ES2266425T3 - Componente para terminal de radiocomunicacion constituyendo antena, altavoz y timbre. - Google Patents
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Abstract
Una disposición estructural para un terminal de radiocomunicación, que comprende una caja (10) en la que están dispuestos, al menos, un transductor sonoro (30) y una antena plana denominada de parche o ¿patch¿ (40) conectados a un circuito impreso (100), estando dicho transductor (30) constituido por una parte eléctricamente neutra (35) que comprende al menos una membrana vibrante (33) y por una parte eléctricamente conductora (36), presentando dicha antena (40) una cavidad (45) delimitada por un plano de masa (41) y por una pastilla conductora (42) dispuesta sobre un soporte dieléctrico (43) paralelamente al plano de masa, caracterizada porque la parte eléctricamente neutra (35) del transductor sonoro (30) está situada en dicha cavidad (45) y la parte eléctricamente conductora (36) del transductor sonoro (30) constituye una parte del plano de masa (41) de la antena (40), y porque la pastilla (42) y el soporte dieléctrico (43) de la antena (40) presentan, al menos, una ranura (44) enfrentede la membrana vibrante (33) del transductor sonoro (30), constituyendo dicha cavidad (45) una cavidad acústica delantera para el transductor.
Description
Componente para terminal de radiocomunicación
constituyendo antena, altavoz y timbre.
La presente invención concierne a una
disposición estructural para un terminal de radiocomunicación.
La tendencia actual es tratar de hacer
terminales de radiocomunicación de pequeñas dimensiones, con
ergonomía funcional y de facilidad de manejo. Un terminal de
radiocomunicación comprende principalmente una caja en la que están
colocados unos equipos, en particular un equipo
radioemisor-receptor, que comprende al menos una
antena, y un equipo de interfaz hombre-máquina que
incluye generalmente un teclado, una pantalla y un transductor
sonoro.
La búsqueda de mayor ergonomía y comodidad ha
llevado, por ejemplo, a poner la antena en el interior de la caja
con el desarrollo de antenas planas denominadas de parche o
"patch". Esta misma tendencia estimula además a realizar
interfaces hombre-máquina cada vez más completas y
de tamaño cada vez mayor.
La figura 1 ilustra esquemáticamente los
distintos componentes incluidos en un terminal de radiocomunicación.
Un terminal de esta clase comprende generalmente una caja 10 de
material rígido, aislante o parcialmente metálico, en la que están
dispuestos distintos componentes conectados a un circuito impreso
100. El terminal comprende, al menos, una pantalla 20, un teclado
25, una batería 27, así como una antena 40, que permite establecer
una radiocomunicación, y un transductor de restablecimiento de
sonidos 30 apto para transformar en ondas acústicas las señales
eléctricas que se le suministran.
El transductor sonoro 30 puede cumplir varias
funciones, tales como las de auricular, de altavoz y de timbre. El
auricular está destinado esencialmente a colocarse junto al oído de
un usuario durante la utilización del aparato de comunicación, el
timbre permite alertar al usuario sobre una llamada entrante o sobre
cualquier otra acción, y el altavoz permite un restablecimiento
sonoro con volumen alto, para aplicaciones con manos libres por
ejemplo. Para restablecer las ondas acústicas, el transductor sonoro
30 aprovecha dos volúmenes distintos que definen una cavidad
acústica delantera 31 y una cavidad acústica trasera 32 cuyas formas
y dimensiones se eligen de modo que permitan un restablecimiento
sonoro de calidad suficiente para la aplicación a la que esté
destinado el transductor.
Teóricamente, la función de auricular necesita
un tamaño de componente más pequeño que el requerido para una
función de altavoz y de timbre, que deben emitir mayor volumen
sonoro. El volumen ocupado por el transductor sonoro 30 no puede
reducirse, pues, más allá de cierto límite impuesto por la función
de altavoz.
Ahora bien, como se ha indicado anteriormente,
la tendencia actual es ampliar la interfaz
hombre-máquina y en particular la pantalla, con la
utilización de una pantalla de cristal líquido por ejemplo. No
pudiendo reducirse el tamaño del teclado, generalmente por una
cuestión de comodidad de utilización, la presente invención propone
aprovechar el sitio ocupado por el transductor sonoro con el fin de
ampliar el sitio disponible para recibir una pantalla, sin
disminuir no obstante el tamaño del teclado, ni aumentar el tamaño
del terminal móvil.
Con este fin, la invención propone no conservar
más que un simple auricular en la cara delantera del terminal y
trasladar el altavoz y la función de timbre a la parte trasera del
terminal, utilizando el volumen de la antena como cavidad acústica
delantera.
