CN213818098U - 麦克风装置 - Google Patents

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Abstract

麦克风装置，所述麦克风装置集成有麦克风和天线。麦克风包括壳体和声换能器。壳体限定了腔室并且包括导电层。声换能器位于腔室内并被构造成生成声信号。天线至少部分地与麦克风集成并被构造成发送和接收射频信号。天线被构造成利用壳体的导电层作为辐射元件。

Description

麦克风装置
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2018年6月4日提交的美国临时专利申请No.62/680,546的权益，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本实用新型涉及集成的麦克风和天线。
背景技术
麦克风和天线通常部署在发送和接收音频信号的设备中。麦克风通常远离天线和其它电磁辐射源定位，因为靠近电磁辐射源会降低天线的效率，并且靠近天线会损坏由麦克风生成的音频信号。随着发送和接收音频信号的设备(诸如电话、智能手表、耳机和其它受空间限制的物联网(IoT)设备)的尺寸越来越小，开发如下麦克风和天线将是有益的，该麦克风和天线可以设置成靠在一起，而不会产生天线效率损失和 /或不会损坏由麦克风生成的音频信号。
实用新型内容
本实用新型的一方面涉及麦克风装置，所述麦克风装置集成有麦克风和天线包括：麦克风，所述麦克风包括：壳体，所述壳体限定腔室，所述壳体包括导电层；以及声换能器，所述声换能器位于所述腔室内，并被构造成生成声信号；以及天线，所述天线至少部分地与所述麦克风集成，并被构造成发送和接收射频信号，所述天线被构造成利用所述壳体的所述导电层作为辐射元件。
本实用新型的另一方面涉及麦克风装置，所述麦克风装置集成有麦克风和天线，所述集成的麦克风和天线包括：麦克风，所述麦克风被构造成生成声信号；壳体，所述壳体至少部分地包围所述麦克风，所述壳体至少部分地由导电材料形成，所述导电材料包括被构造成传输射频信号的天线的辐射元件；第一导电路径，所述第一导电路径被配置成在阻抗匹配网络与所述壳体的所述导电材料之间传送所述射频信号；第二导电路径，所述第二导电路径被配置成在外部接口与信号处理电路之间传送声信号，所述信号处理电路被配置成对由声换能器生成的所述声信号进行处理，所述第二导电路径与所述第一导电路径电隔离。
附图说明
图1是根据本公开的一些实现方式的与集成的微机电***(MEMS)麦克风和天线一起使用的智能手表的立体图。
图2是固定至基板的MEMS麦克风和天线的现有技术的结构的立体图。
图3是根据本公开的一些实现方式的固定至基板的集成的MEMS麦克风和天线的立体图。
图4是根据本公开的一些实现方式的MEMS麦克风和天线的立体图。
图5是沿着线5-5截取的图4的MEMS麦克风和天线的截面图。
图6是图4的MEMS麦克风和天线的俯视图。
图7是包括根据本公开的一些实现方式的MEMS麦克风和天线的电路板的俯视图。
图8是包括根据本公开的一些实现方式的MEMS麦克风和天线的电路板的侧视图。
图9是根据本公开的一些实现方式的集成的MEMS麦克风和天线的控制***的示意表示图。
图10是根据本公开的一些实现方式的包括图9的控制***的集成的MEMS麦克风和天线的麦克风封装基板的立体图。
图11是根据本公开的一些实现方式的集成的MEMS麦克风和天线的控制***的示意表示图。
图12是根据本公开的一些实现方式的包括图11的控制***的集成的MEMS麦克风和天线的麦克风封装基板的立体图。
图13例示了图2的现有技术的结构中的天线的模拟传输效率。
图14例示了图3的集成的MEMS麦克风和天线中的天线的模拟传输效率。
图15例示了来自图3的集成的MEMS麦克风和天线的天线的传输。
在下面的详细描述中，参照构成该详细描述的一部分的附图。在附图中，除非上下文另外指出，否则相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的例示性实现方式并不意味着是限制性的。在不脱离这里呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实现方式，并且可以做出其它附图。将容易理解，可以以各种不同的配置来设置、替换、组合和设计如本文总体地描述的以及在附图中例示的本公开的各方面，所有各种不同的配置都被明确地设想并且成为本公开的一部分。
具体实施方式
