CN110972050B - 具有从听力设备延伸的天线的听力设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种听力设备。该听力设备是耳内式听力设备，包括听力设备壳体，该听力设备壳体包括配置为接收音频信号的麦克风，配置为处理用于补偿用户的听力损失的音频信号的信号处理器，无线通信单元，无线通信单元连接到信号处理器和馈电网络。听力设备还包括位于听力设备壳体处的面板，以及用于发射和接收电磁场并与无线通信单元互连的天线。天线具有从馈电网络馈电的第一端。天线在面板的第一位置处延伸穿过面板，并且其中从面板延伸的天线的至少一部分呈拱形，并且其中天线的第二端是电开放端，或者其中天线的第二端互连到地电位。

Description

具有从听力设备延伸的天线的听力设备

技术领域

本公开涉及用于补偿用户的听力损失的听力设备，尤其涉及具有无线通信能力的听力设备，并且因此涉及包括用于通信的天线的听力设备。

本公开还涉及一种包括听力设备外壳的听力设备，该外壳包括配置为接收声音的麦克风，配置为提供用于补偿用户的听力损失的处理后的音频信号的处理单元，配置用于无线通信的无线通信单元。该听力设备还包括面板和用于发射和接收电磁场的天线，该天线延伸穿过面板。

听力设备可以用在双耳听力设备***中。在操作期间，听力设备佩戴在用户的耳内，用于减轻用户的听力损失。

背景技术

听力设备是非常小且精密的设备，并且包括容纳在外壳或壳体中的许多小到足以装配在人的耳道中或位于外耳后面的电子和金属部件。这些与听力设备外壳或壳体的小尺寸相结合的多个电子部件和金属部件，对在具有无线通信能力的听力设备中使用的射频天线带来了高的设计约束。

此外，尽管存在这些限制和由于听力设备的尺寸所强加的其他窄设计约束，听力设备中的天线必须设计成实现令人满意的性能。

用于听力设备的无线技术的发展以及使听力设备更小并且制造成本更低的持续努力已经致使在听力设备中使用包含一个或多个天线的柔性载体。

此外，在双耳听力设备***中，对双耳听力设备***中的听力设备之间的通信质量的要求不断增加，并且包括对低延迟和低噪声的要求，其增加了对听力设备中有效天线的要求。

发明内容

本发明的目的是以低成本和低设备复杂性提供具有例如蓝牙的射频(RF)-天线功能的听力设备。本发明的另一个目的是改善无线通信能力，例如在佩戴在用户的相对耳朵之内或之后的两个听力设备之间和/或听力设备与例如智能电话之类的附属设备之间的改善的无线通信能力。听力设备可以配置用于ISM频带中的无线通信。RF天线功能可以实现用于以至少400MHz的频率操作，例如在800MHz和6GHz之间的频率操作。

当确保重要的耳对耳(E2E)链路时，听力装置之间的无线电连接允许高级双耳信号处理。此外，听力装置可连接到许多辅助装置，无论是佩戴在身体上的还是置于用户附近的，从而连接到作为所谓物联网(IoT)的一部分的互联网。然而，确保稳定的E2E链路具有挑战性，但至关重要。考虑到存在许多用于低功率通信的统一标准，例如蓝牙低能耗(BLE)或ZigBee，其工业用途的全球可用性，以及在功耗与可实现范围之间的权衡，2.4GHz ISM(工业、科学、医疗)频段是优选的。E2E链路对可佩戴天线设计和性能的要求特别苛刻。事实上，为获得良好在体性能(on-body performance)，天线可表现出最佳的辐射效率、带宽、极化和辐射模式，然而可用于设计的物理容积却大大减少，因为大多数情况下空间对于可佩戴装置(例如，听力装置)非常重要，特别是耳内(ITE)听力装置。此外，大规模生产和工业设计要求天线也要小型化、轻量化和低制造成本。天线极化特性可能是重要的性能参数。更多的整体限制也可能是相关的。实际上，由于人体组织含水量高，导致在2.4GHz左右具有非常高的损耗，因此天线效率可能因天线靠近人体头部而受到严重影响。考虑到效率的降幅以及听力装置无线电在超低功率状态下工作的事实，这可能会严重影响整体性能。威胁天线效率的另一个问题可能是可用于设计的小容积，因为这必然使天线与装置的其他部分物理上以及电磁上接近，并且很可能与它们耦合。由于其基本限制，对于电小型天线(ESA)(electrically small antenna)而言也难以实现大带宽。带宽可能至少覆盖整个2.4GHzISM频段，但更大的带宽可能有助于补偿由身体效应引起的天线失谐，其中对于不同用户的效应会有所不同。

