CN103022652B

CN103022652B - 机顶盒

Info

Publication number: CN103022652B
Application number: CN201110285644.6A
Authority: CN
Inventors: 刘若鹏; 徐冠雄
Original assignee: Kuang Chi Institute of Advanced Technology; Kuang Chi Innovative Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Institute of Advanced Technology; Kuang Chi Innovative Technology Ltd
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: CN103022652A

Abstract

一种机顶盒包括一路由模块和天线，所述天线包括一介质基板和设置于所述介质基板上的至少两天线单元；所述每一天线单元包括一馈电单元、设置于馈电单元两侧的接地单元、与该馈电单元相连接的馈线及一金属结构，所述馈线与所述金属结构相互耦合。将机顶盒提供设置障适应三网融合技术的更多无线接入点(AP)或者无线路由等功能，这样用户或者家庭成员通过机顶盒无线方式接入或者访问电信网、计算机网和有线电视网上的内容信息。

Description

机顶盒

技术领域

本发明涉及通信装置，更具体地说，涉及一种包含天线元件的机顶盒。

背景技术

随着三网融合技术大力推进，人们越来越快捷、方便、及时地享受丰富多样信息服务。三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。若电信网络系统、计算机网络系统和有线电视网系统各自对应的设备终端还仅仅具有原来功能已经不能满足消费者需求。

例如属于有线电视网系统中的机顶盒设备随着三网融合技术推进，如电视机顶盒仅仅是通过有线电视网接收将数字电视信号并转换成模拟信号，然后将模拟信号在电视上播放出来语音视频信号。显然，随着三网融合技术推进，上述电视机顶盒单纯将数字电视信号并转换成模拟信号，已经不能满足三网融合技术要求，即不能让用户或者家庭成员通过机顶盒快捷、便、及时地接入或访问电信网、计算机网和有线电视网上的信息内容。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，将机顶盒提供更多应用功能，例如无线接入点(AP)或者无线路由等功能，这样用户或者家庭成员通过机顶盒无线方式接入或者访问电信网、计算机网和有线电视网上的内容信息。因此，本发明提供一种机顶盒。

一种机顶盒包括一路由模块和天线，所述天线包括一介质基板和设置于所述介质基板上的至少两天线单元；所述每一天线单元包括一馈电单元、设置于馈电单元两侧的接地单元、与该馈电单元相连接的馈线及一金属结构，所述馈线与所述金属结构相互耦合，其中，所述至少两天线单元相互独立设置于介质基板上，并且所述至少两天线单元的馈线长度不相等。

进一步地，所述两天线单元数量为两个。

进一步地，所述馈电单元、接地单元、馈线及一金属结构均采用铜材料制成。

进一步地，所述两天线单元之间信号隔离度最大设置于介质基板上。

进一步地，所述两天线单元中的金属结构相同。

进一步地，所述两天线单元中的金属结构为一对互补式的金属结构。

进一步地，所述介质基板采用介电材料制成。

进一步地，所述接地单元设置于介质基板两个相对表面；且两个相对表面的接地单元形状、大小相同且相互成映像设置。

进一步地，所述接地单元覆盖的介质基板区域上设置有金属化的通孔。

与现有机顶盒相比，将机顶盒提供设置障适应三网融合技术的更多无线接入点(AP)或者无线路由等功能，这样用户或者家庭成员通过机顶盒无线方式接入或者访问电信网、计算机网和有线电视网上的内容信息。另外，将人工电磁材料是指将金属片镂刻成特定形状的拓扑金属结构，并将所述特定形状的拓扑金属结构设置于一定介电常数和磁导率基材上而加工制造的等效特种电磁材料天线，极大解决了现有天线内置后，性能急剧下降的技术问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明机顶盒装置示意图；