图1例示了可以发送和接收声信号的设备10。图1的设备10是智能手表，但是在其它实现方式中，设备10可以是能够发送和接收声信号的任何其它设备(诸如智能电话、耳机、耳麦和平板计算设备)。如图1所例示的，设备10包括屏幕14和用于设备10的电子部件(诸如，麦克风、天线、包括处理器和存储器的计算设备以及电池)的壳体18。
图2例示了可以发送和接收声信号的设备(诸如设备10)的现有技术的内部配置20。内部配置20包括设备基板22(例如，电路板)、现有技术的天线26和现有技术的MEMS麦克风30。天线26和MEMS麦克风30是分离的部件。天线26固定至设备基板22，并且通常位于设备基板22的上方。如图2所示，MEMS麦克风30可以通过底座34连接至设备基板22。在设备基板22上，天线26与MEMS麦克风30 间隔开，以通过减小麦克风信号与天线信号之间的干扰来提高天线26的效率。内部配置20的其它部件由块38总体指示在设备基板22上。
图3例示了可以发送和接收声信号并且包括根据本公开的集成的MEMS麦克风和天线42的设备(诸如设备10)的内部配置25。集成的MEMS麦克风和天线42包括MEMS麦克风和天线。在所例示的实现方式中，集成的MEMS麦克风和天线42 通过柔性底座58连接至设备基板54(例如，电路板)。在一些实现方式中，底座可以是柔性印刷电路板(PCB)。柔性PCB可以由聚酰亚胺材料(诸如
Figure DEST_PATH_GDA0003124265970000031
)制成。在其它实现方式中，集成的MEMS麦克风和天线42可以通过刚性底座固定至设备基板54或直接安装在设备基板54上。天线50由MEMS麦克风的壳体的至少一部分形成，如在下面更详细地描述的。在一些实现方式中，天线50被调谐以对Wifi5G信号进行响应。内部配置25的其它部件由块56总体指示在设备基板54上。
如通过将图3与图2进行比较可以看出的，集成的MEMS麦克风和天线42通过允许MEMS麦克风和天线50彼此靠近定位而不会使麦克风的声信号劣化或不会降低天线50的传输效率来节省设备基板54上的空间。因此，集成的MEMS麦克风和天线42非常适合在可以发送和接收声信号的小型电子设备上使用。例如，集成的MEMS 麦克风和天线42可以用于智能电话、智能手表、耳机、耳麦、平板计算设备以及其它空间受限的物联网(IoT)设备。
图4例示了集成的MEMS麦克风和天线42的立体图。集成的MEMS麦克风和天线42包括壳体62和天线50的迹线。
图5例示了沿着线5-5截取的MEMS麦克风和天线50的截面图。集成的MEMS 麦克风和天线42包括天线50和MEMS麦克风。MEMS麦克风包括MEMS换能器 78、专用集成电路(ASIC)82和壳体62。壳体62限定了包括声端口74的腔室70。 ASIC 82和MEMS换能器78位于腔室70中。MEMS换能器78通常与声端口74对准，使得压力变化被传输至MEMS换能器78。MEMS换能器78生成指示压力变化的电信号并将电信号发送至ASIC 82。ASIC 82基于由MEMS换能器78生成的电信号来生成音频输出。例如，声活动生成跨MEMS换能器78的部件(例如，在MEMS 换能器78的振膜与背板之间)的电容变化，并且来自MEMS换能器78的输出信号被ASIC 82用来生成指示所感测的声活动的输出。
壳体62包括导电层86和绝缘层90。导电层86由诸如金属材料的导电材料制成。导电层86的至少一部分形成天线50的主辐射元件。绝缘层90形成在导电层86的外表面的至少一部分上。绝缘层90可以由介电材料(诸如FR-4或双马来酰亚胺-三嗪 (BT)复合材料)制成。绝缘层90的材料可以通过使用电阻膜、电容膜和/或电感膜或嵌入在壳体62中的分立的电阻元件、电容元件和/或电感元件而用于麦克风信号滤波或天线匹配。在其它实现方式中，绝缘层90可以由其它绝缘材料(诸如陶瓷和/ 或其它介电材料)形成。可以对形成绝缘层90的材料的量和/或材料的类型进行调节，以调谐导电层(例如，通过改变导电层86的谐振频率来改变导电层86可以发送和/ 或接收的信号的频率)。在一些实现方式中，绝缘层90的材料可以是FR-4、陶瓷、
Figure DEST_PATH_GDA0003124265970000041
或聚酰亚胺(例如，
Figure DEST_PATH_GDA0003124265970000042