根据本公开，通过所公开的听力设备来实现上述和其他目的。

公开了一种听力设备。听力设备包括配置为接收声音的麦克风。该听力设备包括配置为提供经处理的音频信号用于补偿用户的听力损失的处理单元。听力设备包括配置用于无线通信的无线通信单元。听力设备是包括听力设备壳体的耳内式听力设备，该听力设备壳体包括：麦克风，配置为接收音频信号；信号处理器，配置为处理音频信号用于补偿用户的听力损失；无线通信单元和馈电网络。无线通信单元连接到信号处理器。听力设备还包括位于听力设备壳体处的面板。听力设备包括用于发射和接收电磁场并与无线通信单元互连的天线。天线具有从馈电网络馈电的第一端。天线在面板的第一位置延伸穿过面板。

在一些实施例中，从面板延伸的天线的至少一部分呈拱形，并且天线的第二端是开放端，例如电开放端。

在一些实施例中，天线的第二端互连到地电位。在一些实施例中，天线的第二端通过受控阻抗互连到地电位。

在一些实施例中，天线的第二端互连到无线通信单元。在一些实施例中，天线的第二端穿过面板的第二通孔延伸穿过面板，以与无线通信单元互连。

特别是对于耳内式听力设备，考虑到不同人的内耳道、耳口和/或外耳的不同结构，听力设备壳体通常是定制的。因此，听力设备壳体通常通过对用户的耳朵进行印模来制作，并且具有定制的听力设备壳体，其被制造为适合用户的耳朵。在制造听力设备壳体之后，将电子听力部件装配到壳体的开口端中，并且通过面板封闭壳体。面板可以以任何已知的方式固定到听力设备壳体上，例如，通过胶合、模制、压装(press-fitting)等。通常，面板配置有电池门以装入听力设备的电池。电子听力部件包括例如麦克风、信号处理器、无线通信单元和馈电网络。

听力设备包括用于发射和接收电磁场并与无线通信单元互连的天线。通常，天线是电天线，并且天线具有从馈电网络馈电的第一端。馈电网络位于听力设备壳体内，同时天线在面板的第一位置处从馈电网络延伸穿过面板。在一些实施例中，面板包括在第一位置处的通孔，以允许天线延伸穿过面板。面板具有面向听力设备壳体的内侧和面向周围环境的外侧。

在一些实施例中，馈电网络在面板处为天线提供馈电。

在一些实施例中，天线的第二端互连到地电位，例如通过受控阻抗连接到地电位。受控阻抗可包括电感器或电容器。

在一些实施例中，天线的第二端连接到面板。

在一些实施例中，天线的第二端连接到面板而不延伸穿过面板。在一些实施例中，天线的第二端在面板的外侧连接到面板。在一些实施例中，天线的第二端在面板的第二位置处与面板互连。

在一些实施例中，天线的第二端互连到面板处的地电位，例如连接到面板外侧的地电位。

在一些实施例中，从面板延伸的天线部分具有从第一位置沿着第一轴线延伸的第一部分，当听力设备位于用户耳内的操作位置时，第一轴线与用户的耳到耳轴线平行，例如基本上平行。在一些实施例中，第一轴线和耳到耳轴线之间的第一角度小于25°，例如小于10°。第一角度可以是零。第一角度可以在0°和25°之间。从面板延伸的天线部分可以具有第二部分。在一些实施例中，第二部分在平行于面板的方向上延伸，例如基本平行于面板。在一些实施例中，第二部分沿着第二轴线的方向延伸，第二轴线与面板形成第二角度，第二角度小于25°，例如小于10°。第二角度可以在0°和25°之间。

在一些实施例中，天线的第二部分具有不等于零的曲率。第二部分可具有凹形形状。第二部分可具有凸形形状。第二部分可以具有拱形。

在一些实施例中，天线还具有第三部分，其平行于第一轴线延伸，例如基本平行于第一轴线，并且在面板的第二位置处与面板互连。在一些实施例中，平行，例如基本平行，可以意味着第三部分和第一轴线之间的第三角度小于25°，例如小于10°。第三角可以是零。第三角度可以在0°和25°之间。

