CN101872892B - 数字电视天线 - Google Patents

Abstract

数字电视天线包括：基板具有第一表面及第二表面；辐射导体位于基板第一表面，并形成主体部及延伸部；耦合导体位于基板第二表面，并设置与辐射导体互相对应之位置，而耦合导体一端部于基板第二表面延伸形成蜿蜒状之第一导体及第二导体，且该两导体分别具有一末端；短路部一端部连接于耦合导体另一端部；接地面则连接于短路部另一端部。本发明利用导体耦合设计概念，透过辐射导体耦合对应之耦合导体及其延伸设置之第一导体及第二导体，产生数字电视系统之标准频宽，同时大幅缩减天线体积，使天线兼顾广域频宽及体积微型化之特性。

Description

数字电视天线

【发明所属之技术领域】

本发明为一种数字电视天线，特别系指一种整合数字电视系统标准之VHF(170～230MHz)及UHF(470～870MHz)两种系统频宽之数字电视天线设计。

【先前技术】

从数字电视开播以来，各种电视接收产品也因应市场需求不断推出，各种具有动态显示功能的产品均将导入电视接收功能，涵盖笔记型计算机、PDA、手机、手表、相机等各种可携式产品中，其中针对数字电视接收讯号质量的关键即在于接收天线的设计技术。

请参阅第1A及1B图，为美国专利第7486237号专利“Miniaturized planar antenna of digitaltelevision”之上、下表面俯视图。主要是一种平板式微型数字电视天线，实施例之天线10包括：一绝缘板11、一金属辐射体12、一接地金属件13及一金属寄生组件14；绝缘板11第一表面设置一金属辐射体12，第二表面设置互相连接之接地金属件13和金属寄生组件14；金属辐射体12具有一蜿曲线部121；金属寄生组件14亦具有蜿曲线部141且对应于金属辐射体12之位置；藉由金属寄生组件14增加天线接收辐射电磁波讯号之频宽，提升数字电视讯号传输效率。

然而金属辐射体12及金属寄生组件14必须利用各别之蜿曲线部121及141互相进行电性耦合，藉以达成辐射讯号传递，另外增加线条较粗的第二端143用以提高辐射导体面积，但此配置将导致天线辐射体体积过大，无法有效将天线装置微型化，且其蜿曲线部121及141之蜿蜒路径极长，造成讯号传递路径过于复杂且传输质量不稳定，此外，虽然第二表面设置金属寄生组件24藉以提高传输频宽，但是实际增加之频宽范围量测特性并非特别理想。

【发明内容】

本发明之目的系提供一种数字电视天线，透过辐射导体耦合对应之耦合导体产生数字电视系统标准之UHF(470～870MHz)系统频宽，再经由耦合导体延伸设置之第一导体及第二导体产生VHF(170～230MHz)之系统频宽，使天线系统具有特性极佳之传输频宽。

本发明之另一目的系提供一种数字电视天线，利用导体耦合设计概念，有效整合辐射导体于基板上、下表面，简化导体复杂之蜿蜒设置形式，大幅缩减天线配置空间，降低组装难度及制造成本，同时增加传输讯号稳定度及质量。

为达成上述目的，本发明系为一种数字电视天线，包括：一基板、一辐射导体、一耦合导体、一短路部及一接地面；基板具有第一表面及第二表面；辐射导体位于基板第一表面，并形成主体部及延伸部；耦合导体位于基板第二表面，并设置与辐射导体互相对应之位置，而耦合导体一端部分别于基板第二表面延伸形成蜿蜒状之第一导体及第二导体，且两导体分别具有一末端；短路部一端部连接于耦合导体另一端部；接地面则连接于短路部另一端部。

