JP2006270494A - Antenna and television receiver - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、地上デジタル放送などのUHF帯テレビ放送を受信する薄型テレビ受信機などの受信機の室内アンテナとして用いられるアンテナ、および、アンテナが装着されたテレビ受信機に関する。 The present invention relates to an antenna used as an indoor antenna of a receiver such as a flat-screen television receiver that receives UHF band television broadcasting such as terrestrial digital broadcasting, and a television receiver equipped with the antenna.
UHF帯のテレビ放送を受信するテレビ受信機用の室内アンテナで、小型のものは、従来、単純なループアンテナが、ほとんどである。 Conventionally, most of the indoor antennas for television receivers for receiving UHF band television broadcasts are simple loop antennas.
しかし、ループアンテナは、構造的に狭帯域になり、広帯域に渡って十分なアンテナゲインや低い電圧定在波比(VSWR)を得ることが難しい。たとえ実現できたとしても、アンテナ部分が受信機から外側に張り出すなどの構造となって、デザイン性を損ねる。 However, the loop antenna is structurally narrow, and it is difficult to obtain a sufficient antenna gain and a low voltage standing wave ratio (VSWR) over a wide band. Even if it can be realized, the antenna part becomes a structure that protrudes outward from the receiver, which impairs the design.
広帯域に渡って十分なアンテナゲインを得るために、いわゆる八木構造のような立体的な構造にすることも考えられるが、そうすると、液晶ディスプレイなどのフラットディスプレイパネルを用いた薄型テレビ受信機とのバランスが悪くなり、室内アンテナとして適さない。 In order to obtain a sufficient antenna gain over a wide band, a three-dimensional structure such as a so-called Yagi structure may be considered, but in this case, a balance with a thin television receiver using a flat display panel such as a liquid crystal display is possible. Is not suitable for indoor antennas.
広帯域のアンテナとしては、ほかに、コニカル・アンテナがある。例えば、特許文献1(特開2004−201261号公報)には、誘電体の一端面に錐状の窪みを形成し、この窪みの表面に放射電極を設け、誘電体の一端面と対向する他端面に近接させ、ほぼ平行させてグランド導体を設け、放射電極の頂点部とグランド導体の部位との間に給電するモノコニカル・アンテナが示されている。 Another example of a broadband antenna is a conical antenna. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-201261), a conical depression is formed on one end face of a dielectric, a radiation electrode is provided on the surface of the depression, and the other end faces the one end face of the dielectric. A monoconical antenna is shown in which a ground conductor is provided close to and substantially parallel to the end face, and power is fed between the apex portion of the radiation electrode and the ground conductor portion.
また、特許文献2(特開平11−31918号公報)には、アンテナとしての電磁波放射機能と高周波発振機能とを一体化させたマイクロ波ミリ波放射型発振装置として、一対の扇状導体パッチを、それぞれの中心部が近接し、それぞれの円弧部が対向するように配置し、その一対の扇状導体パッチに電界効果型の高周波トランジスタを接続し、一対の扇状導体パッチと平行に導体平面を配置したものが示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-31918) discloses a pair of fan-shaped conductor patches as a microwave millimeter-wave radiation type oscillation device in which an electromagnetic wave radiation function and a high-frequency oscillation function as an antenna are integrated. Arranged so that the respective central portions are close to each other and the respective arc portions face each other, a field effect type high-frequency transistor is connected to the pair of fan-shaped conductor patches, and a conductor plane is disposed in parallel with the pair of fan-shaped conductor patches. Things are shown.
上に挙げた先行技術文献は、以下の通りである。
しかしながら、特許文献1に示されるようなコニカル・アンテナ(モノコニカル・アンテナ)は、立体的な構造であるため、薄型テレビ受信機とのバランスが悪く、室内アンテナとして適さない。
However, a conical antenna (monoconical antenna) as shown in
そこで、この発明は、広帯域で、しかも薄型かつ小型にでき、薄型テレビ受信機などの受信機の室内アンテナとして好適となるようにしたものである。 Therefore, the present invention can be made wide and thin and small, and is suitable as an indoor antenna of a receiver such as a thin television receiver.
