DK176361B1 - Kommunikationsenhed med indbygget antenne - Google Patents

Description

DK 176361 Bl

Opfindelsen angår en kommunikationsenhed omfattende en mikrofon, en højttaler, et elektrisk sende- og modtagekredsløb på et trykt kredsløb samt et batteri og en antenne.

5 Kommunikationsenheder af ovennævnte type har små fysiske dimensioner, hvilket stiller krav til antennedesignet, da størrelsen og placeringen af antennen i kommunikationsenheden har indflydelse på dens effektivitet udtrykt ved dens overføringskarakteristik, dvs. retningskarakteristik, forstærkning og resonans.

10

En sædvanlig måde at indbygge en antenne i en kommunikationsenhed er at indbygge den i kommunikationsenhedens trykte kredsløb som en såkaldt "Planar Inverted F”-antenne. En sådan antenne har i sig selv små dimensioner og må derfor tilkobles andre komponenter, der indgår i hovedsættet, 15 hvilket stiller krav til, at disse komponenter bliver placeret meget nøjagtigt i forhold til hinanden af hensyn til antennens elektriske egenskaber.

Fra GB 2 402 835 kendes en trådløs kommunikationsenhed, her i form af et hovedsæt, hvor en ekstern antenne er tilsluttet, således at der kan kommu-20 nikeres til perifere enheder via en Bluetooth-forbindelse.

I en anden kommunikationsenhed, også i form af et hovedsæt, er antennen indbygget i et lydrør til en mikrofon og tilsluttet til et integreret kredsløb, som indeholder et sende- og modtagekredsløb.

25

Denne kendte antenne kan ikke anvendes i forbindelse med en kommunikationsenhed, hvor mikrofonen ikke er tilkoblet et lyd rør, da dimensionerne af antennen ikke kan reduceres under bevarelse af en acceptabel karakteristik.

Endelig kendes fra US-patentskrift nr. 6.040.804 en kommunikationsenhed 30 DK 176361 Bl 2 af den i indledningen til krav 1 angivne type. Ifølge dette patent er en lille metalplade kapacitivt koblet til et batteri.

Det er derfor et formål med opfindelsen at tilvejebringe en kommunika-5 tionsenhed, hvor dens antenne, trods den begrænsede plads i kommunikationsenheden, får en optimal overføringskarakteristik.

Opfindelsens formål tilgodeses ved en kommunikationsenhed af den i indledningen til krav 1 angivne type, der er karakteristisk ved, at det trykte 10 kredsløbs steldele udgør antennens stelplan.

På denne måde bliver der tilvejebragt en såkaldt ”patch"-antenne med et stort stelplan, som dog er mindre pladskrævende og har en god overføringskarakteristik, der er optimal i forbindelse med en Bluetooth-kommuni-15 kationsforbindelse eller en anden trådløs kommunikationsforbindelse.

Til implementering af opfindelsen er det fordelagtigt, hvis, som angivet i krav 2, kommunikationsenheden udgøres af et hovedsæt eller, som angivet i krav 3, af et høreapparat.

20

Den kapacitive kobling kan på enkel vis udføres som angivet i krav 4, ved at metallaget er hæftet til batteriets overflade ved hjælp af en dobbeltklæbende tape.

25 Alternativt kan den kapacitive kobling udføres som angivet i krav 5, ved at metallaget er fastgjort til batteriets overflade ved hjælp af et antal elektrisk isolerede afstandsstykker i form af rørstykker, gennem hvilke fastgørelsesmidler, såsom skruer af isoleret materiale, er gennemført, således at metallaget er fastgjort i afstand fra batteriets overflade, idet skruerne spændes 30 ved hjælp af elektrisk isolerede møtrikker.

DK 176361 Bl 3

Ved, som angivet i krav 6, at metallaget er hæftet til den overflade af batteriet, som vender mod det elektriske sende- og modtagekredsløb, opnås den fordel, at antennens udstråling rettes væk fra en brugers hoved, fordi det trykte kredsløbs overflade er større end batteriet og metallaget.

5

En særlig hensigtsmæssig måde at tilslutte antennen til kommunikationsenhedens sende- og modtagekredsløb på er, som angivet i krav 7, at metallaget på en del af sin overflade er forsynet med lederstykker, der er beliggende vinkelret på metallagets overflade.

10

Det er hensigtsmæssigt, som angivet i krav 8, at lederstykkerne er forbundet til det trykte kredsløbs stelplan, medens lederbanen er forbundet til sende-modtagekredsløbet.

15 Med henblik på at tilvejebringe optimal antenneeffektivitet er det fordelagtigt, hvis, som angivet i krav 9, de komponenter, der er placeret på det trykte kredsløb, der er flerlaget, er placeret så nær lederstykket som muligt, samt at det trykte kredsløbs overflade direkte under metallaget indeholder så meget stel som muligt.

20

Opfindelsen skal herefter nærmere forklares under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser opbygningen af en kommunikationsenhed med antenne 25 ifølge opfindelsen i forstørret målestok, fig. 2 viser kommunikationsenheden i fig. 1 set fra siden, medens fig. 3 viser kommunikationsenheden i fig. 1 set fra toppen, men 30 uden batteri.

DK 176361 B1 4 På figurerne er med 1 betegnet et batteri til en kommunikationsenhed, der kan være et hovedsæt eller et høreapparat. 3 betegner et metallag, medens 4 betegner et trykt kredsløb, der indeholder et sende- og modtagekredsløb.

