专利名称：移动通信装置和相关的构建方法
背景技术：
本发明总的涉及移动通信装置领域，更具体地，涉及封装和外壳设计，把对于RF的机械设计考虑与声学功能相组合，以减小设备的总的物理尺寸和增强声学性能。
诸如，例如移动通信装置、蜂窝电话等等那样的便携式电子设备使用的不断增长推动这样的设备的设计变得越来越小和越来越方便。消费者变得习惯于这样的电子设备(具体地，蜂窝电话)的方便性和便携性，以及要求这样的蜂窝电话变得甚至更方便和更小型化。蜂窝电话设计的不断的推动力使得它们尽可能小。导致蜂窝电话外壳尺寸的减小的一个方法是减小给设备供电的电池的尺寸。然而，仅仅基于电池尺寸减小的设备尺寸的减小不足以满足希望提供非常小的或比起当前可提供的更小的设备的要求。
对于移动通信装置在“免提”模式下运行，也就是，不用握住设备放到用户的耳边就能运行，也有增长的要求。对于“免提”运行增长的要求大部分是由于安全的考虑，特别是例如希望在驾驶汽车的时候能够进行对话。许多管辖权限正在试图调整和控制在驾驶汽车的同时移动通信装置的使用，因此需要提供这样的“免提”运行。对于移动通信装置的“免提”运行的迫切需要，要求在不用把接收机放在用户耳边的条件下增强声学性能和特性，改进收听的接收音频的声音质量。
传统的和大家已知的和使用的移动通信装置通常包括内部天线和扬声器部件。必须考虑天线和扬声器的机械设计和运行考虑，以确保它们每个正确的运行得到想要的结果。内部天线包括RF辐射源，它通常放置在或位于与被安装在设备的底盘的接地板隔开的位置。RF辐射源电连接到移动通信装置的工作的电子电路，以及在RF辐射源与接地板区域之间的空间的间隔确定天线腔体体积的机械轮廓。
扬声器部件与RF辐射源分隔开，并远离RF辐射源，以避免与辐射源干涉。当前的要求是扬声器部件提供足够高的排气量和空气压力，以产生足够响的可听见的声音，以实现“免提”运行。典型地，扬声器被安装在某种类型的确定腔体的密闭空间，该腔体起到声音谐振器的作用，以增强低音产生。腔体的物理尺寸或体积影响声音质量，较大的体积通常导致较好的声音质量。满足这些要求的传统的扬声器部件的缺点是它们的大的物理尺寸。已经开发了其物理尺寸小于传统的扬声器以及具有相当的性能的、改进的扬声器部件。然而，这些新型扬声器需要“受控制的”后腔，才能正确地运行。提供后腔以允许使用这些改进的扬声器部件，要求移动通信装置在尺寸上变得更大，而不是更小。结果，内部天线和扬声器部件提出分开的机械结构要求，这增加了移动通信装置的总的物理尺寸。
所以，需要找出另外的构建方法和设计，它提供想要的总的物理尺寸减小以及还提供具有想要的体积的腔体，以增强声音特性和移动通信装置的扬声器部件的性能。
因此，希望天线和扬声器至少共享为天线提供RF功能所需要的体积的一部分，而扬声器提供移动通信装置的声学功能，以进一步减小移动通信装置的尺寸。
所以，本发明的总的目的是提供减小移动通信装置的尺寸的机械设计。
本发明的再一个目的是提供组合移动通信装置的RF功能与声学功能的设计方法。
本发明的另一个目的是通过共享天线与扬声器的共同的物理体积而提供减小尺寸的移动通信装置，该共同的物理体积分别适应天线和以上电子机械设计要求。
本发明的又一个目的是提供减小尺寸的移动通信装置，其中天线体积腔体为扬声器部件提供所需要的后腔。
发明概要按照本发明的第一方面，具有RF发射机和接收机、RF天线和扬声器部件类型的移动通信装置包括用于承载包括工作的通信装置的子组件的外壳。外壳本身通常是成形的盒子，具有外部表面和内部表面。内部表面形成和确定在外壳内的内腔，用于承载扬声器部件和RF天线。
优选地，RF天线是平面天线。
优选地，内腔是声音空腔。
优选地，平面天线确定用于提供RF功能的内部天线。
按照本发明的再一个方面，移动通信装置具有天线功能和扬声器功能，以及包括用于承载工作的通信装置的子组件的外壳。外壳具有预定体积的内腔，用于提供天线功能和扬声器功能。
