CN101267060B - 极小型化的数字信号接收天线 - Google Patents

Abstract

一种安装在移动装置内部的极小型化的数字信号接收天线，包括：基板、天线单元及开关单元。该基板具有板体，所述板体上具有接地金属面及第一裸露面，所述接地金属面同侧上的第二裸露面具有与开关单元输出端电连接的金属微带线，所述开关单元的输入端与第一裸露面的多个导线电连接，而多个导线的另一端与天线单元电连接。最后，在可携式的数字电视的调频器进行频道切换时，同时输出该切换频道的信号至开关单元，由开关单元根据该频道的频率自行切换至适当接收数字信号的频带范围内，以进行数字信号的接收。

Description

极小型化的数字信号接收天线

技术领域

本发明涉及一种数字天线，特别涉及一种可切换多频段的数字天线结构。 

背景技术

传统的一般家庭电视，我们称它为模拟电视(Analog TV)，画面信号是连续变化的信号，采用NTSC系统。而数字电视则是将画面信号经数字化处理后，变成一串数据，再经数字调变传送到家中的数字盒或数字电视上，即可收看数字电视节目。 

数字电视成功的主要原因在于视频信号压缩技术的进步。目前国际统一的压缩标准是MPEG-2，在传统无线电视台6MHZ频带的电视频道中可传送1080条水平扫描线的高画质电视(高电平-DefinitionTV)简称HDTV。它的画面比传统电视(525条)的画面细腻，色彩逼真，同时也提供立体、杜比AC3高级音响效果。 

近年来科技的不断进步，使许多电子产品的制作都朝向轻、薄、短、小的方向发展，主要的考虑是便于使用者携带外出。因此，数字电视的体积也缩小成可携式的移动数字电视，让使用者可携带外出或者安装在汽车内使用。在可携式数字电视观赏节目时，必须在数字电视外壳上连接外接式的天线，透过此天线的接收让使用者可在汽车或户外观赏数字电视节目。为了让数字电视的接收频率范围较宽，一般都将数字天线的体积制作成较大的尺寸，如图1、图2、图3、图4所示。这样导致数字天线仅只能采取外接式与数字电视连接，无法安装在可携式的数字电视内部，造成使用者在携带上极为不便。 

发明内容

因此，本发明提出一种极小型化的数字天线，可安装在携带式的数字电视内部，同时利用电磁波谐振的波长与频率呈反比关系，将同一天线切割为多个频带范围，让天线可根据数字电视的调频器切换频道，进而切换到适当的接收频率范围，实现小体积天线也能在宽频带系统下操作的目的。 

按照本实用新型提供的极小型化的数字信号接收天线，其安装在移动装置内部，并受移动装置的调频器控制而自动切换数字信号接收频带范围，该天线包括：基板，具有板体，所述板体上具有接地金属面及第一裸露面，在接地金属面同侧上具有使基板表面裸露的第二裸露面，所述第二裸露面上具有金属微带线，而第一裸露面上设有多个导线及接点；天线单元，与所述多个导线及接点电连接；开关单元，具有多个控制端、输入端及输出端，所述多个控制端与调频器电连接，而输入端与所述多个导线电连接，所述输出端与金属微带线电连接；在调频器切换频道时，即输出一信号至开关单元的任一控制端上，并由该控制端的输入端导通，而将予以接收的数字信号输入，再由输出端输出至金属微带线传输至移动装置的内部处理。 