)。绝缘层90可以包括引线和迹线94，该引线和迹线94形成去往和来自ASIC 82和MEMS换能器78的信号的内部布线。输出焊盘98和麦克风电源(例如，VDD)焊盘102形成在绝缘层90的下表面106中。可以在输出焊盘98和/或VDD焊盘102处形成与其它电子设备的电连接。在一些实施方式中，射频(RF)滤波电路可以位于ASIC与输出焊盘98之间。天线50的迹线被刻蚀到绝缘层90的上表面110中。
天线50的尺寸和/或形状可以针对信号的目标频率范围而定。例如，在天线50 用于高频RF信号(诸如WiFi信号和5G蜂窝信号)的实现方式中，壳体62的小尺寸允许壳体62的导电层86形成天线50。在这样的实现方式中，天线50可以是蜂窝天线，其尺寸被设置为对800MHz至2700MHz之间变化的蜂窝(例如，2G、3G和 /或4G)频带中的频率进行响应。更具体地，天线50的尺寸可以被设置为对700MHz、 800MHz、1700MHz-2100MHz、1900MHz和/或2500MHz-2700MHz的频率进行响应。在天线50是WiFi天线的实现方式中，天线50的尺寸可以被设置为对2.4GHz、 3.6GHz、4.9GHz、5GHz和5.9GHz的WiFi频带中的频率进行响应。
在一些实现方式中，天线50可以是5G蜂窝天线，其尺寸被设置为对1GHz至 60GHz之间变化的5G频带中的频率进行响应。在5G频率在1GHz至6GHz之间的实现方式中，天线50由壳体62的导电层86形成。在5G频率高于6GHz的实现方式中，天线形成在壳体62的绝缘层90的一部分上或刻蚀到壳体62的绝缘层90的一部分中。
在一些实现方式中，天线50可以是蓝牙天线，其尺寸被设置为对约2GHz至2.5 GHz的蓝牙频带中的频率进行响应。针对尺寸被设置为感测诸如蓝牙信号的低频RF 信号的天线50，天线50可以包括由壳体62的导电层86形成的部分和延伸到柔性底座58的至少一部分上的部分。
图6例示了集成的MEMS麦克风和天线42的俯视图。在图6所例示的实现方式中，天线50可以形成在壳体62上。天线50的至少一部分连接至导电层86的材料。在其它实现方式中，天线50可以被刻蚀到壳体62的绝缘层90中。在天线50被刻蚀到绝缘层90中的实现方式中，在壳体的绝缘层90上移除绝缘层90的一部分，以暴露壳体62的导电层86的一部分。然后，导电层86的暴露部分形成天线50。
图6例示的天线50是倒F形天线。天线50包括接地部分114和天线馈送部或信号传输部分118。接地部分114通过过孔连接(未示出)连接至麦克风的接地层。更具体地，接地部分114的远端116可以连接至接地线(未示出)。信号传输部分118 与导电层86电连通。信号传输部分118连接至麦克风的侧壁上的传输线120。传输线可以在壳体62的外部或嵌入到壳体62的绝缘层92中。更具体地，信号传输部分118的远端124可以连接至传输线120。在其它实现方式中，天线50可以是倒L形单极天线、(平面)倒F形天线(IFA/PIFA)、狭缝形天线和其它形状的天线。天线50 的尺寸和/或形状可以针对信号的目标频率范围而定。在所例示的实现方式中，天线 50是单极天线，并且尺寸被设置成使得天线的电长度LE是信号的四分之一波长。分流电感匹配可以用于改变天线50的电长度，以进一步将天线50调谐到目标信号范围。在所例示的实施方式中，长度LE约为0.825mm。在所例示的实现方式中，信号传输部分的长度LS约为0.2mm。在所例示的实现方式中，接地部分114与信号传输部分 118之间的间隔S约为0.2mm。接地部分114与信号传输部分118之间的间隔S基于信号传输部分的阻抗。基于天线50的阻抗来确定信号传输部分的阻抗，天线50的阻抗可以基于信号的目标频率范围而变化。
例如，在图6所例示的实现方式中，针对频率约为25GHz的信号设置天线50 的尺寸。在空气中，信号的波长是12mm。因此，在空气中，信号的四分之一波长是 3mm，在用于绝缘层的FR-4或BT材料中是1.65mm。因此，由于示例性实施方式中的天线50被刻蚀到绝缘层90中，因此由于在绝缘层90中发生天线的振动，天线 50的电长度LE是1.65mm。信号传输部分118的长度LS约为0.4mm。在另一实现方式中，针对频率约为20GHz的信号设置天线50的尺寸。该信号的波长是15mm，在空气中，四分之一波长是3.75mm，并且在FR-4中是1.8mm。在这样的实现方式中，长度LE可以是1.7mm，并且长度Ls可以在约0.2mm至1mm之间变化。