优选地，内腔具有一个盖子，以及平面天线放置在盖子表面上。
优选地，平面天线放置在盖子的外表面上。
优选地，平面天线放置在盖子的内表面上。
优选地，内腔是声音谐振器。
优选地，内腔具有至少一个声音泄漏孔，用于发出由扬声器功能产生的声音。
本发明的另一个方面，减小尺寸的移动通信装置包括用于确定工作的通信装置的子组件的外壳。扬声器装置被提供来产生可听见的信号，以及天线装置被提供来发送和接收RF信号。在外壳内的腔体装置承载扬声器装置和天线装置。另外，腔体装置确定公共的共享的空腔，用作为声音谐振器腔体和天线-接地板分隔腔体。
优选地，天线是平面天线。
优选地，扬声器是音频换能器。
本发明的再一方面涉及构建具有组合的天线与扬声器部件功能的移动通信装置的方法。用于构建的方法包括以下步骤提供天线支撑结构，它具有通常与从其延伸的周围的壁成横向的外部壁面；使得周围的壁终结在与接地板表面的交界面，由此确定在外部壁、周围壁和接地板之间的第一内部腔体体积；把扬声器部件安装和放置在接地板与通信装置的壁面之间，处在一般由天线支撑结构第一壁与周围壁的轮廓面区域在通信装置壁面上的投影确定的区域中；以及提供用于在第一内部腔体体积与扬声器部件之间通信的装置，确定控制体积的后腔，以提供较大体积的声音谐振器腔体，用于由扬声器部件移动的空气，以增强扬声器部件的声学性能，而不用增加移动通信装置的尺寸。
优选地，该方法还包括提供基本上气压密封的第一内部腔体体积的步骤。
优选地，该方法还包括提供用于承载确定工作的通信装置的电子元件的印刷电路板以及把印刷电路板放置在第一内部腔体体积内的步骤。
优选地，用于构建的方法还包括以下步骤把印刷电路板以间隔的关系放置在第一壁与接地板之间；密封由印刷电路板的外围边缘和天线支撑结构的周围壁的内表面的相应的交界面确定的接缝；以及在印刷电路板上提供用于由其中的印刷电路板在第一内部腔体体积中创建的第一和第二空腔部分之间通信的装置，因此由扬声器部件移动的空气与在第一内部腔体体积内确定的控制体积的后腔连通。
优选地，用于构建的方法还包括在第一壁外部表面上提供平面天线的步骤。
附图简述从以下的详细说明以及形成其一部分的附图，将容易明白本发明的其他目的、特性和优点，其中
图1是显示具有分开的天线空腔和分开的扬声器腔体的现有技术结构的、移动通信装置的一部分的示意图；图2是显示体现本发明的、组合的天线-扬声器腔体的、移动通信装置的一部分的示意图；图3是带有在适当的地方的盖子和在盖子的外部表面上承载平面天线的、图2的天线-扬声器腔体的示意图；图4是沿着图3的线4-4的局部切割截面图；以及图5是显示本发明的组合的天线-扬声器腔体的减小尺寸的移动通信装置的打开的A-盖子的示意图。
优选实施例详细描述现在转到附图和更详细地考虑本发明，图上显示具有分开的天线空腔和分开的扬声器腔体的现有技术结构的、移动通信装置的一部分的示意图，总的表示为10。移动通信装置10包括天线部分，总的表示为12，和扬声器部分，总的表示为14。天线部分12包括平面天线16，承载在基片表面18上，以给平面天线提供刚度，该平面天线可以以移动通信装置的技术人员熟知的方式被印刷或沉积在其上。天线以正常的方式被连接到确定移动通信装置的工作的电子电路。
天线16或承载天线的基片相对于基片表面22(诸如印刷电路板，总的表示为24)以大致固定的和间隔的关系被放置或被安装。印刷电路板对于本领域技术人员是熟知的，它可以取许多不同的形式和形状，适应于移动通信装置的封装。接地面或接地板26以与平面天线16间隔开的关系承载在表面22的至少一个部分。接地板也可以是金属化漆或是用于实现预定的功能的其他导电材料，以及这些材料对于RF传输技术的技术人员是熟知的。平面天线16是在移动通信装置10的内部，并被机械地构建，这样，具有起到RF辐射源的作用的导电部分。