按照本发明提供的极小型化的数字信号接收天线，还具有如下附属技术特征： 

所述金属微带线一端延伸至第二裸露面底端形成信号馈入点。 

所述天线单元以介电常数K≥4的陶瓷制成长条立方体的载体。所述载体的两端上分别覆盖有第一电极和第二电极，在该两个电极之间电连接有覆盖在载体表面的螺旋状的导线。 

所述开关单元内具有多个开关，所述多个开关的信号输出引脚与开关单元的输出端电连接，而开关的信号输入引脚与开关单元的输入端电连接。 

所述天线结构可根据环境的许可在基板的接点末端上延伸有一条金属片，以增加辐射增益。 

调整金属片的宽度或长度，可以调整辐射效率及阻抗匹配。 

所述基板上的导线与天线的任一电极电连接，而导线的另一端与金属微带线呈电连接。 

所述基板上的接地金属面、金属微带线、导线及接点可设在数字装置的主电路板上，将天线单元及开关单元电连接在主电路板。 

所述天线单元的第二电极上电连接一小型的外部天线单元。 

按照本发明提供的极小型化的数字天线相对现有技术具有如下优点：其不仅可安装在携带式的数字电视内部，而且利用电磁波谐振的波长与频率呈反比关系，将同一天线切割为多个频带范围，让天线可根据数字电视的调频器切换频道，进而切换到适当的接收频率范围，实现小体积天线也能在宽频带系统下操作的目的。 

附图说明

图1为传统的用于汽车上的数字天线的外观示意图； 

图2为另一种传统的用于汽车上的数字天线的外观示意图； 

图3为传统的具有USB接口的数字天线的外观示意图； 

图4为传统的具有数字天线的移动碟的外观示意图； 

图5为本发明的数字天线结构的外观立体示意图； 

图6为本发明的数字天线结构的分解示意图； 

图7为本发明的开关单元的内部线路示意图； 

图8为本发明的数字天线频带控制线路方框示意图； 

图9为本发明的真值表示意图； 

图10为本发明另一实施例的示意图； 

图11为本发明再一实施例的示意图； 

图12为图11的电路线路示意图； 

图13为本发明又一实施例的示意图； 

图14为本发明又另一实施例的示意图； 

图15为本发明又再一实施例的示意图。 

在附图中，各标号所代表的部件列表如下： 

基板1                     板体10 

接地金属面11              金属微带线12 

接点121                   第一导线13 

接点131、132              第二导线14 

接点141、142              第三导线15 

接点151、152              第一裸露面16

接点161                    第二裸露面17 

天线单元2                  载体21 

第一电极22                 第二电极23 

导线24、41、6              开关单元3、3′ 

接地端31                   控制端32 

第一控制引脚321            第二控制引脚322 

第三控制引脚323            输入端33 

第一输入引脚331            第二输入引脚332 

第三输入引脚333            开关34 

第一开关341                第二开关342 

第三开关343                输出端35 

调频器4                    金属片5 

数字电视7                  主电路板8 

第四导线18 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术内容进行详细说明： 

参见图5，本发明的数字天线结构外观立体示意图。如图所示：本发明的可切换多频段的极小型化数字信号接收天线结构，为一种可安装在携带式小型数字电视装置内部的数字天线，该天线结构包括：基板1、电连接于基板1上的天线单元2及与基板1及天线单元2电连接的开关单元3。在基板1上成形有接地金属面11，在接地金属面11的一侧的基板1上成形有金属微带线12，以作为接收信号的馈入端，金属微带线12一端与开关单元3电连接，开关单元3分别与第一、二、三导线13、14、15电连接，且第一、二、三导线13、14、15的另一端分别与天线单元2电连接，使天线单元2形成可切换多频段的天线，开关单元3在受外部调频器(图中未示)切换频道时输出驱动信号，以切换天线单元2的频段，使携带式数字电视可接收不同频段的数字信号收看数字电视节目。 

参见图6和7，其分别为本发明的数字天线结构分解图及开关单 元内部线路示意图。如图所示：附图中所公开的基板1，具有板体10，在板体10上成形有接地金属面11及第一裸露面16，在接地金属面11同侧上具有一个使基板1表面裸露的U形的第二裸露面17，第二裸露面17上成形有金属微带线12，金属微带线12一端延伸至第二裸露面17，其底端具有接点121，该接点121可与导线或同轴线的导线柱电连接，以形成信号馈入点，使信号得以传输至移动装置的电路板(图中未示)上，而金属微带线12另一端与开关单元3的输出端35电连接，开关单元3的输入端33分别与第一裸露面16上的第一、二、三导线13、14、15的接点131、141、151电连接，而第一、二、三导线13、14、15的另一端各具有接点132、142、152，第一裸露面16具有与接点152相邻的另一接点161。 