图7例示了通过柔性底座58安装至设备基板54的集成的MEMS麦克风和天线 42的俯视图。柔性底座58通过连接器138安装至设备基板54。柔性底座58包括用于在集成的MEMS麦克风和天线42的部件与固定至设备基板54的其它电子部件之间发送和接收信号的通信线。在所例示的实现方式中，设备基板54可以包括用于部署有集成的MEMS麦克风和天线42的设备的信号处理和/或其它功能的其它电子部件。柔性底座58电联接至与MEMS换能器78进行通信的(ASIC)82，以便于ASIC 82与联接至设备基板54的其它电子部件之间的电通信。柔性底座可以包括低通滤波器134，该低通滤波器134防止在连接至麦克风的线上传输天线信号，如下文更详细地描述的。
图8例示了与设备基板54接合的集成的MEMS麦克风和天线42的侧视图。集成的MEMS麦克风和天线42通过柔性底座58位于设备基板54上方。柔性底座58 包括组合的天线和ASIC接地线122、麦克风电源(例如，VDD)线126和声信号线 130。组合的天线和ASIC接地线122形成集成的MEMS麦克风和天线42的天线50 的一部分。麦克风电源线126和声信号线130两者包括至少一个低通滤波器134，该至少一个低通滤波器134用于防止在麦克风电源线126和声信号线130上传输天线信号。如可以在图8中看到的，绝缘体66围绕集成的MEMS麦克风和天线42以及柔性底座58。在所例示的实现方式中，绝缘体66是设备基板54的非金属化部分。绝缘体66通过减少靠近天线50的金属量来提高天线50的辐射部件的效率。绝缘体66 还可以防止由天线50发送和接收的电磁波干扰设备基板54上的其它元件。
图9例示了用于集成的MEMS麦克风和天线42的印刷电路板(PCB)140的示意表示图。MEMS麦克风包括天线50、MEMS换能器78、ASIC 82和PCB 142。PCB 142包括滤波器146。滤波器146是低通滤波器，该低通滤波器被配置成使(在20Hz 至20kHz之间变化的)可听频率范围中的信号通过。在一些实施方式中，滤波器146 可以使在20KHz至100KHz之间变化的超声频率范围中的信号通过。滤波器146被配置成移除高频信号(诸如关于天线50的频率范围描述的频率范围内的信号)。在所例示的实现方式中，滤波器146位于PCB 142上，该PCB 142位于MEMS麦克风内。在其它实现方式中，滤波器146可以位于设备基板54上。PCB可以被构造用于天线 50的介电负载，和/或可以被构造用于天线匹配。例如，在一些实现方式中，可以通过增加靠近天线50的非金属化PCB材料的量来增大天线50的介电负载，这可以降低天线50的谐振频率，使得天线50可以发送和接收更长的波长。在一些实现方式中，电容元件、电阻元件和/或电感元件可以被嵌入在PCB 142中以用于天线匹配。
如图9所例示的，天线50连接至组合的天线和ASIC接地线122，该组合的天线和ASIC接地线122连接至阻抗匹配网络150和射频收发器154。阻抗匹配网络150 是低通阻抗匹配网络，该低通阻抗匹配网络被构造成从天线信号过滤由ASIC 82发送的电流。然后天线信号被发送至射频收发器154。ASIC 82连接至MEMS换能器78 并基于由MEMS换能器78传输的信号生成音频信号。MEMS换能器78通过第二声信号线156和MEMS接地线160连接至ASIC82。ASIC 82连接至声信号线130以及组合的天线信号和ASIC接地线122。声信号线130连接至滤波器146并连接至经由柔性底座58位于设备基板54上的音频处理电路162。ASIC接地线166连接至组合的天线信号和ASIC接地线122。在一些实现方式中，可选的滤波器170位于ASIC 接地线166与组合的天线信号和ASIC接地线122之间。可选的滤波器170是低通滤波器，该低通滤波器被配置成允许沿着ASIC接地线166发送的低频信号通过组合的天线信号和ASIC接地线122，并防止由MEMS麦克风沿着组合的天线信号和ASIC 接地线122发送的高频信号到达ASIC 82。阻抗匹配网络150被构造成与天线50的阻抗以及射频收发器154的阻抗匹配。阻抗匹配网络150是包括分流电感器174的低通阻抗匹配网络。分流电感器174的阻抗随着频率的增大而增大。因此，针对低频 ASIC接地信号，分流电感器174的阻抗是低的。因此，低频ASIC接地信号穿过分流电感器174并行进至音频接地线178。相反，针对高频天线信号，分流电感器174 两端的阻抗是高的。因此，天线信号不会穿过分流电感器174，而是沿着天线信号线 182行进至射频收发器154。射频收发器154被配置成从天线50接收流入信号并向天线50提供流出信号以进行传输。如图9所示，ASIC接地线166连接至组合的天线信号和ASIC接地线122。因此，在所例示的实现方式中，RF解调由分流电感器174 提供。
