigt stigende antal elektroniske komponenter for at være i stand til at tilbyde nye 25 funktioner.

Opfindelsen

Ved, som angivet i krav 1, at det akustisk resonanskammer er helt eller delvist 30 placeret inde i det elektromagnetisk resonanskammer, og at mindst en højtaler er koblet til resonanskammeret ved hjælp af mindst en akustisk kanal, er det muligt at 2 DK 174546 B1 fremstille væsentligt mindre kommunikationsapparater end de konventionelle typer med separate resonanskamre for henholdsvis antennen og højtaleren.

Samtidig vil dep nødvendige volumen for vægge, der omgiver to resonanskamre, 5 reduceres til vægge, der omkranser det delte resonanskammer.

Det bør bemærkes, at et akustisk resonanskammer ifølge opfindelsen f.eks. kan bestå af et lukket trykkammer eller et delvist lukket basrefleks kammer, der er tilpasset til at indeholde de ønskede frekvenskarakteristika og den ønskede effektivitet.

10 Hovedkomponenten for denne egenskab i en højtaler i et trykkammer er den luft, der opfanges mellenj væggene, som definerer kammeret og membranen. Den indfangede luft vil ligelede^ opføre sig som en elasticitet, som indenfor området betegnes som cm. Et resonanskammer ifølge opfindelsen kan naturligvis også bestå af et basrefleks design, hvor specielt den lavere frekvens i højtalersystemet er modificeret ved at 15 tilføje mindst en, åbning indefra højtalerkammeret og ud til det omgivne.

Formålet med et akustisk resonanskammer er kendt indenfor højtalerområdet.

Det bør ligeledes bemærkes, at et elektromagnetisk resonanskammer ifølge 20 opfindelsen er defineret som mindst en del af området mellem mindst en strålende del af antennen og grundplanet eller en reference for antennen. Det elektromagnetiske resonansområde har en specifik dielektrisk konstant og er installeret i apparatets hus.

25 Det er underforstået, at det elektromagnetiske resonansområde kan indeholde luft eller en kombination af luft og et dielektrisk materiale.

Formålet med et elektromagnetisk resonanskammer er kendt indenfor antenneområdet.

30 DK 174546 B1 3

Ifølge opfindelsen kan den ovennævnte resonans være delt mere eller mindre intensivt, da de to forskellige resonansfænomener kan foregå uafhængigt af hinanden. Ingen forstyrrelser eller forvrængninger vil finde sted, da den lave frekvens akustiske trykbølge resonans vil være af en anden art end den 5 elektromagnetiske resonans i antennens resonanskammer.

En anden væsentlig fordel ved opfindelsen er, at den ønskede elektromagnetiske ydelse af antennens resonanskammer kan opnås helt eller delvist i luft, da de dielektriske egenskaber af luft fuldt ud tilfredsstiller de ønskede dielektriske krav 10 mellem f.eks. strålingsplanet og grundplanet i en patch antennen. Dertil kommer, at de ønskede forhold kan opnås ved at kombinere et fast dielektrikum og et gasdielektrikum som f.eks. luft. Denne mulighed for at skabe et dielektrisk resonanskammer indeholdende en kombination af luft og et fast dielektrikum eller alene af luft resulterer i en højere grad af frihed i apparatets design. Et fast 15 dielektrikum ifølge opfindelsen kunne f.eks. være forskellige arter af plastik kendt indenfor området.

På grund af arten af det akustiske resonanskammer, er formen af det interne kammer uden større betydning.

20

Et kommunikationsapparat ifølge opfindelsen er fortrinsvis et mobilt kommunikationsapparat eller en mobiltelefon.

Dvs. at det elektromagnetiske og det akustiske resonanskammer ifølge opfindelsen 25 deler en vis mængde luft, som indeholder både de nødvendige akustiske og dielektriske egenskaber.

Dermed reduceres vægten og naturligvis ligeledes materialeomkostningeme, da et dielektrikum anvendt til at fylde området inde i antennen nu kan erstattes af luft.

30 4 DK 174546 B1

Samtidig, ved at mindst en højtaler er forbundet med resonanskammeret ved hjælp af mindst en akustisk kanal, er der opnået fri mulighed for at placere højtaleren hvor som helst indeni kommunikationsapparatets hus. Dette er selvfølgelig under hensyntagen til de begrænsninger som der er i forbindelse med anvendelse af 5 akustiske kanaler, såsom længde og diameter af en kanal. Disse begrænsninger er vel dokumenteret indenfor det akustiske område og mere specifikt til design af akustiske kanaler.

Dette afstedkommer en væsentlig nemmere designproces for 10 kommunikationsapparatet, hvilket er af essentielt vigtighed på grund af de meget store begrænsninger på størrelsen af kommunikationsapparaterne.

Yderligere udnyttes den kendsgerning at formen af højtalerens resonanskammer er uden større betydning i forhold til de ønskede akustiske egenskaber mere intensivt.

15

Ved, som angivet i krav 2, at mindst en antenne er en retningsbestemt patch antenne er det muligt at kontrollere retningen af antennens radiobølger.