この発明のアンテナは、
受信機筐体内に配置された、または受信機筐体を構成するグランド板からなる第1の放射板と、
頂点部が前記第1の放射板の一側縁と対向して配置された平面コニカル形状の第2の放射板とを備え、
前記第2の放射板の前記頂点部、およびこれと対向する前記第1の放射板の前記一側縁上の部位が、給電点とされたものである。
The antenna of this invention is
A first radiation plate that is arranged in the receiver housing or is a ground plate that constitutes the receiver housing;
A planar conical second radiating plate disposed at an apex portion facing one side edge of the first radiating plate;
The apex portion of the second radiation plate and the portion on the one side edge of the first radiation plate facing the second radiation plate are feed points.
上記の構成の、この発明のアンテナは、アンテナ放射器の一部としての第1の放射板として、受信機筐体内に配置される、または受信機筐体を構成するグランド板を利用し、アンテナ放射器の残部としての第2の放射板として、平面コニカル形状のものを用いるので、アンテナ全体を薄型にすることができるとともに、受信機筐体の外部に存在するのは平面コニカル形状の第2の放射板だけであるので(ただし、第2の放射板も、受信機筐体内に配置することができる)、見かけのアンテナ部分を小型にすることができ、液晶テレビ受信機などの薄型テレビ受信機とマッチし、容易にテレビ受信機と一緒に持ち運ぶことができる。 The antenna of the present invention having the above-described configuration uses a ground plate disposed in or constituting the receiver casing as the first radiating plate as a part of the antenna radiator. Since a planar conical shape is used as the second radiation plate as the remainder of the radiator, the entire antenna can be made thin, and the second conical shape outside the receiver casing is present. (However, the second radiation plate can also be arranged in the receiver housing.) The apparent antenna portion can be reduced in size, and a flat-screen television receiver such as a liquid crystal television receiver can be used. Matches the machine and can be easily carried with a television receiver.
また、第2の放射板を平面コニカル形状とするので、広帯域に渡って十分なアンテナゲインを得ることができるとともに、第1の放射板としてグランド板を利用することと相俟って、アンテナの製造が容易となり、コストも低減させることができる。 In addition, since the second radiation plate has a planar conical shape, sufficient antenna gain can be obtained over a wide band, and in combination with the use of a ground plate as the first radiation plate, Manufacturing is facilitated and costs can be reduced.
以上のように、この発明によれば、広帯域で、しかも薄型かつ小型にでき、薄型テレビ受信機などの受信機の室内アンテナとして好適となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to make a broadband, thin and small size, and it is suitable as an indoor antenna of a receiver such as a thin television receiver.
図1および図2は、この発明のアンテナを備えるテレビ受信機の一例を示し、図1は正面から見た図、図2は背面筐体を取り外して背面から見た図である。 1 and 2 show an example of a television receiver provided with the antenna of the present invention. FIG. 1 is a diagram seen from the front, and FIG. 2 is a diagram seen from the back with the rear housing removed.
この例のテレビ受信機は、全体として、受信機筐体11内に液晶ディスプレイ15が、受信機筐体11の前面枠体12の窓から正面に臨むように収納され、図1および図2では省略したが、液晶ディスプレイ15の背後に、プリント基板およびこれに実装された回路素子からなる回路装置が配置され、受信機筐体11の内外に以下のようなアンテナが装着され、受信機筐体にスタンド19が取り付けられたものである。
In the television receiver of this example, the
この例のアンテナは、大きさの異なる2つの放射板(放射器)21および31によって構成される。大きい方の放射板21としては、受信機筐体11内において上記の回路装置の背後に配置されるシールド板を兼ねたグランド板が用いられる。
The antenna of this example is constituted by two radiation plates (radiators) 21 and 31 having different sizes. As the
小さい方の放射板31は、数mm厚の銅箔シートなどの導体薄板によって、後述するような平面コニカル形状に形成され、例えば、絶縁板からなる保持板39の裏面に固定されることによって、受信機筐体11の外部、例えば受信機筐体11の上側面上に、放射板21とほぼ同一面を形成するように配置される。