图10例示了集成的MEMS麦克风和天线42的麦克风封装基板186。麦克风封装基板186可以形成在壳体62的底表面上。麦克风封装基板186包括声端口74、组合的天线和麦克风接地焊盘190、输出焊盘98和VDD焊盘102。MEMS换能器78 通常与声端口74对准，使得压力变化被传输到MEMS换能器78。组合的天线和麦克风接地焊盘190、输出焊盘98和VDD焊盘102连接至PCB 142的部件，并且可以连接至其它电子部件，使得其它电子部件可以向PCB 142的部件发送信号和/或从 PCB 142的部件接收信号。组合的天线和麦克风接地焊盘190通过ASIC 82的组合的天线和ASIC接地线122联接至天线50。因此，在所例示的实现方式中，RF解调由分流电感器174提供。组合的天线和麦克风接地焊盘190通过阻抗匹配网络150联接至射频收发器154。组合的天线和麦克风接地焊盘190通过柔性底座34联接至设备基板54上的接地线，以使ASIC 82接地。组合的天线和麦克风接地焊盘190允许麦克风封装基板186具有传统麦克风的焊盘配置，而无需分离的天线焊盘。输出焊盘 98连接至ASIC 82的输出端。输出焊盘98通过柔性底座34连接至设备基板54上的音频处理电路162。VDD焊盘102通过柔性底座34连接至电源(未示出)，以为MEMS 换能器78和ASIC 82供电。
尽管关于集成的MEMS麦克风和天线42描述了图9和图10，但是在其它实现方式中，集成的麦克风和天线可以包括其它类型的麦克风(诸如压电麦克风)。在一些实现方式中，本公开中描述的方法可以用于将天线与其它类型的压力传感器(例如，非麦克风压力传感器)集成。
图11例示了根据一些实现方式的用于集成的MEMS麦克风和天线42的信号处理电路板(PCB)192的示意表示图。集成的MEMS麦克风和天线42包括天线50、 MEMS换能器78、ASIC 82和PCB 194。PCB 194包括滤波器146，PCB 194可以被构造用于天线50的介电负载，和/或可以如上文关于图9所描述的被构造用于天线匹配。如图11所例示的，天线50连接至天线信号线182，该天线信号线182连接至阻抗匹配网络150和射频收发器154。阻抗匹配网络150被构造成与天线50的阻抗和射频收发器154的阻抗匹配。射频收发器154被配置成从天线50接收流入信号并向天线50提供流出信号以进行传输。ASIC 82通过第二声信号线156和MEMS接地线 160连接至MEMS换能器78。ASIC 82基于由MEMS换能器78生成的信号生成音频信号。ASIC 82连接至声信号线130和ASIC接地线198。声信号线130连接至滤波器146，然后连接至音频处理电路162(例如，集成有麦克风器件的设备(诸如智能电话、计算设备等)的音频处理电路)。ASIC接地线198连接至滤波器146和设备基板54上的接地线。滤波器146是低通滤波器，该低通滤波器被配置成使(在20Hz 至20kHz之间变化的)可听频率范围中的信号通过。滤波器146被配置成移除高频信号(诸如关于天线50的频率范围所描述的频率范围中的信号)。因此，滤波器146 防止由天线50发送或接收的信号到达ASIC 82并损坏麦克风信号。在所例示的实现方式中，滤波器146位于PCB 194上，PCB 194位于MEMS麦克风内。如图11所示，天线信号线182与ASIC接地线198分离。由于声信号线130和ASIC接地线198与天线信号线182分离，因此这种实现方式提供了硬线RF解调。在一些实现方式中， PCB 194可以在具有大量RF信号的环境中使用。例如，PCB 194可以用在诸如具有全球移动通信***(GSM)发射器的手机或平板电脑的移动设备中。在一些实现方式中，包括PCB 194的集成的麦克风和天线50可以定位成靠近GSM发射器。
图12例示了根据一些实现方式的集成的MEMS麦克风和天线42的麦克风封装基板202。麦克风封装基板202可以形成在壳体62的底表面上。MEMS换能器78通常与声端口74对准，使得压力变化被传输到MEMS换能器78。麦克风封装基板202 包括声端口74、天线焊盘210、麦克风接地焊盘206、输出焊盘98和VDD焊盘102。天线焊盘210、麦克风接地焊盘206、输出焊盘98和VDD焊盘102连接至PCB 194 的部件，并且可以连接至其它电子部件，使得其它电子部件可以向PCB 194的部件发送信号和/或从PCB 194的部件接收信号。天线焊盘210联接至天线50并且通过阻抗匹配网络150联接至射频收发器154。麦克风接地焊盘206连接至ASIC 82。麦克风接地焊盘206通过柔性底座(未示出)联接至设备基板54上的接地线，以使ASIC 82接地。由于声信号线130和ASIC接地线198与天线信号线182分离，因此天线焊盘210与麦克风接地焊盘206分离，以提供硬线RF解调。输出焊盘98连接至ASIC 82的输出端。输出焊盘98通过柔性底座连接至设备基板54上的音频处理电路162。 VDD焊盘102通过柔性底座连接至电源(未示出)，以为MEMS麦克风供电。