Los documentos US 6.201.501 y WO 0074172
describen terminales de radiocomunicación en los que un agujero
practicado en una antena, de tipo parche, es utilizado como canal
acústico para un transductor sonoro.
La invención concierne, más específicamente, a
una disposición estructural para un terminal de radiocomunicación,
tal como la definida en la reivindicación 1.
Según un modo de realización, el transductor
sonoro está dispuesto en un hueco del circuito impreso.
Según una característica, el plano de masa de la
antena está calado.
Según una característica, unas patillas de
prolongación separan la membrana vibrante de la parte eléctricamente
conductora del transductor.
Según una característica, unas fundas de
estanqueidad sonora delimitan la cavidad acústica delantera del
transductor a través de la cavidad de la antena.
Según otra característica, unas juntas de ajuste
del volumen restringen la cavidad acústica delantera del
transductor a través de la cavidad de la antena.
Según otra característica, unas juntas de
estanqueidad sonora delimitan la cavidad acústica delantera entre
la antena y la caja del terminal.
Según una característica, la pastilla y el
soporte dieléctrico de la antena presentan al menos una ranura
enfrente de la membrana vibrante del transductor sonoro.
Según otra característica, la caja del terminal
tiene al menos una abertura enfrente de la ranura de la antena.
De este modo la invención propone un nuevo
componente que podría calificarse de antena_altavoz_timbre, estando
combinados ventajosamente estos tres elementos de modo que ocupan un
espacio restringido dentro de la caja del terminal de
radiocomunicación. Además, durante la fabricación, estos elementos
pueden realizarse ventajosamente como un solo componente.
Las particularidades y ventajas de la invención
se manifestarán más claramente con la lectura de la descripción que
sigue, dada a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo y hecha
con referencia a las figuras anejas, en las que:
- la figura 1, ya descrita, ilustra
esquemáticamente los distintos componentes incluidos en un terminal
de radiocomunicación;
- las figuras 2a y 2b ilustran esquemáticamente
una antena plana de tipo parche o "patch";
- la figura 3 ilustra esquemáticamente un
transductor sonoro;
- la figura 4 ilustra esquemáticamente un
componente antena_altavoz_timbre según la invención;
- la figura 5 ilustra esquemáticamente la
disposición estructural según la invención.
Con referencia a las figuras 2a y 2b se ilustra
una antena plana denominada de parche o "patch". Tales antenas
han sido desarrolladas por oposición a las antenas de cable,
utilizadas clásicamente, y se integran ventajosamente dentro de la
caja del terminal de radiocomunicación. La antena parche 40 está
dispuesta sobre una cara de la placa del circuito impreso 100 y
presenta una cavidad 45 delimitada por dos estructuras conductoras,
un plano de masa 41 y una pastilla conductora 42 dispuesta sobre un
soporte dieléctrico 43. El plano de masa 41 puede estar constituido
por un solo elemento plano, tal como una capa conductora depositada
sobre la placa 100, o por varios elementos conductores coplanarios
realizados eventualmente sobre componentes diferentes. La pastilla
conductora 42 generalmente es de aspecto plano, pero puede
conformarse según las necesidades, y se mantiene a una distancia
determinada del plano de masa 41 por medio de un soporte aislante
rígido 43. Las formas y dimensiones del soporte dieléctrico 43 son
el resultado de una adecuación dimensional y estructural a definir
por el experto en la técnica, según las aplicaciones que se trate de
conseguir.
En una forma preferida, ilustrada en la figura
2a, la pastilla conductora 42 se presenta con la forma de un
elemento conductor plano, o cuasiplano, constituido por una capa
grabada conductora soportada por un sustrato fino 43 o por una
plaquita delgada. Esta pastilla 42 se prolonga mediante dos patillas
conductoras 46, 47, dobladas o añadidas, que están posicionadas en
su periferia a fin de asegurar una de ellas una función de
cortocircuito, debido a su enlace directo con el plano de masa 41, y
la otra una función de alimentación de la antena en relación con un
órgano de tratamiento de la señal, no representado, del equipo
radioemisor-receptor.
La antena 40 preferentemente es de tipo bibanda.
Para permitir un funcionamiento de esta clase, la pastilla 42 está
constituida por un elemento conductor plano en cuya parte central
está hecha una ranura 44 que atraviesa la pastilla según su espesor
y que tiene un aspecto de U acampanada. Esta ranura 44 delimita dos
zonas planas de la superficie de la pastilla, la primera de estas
zonas, denominada zona interior, corresponde mayoritariamente a la
parte de la pastilla que está situada en el interior de la U, y la
segunda de estas zonas, denominada exterior, se extiende en el
resto de la pastilla al otro lado de la zona interior.