为了正确地运行，天线16的RF辐射源被机械地放置或构建成靠近辐射源没有导电材料或介质材料。在图1所示的现有技术设计中，接地板26阻止导电材料(如电路或电子元件)的偶然的或意外的处在天线16的RF辐射源附近或在它的下面。因此，为了确保天线16的RF功能，在天线16与接地板26之间创建一个确定天线体积腔体(总的表示为30)的空腔或开放空间。天线腔体30的形状通常符合在天线16中使用的RF辐射源材料的形状。天线腔体30的尺寸或体积也很大地大于天线16的尺寸。在说明性例子中，投影在表面22上的面积相应于天线的长度LA和宽度WA。天线腔体的体积由高度HA乘以面积来确定。
移动通信装置10的扬声器部分14包括扬声器部件，总的表示为40，它被放置在扬声器腔体50中。扬声器腔体50的尺寸或体积被确定和被选择成提供扬声器的想要的声学特性。在说明性例子中，扬声器腔体50长LS，宽WS和高HS，以及这些参数被选择成满足由机械物理设计施加的尺寸限制。虽然扬声器腔体50被表示为单个腔体，但可以提供围绕扬声器的多个腔体，这样，分开的腔体的总体积提供想要的总腔体体积，达到想要的声学特性。较大的腔体体积增强低音产生和起到增强音频频谱的低频的声音谐振器的作用。扬声器50的尺寸和形状并不是关键的，只要腔体的体积足够，使得空气可以在腔体内自由地移动，使得扬声器40正确地运行。扬声器40可以是任何熟知的音频换能器或传统的结构，但优选地，扬声器是需要模制体积的后腔类型的，以提供本发明的想要的结果。
如图1的现有技术结构所示，扬声器腔体50是与天线腔体分开的空腔，以及扬声器40与天线腔体30成为间隔开的关系，以避免与天线16互相干涉。现有技术结构中对于扬声器和天线所需要的体积或空间是扬声器腔体50的体积与天线腔体30的体积的总和，以及总的长度是LS+LA。
现在转向图2，图上显示体现本发明的组合的天线-扬声器腔体(总的表示为60)的移动通信装置的一部分的示意图。如图2所示，平面天线70和扬声器80共享公共腔体或空腔90，空腔90的部分92位于空腔90在天线70下面的区域。本发明的结构把分开的天线与扬声器空腔(正如以上结合现有技术讨论的)组合成满足移动通信装置的声学要求和RF要求的单个机械组合。空腔90的体积由宽度WC×高度HC×长度LC给出，其中LC小于LS+LA。通过利用在平面天线70下面的体积92，增强扬声器80的声学特性，提供增加的物理体积，达到想要的声学结果。
典型的天线RF辐射源是在绝缘基片上非常薄的薄膜型平板，所以在天线下面的天线腔体体积可被包括在扬声器腔体的体积内，由于增加可供扬声器功能使用的体积，这改进了扬声器的低音性能。因为由于为避免与RF辐射源干涉对于天线的RF要求，天线本身的腔体体积不能减小，所以天线腔体体积不能作为实现设备尺寸减小的可能的源被减小。然而，正如上面讨论的，天线腔体体积可以是扬声器腔体体积的一部分，因此扬声器与天线的总的组合体积小于现有技术结构中所需要的天线和扬声器的两个分开的体积。
现在转到图3，图上显示带有在适当的地方的盖子的、图2的天线-扬声器腔体的示意图，总的以100表示。平面天线102(诸如以上描述的)被承载在盖子(总的表示为106)的外部表面104上。盖子106使得其中放置扬声器部件的空腔闭合。盖子106的材料被选择成它不与天线102的RF辐射源性能相干涉。该材料可以是A-盖子的材料，模制塑料和本领域技术人员熟知的其他材料。盖子108的表面104起到基片的作用，在其上印刷或镀敷RF辐射源。由扬声器产生的声音通过延伸穿过天线-扬声器腔体的壁部分112的声音泄漏孔110发出。
转到图4，图上显示沿着图3的线4-4的局部切割截面图，以及显示扬声器部件80组合的天线-扬声器腔体94、盖子106和平面天线。