尽管关于集成的MEMS麦克风和天线42描述了图11和图12，但是在其它实现方式中，集成的麦克风和天线可以包括其它类型的麦克风(诸如压电麦克风)。在一些实现方式中，本公开中描述的方法可以用于将天线与其它类型的压力传感器(例如，非麦克风压力传感器)集成。
图13和图14分别例示了针对图2中例示的现有技术的天线26和图3中例示的集成的MEMS麦克风和天线42的对传输效率进行比较的仿真结果。
图13例示了现有技术的天线26在2000MHz至5500MHz的频率范围内的仿真结果。图13的Y轴表示天线26的传输效率。图13的X轴表示施加至天线26的信号频率。实线表示基于图2所示的天线26的设计的可能的最大传输效率。虚线表示图2所示的天线26所达到的实际效率。如图13所示，天线26的最大可能效率约为 67％，并且天线26的实际效率约为60％。
图14例示了集成的MEMS麦克风和天线42的天线50在2000MHz至5500MHz 的频率范围内的仿真结果。图14的Y轴表示天线50的传输效率。图14的X轴表示施加至天线50的信号频率。实线表示基于图3所示的天线50的设计的可能的最大传输效率。虚线表示图3所示的天线50所达到的实际效率。如图14所示，天线50的最大可能效率约为67％，并且天线50的实际效率约为60％。
总而言之，图13所例示的针对设置在常规内部配置20中的天线26的模拟结果具有67％的最大可能传输效率和约60％的实际传输效率。图14所例示的针对组合的天线42和内部配置25的模拟结果具有约67％的最大可能传输效率和约60％的实际传输效率。因此，如图4至图6所示，在壳体62上形成天线50或将天线50刻蚀到壳体62的绝缘层90中不会对天线50的传输效率产生不利影响。
图15例示了使用模拟设置生成的、在500MHz-8.5GHz频率范围内从天线50 到收发器的信号传输。如图15所示，传输在5G范围内达到峰值，这表示天线50正在发送适当的信号。
一个实现方式涉及集成的麦克风和天线。集成的麦克风和天线包括麦克风，该麦克风包括对腔室进行限定的壳体。壳体包括导电层。麦克风还包括位于腔室内并被构造成生成声信号的声换能器。集成的麦克风和天线还包括天线，该天线至少部分地与麦克风集成并被构造成发送和接收射频信号。天线被构造成利用壳体的导电层作为辐射元件。
另一实现方式涉及集成的麦克风和天线，该集成的麦克风和天线包括被构造成生成声信号的麦克风。集成的麦克风和天线还包括至少部分地包围麦克风的壳体。壳体至少部分地由导电材料形成。导电材料包括被构造成传输射频信号的天线的辐射元件。集成的麦克风和天线还包括第一导电路径，该第一导电路径被配置成在阻抗匹配网络与壳体的导电材料之间传送射频信号。集成的麦克风和天线还包括第二导电路径，该第二导电路径被配置成在外部接口与信号处理电路之间传送声信号，该信号处理电路被配置成对由声换能器生成的声信号进行处理。第二导电路径与第一导电路径电隔离。
在本文描述的主题有时例示了包含在不同的其它部件内或与其相连接的不同部件。将理解，这样描绘的架构仅仅是示例性的，而事实上，可以实现获得相同功能的许多其它架构。在概念意义上，用于实现相同功能的部件的任何布置都有效地“关联”，以使实现期望功能。因而，在本文为获得特定功能而组合的任何两个部件都可以被视作彼此“相关联”，以使实现期望功能，而与架构或中间部件无关。同样地，这样关联的任何两个部件可以被视作彼此“在工作上连接”，或“在工作上联接”，以实现期望功能，并且能够这样关联的任何两个部件也可以被视作能够彼此“在工作上联接”，以实现期望功能。在工作上联接的具体示例包括但不限于，物理上可配合和/或物理上相互作用的部件和/或可无线地交互和/或无线地交互的部件和/或逻辑上交互和/或逻辑上可交互的部件。
关于本文中复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或申请在适当时候从复数翻译成单数和/或从单数翻译成复数。为清楚起见，可以在本文中明确地阐述各种单数/复数置换。