在一些实施例中，从面板延伸的天线部分呈U形或倒U形∩、圆形或椭圆形。在一些实施例中，天线的第一部分、第二部分和第三部分具有U形或倒U形的形状。在一些实施例中，天线的第一部分、第二部分和第三部分形成圆形或椭圆形的至少一部分。可以设想，从面板延伸的天线可以具有任何形状，并且不限于本文提出的形状。

馈电网络包括为天线提供馈电的一个或多个电子部件。在一些实施例中，馈电网络配置为提供单端馈电。在一些实施例中，馈电网络配置为提供差分馈电。

在一些实施例中，馈电网络为天线提供阻抗匹配。用于天线的阻抗匹配可以包括将无线通信单元的阻抗与天线和馈线的组合阻抗相匹配。在一些实施例中，馈电网络包括平衡-不平衡变换器。在一些实施例中，馈电网络包括一个或多个受控阻抗，一个或多个受控阻抗包括电容器、电感器和/或传输线，其被配置为优化包括天线阻抗匹配的天线参数。在一些实施例中，馈电网络可以包括天线匹配网络。

馈电网络可以包括天线匹配部件。馈电网络可以包括配置为为天线提供馈电的馈电电路。

在一些实施例中，馈电网络位于听力设备壳体中，邻近面板。具有馈电网络以及因此具有用于天线的馈源的优点是，其被设置在面板附近，以允许在馈源和面板的通孔之间延伸的天线部分尽可能短。因此，从面板延伸的天线部分的长度被最大化。

在一些实施例中，天线中的电流在从馈电网络延伸的天线的区段中具有最大值。在一些实施例中，天线中的电流在天线的第一部分附近具有最大值。在一些实施例中，天线的第一部分中的电流大于天线的第二部分中的电流。

在一些实施例中，天线是电天线。在一些实施例中，天线是单极天线。在一些实施例中，天线是谐振天线，例如配置为发射在大约谐振频率的波长范围内的电磁场的天线。

通常，天线的长度是相对于当听力设备位于用户耳朵处的预期操作位置时从听力设备发射和由听力设备接收的电磁辐射的波长λ来定义的。听力设备通常配置为发射和接收特定频率范围或频带内的电磁辐射。在一些实施例中，设置频带以便包括天线元件的谐振频率。通常，天线元件的长度被优化以用于在这样的特定频带内使用，例如在峰值谐振频率附近的频带中或从峰值谐振频率延伸的频带中。

为了使天线谐振，谐振元件在自由空气中的长度被选择为对应于从听力设备发射的电磁辐射的波长λ的四分之一波长λ/4的奇数倍。

通常，选择天线的长度以优化天线，以便在特定频率或特定频带内使用，例如选择以在例如在期望频带内的特定频率提供最佳谐振。通常，天线针对ISM频带进行优化，包括蜂窝和WLAN频带，例如GSM频带或WLAN频带。

频带可以是包括从以下频率中选择的频率的频带，例如包括433MHz、800MHz、915MHz、1800MHz、2.4GHz、5.8GHz等。因此，频带可以被选择为ISM频带，例如包括这些频率中的任何一个或多个的GSM频带或WLAN频带。

本文公开的听力设备可以配置用于在ISM频带中操作。优选地，天线配置为以至少400MHz的频率操作，例如至少800MHz的频率，例如至少1GHz的频率，例如在1.5GHz和6GHz之间的频率，例如在1.5GHz和3GHz之间的频率，例如在2.4GHz的频率。天线可以被优化用于在400MHz和6GHz之间的频率下操作，例如在400MHz和1GHz之间、在800MHz和1GHz之间、在800MHz和6GHz之间、在800MHz和3GHz之间等等。

然而，可以设想，本文公开的听力设备不限于在这样的频带中操作，并且听力设备可以配置为用于在任何频带中操作。

在一些实施例中，天线的长度是波长λ的四分之一或其任何倍数，λ是对应于发射的电磁场的波长。

在一些实施例中，天线形成拉出手柄或拉出绳的一部分。拉出手柄可以锚固在面板上。在一些实施例中，天线设置在拉出手柄内。在一些实施例中，拉出手柄由非导电材料，例如塑料或尼龙制作。在一些实施例中，天线嵌入在拉出手柄内。在一些实施例中，拉出手柄包括管状元件，并且天线设置在管内。