The
あるいは、プリント基板を用いる場合には、放射板31および保持板39を兼ねることができ、かつ目的のアンテナを安価に実現することができる。また、別の形態として、放射板31および保持板39、またはそれらを兼ねたプリント基板を、受信機筐体11の上部を膨出させることにより、受信機筐体11と一体化することによって、受信機全体をデザイン的に、よりスッキリさせることができる。
Alternatively, when a printed circuit board is used, the
図2に示すように、放射板31の頂点部と、放射板21の上側縁22とは、後述のような間隙で対向するようにされ、その放射板31の頂点部、およびこれと対向する放射板21の上側縁22上の部位が、給電点とされる。
As shown in FIG. 2, the apex of the
例えば、同軸線路41が、アンテナ給電線路として用いられるとともに、接続用の銅箔45の一端が、放射板21の上側縁22上の給電点とされる部位に半田付けされ、同軸線路41の一端部における内導体(芯線)42が、放射板31の頂点部に半田46によって接続され、同軸線路41の一端部における外導体(外皮)43が、銅箔45の他端に半田47によって接続され、同軸線路41の図2では省略した他端部が、図2では省略した受信機チューナ部に接続される。
For example, the
このような給電構造および支持構造とすることによって、放射板31が貼り付けられた保持板39、またはプリント基板を、受信機筐体11の上側面上に支持し、または受信機筐体11内に配置することができる。
By adopting such a power feeding structure and a support structure, the holding plate 39 or the printed circuit board to which the
図3に示すように、受信機の左右方向をX軸方向、上下方向をY軸方向、前後方向(放射板21および31の面に垂直な方向)をZ軸方向とすると、放射板21および31からなるアンテナの指向性特性は、図4および図5に示すようになる。ただし、これらの特性図のセンターは、図3に示した給電点24,34である。
As shown in FIG. 3, when the horizontal direction of the receiver is the X-axis direction, the vertical direction is the Y-axis direction, and the front-rear direction (the direction perpendicular to the plane of the
図4および図5から明らかなように、上記のアンテナは、水平方向に対してほぼ無指向である。そのため、放射板31および受信機筐体11の取り付け方向を気にすることなく、薄型テレビ受信機を所望の壁面に掛けるなど、任意の場所に自由に配置することができる。
As is clear from FIGS. 4 and 5, the antenna is almost omnidirectional with respect to the horizontal direction. Therefore, it is possible to freely arrange the thin television receiver on any desired wall without worrying about the mounting direction of the
図6に、放射板21および31の形状、大きさ、および配置の例を示す。グランド板を兼ねる放射板21の形状は、正方形や長方形などでよいが、UHF帯のテレビ放送を受信するアンテナの場合、放射板21の大きさ(面積)としては、放射板21を正方形とする場合、200mm×200mm前後の大きさ(面積)が必要である。
FIG. 6 shows an example of the shape, size, and arrangement of the
放射板31は、上述したように平面コニカル形状とする。平面コニカル形状とは、平面状(平板状)で、かつ、2つの斜辺が180度より小さい内角で交差することによって、頂点部が形成された形状である。
The
図6の例は、放射板31を、二等辺三角形の部分32に対して、その底辺32c側に半円形の部分33を一体化した、ほぼ扇形とした場合である。すなわち、この例の放射板31は、頂点部34を形成する2つの斜辺32aおよび32bと、外側(上側)に凸の曲辺33cとによって、外形が形成される点では、扇形であるが、一般に扇形と言われるものが、円形の一部で、内角が180度より小さい形状とすれば、この例の放射板31は、扇形の場合より曲辺33cが、より外側(上側)に膨出した形状である。
The example of FIG. 6 is a case where the
このように放射板31を外側に凸の曲辺33cを有する形状とすることによって、広帯域に渡って十分なアンテナゲインおよび低い電圧定在波比(VSWR)を得ることができ、帯域のリップルを抑えることができる。
Thus, by making the
後述のように、放射板31の斜辺32aおよび32bの傾斜角(放射板21の上側縁22に対する角度)θ、および放射板31の頂点部34と放射板21の上側縁22との間隙(距離)dは、アンテナとしての特性に影響する。
As will be described later, the inclination angle (angle relative to the
なお、図6中で、αは、α=180度−2θで表される、斜辺32aと斜辺32bとが形成する内角であり、rは、半円形の部分33の半径であり、hは、h=r×tanθで表される、二等辺三角形の部分32の高さである。部位24は、放射板21の上側縁22上の給電点である。
In FIG. 6, α is an internal angle formed by the hypotenuse 32a and the hypotenuse 32b, represented by α = 180 degrees −2θ, r is the radius of the
傾斜角θは、15度≦θ≦45度の範囲内が望ましく、特に30度前後が最適である。間隙dは、5mm≦d≦15mmの範囲内が望ましく、特に10mm前後が最適である。 The inclination angle θ is preferably in the range of 15 degrees ≦ θ ≦ 45 degrees, and is most preferably around 30 degrees. The gap d is preferably within a range of 5 mm ≦ d ≦ 15 mm, and particularly preferably around 10 mm.