本发明利用辐射导体与相对应之耦合导体，形成一具有电容性的第一耦合部，高频讯号可藉由该第一耦合部将能量馈入该天线，适当调整该第一耦合部之电容量，可大幅缩减天线尺寸并调整天线之输入阻抗；同时该辐射导体与耦合导体延伸之第一导体及第二导体，形成一耦合式馈入之单极天线架构，可产生数字电视系统标准之UHF(470～870MHz)系统频宽，且透过微调短路部之尺寸及体积，使UHF系统频宽具有较佳之阻抗匹配；另外透过耦合导体延伸设置之第一导体及第二导体其末端与辐射导体之延伸部形成一第二耦合部，讯号由辐射导体经由耦合导体、第一、第二导体再经由第二耦合部至延伸部传输回辐射导体，形成一循环天线，可产生VHF(170～230MHz)之系统频宽，且经由调整第一导体及第二导体之不同长度及末端位置改变第二耦合部之电容量，亦可使VHF系统频宽具有较佳之阻抗匹配，进而达成天线系统高传输频宽及质量稳定之目的。

为使贵审查人员进一步了解本发明之详细内容，兹列举下列较佳实施例说明如后。

【实施方式】

请参阅第2图，为本发明第一实施例之俯视图。包括：一基板21、一辐射导体22、一耦合导体23、一短路部24及一接地面25；基板具有第一表面211(图中未示)及第二表面212(图中未示)；辐射导体22设置主体部221及延伸部222；耦合导体23延伸形成第一导体231及第二导体232；另具有馈入线26，包含：中心导线261连接于辐射导体22，外层导线262连接于接地面25。

本实施例之基板21为圆形形式，并分成上、下两面之第一表面211及第二表面212；辐射导体22位于基板21第一表面211，并分别设置主体部221及延伸部222；耦合导体23位于基板21第二表面212，将其设置与辐射导体22互相对应之位置，而耦合导体23一侧端部分别于基板21第二表面212延伸形成蜿蜒状之第一导体231及第二导体232，且第一导体231及第二导体232具有各别之末端231a、232a；短路部24一端部连接于耦合导体23另一侧端部；接地面25则连接于短路部24另一侧端部；馈入线26中心导线261连接于辐射导体22，经中心导线261传递馈入线26之高频传输讯号至辐射导体22，外层导线262则连接至接地面25。

基板21为圆形状，直径长度约为73mm，圆周长度约为229.22mm；辐射导体22主体部221长度约为6mm，宽度约为7mm，延伸部222近似L状，连接于主体部221之短边矩形长度约为6mm，宽度约为4mm，另一侧之梯形上底约为20mm，下底约为22.5mm，高度约为4mm；耦合导体23与辐射导体22对应之直线状矩形长度约为45mm，宽度约为2mm；短路部24导体路径长度约为52mm。

本实施例利用辐射导体22主体部221与耦合导体23构成第一耦合部，经此激发天线系统之第一共振模态，并透过微调短路部24之尺寸及体积，使第一共振模态具有较佳之阻抗匹配，另经由第一导体231及第二导体232激发天线系统之第二共振模态，并利用辐射导体22延伸部222与第一导体231及第二导体232末端231a、232a构成之第二耦合部产生电容性耦合效应，经此微调使第二共振模态具有较佳之阻抗匹配。

请参阅第3A图，为本发明第一实施例第一表面之俯视图。辐射导体22之主体部221为直线状，延伸部222由主体部221两侧蜿蜒形成L状，馈入线26之中心导线261连接于辐射导体22一侧端部，外层导线262则连接至第一表面211底部之接地面25。

请参阅第3B图，为本发明第一实施例第二表面之俯视图。耦合导体23位于与辐射导体22互相对应之位置，且同样设置为直线状，第一导体231及第二导体232分别由耦合导体23两侧延伸蜿蜒，而其各别之末端231a、232a皆邻近耦合导体23但并不实质接触，经此与相对应位置之辐射导体22延伸部222产生电容性耦合效应，由于第一导体231及第二导体232设置于耦合导体23两相对侧边，且两导体蜿蜒设置后之总长度不相等，因此近似产生两种模态，经此设置得以增加天线系统之传输频宽。

请参阅第4图，为本发明第二实施例之俯视图。本实施例与第一实施例大致雷同，其不同处在于基板设置为矩形形式，因此接地面亦变换为矩形形式，耦合导体23两侧蜿蜒之第一导体231及第二导体232亦同时变换为近似矩形之导体路径，经此实施例得知本发明不论基板21形状如何变换，皆可依本发明之设计原理进行导体配置。