在一些实施例中，拉出手柄仅在第一位置处连接到面板。在一些实施例中，拉出手柄的第一端在第一位置处连接到面板，并且拉出手柄的第二端在第二位置处连接到面板。

在一些实施例中，面板的第一位置和第二位置的定位与面板在用户耳内的布置相关联。在一些实施例中，包括第一位置和第二位置的面板具有这样的取向，使得第一位置朝向前端定位，当听力设备定位在用户耳内的操作位置时，前端比面板的后端更靠近用户耳朵的耳屏。在一些实施例中，面板具有这样的定位，使得第一位置朝向耳屏/头部的前面/耳朵的前面，第二位置朝向头部的后部/耳朵的后部。以这种方式，当听力设备定位在用户耳内的操作位置时，天线的第一端比天线的第二端更靠近用户耳朵的耳屏。

使天线的第一端朝向耳朵的耳屏定位是有利的，因为本发明人已经发现，具有这种取向的天线变得更加有效。已经发现，当天线的第一端更靠近用户耳朵的耳屏/前端时，天线变得更有效。在一些实施例中，天线的第二端是产生比在天线的第一端产生的电场高的电场的开放端。通过朝向耳朵后部提供开放端，在耳朵组织中经历的较低损耗进一步远离耳朵组织。

在一些实施例中，无线通信单元置于印刷电路板处。印刷电路板设置在听力设备壳体中。印刷电路板可以形成天线的接地面。

在一些实施例中，听力设备具有包括无线通信单元、信号处理器和印刷电路板的第一模块，无线通信单元和信号处理器设置在听力设备壳体中的印刷电路板上。听力设备具有包括麦克风的第二模块。第二模块位于邻近面板的听力设备壳体中。在一些实施例中，第二模块位于听力设备壳体的外部，例如在用户的耳朵的耳轮中。在一些实施例中，将第二模块中的麦克风与第一模块的信号处理器互连的至少一个连接线形成天线的至少一部分。

在一些实施例中，面板上的第一位置和第二位置之间的距离小于10mm，例如在3mm和8mm之间，例如优选地为4mm。

在一些实施例中，天线的至少一个点在面板上方2mm和2cm之间，例如在面板上方5mm和15mm之间，例如面板上方8mm，并且其中至少一个点是最高点。

听力设备可包括电池。电池可以是扁平电池，例如纽扣电池。电池可以是圆形的。电池可以是盘形电池。

听力设备可以是任何听力设备，例如耳内式听力设备，例如耳道内式听力设备，例如完全耳道内式听力设备等。

听力设备包括配置用于无线数据通信的一个或多个无线通信单元。一个或多个无线通信单元中的每一个可以包括发射器、接收器、发射器-接收器对，例如收发器、无线电单元等。一个或多个无线通信单元可以配置为使用任何本领域技术人员已知的协议进行通信，包括蓝牙(包括蓝牙低功耗、蓝牙智能等)、WLAN标准、制造商专用协议(例如定制的邻近天线协议、例如专有协议、例如低功率无线通信协议、例如低功率无线通信协议、例如CSR网格等)、RF通信协议、磁感应协议等。一个或多个无线通信单元可以配置用于使用相同的通信协议或相同类型的通信协议进行通信，或者一个或多个无线通信单元可以配置用于使用不同通信协议进行通信。

处理单元被配置用于提供经处理的音频信号。术语声音和/或术语声学输出可以被理解为音频信号。因此，麦克风可以配置为接收声音或音频信号。输出变换器或扬声器/接收器可以配置为提供或发送声学输出或经处理的音频信号，例如由处理单元提供的经处理的音频信号。声学输出或经处理的音频信号可在使用期间被提供或发送到佩戴听力设备的用户的耳朵。

应当理解，听力设备的扬声器在本领域中也称为“接收器”。本文使用术语扬声器以避免与其他听力设备部件混淆。

本发明涉及包括上述和下文所述的听力设备的不同方面，以及相应的听力设备、双耳听力设备、听力设备、听力设备、***、方法、装置、用途和/或产品装置，每个结合第一个提到的方面描述产生一个或多个益处和优点，并且每个具有对应于结合第一个提到的方面描述的和/或在所附权利要求中公开的实施例的一个或多个实施例。

附图说明

通过以下参考附图对其示例性实施例的详细描述，上述和其他特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：