本领域技术人员将理解，通常，本文尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，用语“包括”应被解释为“包括但不限于”，用语“具有”应被解释为“至少具有”，用语“包括”应解释为“包括但不限于”等)。
本领域技术人员将进一步理解，如果意图陈述特定数量的引用的权利要求，则将在权利要求中明确地陈述这样的意图，并且在没有这样的陈述的情况下，不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含介绍性短语“至少一个”和“一个或更多个”的使用以引入权利要求陈述。然而，这些短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引述权利要求的引用将包含这种引用的权利要求陈述的任何特定权利要求限制于仅包含一个陈述的实用新型，即使相同的权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”，并且诸如“一”或“一个”的不定冠词(例如，“一”和/或“一个”通常应被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)；对于使用用于引用权利要求陈述的定冠词也是如此。另外，即使明确地陈述了特定数量的引用的权利要求陈述，本领域技术人员也将认识到，这种陈述通常应该被解释为至少意指所陈述的数目(例如，没有其它修饰语的“两个功能”的详细陈述通常意指至少两个陈述，或两个或更多个陈述)。
此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，一般而言，这样的构造意图在本领域技术人员将理解该惯例的意义上(例如，“具有A、 B和C中的至少一个的***”将包括但不限于以下***：单独具有A，单独具有B，单独具有C，一起具有A和B，一起具有A和C，一起具有B和C，和/或一起具有 A、B和C等)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，一般而言，这样的构造意图在本领域技术人员将理解该惯例的意义上(例如，“具有 A、B或C中的至少一个的***”将包括但不限于以下***：单独具有A，单独具有 B，单独具有C，一起具有A和B，一起具有A和C，一起具有B和C，和/或一起具有A、B和C等)。本领域技术人员将进一步理解，实际上呈现两个或更多个另选术语的任何析取词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是在附图中，都应该被理解为考虑包括这些术语中的一者、术语中的任一者或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
此外，除非另有说明，否则使用词语“大约”、“约”、“近似”、“大致”等意指加或减百分之十。
已经出于例示和描述的目的呈现了例示性要素的前述描述。并非旨在穷举或限制于所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行修改和变型，或者可以从所公开实现方式的实践中获得修改和变型。本实用新型的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置集成有麦克风和天线，
所述麦克风包括：
壳体，所述壳体限定腔室，所述壳体包括导电层；以及
声换能器，所述声换能器位于所述腔室内，并被构造成生成声信号，
所述天线至少部分地与所述麦克风集成，并被构造成发送和接收射频信号，所述天线被构造成利用所述壳体的所述导电层作为辐射元件。
2.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括绝缘层，所述绝缘层形成在所述壳体的外表面的至少一部分上，并且其中，所述天线形成在所述绝缘层的至少外部上或刻蚀到所述绝缘层的至少外部中。
3.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括绝缘层，所述绝缘层在所述壳体的外表面的至少一部分上延伸，所述绝缘层降低了所述天线的谐振频率。
4.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括电路板，所述电路板包括：第一导电路径，所述第一导电路径被配置成在阻抗匹配网络与所述壳体的所述导电层之间传输天线信号；以及第二导电路径，所述第二导电路径与所述第一导电路径不同，所述第二导电路径被配置成将声信号从信号处理电路传输至所述麦克风装置的外部接口，所述第二导电路径与所述第一导电路径电隔离，并且被构造成阻塞天线信号。