以下の条件で、コンピュータ・電磁界シミュレーションによって、アンテナの特性を調べた。放射板21は、200mm×200mmの正方形とし、放射板31は、二等辺三角形の部分32と半円形の部分33を一体化し、半円形の部分33の半径rを50mmとした。二等辺三角形の部分32の高さhは、上記のように傾斜角θに応じて変わり、θ=30度の場合には、50mm×0.577=28.85mmとなる。
The characteristics of the antenna were examined by computer / electromagnetic simulation under the following conditions. The
間隙dを10mmとし、傾斜角θを15度、30度、45度の3通りにして、特性を調べるとともに、傾斜角θを30度とし、間隙dを5mm、10mm、15mmの3通りにして、特性を調べた。図7〜図12に、シミュレーション結果のアンテナ特性を示す。 The gap d is set to 10 mm, the inclination angle θ is set to three types of 15 degrees, 30 degrees, and 45 degrees, the characteristics are examined, the inclination angle θ is set to 30 degrees, and the gap d is set to three types of 5 mm, 10 mm, and 15 mm. The characteristics were investigated. 7 to 12 show the antenna characteristics of the simulation results.
図7は、d=10mm、θ=15度の場合であり、曲線5Rは反射(return)を、曲線5Lは損失(loss)を、曲線5Vは電圧定在波比(VSWR)を、曲線5Mは入力インピーダンス(Z−input)を、それぞれ示す。 FIG. 7 shows the case of d = 10 mm and θ = 15 degrees, the curve 5R shows the return, the curve 5L shows the loss, the curve 5V shows the voltage standing wave ratio (VSWR), and the curve 5M. Indicates the input impedance (Z-input).
図8は、d=10mm、θ=30度の場合であり、曲線6Rは反射(return)を、曲線6Lは損失(loss)を、曲線6Vは電圧定在波比(VSWR)を、曲線6Mは入力インピーダンス(Z−input)を、それぞれ示す。
FIG. 8 shows the case of d = 10 mm and θ = 30 degrees. Curve 6R represents return, curve 6L represents loss,
図9は、d=10mm、θ=45度の場合であり、曲線7Rは反射(return)を、曲線7Lは損失(loss)を、曲線7Vは電圧定在波比(VSWR)を、曲線7Mは入力インピーダンス(Z−input)を、それぞれ示す。
FIG. 9 shows a case where d = 10 mm and θ = 45 degrees.
図10は、θ=30度、d=5mmの場合であり、曲線8Rは反射(return)を、曲線8Lは損失(loss)を、曲線8Vは電圧定在波比(VSWR)を、曲線8Mは入力インピーダンス(Z−input)を、それぞれ示す。
FIG. 10 shows the case of θ = 30 degrees and d = 5 mm, the
図11は、θ=30度、d=10mmの場合であり、曲線9Rは反射(return)を、曲線9Lは損失(loss)を、曲線9Vは電圧定在波比(VSWR)を、曲線9Mは入力インピーダンス(Z−input)を、それぞれ示す。 FIG. 11 shows the case of θ = 30 degrees and d = 10 mm. Curve 9R shows reflection, curve 9L shows loss, curve 9V shows voltage standing wave ratio (VSWR), curve 9M. Indicates the input impedance (Z-input).
図12は、θ=30度、d=15mmの場合であり、曲線10Rは反射(return)を、曲線10Lは損失(loss)を、曲線10Vは電圧定在波比(VSWR)を、曲線10Mは入力インピーダンス(Z−input)を、それぞれ示す。 FIG. 12 shows the case of θ = 30 degrees and d = 15 mm, the curve 10R represents the return, the curve 10L represents the loss, the curve 10V represents the voltage standing wave ratio (VSWR), and the curve 10M. Indicates the input impedance (Z-input).