图1示意性地示出了听力设备中的部件的示例。

图2a-2d示意性地示出了用于听力设备的示例性天线。

图3a-d示意性地示出了用于示例性天线的示例性馈电网络。

图4a示出了本公开的实施例的天线的总辐射功率。

图4b示出了具有不同长度的天线的总辐射功率。

图5示意性地示出了面板以及第一位置和第二位置的定位。

图6示意性地示出了根据本公开的实施例的天线的尺寸。

图7a-b示意性地示出了具有天线的听力设备的示例，其中麦克风设置在听力设备壳体中，并且其中麦克风分别设置在听力设备壳体的外部。

图8a-8c示意性地示出了具有在单独模块中设置的多个电子部件的听力设备。

附图标记说明

102麦克风；104信号处理器；106扬声器；108无线通信单元(WCU)；109馈电网络；110电源电路；112电池；200听力设备壳体；204面板；205馈源；206第一端；207第二端；208第一位置；209第二位置；210天线；211天线的外部部分；212地电位；216拉出手柄；302印刷电路板；306a、306b和306c受控阻抗；308第一通孔；309第二通孔；401、402、403曲线；502前端；504后端；506面板的切面；601第一轴线；602第二轴线；604第一部分；606第二部分；608第三部分；701传输线；702天线的内部部分；704麦克风信号线；801麦克风；802天线；804电池；806混合电路；807面板；808电池弹簧；810a、810b电池触点；812混合电路上的天线馈源；814连接至混合电路的天线接头；816印刷电路板(软的或硬的)；818接收器/扬声器

具体实施方式

在下文中参考附图描述了各种实施例。相同的附图标记始终表示相同的元件。因此，关于每个附图的描述，将不再详细描述相同的元件。还应注意，附图仅旨在便于实施例的描述。它们并非旨在作为对要求保护的发明的详尽描述，或作为对要求保护的发明的范围的限制。另外，所示实施例不需要具有所示的所有方面或优点。结合特定实施例描述的方面或优点不必限于该实施例，并且即使没有示出，或者即使没有如此明确地描述，也可以在任何其他实施例中实践。

在全文中，相同或相应的部分使用相同的附图标记。

本文使用的术语“天线”是指将电功率转换成无线电波的电子设备。电天线可以包括连接到例如例如无线电芯片、接收器或发射器的无线通信单元的导电材料。

所要求保护的发明可以以不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。

图1中示出了典型的听力设备100的框图。听力设备100包括第一换能器，即麦克风102，用于接收输入声音并将其转换为音频信号，即第一音频信号。第一音频信号提供给信号处理器104，用于将第一音频信号处理成补偿听力设备100的用户的听力损失的第二音频信号。接收器或扬声器106连接到信号处理器104的输出，用于将第二音频信号转换为输出声音信号，例如修改以补偿用户听力受损的信号，并将输出声音提供给扬声器106。

听力设备信号处理器104包括例如放大器、压缩器和降噪***等的元件。听力设备还可以具有滤波器功能，例如用于优化输出信号的补偿滤波器。听力设备还可以具有例如无线通信电路的无线通信单元108，用于与用于发射和接收电磁场的天线210互连的无线数据通信。包括无线电或收发器的无线通信单元108连接到听力设备信号处理器104和天线210，用于与外部设备通信，或者与例如通常在双耳听力设备***中的位于另一耳朵处的另一听力设备的另一听力设备通信。听力设备100还包括电源112，例如电池。此外，提供电源电路110(可选)，用于控制从电池112提供给信号处理器104和无线通信单元108的电力。馈电网络109为天线210提供馈电。

在一些实施例中，听力设备是耳内式听力设备，其包括听力设备壳体200和面板204。在一些实施方案中，壳体是中空的。在一些实施例中，听力设备壳体设置有开口端，电子听力部件通过该开口端装配到听力设备壳体200中。壳体的开口端随后由面板204封闭。面板可以以任何已知的方式固定到听力设备壳体上，例如，通过胶合、模制、压装等。通常，面板204构造有电池盖，以提供听力设备的电池的进入。电子听力部件包括例如麦克风102、信号处理器104、扬声器106、无线通信单元108和馈电网络109。

图2a-2d示意性地示出了听力设备的示例性天线。所示的听力设备是具有听力设备壳体200和面板204的耳内式听力设备100。天线210在面板的第一位置208处延伸穿过面板204。天线210具有在馈源205处从馈电网络109馈送的第一端206。

在图2a中，天线210从面板204从第一位置208延伸，并且从面板延伸的天线的部分用附图标记211标记。从面板204延伸的天线的至少一部分呈拱形，并且天线210的第二端207是电开路端。