天线单元2，以高介电常数材质(K≧4)制成长条立方体的载体21，在载体21的两端上覆盖有第一电极22及第二电极23，在第一、二电极22、23之间电连接有覆盖在载体21表面的螺旋状(HELIX)的连续导体24。在天线单元2与基板1电连接时，该天线单元的第一、二电极22、23与接点132、162电连接，而接点142、152与天线单元的导线24电连接。 

参见图7，开关单元3(以N＝3为例)内部具有多个接地端31、三个控制端32、三个输入端33、三个小开关34及一个输出端35(但接地端、控制端、输入端及开关的个数会因天线单元2区分的多频段数而增加或减少)。控制端32的第一、二、三控制引脚321、322、323分别与数字电视的调频器(图中未示)电连接；输入端33的第一输入引脚331与第一导线13的接点131电连接，而第二输入引脚332与第二导线14的接点141电连接，第三输入引脚333与第三导线15的接点151电连接；第一开关341与第一输入引脚331及输出端35电连接，而第二开关342与第二输入引脚332及输出端35电连接，第三开关343与第三输入引脚333及输出端35电连接；输出端35与金属微带线12电连接。 

参见图8和9，其分别为本发明的数字天线频带控制切换线路方框及真值表示意图。如图所示：首先，假设天线单元2的频带被区分 为第一频带为450～550MHz，第二频带为550～650MHz，第三频带为650～750MHz。当使用者在数字电视上按压调频器4选择观赏节目频道时，该频道的频带若是位于450～550MHz的范围内时，调频器4所输出的信号由第一控制引脚321输入，此时第一控制引脚321为高电平，使第一开关341导通，天线单元2所接收的数字信号将由第一导线13输出，经第一输入引脚331、第一开关341，由输出端35输出经金属微带线12传输至数字电视的电路板上处理，让使用者在数字电视上可观赏该频带范围内的数字电视节目。 

当切换调频器4的频道的频带在550～650MHz范围内时，调频器4所输出的信号由第二控制引脚322输入，此时第二控制引脚322为高电平，使第二开关342导通，该天线单元2所接收的数字信号将由第二导线14输出(波长与频率成反比，由于所使用的天线单元2长度缩短，所以频率增加)，经第二输入引脚332、第二开关342，由输出端35输出经金属微带线12传输至数字电视的电路板上处理，此时该系统即可接收该频带范围内的数字电视信号。 

当切换调频器4的频道的频带在650～750MHz范围内时，调频器4所输出的信号由第三控制引脚323输入，此时第三控制引脚323为高电平，使第三开关343导通，天线单元2所接收的数字信号将由第三导线15输出(波长和频率成反比，因为所使用的天线单元2长度缩短，所以频率增加)，经第三输入引脚333、第三开关343，由输出端35输出，再经金属微带线12传输至数字电视的电路板上处理，此时该系统即可接收该频带范围内的数字电视信号。 

参见图10，本发明另一实施例的示意图。如图中所示：本发明的数字天线结构可根据环境的许可在基板1的接点161末端上延伸有一条较大面积金属片5，以增加辐射增益，同时调整金属片5的宽度或长度，可以调整或改善辐射效率及阻抗匹配。 

参见图11、12，其分别为本发明的再一实施例及图11的电路线路示意图。如图所示：在本发明的基板1上增设第四导线18与天线单元2的第一电极22电连接，第四条导线18的另一端不与开关单元3电连接，直接与金属微带线12电连接。