以上の結果から、傾斜角θについて見ると、図7(θ=15度の場合)のように傾斜角θが小さく、放射板31の斜辺32aおよび32bと放射板21の上側縁22との間の隙間が狭いと、図8(θ=30度の場合)のように傾斜角θが中間的な角度で、放射板31の斜辺32aおよび32bと放射板21の上側縁22との間の隙間が中間的な広さの場合や、図9(θ=45度の場合)のように傾斜角θが大きく、放射板31の斜辺32aおよび32bと放射板21の上側縁22との間の隙間が広い場合に比べて、損失(loss)が0.3dBほど大きくなり、反射(return)も最適でなくなる。
From the above results, when the inclination angle θ is viewed, the inclination angle θ is small as shown in FIG. 7 (in the case of θ = 15 degrees), and between the oblique sides 32a and 32b of the
逆に、図9(θ=45度の場合)のように傾斜角θが大きく、放射板31の斜辺32aおよび32bと放射板21の上側縁22との間の隙間が広いと、図7(θ=15度の場合)のように傾斜角θが小さく、放射板31の斜辺32aおよび32bと放射板21の上側縁22との間の隙間が狭い場合や、図8(θ=30度の場合)のように傾斜角θが中間的な角度で、放射板31の斜辺32aおよび32bと放射板21の上側縁22との間の隙間が中間的な広さの場合に比べて、700MHz付近で電圧定在波比(VSWR)が若干悪化する。したがって、傾斜角θは30度程度が最適である。
Conversely, when the inclination angle θ is large as shown in FIG. 9 (when θ = 45 degrees) and the gap between the oblique sides 32a and 32b of the
一方、間隙dについて見ると、図10(d=5mmの場合)のように間隙dが小さいと、図11(d=10mmの場合)のように間隙dが中間的な大きさの場合や、図12(d=15mmの場合)のように間隙dが大きい場合に比べて、反射(return)が最適でなくなり、逆に、図12(d=15mmの場合)のように間隙dが大きいと、図10(d=5mmの場合)のように間隙dが小さい場合や、図11(d=10mmの場合)のように間隙dが中間的な大きさの場合に比べて、700MHz付近で電圧定在波比(VSWR)が若干悪化する。したがって、間隙dは10mm程度が最適である。 On the other hand, regarding the gap d, if the gap d is small as shown in FIG. 10 (when d = 5 mm), the gap d is an intermediate size as shown in FIG. 11 (when d = 10 mm), or Compared with the case where the gap d is large as shown in FIG. 12 (when d = 15 mm), the return is not optimal, and conversely, when the gap d is large as shown in FIG. 12 (when d = 15 mm). Compared to the case where the gap d is small as shown in FIG. 10 (when d = 5 mm) or the gap d is intermediate as shown in FIG. 11 (when d = 10 mm), the voltage is around 700 MHz. The standing wave ratio (VSWR) is slightly deteriorated. Therefore, the gap d is optimally about 10 mm.
上述した例は、面積の大きい放射板21として受信機筐体11内に配置されるグランド板を用いる場合であるが、受信機筐体の一部または全部がグランド板とされる場合には、その受信機筐体部分そのものを面積の大きい放射板として用いることができる。
The example described above is a case where a ground plate disposed in the receiver housing 11 is used as the
また、上述した例は、薄型テレビ受信機を、液晶ディスプレイ15を備えるものとする場合であるが、薄型テレビ受信機としては、プラズマディスプレイや有機ELディスプレイなどの、その他のフラットパネルディスプレイを備えるものでもよい。
Moreover, although the example mentioned above is a case where a thin television receiver is provided with the
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。 Since all the main parts are described in the figure, they are omitted here.
Claims (4)
頂点部が前記第1の放射板の一側縁と対向して配置された平面コニカル形状の第2の放射板とを備え、
前記第2の放射板の前記頂点部、およびこれと対向する前記第1の放射板の前記一側縁上の部位が、給電点とされたアンテナ。 A first radiation plate that is arranged in the receiver housing or is a ground plate that constitutes the receiver housing;
A planar conical second radiating plate disposed at an apex portion facing one side edge of the first radiating plate;
An antenna in which the apex portion of the second radiation plate and a portion on the one side edge of the first radiation plate facing the second radiation plate are feed points.
前記第2の放射板は、前記頂点部を形成する2つの斜辺と、この2つの斜辺を結ぶ外側に凸の曲辺とを有することを特徴とするアンテナ。 The antenna of claim 1.
The antenna according to claim 1, wherein the second radiation plate has two oblique sides forming the apex portion and an outwardly convex curved side connecting the two oblique sides.
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