在图2b中，天线210从面板204从第一位置208延伸，并且从面板延伸的天线的部分用附图标记211标记。天线210以环形形状从面板的第一位置208延伸到面板的第二位置209，天线210在第二位置209处与面板204互连。天线210的第二端207与地电位212互连。天线210的第二端207可以是通过受控阻抗(未示出)互连到地电位212。

地电位212可以设置在面板204中，使得天线的第二端207不延伸穿过面板204。在一些实施例中，地电位212设置在听力设备壳体200中，即在面板内侧并且天线在第二位置209处穿过面板204延伸以与地电位212连接。

在图2c中，天线210从馈源205在第一位置208处穿过面板204延伸到天线的第二端207；天线的从面板204延伸的至少一部分具有杆状；第二端207是开路端，即电开路端。

在图2d中，天线在天线的第一端206处从馈源205延伸，并且天线在第一位置208处延伸穿过面板204。天线形成环形并在第二位置209处与面板互连。在图2d中示出了拉出手柄216。天线210在拉出手柄216内延伸。在一些示例中，拉出手柄216是例如由尼龙制成的中空管，并且天线在管内延伸。然而，可以设想，拉出手柄可以以任何其他方式制成，并且天线可以在中空管状拉出手柄内延伸，天线可以嵌入在拉出手柄的材料内等。

图3a-d示意性地示出了用于示例性天线的示例性馈电网络。如上所述，包括例如麦克风102、信号处理器104、扬声器106、无线通信单元108和/或馈电网络109的电子听力部件设置在听力设备壳体中(图3a-d中未示出)。

图3a中所示的天线对应于图2a中所示的天线。天线210从馈源205穿过面板204延伸到第二端207；第二端是开放端。面板204具有通孔308，天线210延伸穿过通孔308。天线可以设置有任何涂层或覆盖层(未示出)以使天线更加坚固，并且天线可以以任何方式连接到面板。

在图3a-3d中，更详细地示出了馈电网络109。如图所示，天线从馈电网络馈电，馈电网络提供天线和无线通信单元之间的互连。互连设置在天线的第一端206和/或天线的第二端207。通过一个或多个受控阻抗提供天线和无线通信单元之间的互连，受控阻抗包括电容器、电感器和/或传输线。选择受控阻抗以设计天线的RF电流分布。受控阻抗被配置为优化天线参数，包括天线阻抗匹配。无线通信单元108设置在印刷电路板302上。通常，印刷电路板302形成天线210的接地面。在图3a-d中，还更详细地示出了面板204。面板具有一个或多个通孔，包括第一通孔308和可能存在的第二通孔309。天线210从馈源205延伸穿过在面板204的第一位置208处的第一通孔308。在一些实施例中，天线在第二位置209处穿过第二通孔309延伸穿过面板204。然后，天线的第二端207可以连接到听力设备壳体200内的馈电网络109。在其他实施例中，天线的第二端207在延伸穿过或不延伸穿过面板的情况下连接到面板204。

在图3a中，位于印刷电路板302上的无线通信单元108连接到第一受控阻抗306a，第一受控阻抗连接到第二受控阻抗306b，并且还具有到地电位212的连接。天线的第一端206在为天线提供馈送的205处连接到第二受控阻抗306b。图3a中的馈源是单端馈源(single ended feed)。馈电网络表示为倒F型天线。天线的第二端207是开放端。

在图3b中，无线通信单元通过受控阻抗306a连接到天线。天线210在为天线提供馈电的位置205处连接到第一端206处的受控阻抗。馈电网络提供单极天线。天线的第二端207与面板互连。将天线的第二端207与面板互连的优点在于，可以减少由于处理天线或处理包括天线的拉出手柄引起的噪声。

在一些实施例中，天线的第二端207可以连接到地电位(未示出)。

在图3c中，示出了另一实施例。天线210通过馈电网络109与无线通信单元108互连。天线210的第一端206通过可控阻抗306a连接到无线通信单元108。天线210的第二端207通过可控阻抗306b连接到无线通信单元108。因此，天线210形成环形天线，其中第一端206和第二端207都与无线通信单元108互连。

在图3d中，示出了另一实施例。天线210通过馈电网络109与无线通信单元108互连。天线的第一端206通过可控阻抗306a连接到无线通信单元108。天线的第二端207通过可控阻抗306b连接到无线通信单元108。因此，天线210形成环形天线，其中第一端206和第二端207都与无线通信单元108互连。在第一受控阻抗306a和第二受控阻抗306b之间设置另一受控阻抗306c。