5

Med 6 er betegnet en stikforbindelse til kommunikationsenheden, medens 7 betegner trykknapper til brug ved funktionsaktivering af kommunikationsenheden.

10 Stikforbindelsen kan f.eks. anvendes ved tilslutning af kommunikationsenheden til en baseenhed, der indeholder en oplader, f.eks. som beskrevet i WO 2005/032109 A1.

Yderligere er med 8 betegnet et hus til en ikke-vist mikrofon. Kommunika-15 tionsenheden har desuden en ikke-vist højttaler.

Alle delene er i øvrigt indbygget i et ikke-vist hus, der har en ørekrog.

Batteriet er ved hjælp af en dobbeltklæbende tape 2 påklæbet et metallag 20 3, som ved hjælp af vinkelret på metallaget udformede lederstykker 5, 5a er elektrisk forbundet til det trykte kredsløb, idet lederstykkerne 5 er forbundet til det trykte kredsløbs stelplan, medens lederstykket 5a er tilsluttet sende-og modtagekredsløbet, således at RF-signaler kan overføres til og fra sende-modtagekredsløbet gennem lederstykket 5a.

25

Det er også muligt, hvis praktiske forhold taler herfor, at gøre dette omvendt.

Metallaget kan alternativt fastgøres til batteriet ved hjælp af et passende 30 antal afstandsstykker, f.eks. fire, i form af elektrisk isolerede rørstykker med huller, hvorigennem elektrisk isolerede skruer og møtrikker gennem forud- DK 176361 B1 5 borede huller i metallaget og batteriet kan anvendes til sammenspænding af batteriet til metallaget, således at batteriet og metallaget ligger i en afstand fra hinanden, der svarer til afstandsstykkernes længde.

5 De på det trykte kredsløb, der er flerlaget, placerede komponenter er i videst muligt omfang placeret nær [ederstykket 5a, og enten på undersiden af det trykte kredsløb eller mellem lagene, hvorimod så få komponenter som muligt er placeret på det trykte kredsløbs overflade.

10 Ligeledes er det trykte kredsløbs baner så vidt muligt placeret mellem lagene, således at gennemboringer i det trykte kredsløb undgås, hvilket har en uheldig indvirkning på antennens effektivitet.

Endelig er det trykte kredsløbs overflade umiddelbart under metallaget 15 holdt så ubrudt af baner og huller som muligt.

På denne måde bliver der tilvejebragt en såkaldt "patcIY'-antenne, der udgøres af metallaget 3, der er kapacitivt tilkoblet til kommunikationsenhedens batteri 1 og det trykte kredsløb 4, hvor det trykte kredsløb udgør et 20 stelplan for antennen.

Antennen har en retningskarakteristik, der stråler ud fra batteriets overflade, hvilket betyder, at stråling mod en brugers hoved minimeres, da kommunikationsenheden skal placeres på en brugers hoved, således at det trykte 25 kredsløb ligger nogenlunde parallelt med brugerens øre.

Endelig skal det bemærkes, at hvis batteriets ydre overflade ikke er af metal, kan der på dets overflader hæftes et metallag eller nogle metalstrimler.

Claims (9)

1. Kommunikationsenhed omfattende en mikrofon, en højttaler, et elektrisk sende- og modtagekredsløb på et trykt kredsløb samt et batteri 5 (1) og en antenne, og hvor antennen udgøres af batteriet (1) og et metallag (3), der er kapacitivt forbundet til hinanden, samt at metallaget er elektrisk forbundet til sende- og modtagekredsløbet, kendetegnet ved, at det trykte kredsløbs steldele udgør antennens stelplan. 10

2. Kommunikationsenhed ifølge krav 1,kendetegnet ved, at den udgøres af et hovedsæt.

3. Kommunikationsenhed ifølge krav 1,kendetegnet ved, at den 15 udgøres af et høreapparat.

4. Kommunikationsenhed ifølge krav 1 -3, kendetegnet ved, at metallaget (3) er hæftet til batteriets overflade ved hjælp af en dobbeltklæbende tape (2). 20

5. Kommunikationsenhed ifølge krav 1 -3, kendetegnet ved, at metallaget (3) er fastgjort til batteriets overflade ved hjælp af et antal elektrisk isolerede afstandsstykker i form af rørstykker, gennem hvilke fastgørelsesmidler, såsom skruer af isoleret materiale, er gen- 25 nemført, således at metallaget er fastgjort i afstand fra batteriets overflade, idet skruerne spændes ved hjælp af elektrisk isolerede møtrikker.

6. Kommunikationsenhed ifølge krav 1 -5, kendetegnet ved, at 30 metallaget (3) er hæftet eller fastgjort til den overflade af batteriet, som vender mod det elektriske sende- og modtagekredsløb. DK 176361 Bl 7

6 DK 176361 B1

7. Kommunikationsenhed ifølge krav 1 -6, kendetegnet ved, at metallaget (3) på en del af sin overflade er forsynet med lederstykker (5, 5a), der er beliggende vinkelret på metallagets overflade.

8. Kommunikationsenhed ifølge krav 7, kendetegnet ved, at lederstykkerne (5) er forbundet til det trykte kredsløbs stelplan, medens lederbanen (5a) er forbundet til sende-modtagekredsløbet.

9. Kommunikationsenhed ifølge krav 7 -8, kendetegnet ved, at 10 de komponenter, der er placeret på det trykte kredsløb, der er flerla get, er placeret så nær lederstykket (5a) som muligt, samt at det trykte kredsløbs overflade direkte under metallaget indeholder så meget stel som muligt.