本领域技术人员将会看到，以上的示意图仅仅为了说明起见用来解释本发明的特性和优点而提供的。将会看到，形成天线-扬声器腔体的机械结构单元可以与移动通信装置的外壳的内部结合在一起，以及作为塑料注塑过程的一部分或采用现在已知的或将来开发的其他制造过程技术。从以上的揭示内容得出的重要的概念是减小移动通信装置的总的体积的、其他分开的扬声器腔体与天线腔体的组合。由组合天线腔体体积而造成的、加到扬声器腔体的附加体积增加了扬声器腔体体积，增强了扬声器的低音产生。
本发明的构建方法包括在移动通信装置的外壳的内部区域内提供天线-扬声器腔体或空腔以及把扬声器部件放置在天线-扬声器腔体内，使得扬声器不与在包围天线-扬声器腔体内的天线的盖子基片上承载的平面天线的RF辐射源相干涉。在该腔体壁上提供声音泄漏孔，以发出由扬声器部件产生的声音。
现在转到图5，图上显示体现本发明的组合天线-扬声器腔体的替换实施例的、减小尺寸的移动通信装置的打开的A-盖子的局部剖切的部分，总的表示为200。A-盖子，总的表示为202，包括向上开放的壁部分204，它一般位于从主盖壁208延伸的周围边缘区域206，以确定用于承载子组件的外壳结构210(总的表示为212)，这组成工作的通信装置。在图5的说明性实施例中的接地板220藉助于支撑块或凸起物(总的表示为216)以相对于底壁208的内壁面214间隔开的关系被承载，支撑块216与面214模制在一起或从该面214延伸，以及该间隔确定在它们之间的腔体体积，总的表示为218。印刷电路板，总的表示为230，以相对于接地板220间隔开的关系被固定，该电路板230承载各种电子元件和印刷电路路径，用于供电和信号分布以及移动通信装置领域技术人员熟知的其他使用和功能。
支撑结构(总的表示为240)在它的表面244上承载平面天线242。支撑结构240包括向下延伸并终结在接地板220的壁252，以形成在结构240的内壁部分248与被夹在结构240的上壁部分250与接地板220之间的印刷电路板230之间的腔体体积(总的表示为246)。扬声器(总的表示为232)被安装成使得喇叭或声音发射部分面向底部208的表面214。由扬声器产生的声音或音频以任何熟知的方式被传送到通过孔径或通过底面的开孔。在上壁部分250与印刷电路板230之间、在天线支撑结构240内形成腔体246的体积，与在印刷电路板230与接地板220之间形成的腔体222的体积提供用于扬声器232的模制体积的后腔。开孔或延伸通过印刷电路板230的孔径260和延伸通过接地板220的孔径262提供扬声器232与腔体246和腔体222之间的连通，达到必要的声学体积，以确保扬声器232提供足够的声音体积用于扬声器部件的正确的运行。应当指出，腔体246和腔体222是通过在周围边缘端与天线支撑结构240之间与接地板220的相应的配合面区域接合或接触而形成气密的腔体。同样地，印刷电路板230的边缘236可以与天线支撑结构240的内壁面238相接触。沿着天线支撑壁252、电路板230与接地板220的交界面也可以使用适当的密封胶，以产生气密的模制体积的后腔。显然，可以采用其他结构来提供腔体体积和所选择的相应的尺度，以产生想要的模制体积的后腔。因此，可以看到，使用平面天线242支撑结构和接地板220内的空间来建立声音谐振器，允许使用新开发的扬声器部件，在不增加移动通信装置的尺寸的条件下为免提功能提供足够的音量。
以上在几个优选实施例中描述了移动通信装置和用于减小设备的物理体积的相关的构建方法。可以在不背离本发明的精神和范围的条件下对以上实施例作出许多改变和修正。例如，天线-扬声器腔体的盖子可以通过移动通信装置的外壳的另一个部分的互补配合面来提供。因此，本发明是作为例子而不是限制被揭示的。
权利要求
1.具有RF发射机和接收机、RF天线和扬声器部件类型的移动通信装置，包括外壳，用于承载确定工作的通信装置的子组件，所述外壳还包括具有外部表面和内部表面的成形盒子；所述内部表面形成和确定在所述外壳内的内腔，用于承载扬声器部件和RF天线。