在图4a中，示出了本公开的实施例的天线的总辐射功率。该图示出了三种不同的天线配置，内部天线、长度为10mm的直线的外部天线，以及具有6.4mm长度的拱形的外部弯曲天线。在2.0GHz至3.0GHz的频率范围内测量总辐射功率(dBm)。所测量的内部天线的总辐射功率由曲线403表示，直线天线的总辐射功率由曲线402表示，弯曲线天线的总辐射功率由曲线401表示。可以看出，即使弯曲线天线的总长度小于直线天线的总长度，弯曲线天线也提供了最高的总辐射功率。这是一个显着的优点，并且表明，与正常的观念相反，长直线天线并非最佳选择。

图4b示出了如图4a那样测量的在面板上方具有不同的长度的直线天线的总辐射功率。可以看出，线越长，可以提供越多的辐射功率，并且只有在面板上方10mm的长度的情况下，总辐射功率高于-20dBm。

图5示出了面板204的俯视图。为了说明的目的，面板呈现为椭圆形，然而，可以设想，面板可以具有任何形状，包括圆形、椭圆形或当听力设备构造成延伸到耳朵的外耳中时，与耳朵形状对应的任何形状。

在图5中，示出了第一位置208和第二位置209。面板上的第一位置和第二位置的定位与面板在用户耳内的布置相关联。包括第一位置208和第二位置209的面板具有这样的取向，使得第一位置208朝向前端502定位，当听力设备位于用户耳内的操作位置时，前端502比面板的后端更靠近用户耳朵的耳屏。面板具有这样的取向，使得第一位置208朝向耳屏/头部前部/耳朵前部，即朝向前端502，并且第二位置朝向头部后方/耳朵后方，即朝向后端504。这样，当听力设备位于用户耳内的操作位置时，天线的第一端206比天线的第二端207更靠近用户耳朵的耳屏。

图中示出了切面506，切面506通常沿着面板204的中心轴线将面板分成前端和后端。

图6示出了天线的尺寸。天线210形成环形，并且天线210在面板204上方从第一位置208延伸到第二位置209。天线的第一部分604从第一位置208沿第一轴线601延伸，当听力设备位于用户耳内的操作位置时，第一轴线与用户的耳到耳轴线形成第一角度，第一角度小于25°。天线具有沿第二轴线602延伸的第二部分606，第二轴线与面板形成第二角度，第二角度小于25°。天线210还具有第三部分608，其平行于第一轴线延伸并且在面板的第二位置209处与面板204互连。第一位置208和第二位置209之间的距离d1通常小于10mm，例如在3mm至8mm之间，例如4mm。从面板204到天线的一部分的距离d2在2mm至2cm之间，例如在面板上5mm至15mm之间，例如在面板上方8mm。距离d2可以在面板和天线210的至少一个点之间测量，并且至少一个点是最高点。

图7a示出了具有天线210的听力设备的示例，其中无线通信单元108、馈电网络109和麦克风102位于听力设备壳体200内的印刷电路板302处。传输线701将无线通信单元108和馈电网络109互连。天线210从馈电网络109馈电，并且天线210的内部部分702在听力设备壳体200内延伸，穿过面板204中的通孔308，并且天线210的外部部分211在面板上方延伸，即在面板的外侧上方延伸。

图7b示出了具有天线210的听力设备的示例，其中无线通信单元108、馈电网络109和信号处理器104位于听力设备壳体200内的印刷电路板302处。在图7b中，麦克风102设置在听力设备壳体200的外部。麦克风102可以例如配置为设置在用户耳朵的耳轮中。听力设备可以是耳轮内麦克风型。传输线701将无线通信单元108与馈电网络109互连。天线210从馈电网络109馈电，并且天线210的内部部分702在听力设备壳体200内延伸，穿过面板204中的通孔308，并且天线210的外部部分211在面板上方延伸，即在面板的外侧上方延伸。一个或多个麦克风经由包括一根或多根线的信号线704与信号处理器104互连。在一些实施例中，信号线704和天线210可以设置在同一管中。在一些实施例中，信号线704也可以用作天线210。因此，通过重复使用也被用作天线210的信号线，可以无需单独的用作天线的导电元件。信号线704可以包括天线210，更具体地，信号线704可以包括天线的外部部分211，或者信号线704可以包括天线的内部部分702和天线的外部部分211。