请参阅第5图，为本发明第一实施例之返回损失(Return loss)量测数据示意图。其中横轴表示频率，纵轴表示dB值，经由图形曲线显示天线系统操作频宽定义为Return loss大于10dB之情况时，频宽S1操作频率范围涵盖100MHz至230MHz，此频带频宽范围涵盖VHF之系统频宽，频宽S2操作频率范围涵盖400MHz至870MHz，此频带频宽范围涵盖UHF之系统频宽，经此量测数据得知本发明之天线系统操作频宽均已达设计所需之操作频宽通讯标准。

本发明已符合专利要件，实际具有新颖性、进步性与产业应用价值之特点，然其实施例并非用以局限本发明之范围，任何熟悉此项技艺者所作之各种更动与润饰，在不脱离本发明之精神和定义下，均在本发明权利范围内。

【图式简单说明】

请参阅第1A图，为美国专利第7486237号专利“Miniaturized planar antenna of digital television”之上表面俯视图。

请参阅第1B图，为美国专利第7486237号专利“Miniaturized planar antenna of digital television”之下表面俯视图。

第2图为本发明第一实施例之俯视图。

第3A图为本发明第一实施例第一表面之俯视图。

第3B图为本发明第一实施例第二表面之俯视图。

第4图为本发明第二实施例之俯视图。

第5图为本发明实施例之返回损失量测数据示意图。

【主要组件符号说明】

10-天线      11-绝缘板     12-金属辐射体

121-蜿曲线部 13-接地金属件 14-金属寄生组件

141-蜿曲线部 143-第二端    21-基板

211-第一表面 212-第二表面  22-辐射导体

221-主体部   222-延伸部    23-耦合导体

231-第一导体 231a-末端     232-第二导体

232a-末端    24-短路部     25-接地面

26-馈入线    261-中心导线  262-外层导线

Claims (1)

1.一种数位电视天线，包括基板、辐射导体、耦合导体、短路部、接地面，以及馈入线，其特征在于：该基板具有第一表面及第二表面；该辐射导体位于所述第一表面，并形成主体部及延伸部；该耦合导体位于所述第二表面，并与该辐射导体相对应位置设置，自该耦合导体之一端部延伸形成蜿蜒状的第一导体及第二导体，且该第一导体及第二导体系设置于所述耦合导体两相对侧边，该第一导体及第二导体分别具有一末端；该短路部一端部连接于所述耦合导体另一端部；该接地面连接于所述短路部另一端部，以及该馈入线设于第一表面，并包含中心导线和外层导线，所述中心导线连接于所述辐射导体，所述外层导线连接于该接地面，其中该主体部与所述耦合导体构成第一耦合部以及该延伸部与所述第一导体及第二导体之末端构成第二耦合部。

2.如权利要求1所述之数位电视天线，其特征在于：该基板为矩形。

3.如权利要求1所述之数位电视天线，其特征在于：该基板为圆形。

4.如权利要求1所述之数位电视天线，其特征在于：该延伸部与所述第一导体及第二导体之末端构成第二耦合部，由该辐射导体经由该耦合导体、该第一导体、该第二导体，再经由该第二耦合部至该延伸部传输回该辐射导体，形成一循环天线。

5.如权利要求4所述之数位电视天线，其特征在于：经由调整该第一导体及该第二导体之不同长度及末端位置改变该第二耦合部之电容量，可使数位电视天线频宽具有较佳之阻抗匹配。

6.如权利要求1所述之数位电视天线，其特征在于：该第一导体及第二导体之末端邻近所述耦合导体但不实质接触。

7.如权利要求1所述之数位电视天线，其特征在于：该第一导体及第二导体的总长度不相等，因此产生两种模态，增加数位电视天线之传输频宽。

8.如权利要求1所述之数位电视天线，其特征在于：该延伸部系由该主体部两侧延伸形成L状。