2.如权利要求1中确定的移动通信装置，其中所述RF天线还包括平面天线。
3.如权利要求1中确定的移动通信装置，其中所述内腔还包括声音空腔。
4.如权利要求2中确定的移动通信装置，其中所述平面天线确定用于提供RF功能的内部天线。
5.具有天线功能和扬声器功能的移动通信装置，包括外壳，用于承载包括工作的通信装置的子组件；以及在所述外壳内具有预定体积的内腔，用于在所述内腔提供天线功能和扬声器功能。
6.如权利要求5中确定的移动通信装置，其中所述天线功能还包括所述内腔具有一个盖子，以及平面天线承载在所述盖子的表面上。
7.如权利要求6中确定的移动通信装置，还包括所述平面天线承载在所述盖子的外表面上。
8.如权利要求6中确定的移动通信装置，还包括所述平面天线承载在所述盖子的内表面上。
9.如权利要求6中确定的移动通信装置，其中所述内腔是声音谐振器。
10.如权利要求9中确定的移动通信装置，还包括所述内腔具有至少一个声音泄漏孔，用于发出由所述扬声器功能产生的声音。
11.减小尺寸的移动通信装置，包括外壳，用于承载确定工作的通信装置的子组件。扬声器装置，用于产生可听见的信号；天线装置，用于发送RF信号；在所述外壳内的空腔装置，用于承载所述扬声器装置和所述天线装置，所述空腔装置还确定公共的共享的腔体，包括声音谐振器腔体和天线-接地板分隔腔体。
12.如权利要求11中确定的减小尺寸的移动通信装置，其中所述天线装置还包括平面天线。
13.如权利要求11中确定的减小尺寸的移动通信装置，其中所述扬声器装置还包括音频换能器。
14.构建具有组合的天线与扬声器部件功能的移动通信装置的方法，包括以下步骤提供天线支撑结构，它具有通常与从其延伸的周围壁成横向的第一壁外部表面，所述周围壁还具有终结在与接地板表面交界的末端部分；所述第一壁、周围壁和接地板确定在它们之间的第一内部腔体体积；把扬声器部件安装和放置在接地板与通信装置的壁面之间，处在总的由所述天线支撑结构第一壁与周围的壁的轮廓面区域在所述通信装置壁面上的投影确定的区域中；以及提供用于在所述第一内部腔体体积与所述扬声器部件之间通信的装置，以确定控制体积的后腔，从而提供较大体积的声音谐振器腔体，用于由所述扬声器部件移动的空气，以增强扬声器部件的声学性能，而不用增加移动通信装置的尺寸。
15.如权利要求14中确定的移动通信装置的构建方法，还包括提供基本上气压密封的第一内部腔体体积的步骤。
16.如权利要求15中确定的移动通信装置的构建方法，还包括提供用于承载确定工作的通信装置的电子元件的印刷电路板以及把印刷电路板放置在所述第一内部腔体体积内的步骤。
17.如权利要求16中确定的移动通信装置的构建方法，其中提供所述印刷电路板的步骤还包括以下步骤把所述印刷电路板以间隔的关系放置在所述第一壁与所述接地板之间；密封由印刷电路板的外围边缘和所述天线支撑结构的所述周围壁的内表面的相应的交界面确定的接缝；以及在所述印刷电路板上提供用于由位于其中的所述印刷电路板在所述第一内部腔体体积中形成的第一和第二空腔部分之间通信的装置，因此由所述扬声器部件移动的空气与在所述第一内部腔体体积内确定的控制体积的后腔连通。
18.如权利要求14中确定的移动通信装置的构建方法，还包括在所述第一壁外部表面上提供平面天线的步骤。
全文摘要
对移动通信装置中的天线(70)和扬声器(80)功能的机械设计考虑是在结构上进行组合，以减小设备的物理尺寸。天线和扬声器被承载在公共腔体(90)中，该公共腔体在保持天线功能设计考虑的同时增 强扬声器的低音产生。
文档编号H01Q1/44GK1679304SQ03805892
公开日2005年10月5日 申请日期2003年3月4日 优先权日2002年3月13日
发明者T·凯库兰塔, S·萨尔米宁, H·哈尔科萨里, J·哈昆蒂 申请人:诺基亚有限公司