图2为图1所示机顶盒装置模块示意图；

图3为图2所示天线一具体实施例的结构示意图；

图4为图2所示天线另一具体实施例的结构示意图；

图5为图2所示天线第三具体实施例的结构示意图；

图6为图3、4及5所示天线中天线单元的一实施方式示意图；

图7为图3、4及5所示天线中天线单元的另一实施方式示意图；

图8为图3、4及5所示天线中天线单元的第三实施方式示意图；

图9为本发明一互补式天线单元结构图；

图10为本发明天线包含一对互补式天线单元结构图。

图11为本发明天线包含两个图8所示互补式天线单元结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：

请一并参阅图1和图2，所述机顶盒100包括机顶盒模块17、路由模块18及天线12。所述机顶盒模块17可以将接收的数据信息共享给路由模块18，路由模块18和天线12响应无线终端设备请求将共享数据信息分发给各个终端设备。所述天线12接收电磁波信号并转换电信号传送给路由模块18和接收路由模块18的电信号并转换为电磁波信号。所述机顶盒100通过天线响应无线终端电磁波信号，并通过机顶盒模块17、路由模块18访问电信网、计算机网和有线电视网上的信息内容。

请参阅图3，为上述天线12一具体实施例的结构示意图。所述天线12为一双组双频天线，即包含两天线单元10且每一个天线单元10能同时谐振两个频段(2.4GHz-2.49GHz和5.72GHz-5.85GHz)。所述天线12包括一介质基板7和设置于介质基板7一表面上的两天线单元10。两天线单元10相互独立设置于介质基板7上。

所述天线单元10包括一馈电单元5、设置于馈电单元5两侧的接地单元8、与该馈电单元5相连接的馈线4及一金属结构6。其中馈线4与金属结构6相互耦合；上述每一个天线单元10基于人工电磁材料技术设计而成，人工电磁材料是指将金属片镂刻成特定形状的拓扑金属结构，并将所述特定形状的拓扑金属结构设置于一定介电常数和磁导率基材上

而加工制造的等效特种电磁材料，其性能参数主要取决于其亚波长的特定形状的拓扑金属结构。在谐振频段，人工电磁材料通常体现出高度的色散特性，换言之，天线的阻抗、容感性、等效的介电常数和磁导率随着频率会发生剧烈的变化。因而可采用人工电磁材料技术对上述天线的基本特性进行改造，使得金属结构与其依附的介质基板等效地组成了一个高度色散的特种电磁材料，从而实现辐射特性丰富的新型天线。

所述介质基板7的材质可选用空气、陶瓷、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料等介电材料。在本实施方式中，所述金属结构6为轴对称金属结构图形，对应的两谐振频段为2.4GHz-2.49GHz和5.72GHz-5.85GHz。其中金属结构6为铜或银材料制成。优选为铜，价格低廉，导电性能好。为了实现合理的阻抗匹配，金属结构12也为铜和银合金。

在本实施方式中，为减少两天线单元10工作时相互干扰，使两天线单元10的馈线4长度不相等，进而使得两天线单元10错位排列设置以使得两天线单元在介质基板7上保持最大的信号隔离度。于接地单元8包部分夹的馈线4略宽于其它部分的馈线4，且馈线4一端设置一用于接收电信号馈电单元5。在本实施方式中，馈电单元5为一覆铜线。

所述接地单元8设置于介质基板7两个相对表面；且两个相对表面的接地单元形状、大小相同且相互成映像设置，其中所述接地单元8还根据馈线4设置宽度和长度。在本实施方式中，由于两天线单元10错位排列，因此两天线单元10对应的形状分别形成接地单元8。

请参阅图4，为所述天线另一具体实施例的结构示意图。所述每一天线单元10的接地单元8覆盖的介质基板7区域上设置有金属化的通孔81以将设置于介质基板7两个相对表面的接地单元8相互电连接。

请参阅图5，为所述天线优选的实施例的结构示意图。所述介质基板7的空余部分上设置于穿孔82，所述穿孔82目的可以减轻产品重量以及有助于配合其应用的电子设备进行散热。

请一并参考图6、图7及图8，所述馈线4与金属结构6之间信号馈入方式可以多种。如图6所示，所述馈线4直接与所述金属结构6相连；且所述馈线4与金属结构6的相连接点位置可以位于金属结构6上的任意位置。如图7和8所示，馈线4采用包围方式设置于与所述金属结构6外围且馈线4的末端设置于金属结构6外围任意位置。