当开关单元3未启动时，天线单元2接收的频带范围远低于馈入第一导线13的数字信号频带范围，而且天线单元2所接收的信号直接由第一电极22输出经第四导线18传输至金属微带线12。再由金属微带线12传输至数字电视的主电路板8上处理，使用者即可收看数字电视节目。 

参见图13，本发明又一实施例的示意图。如图所示：当本发明的数字天线结构安装在可携式的数字电视7内部时，可以从该数字电视装置的调频器4电连接一条导线41与开关单元的多个控制端电连接，而基板1上的金属微带线连接一条导线6与数字电视7的主电路板8电连接，在调频器4切换频道时，即输出一信号至开关单元3的任一控制端上，并由该端的输入端导通，而将予以接收的数字信号输入，再由输出端输出至金属微带线12传输至数字电视7的主电路板8上处理，使用者即可收看数字电视节目。 

参见图14，本发明又另一实施例的示意图。如图所示：本发明的数字接收天线的基板1与数字电视7的主电路板8可为同一块基板，数字电视7的主电路板8在制作时，可以直接将基板1上的接地金属面11、金属微带线12、第一导线13、第二导线14、第三导线15、第四导线18同时制作在主电路板8上，而天线单元2及开关单元3直接电连接于主电路板8，在天线单元2接收信号后，经金属微带线12将信号传输至主电路板8的电路线路上，即可接收FM调频广播节目。 

参见图15，本发明又再一实施例的示意图。如图中所示：当数字接收天线安装在数字电视7内部时，可在天线单元3的第二电极23上电连接一小型的外部天线单元3′，以增加数字信号接收能力。 

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非对本发明的限制，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，所做出的各种等效结构变化皆在本发明的范围之内。本发明的保护范围由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种极小型化的数字信号接收天线，其安装在移动装置内部，并受移动装置的调频器控制而自动切换数字信号接收频带范围，其特征在于，该天线包括：

基板，具有板体，所述板体具有接地金属面及第一裸露面，在所述接地金属面同侧上具有使所述基板表面裸露的第二裸露面，所述第二裸露面上具有金属微带线，而在所述第一裸露面上设有多个导线及接点；

天线单元，与所述多个导线及接点电连接；

开关单元，具有多个控制端、输入端及一个输出端，所述多个控制端与所述调频器电连接，而所述输入端与所述多个导线电连接，所述输出端与所述金属微带线电连接；

在所述调频器切换频道时，即输出信号至所述开关单元的任一控制端上，并由该控制端的输入端导通，从而将予以接收的数字信号输入，再由所述输出端输出至所述金属微带线传输至移动装置的内部处理。

2.如权利要求1所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，所述金属微带线一端延伸至所述第二裸露面底端形成信号馈入点。

3.如权利要求1所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，所述天线单元以介电常数K≥4的陶瓷制成长条立方体的载体。

4.如权利要求3所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，在所述载体的两端上分别覆盖有第一电极和第二电极，在所述两个电极之间电连接有覆盖在所述载体表面的螺旋状的导线。

5.如权利要求1所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，在所述开关单元内具有多个开关，所述多个开关的信号输出引脚与所述开关单元的输出端电连接，而开关的信号输入引脚与所述开关单元的输入端电连接。

6.如权利要求1所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，所述天线结构能够根据环境的许可在所述基板的接点末端上延伸有一条金属片，以增加辐射增益。

7.如权利要求6所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，通过调整所述金属片的宽度或长度来调整辐射效率及阻抗匹配。

8.如权利要求1所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，所述基板上的导线(18)与天线的任一电极(22)电连接，而所述导线(18)的另一端与所述金属微带线呈电连接。

9.如权利要求1所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，所述基板上的所述接地金属面、金属微带线、导线(13、14、15、18)及接点(161)设在数字装置的主电路板上，将所述天线单元及开关单元电连接在所述主电路板上。

10.如权利要求4所述的极小型化的数字信号接收天线，其特征在于，在所述天线单元(3)的所述第二电极上电连接有小型的外部天线单元(3′)。

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