5.根据权利要求4所述的麦克风装置，其特征在于，所述第一导电路径被配置成传输组合的天线和信号处理电路接地信号，所述麦克风装置还包括滤波器，所述滤波器联接至所述信号处理电路和所述第一导电路径，所述滤波器被配置成滤除所述天线信号并将所述接地信号提供给所述信号处理电路。
6.根据权利要求4所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括第三导电路径，所述第三导电路径被配置成向所述信号处理电路传输信号处理接地信号，所述第三导电路径与所述第一导电路径和所述第二导电路径电隔离。
7.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括底座，所述底座被构造成将设备固定至基板，并且其中，所述天线的至少一部分形成在所述底座上。
8.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置是微机电***麦克风。
9.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述天线被配置成传送800MHz至2700MHz之间的频率。
10.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述天线被配置成传送1GHz至60GHz之间的频率。
11.一种麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置集成有麦克风和天线，所述麦克风被构造成生成声信号，所述麦克风装置包括：
壳体，所述壳体至少部分地包围所述麦克风，所述壳体至少部分地由导电材料形成，所述导电材料包括被构造成传输射频信号的所述天线的辐射元件；
第一导电路径，所述第一导电路径被配置成在阻抗匹配网络与所述壳体的所述导电材料之间传送所述射频信号；
第二导电路径，所述第二导电路径被配置成在外部接口与信号处理电路之间传送声信号，所述信号处理电路被配置成对由声换能器生成的所述声信号进行处理，所述第二导电路径与所述第一导电路径电隔离。
12.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述第二导电路径包括被构造成阻塞所述射频信号的低通滤波器。
13.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括第三导电路径，所述第三导电路径被构造成向所述信号处理电路传输接地参考，所述第三导电路径包括被构造成阻塞所述射频信号的低通滤波器，所述第三导电路径与所述第一导电路径和所述第二导电路径电隔离。
14.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述第一导电路径包括组合的导电路径，所述组合的导电路径被配置成传输接地信号和所述射频信号两者。
15.根据权利要求14所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置还包括位于所述信号处理电路与所述组合的导电路径之间的低通滤波器，所述低通滤波器被配置成滤除所述射频信号并将所述接地信号提供给所述信号处理电路。
16.根据权利要求14所述的麦克风装置，其特征在于，所述组合的导电路径还包括低通阻抗匹配网络，所述低通阻抗匹配网络包括电感器，所述电感器被构造成将接地输入端联接至所述低通阻抗匹配网络。
17.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述信号处理电路是专用集成电路。
18.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述麦克风是微机电***麦克风，并且其中，所述声换能器是微机电***换能器。
19.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述天线被配置成传送800MHz至2700MHz之间的频率。
20.根据权利要求11所述的麦克风装置，其特征在于，所述天线被配置成传送1GHz至60GHz之间的频率。
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