Una disposición de este tipo permite, como es
sabido, obtener dos resonancias, una preferentemente en la zona
interior y la otra preferentemente en la zona exterior, a partir de
la patilla de cortocircuito, siendo una sensiblemente un cuarto de
onda en la banda superior y la otra sensiblemente un cuarto de onda
en la banda inferior de manera que permite la explotación de la
antena en las dos bandas deseadas, siendo calculadas las formas y
dimensiones de esta antena de manera conocida por el experto en la
técnica con este fin.
Con referencia a la figura 3 se ilustra un
transductor sonoro. De manera clásica, un transductor 30 tiene una
membrana vibrante 33 dispuesta entre una cavidad delantera 31 y una
cavidad trasera 32, tal como se han definido anteriormente. La
membrana vibrante 33 se mantiene mediante sujeciones sobre las
paredes de un casco 34 del transductor de manera que pueda vibrar
libremente bajo el efecto de una bobina 37, del que es solidaria,
que a su vez se hace vibrar por medio de un imán 38 dispuesto en un
soporte metálico 39, tal como una culata. En el transductor sonoro
30 también pueden definirse dos partes, una primera parte
eléctricamente neutra 35 que incluye la membrana 33 y el casco 34
constituidos por materiales dieléctricos, tales como materiales
plásticos por ejemplo; y una segunda parte eléctricamente
conductora 36 que incluye la bobina 37, el imán 38 y la culata 39
constituidos por materiales conductores.
Para una mejor aplicación de la invención, el
transductor 30 también puede comprender unas patillas de
prolongación 50 que separen la membrana vibrante 33 de la parte
eléctricamente conductora 36, por ejemplo una distancia superior o
igual a 0,3 mm. Estas patillas de prolongación 50 que se incluyen en
la parte eléctricamente neutra 35 están constituidas por un
material dieléctrico. Las patillas de prolongación 50 pueden estar
constituidas por varillas o tubos cerrados o semicerrados
dispuestos sobre la bobina 37 del transductor 30.
La figura 4 ilustra esquemáticamente la
integración del transductor sonoro 30 y de la antena 40 en un mismo
componente. En efecto, la invención propone utilizar la cavidad 45
de la antena denominada de parche o "patch" 40 como cavidad
acústica delantera 31, en la medida en que no perjudique el buen
funcionamiento de dicha antena. Para llevar esto a cabo, la parte
eléctricamente neutra 35 del transductor sonoro 30 se dispone en la
cavidad 45 de la antena 40 y la parte eléctricamente conductora 36
de dicho transductor 30 constituye al menos una parte del plano de
masa 41 de la antena 40.
Según un modo de realización, el transductor 30
está dispuesto en un hueco realizado en la placa del circuito
impreso 100. Pueden disponerse unas juntas 60, preferentemente
metálicas. Puede observarse que la parte eléctricamente conductora
36 del transductor 30 completa el agujero realizado en el plano de
masa 41 de la antena para incorporar la cavidad acústica delantera
del transductor en la cavidad de la antena. Ventajosamente, la
culata 39 del transductor puede prolongarse para dar mejor
continuidad eléctrica al plano de masa 41.
Para permitir el funcionamiento del transductor
sonoro 30 la membrana 33 debe poder vibrar en un espacio que esté
en contacto con la cavidad acústica trasera 32. Con este fin, el
plano de masa 41 de la antena debe estar calado, es decir,
presentar al menos una perforación 49 a fin de permitir la
circulación del aire y de las ondas acústicas entre la membrana 33
y la cavidad trasera 32 situada en la caja 10 del terminal de
radiocomunicación. Por ejemplo, esta clase de perforación 49 puede
estar situada en la culata 39 del transductor 30, si este último
está dispuesto en un hueco del circuito impreso 100, o directamente
en la capa conductora 41 del plano de masa. La rotura local del
plano de masa 41 ya es conocida para ciertas aplicaciones y no
perjudica el buen funcionamiento de la antena 40 cuando se mantiene
globalmente la continuidad eléctrica del plano de masa 41.
En la antena 40 está hecha una ranura 44
enfrente de la membrana vibrante 33 con el fin de permitir la
propagación de las ondas acústicas hacia el exterior.
Ventajosamente, esta ranura 44 puede coincidir con la ranura
realizada en la pastilla 42 de la antena bibanda, tal como se ha
descrito anteriormente. En el marco de la presente invención, esta
ranura 44 también debe atravesar el soporte dieléctrico 43 de la
antena 40.
Según otro modo de realización, no ilustrado, el
transductor puede estar dispuesto en una cara de la placa del
circuito impreso y estar, pues, completamente incluido en la cavidad
de la antena. Sin embargo, el buen funcionamiento de la antena
puede garantizarse si queda asegurada eléctricamente la continuidad
del plano de masa a pesar de los planos no coplanarios que lo
constituyen.