图8a-8c示出了具有位于模块中的电子部件的听力设备。电子部件在听力设备内的模块化定位使得能够进行更好的噪声控制，因为连接线等可以以受控的方式定位在模块之间。

在图8a中，听力设备包括天线802、电池804和电池弹簧808。混合电路806包括多个电子部件(未指定)，接收器或扬声器818设置为从混合电路806延伸。

如图8b所示，接收器818设置在支撑件中，支撑件支撑混合电路806和接收器818。麦克风801邻近面板807设置。如图所示，可以在面板807的顶部设置盖。设置电池触点810a、810b用于向电子部件供电。图中示出了天线馈电812，并且天线802的第二端接头(connection)814经由印刷电路板816连接到混合电路806。

图8c示出了听力设备的第三透视图。图中示出天线802从面板807延伸。接收器模块818在混合电路806下方。图中还示出了电池弹簧/连接器808。可以看出，模块化构造提供了紧凑的听力设备，在其中可以很好地控制部件的位置。

尽管已经示出和描述了特定实施例，但是应该理解，本公开并不旨在将要求保护的发明限制为优选实施例，对于本领域技术人员来说显然可以在不背离所要求保护的发明的精神和范围的情况下，进行各种改变和修改。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。所要求保护的发明旨在涵盖替代、修改和等同物。

Claims (17)

1.一种耳内式听力设备，包括：

听力设备壳体，其包括

麦克风，配置为接收音频信号，

信号处理器，配置为处理所述音频信号用于补偿用户的听力损失，

无线通信单元，所述无线通信单元连接到所述信号处理器，和

馈电网络，

所述听力设备还包括：

面板，位于所述听力设备壳体处，和

天线，用于发射和接收电磁场，并与所述无线通信单元互连，

所述天线具有从所述馈电网络馈送的第一端，

其中，所述天线在所述面板的第一位置延伸穿过所述面板；

其中，从所述面板延伸的所述天线的至少一部分呈拱形，并且其中所述天线的第二端是电开路端，或者

其中，所述天线的第二端与所述面板处的地电位互连并且其中所述天线中的电流在所述天线的从所述馈电网络延伸的区段中具有最大值。

2.根据权利要求1所述的听力设备，其中，所述天线的第二端在所述面板的第二位置处与所述面板互连。

3.根据权利要求2所述的听力设备，其中，所述天线的第一部分从所述第一位置沿第一轴线延伸，当所述听力设备位于用户耳内的操作位置时，所述第一轴线与用户的耳到耳轴线形成第一角度，所述第一角度小于25°，其中所述天线具有沿第二轴线延伸的第二部分，所述第二轴线与所述面板形成第二角度，所述第二角度小于25°，并且

其中，所述天线还具有第三部分，所述第三部分平行于所述第一轴线延伸，并且在所述面板的所述第二位置处与所述面板互连。

4.根据权利要求3所述的听力设备，其中，所述天线的第二部分呈拱形。

5.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备，其中，所述天线馈电网络配置为提供单端馈电或差分馈电。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述馈电网络位于所述面板附近。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述天线的长度是波长的四分之一。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述天线形成拉出手柄的一部分，并且其中所述拉出手柄锚固到所述面板。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，包括所述第一位置和第二位置的所述面板具有这样的取向，使得所述第一位置朝向前端定位，当所述听力设备位于用户耳内的操作位置时，所述前端比所述面板的后端更靠近用户耳朵的耳屏。

10.根据权利要求3或4所述的听力设备，其中，所述天线中的电流在所述天线的第一部分附近具有最大值。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述天线是电单极天线。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述无线通信单元置于形成所述天线的接地面的印刷电路板上。

13.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，

第一模块包括所述无线通信单元、所述信号处理器和印刷电路板，所述无线通信单元和所述信号处理器设置在所述听力设备壳体中、所述印刷电路板上，并且其中第二模块包括所述麦克风，并且所述第二模块位于所述听力设备壳体中邻近所述面板的位置，并且其中将所述第二模块中的所述麦克风与所述第一模块中的所述信号处理器互连的至少一个连接线形成所述天线的至少一部分。

14.根据权利要求1所述的听力设备，其中，从所述面板延伸的所述天线的第一部分呈U形、圆形或椭圆形。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述馈电网络包括一个或多个受控阻抗，所述一个或多个受控阻抗包括电容器、电感器和/或传输线，且配置为优化天线参数，所述天线参数包括天线阻抗匹配。

16.根据权利要求1-4中任一项所述的听力设备，其中，所述天线的第二端通过受控阻抗与地电位互连。

17.根据权利要求16所述的听力设备，其中，所述受控阻抗包括电感器或电容器。

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