请参阅图9，为天线另一实施方式互补式金属结构的天线单元结构图。所述天线单元10’中的金属结构6’与上述实施方式金属结构6形成互补。也就是说，由一完整的片金属片切分成两部分，即金属结构6和互补式金属结构6’两部分。

介质基板7上附着金属结构6或互补式金属结构6’及馈线4和馈电单元5，从而形成本发明所述的天线单元10。本实施方式中，将两相同的金属结构6’及对应的馈线4和馈电单元5设置于同一介质基板7上，也就是说，将两个天线单元10设置于同一介质基板7上形成一天线元件12。所述天线元件12可通过接口插接于机顶盒的路由模块18上。而所述金属结构6与馈线4的方式可以相同，也可以不同，根据最后的上述双组双频天线的测试最佳效果来修改馈电方式。在本实施方式中，所述金属结构6与馈线4都采用非直接电连接方式，即电信号电感电容方式馈入。

请参阅图10，为天线单元包含一对互补式天线单元结构图。将金属结构6和互补式金属结构6’两种相互互补的金属结构6设置于同一介质基板7上形成一天线元件。当然，将形状相同的互补式金属结构6’设置于同一介质基板7上也可形成本发明的天线元件(如图11所示)。

本实施例利用人工电磁材料的特性，采用在金属片上镂刻成金属结构6的方式，使得金属结构6及与金属结构6所依附的介质基板7共同组成一个等效介电常数按照洛仑兹材料谐振模型色散的电磁材料，从而设计出多谐振频段的天线。

本实施例中，关于双组双频天线12的加工制造，只要满足本发明的设计原理，可以采用各种制造方式。最普通的方法是使用各类印刷电路板(PCB)的制造方法，覆铜的PCB制造均可满足本发明的加工要求。另外还可将上述形状金属结构6、馈线4和馈电单元5都印刷于FPC板上。

除上述加工方式，还可以根据实际的需要引入其它加工手段，如导电银浆油墨加工方式、各类可形变器件的柔性PCB加工、铁片天线的加工方式以及铁片与PCB组合的加工方式。其中，铁片与PCB组合加工方式是指利用PCB的精确加工来完成芯片微结构部分的加工，用铁片来完成其它辅助部分。由于采用低成本的铜材料形成所述金属结构6，因此暴露空气中容易被氧化而使天线元件谐振频率偏移或者性能急剧下降，因此天线12表面上设置有非金属的防氧化薄膜。由于本发明的主要性能都基于在金属结构6设计，因此，馈线4的引线对天线元件的辐射频率影响相对较小。

上述双组双频天线12完全可以内置于本发明机顶盒内，极大地省掉了外置天线还需要设计适应的阻抗匹配连接器及机构模组成本，同时让产品工业设计和机构设计具有更大的发挥空间，设计出外观新颖的产品工业设计和机构设计。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种机顶盒，包括一路由模块和天线，其特征在于，所述天线包括一介质基板和设置于所述介质基板上的至少两天线单元；所述至少两天线单元中的每一天线单元包括一馈电单元、设置于馈电单元两侧的接地单元、与该馈电单元相连接的馈线及一金属结构，所述馈线与所述金属结构相互耦合,每一天线单元基于人工电磁材料技术设计而成并且同时谐振两个频段，

其中，所述至少两天线单元相互独立设置于介质基板上，并且所述至少两天线单元的馈线长度不相等，所述至少两天线单元错位排列设置，以改善所述至少两天线单元在所述介质基板上的信号隔离度。

2.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述至少两天线单元数量为两个。

3.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述馈电单元、接地单元、馈线及一金属结构均采用铜材料制成。

4.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述两天线单元中的金属结构相同。

5.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述两天线单元中的金属结构为一对互补式的金属结构。

6.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述介质基板采用介电材料制成。

7.根据权利要求1-6任意一项中的机顶盒，其特征在于，所述接地单元设置于介质基板两个相对表面；且两个相对表面的接地单元形状、大小相同且相互成映像设置。

8.根据权利要求7所述的机顶盒，其特征在于，所述接地单元覆盖的介质基板区域上设置有金属化的通孔。