La figura 5 ilustra la disposición estructural
obtenida según la presente invención. Puede utilizarse una pantalla
20 de gran tamaño porque la cara delantera de la caja 10 del
terminal de radiocomunicación sólo tiene un transductor sonoro 30'
de pequeñas dimensiones para una simple función de auricular. Las
funciones de altavoz y de timbre se aseguran por medio del
transductor sonoro 30 integrado con la antena 40 según la
disposición propuesta por la presente
invención.
invención.
La cavidad acústica delantera 31 del transductor
sonoro 30 está incorporada en la cavidad 45 definida por los
elementos conductores 41, 42 de la antena parche 40. Para un
funcionamiento óptimo es ventajoso delimitar bien esta cavidad
acústica delantera 31 e incluso restringirla para obtener un
espectro sonoro ensanchado. De este modo, se propone colocar unas
fundas de estanqueidad sonora 55 para delimitar la cavidad acústica
delantera 31 del transductor 30 a través de la cavidad 45 de la
antena, así como unas juntas de estanqueidad sonora 58 para
delimitar la cavidad acústica delantera 31 entre la antena 40 y la
caja 10 del terminal.
Ventajosamente, en la cavidad 45 de la antena
también pueden disponerse unas juntas de ajuste del volumen 57 para
reducir la cavidad acústica delantera 31 del transductor 30 y
ensanchar así el espectro sonoro.
Los elementos de fundas y juntas de estanqueidad
55 y 58 y de juntas de ajuste del volumen 57 que se disponen en la
cavidad 45 de la antena 40 están constituidos por materiales
dieléctricos, tales como materiales plásticos o de espumas.
Además, es preferible que la caja 10 del
terminal tenga al menos una abertura 14 enfrente de la ranura 44
realizada en la antena 40 para permitir la propagación de las ondas
acústicas hacia el exterior.
Claims (8)
1. Una disposición estructural para un terminal
de radiocomunicación, que comprende una caja (10) en la que están
dispuestos, al menos, un transductor sonoro (30) y una antena plana
denominada de parche o "patch" (40) conectados a un circuito
impreso (100), estando dicho transductor (30) constituido por una
parte eléctricamente neutra (35) que comprende al menos una
membrana vibrante (33) y por una parte eléctricamente conductora
(36), presentando dicha antena (40) una cavidad (45) delimitada por
un plano de masa (41) y por una pastilla conductora (42) dispuesta
sobre un soporte dieléctrico (43) paralelamente al plano de masa,
caracterizada porque la parte eléctricamente neutra (35) del
transductor sonoro (30) está situada en dicha cavidad (45) y la
parte eléctricamente conductora (36) del transductor sonoro (30)
constituye una parte del plano de masa (41) de la antena (40), y
porque la pastilla (42) y el soporte dieléctrico (43) de la antena
(40) presentan, al menos, una ranura (44) enfrente de la membrana
vibrante (33) del transductor sonoro (30), constituyendo dicha
cavidad (45) una cavidad acústica delantera para el
transductor.
transductor.
2. La disposición estructural según la
reivindicación 1, caracterizada porque el transductor sonoro
(30) está dispuesto en un hueco del circuito impreso (100).
3. La disposición estructural según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el plano
de masa (41) de la antena (40) está calado (49).
4. La disposición estructural según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque unas
patillas de prolongación (50) separan la membrana vibrante (33) de
la parte eléctricamente conductora (36) del transductor (30).
5. La disposición estructural según una de las
reivindicaciones precedentes, estando la membrana vibrante (33) del
transductor sonoro (30) dispuesta entre una cavidad acústica
delantera (31) y una cavidad acústica trasera (32),
caracterizada porque unas fundas de estanqueidad sonora (55)
delimitan la cavidad acústica delantera (31) del transductor (30) a
través de la cavidad (45) de la antena.
6. La disposición estructural la reivindicación
5, caracterizada porque unas juntas de ajuste del volumen
(57) restringen la cavidad acústica delantera (31) del transductor
(30) a través de la cavidad (45) de la antena.
7. La disposición estructural según una de las
reivindicaciones precedentes, estando la membrana vibrante (33) del
transductor sonoro (30) dispuesta entre una cavidad acústica
delantera (31) y una cavidad acústica trasera (32),
caracterizada porque unas juntas de estanqueidad sonora (58)
delimitan la cavidad acústica delantera (31) entre la antena (40) y
la caja (10) del terminal.
8. La disposición estructural según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la caja
(10) del terminal tiene al menos una abertura (14) enfrente de la
ranura (44) de la antena (40).
Applications Claiming Priority (2)
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