Det bør bemærkes, at en retningsbestemt patch antenne kræver en forholdsvist høj 20 resonansvolumen, f.eks. en resonansvolumen mellem den strålingsafgivende del af antennen og grundplanet for at kunne imødegå kravet om en tilfredsstillende båndvidde. Muligheden for at skabe en delt volumen mellem det akustiske resonanskammer og antennens elektromagnetiske resonansområde tillader en betydelig reduktion i volumen. Det bør bemærkes, at selv tilsyneladende mindre 25 reduktioner af et kommunikationsapparats volumen kan vise sig at være væsentlig, når en effektiv reduktion i volumen på f.eks. 1 til 5 cm3 er mulig for en mobiltelefon på 100 cm3.

Ved, som angivet i krav 3, mindst en antenne er en dual band antenne er det muligt at 30 reducere de stadigt større designkriterier, da resonansvolumen har en tendens til at optage mere plads i apparatet.

DK 174546 B1 5

Ved, som angivet i krav 4, at mindst en antenne helt eller delvist udgør væggen af det akustiske resonanskammer er det muligt at anvende antennen til sit hovedformål, mens den ligeledes kan udgøre en del af væggene i resonanskammeret.

5

Antennekomponenter såsom grundplanet og strålingsplanet kan støttes af forskellige designs af kammeret, da den nødvendige volumen for det akustiske resonanskammer normalt vil være væsentlig mindre end den er ved anvendelse af f.eks. en micro-strip antenne.

10

Det skal naturligvis erindres, at de materialer, der definerer kammeret, med undtagelse af den aktive antennes plan, bør have en dielektrisk konstant, der er nogenlunde kompatibel med luften inde i kammeret. I det mindst bør den designes på en sådan måde, at de generelt opnåede di elektriske egenskaber opfylder de ønskede 15 krav.

Ved, som angivet i krav 5, at mindst en antenne er en coil- eller loop-antenne, fortrinsvis en retningsbestemt coil- eller loop-antenne, opnås en særlig fordelagtig udførelsesform af opfindelsen.

20

Ved, som angivet i krav 6, at det akustiske resonanskammer er et trykkammer, er det muligt for højtaleren at anvende den luft, som befinder sig i det akustiske resonansområde som en elasticitet, hvilket øger kontrollen over højtaleren. Dette resulterer i en højere kvalitet af stemmegengivelsen.

25

Ved, som angivet i krav 7, at det akustiske resonanskammer har akustiske åbninger indefra og ud af kammeret, er det muligt at skabe et basrefleks system med en lavere resonansfrekvens. Dette betyder, at systemet er i stand til at udvide frekvensområdet nedad med en forbedret kvalitet af stemmegengivelsen til følge.

30 6 DK 174546 B1

Ved, som angivet i krav 8, at størrelsen på det akustiske resonanskammer, som er placeret helt eller delvist inde i det elektromagnetiske resonanskammer, er mellem 0,5 og 8 crn·^, opnås en særlig fordelagtig udførelses form af opfindelsen.

5 Ifølge ovennævnte udførelsesform, som er karakteristisk for en mobiltelefon, er selv mindre reduktioner af volumen af stor vigtighed, da designere af disse artikler er under stærkt preg til at reducere volumen til et "absolut” minimum.

Det bør dog bemærkes, at opnåelse af en reduktion i volumen for bestemte apparater 10 ved anvendelse af denne opfindelse kan være endnu større, hvis disse apparater f.eks.

er udstyret med mere effektfulde højtalere. Hvis et akustisk resonanskammer har en større volumen yil en udførelsesform af opfindelsen nyde endnu størTe glæde af, at der er meget få eller ingen restriktioner for designet af resonanskammerets form.

15 Ved, som angivet i krav 9, at det delte resonanskammer på indersiden er forstærket med forstærkningselementer eller -vægge, der deler kammeret ind i mindre områder er det muligt at undgå problemer med oscillationer i væggene, der definerer kammeret, ved at gøre brug af forstærkningselementeme.

20 Kort beskrivelse af tegningerne

De ovennævnte formål og andre formål, kendetegn og fordele ved nærværende opfindelse vil blive tydeliggjort i den følgende beskrivelse og tilhørende tegninger, hvor: 25

Fig. 1 viser et tværsnit af et konventionelt kommunikationsapparat med to separate resonanskamre.

Fig. 2 viser en perspektivisk tegning af et kommunikationsapparat ifølge opfindelsen.

30 7 DK 174546 B1

Fig. 3 viser illustration af en foretrukket udførelsesform af forbindelsen mellem højtaleren og resonanskammeret.

Beskrivelse af opfindelsen 5

Figur 1 illustrerer et konventionelt' kommunikationsapparat omfattende et hus indeholdende forskellige strukturelle elementer inklusiv de nødvendige elementer for en mobiltelefon såsom et display, et tastatur, et batteri (ikke vist i figur 1), en mikrofon, en antenne og en højtaler. Disse elementer er installeret i eller forbundet 10 med et printed circuit board (PCB), hvorpå der ligeledes er monteret andre nødvendige elektroniske komponenter.'

Kommunikationsapparatet omfatter ligeledes to områder anvendt som resonanskamre, hvor højtaleren anvender første område og antennen det andet 15 område. Kamrene er delt af PCB’en, der strækker sig i hele husets længde.

Resonanskammeret er nødvendigt for højtaleren, da forsiden af højtalermembranen kræver en vis isolation fra bagsiden af’membranen for at undgå kortslutning mellem membranens sider. Størrelsen af området inde i resonanskammeret bestemmer den 20 lavest mulige frekvens, der kan gengives af højtaleren. Det bestemmer ligeledes, hvor meget energi, der skal anvendes for at opnå den ønskede lydintensitet.

Resonanskammeret er nødvendigt for antennen, da den kræver en dielektrisk volumen for at afgive radiobølger fra den aktive del af antennen og ned til et 25 grundplan.

Afstanden mellem den aktive del af antennen og grundplanet fungerer ligeledes som et effektivitetsmål for antennen, hvilket betyder, at jo større afstanden er, jo højere vil effektiviteten være indtil en vis grænse.

30 8 DK 174546 B1

Figur 2 viser et kommunikationsapparat ifølge opfindelsen. Området, som anvendes af antennen er samtidig helt eller delvist defineret af antenneplanet, der fungerer som kammerets vægge.

5 Højtaleren er placeret i en åbning i dette antenneplan og er direkte forbundet med det område, som er defineret af antennen.

En antenne af den art, der er anvendt i udførelsesformen af opfindelsen, har et relativt stort pladskrav. For at antennen er i stand til at producere et tilfredsstillende 10 resultat skal volumen være mere end f.eks. 13 cm3. Desuden kræver højtaleren en vis plads og fortrinsvis mere end 4 cm3. Den øvre grænse bestemmes af husets størrelse og der er normalt mindre end 50 cm3 indeni huset, som kan anvendes som antenneområde og resonanskammer for højtaleren.

15 Antennen kan fortrinsvis være en patch antenne. En dual-band patch antenne ville være et andet eksempel på et anvendelsesområde indenfor opfindelsen.

Det bør dog bemærkes, at ifølge en anden udførelsesform af opfindelsen kan antennemidleme omfatte en konventionel helix antenne, der er monteret inde i 20 kommunikationsapparatets hus.

Andre eksempler på antenner, der kan placeres i apparatets hus, er coil- og loopantenner.

25 Det er underforstået, at resonanskammerets form og størrelse kan ændres i forhold til det illustrerede i figur 2. Den eneste faktor, der begrænser resonanskammerets form og størrelse er huset, hvori det indgår.

Figur 3 viser en foretrukket udførelsesform af opfindelsen. For at muliggøre 30 placering af antennen i positioner, der ikke er i direkte kontakt med 9 DK 174546 B1 resonanskammeret indsættes en akustisk forbindelse mellem højtaleren og det akustiske resonanskammer.

Det er underforstået, at forbindelsens og det akustiske resonanskammers form og 5 størrelse kan ændres i forhold til det illustrerede i figur 3.

Claims (9)

10 DK 174546 B1

1. Kommunikationsapparat omfattende et hus indeholdende mindst en højtaler 5 og mindst en del af mindst en antenne inde i huset, hvor mindst en højtaler omfatter et akustisk resonanskammer og hvor mindst en antenne omfatter mindst et elektromagnetisk resonanskammer, karakteriseret ved, 10 at det akustisk resonanskammer er helt eller delvist placeret inde i det elektromagnetisk resonanskammer, og at mindst en højtaler er koblet til resonan$kammeret ved hjælp af mindst en akustisk kanal.

2. Kommunikationsapparat ifølge krav 1, karakteriseret ved, at mindst en antenne er en retningsbestemt patch antenne.

3. Kommunikationsapparat ifølge krav 1 eller 2, karakteriseret v e d , at mindst en antenne er en dual band antenne. 20

4. Kommunikationsapparat ifølge krav 1-3, karakteriseret ved, at mindst en antenne helt eller delvist udgør væggen af det akustiske resonanskammer.

5. Kommunikationsapparat ifølge krav 1-4, karakteriseret ved, at mindst en antenne er en coil- eller loop-antenne, fortrinsvis en retningsbestemt coil- eller loop-antenne.

6. Kommunikationsapparat ifølge krav 1-5, karakteriseret 30 ved, at det akustiske resonanskammer er et trykkammer. 11 DK 174546 B1

7. Kommunikationsapparat ifølge krav 1-6, karakteriseret ved, at det akustiske resonanskammer har akustiske åbninger indefra og ud af kammeret.

8. Kommunikationsapparat ifølge krav 1-7, karakteriseret ved, at størrelsen på det akustiske resonanskammer, som er placeret helt eller delvist inde i det elektromagnetiske resonanskammer, er mellem 0,5 og 8 cm3.

9. Kommunikationsapparat ifølge krav 1-8, karakteriseret ved, at det delte resonanskammer på indersiden er forstærket med forstærkningselementer eller -vægge, der deler kammeret ind i mindre områder.