CN1707854A

CN1707854A - 耳机天线和配备有耳机天线的便携式无线电设备

Info

Publication number: CN1707854A
Application number: CNA2005100735827A
Authority: CN
Inventors: 吉野功高
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: JP2005348252A; KR20060046258A; EP2276115B1; JP3933148B2; EP1605545B1; KR101105483B1; CN100583553C; EP2276115A1; US20060014560A1; EP1605545A1; US7373169B2; TW200614592A; TWI267229B

Abstract

本发明提供了一种耳机天线和配备有耳机天线的便携式无线电设备。在耳机天线中，通过将同轴电缆的第一屏蔽线连接到地，将同轴电缆的中心导体连接到第一信号线中的一条，以及经由电容器连接到第一信号线中的另一条，并且通过将第二信号线和接地线分别经由高频扼流圈连接到第一信号线，来形成音频信号传输路径，其中电容器在音频信号的频段中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗；并且其中通过将地连接到覆盖在同轴电缆、第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线，提供了套筒天线，该套筒天线包括耳机电缆和第二屏蔽线。

Description

耳机天线和配备有耳机天线的便携式无线电设备

技术领域

本发明涉及用于佩戴在人体上使用的便携式无线电设备的耳机天线，以及配备有这种耳机天线的便携式无线电设备。

背景技术

通常，在诸如寻呼机、无线电接收机、LCD电视接收机之类的佩戴在人体上使用的便携式无线电设备中，拉杆天线以及利用信号线将音频信号传输到耳机的耳机天线被用作天线。例如，在日本专利申请公开No.2003-163529中公开了这种耳机天线。

在使用拉杆天线和/或耳机天线的便携式无线电设备中，当佩戴在人体上使用时，会存在这样的问题：由于在要处理例如视频信号的带有大量信息的信号的电视广播的情况中，当佩戴在人体上时，天线性能会严重恶化，不能获得足够的接收灵敏度。

具体地，耳机天线利用用于将音频信号传输到耳机的信号线作为天线，其存在这样的问题：因为耳机和信号线与人体直接接触，所以这使得人体经由天线对无线电设备造成重大影响，并且使接收的稳定性显著恶化。

另外，例如在日本的电视广播中，使用从90至108MHz(1～3频道)和从170至222MHz(4～12频道)的VHF波段以及从470至770MHz(13～62频道)的UHF波段，因此，用于接收电视广播的LCD电视接收机需要接收从90至770MHz的极宽波段范围的高频信号，因而，对于性能不如固定类型天线的传统拉杆天线或耳机天线，存在这样的问题：在所需的频段范围中极难保证足够的灵敏度。

另外，因为拉杆天线和耳机天线是在λ/4处谐振的单极天线，所以其接收灵敏度受到便携式无线电终端的地尺寸的很大影响，由此限制了便携式无线电设备的设计。

发明内容

本发明希望解决与传统技术相关的前述缺点，并且希望提供一种耳机天线，其能够减少人体的影响，以在宽的波段范围中获得高增益，并且还提供一种确保接收稳定性的便携式无线电设备。

从下面对本发明的优选示例实施例的描述中，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将变得更加清楚。

根据本发明实施例的耳机天线包括：耳机电缆，具有一对第一信号线，它们被绝缘涂覆，用于向耳机提供音频信号；屏蔽电缆，包括同轴电缆、被绝缘涂覆的用于音频信号的第二信号线以及被绝缘涂覆的接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体传递高频信号，涂覆有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和连接块，其将屏蔽电缆的另一端连接到上述耳机电缆；其中，在前述连接块中，通过将同轴电缆的第一屏蔽线连接到地，将同轴电缆的中心导体连接到耳机电缆的一对第一信号线中的一条，以及经由电容器连接到耳机电缆的一对第一信号线中的另一条，并且将用于音频信号的第二信号线和接地线分别经由高频扼流圈连接到耳机电缆的一对第一信号线，形成了音频信号传输路径，其中电容器在音频信号的频段中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗；并且其中通过将地连接到覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线，提供了套筒天线，所述套筒天线由耳机电缆和覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线组成。

另外，根据本发明实施例的便携式无线电设备包括：配备有多插头插孔的无线电设备的机身，所述多插头插孔连接到调谐器和音频信号输出单元；和耳机天线，所述耳机天线包括：耳机电缆，具有一对第一信号线，它们被绝缘涂覆，用于向耳机提供音频信号；屏蔽电缆，包括同轴电缆、被绝缘涂覆的用于音频信号的第二信号线、以及被绝缘涂覆的接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体传递高频信号，涂覆有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和连接块，其将屏蔽电缆的另一端连接到上述耳机电缆；其中，在前述连接块中，通过将同轴电缆的第一屏蔽线连接到地，将同轴电缆的中心导体连接到耳机电缆的一对第一信号线中的一条，以及经由电容器连接到耳机电缆的一对第一信号线中的另一条，并且将用于音频信号的第二信号线和接地线分别经由高频扼流圈连接到耳机电缆的一对第一信号线，形成了音频信号传输路径，其中电容器在音频信号的频段中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗；并且其中通过将地连接到覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线，提供了套筒天线，所述套筒天线由耳机电缆和覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线组成。

根据本发明实施例的耳机天线，因为通过在上述连接块中将同轴电缆的第一屏蔽线连接到地，将同轴电缆的中心导体连接到耳机电缆的第一信号线中的一条，并且经由电容器连接到耳机电缆的第一信号线中的另一条，然后将用于音频信号的第二信号线和接地线分别经由高频扼流圈连接到两条耳机电缆的第一信号线，形成了音频信号传输路径，其中电容器在音频信号的频率范围中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，并且其中因为通过将前述地连接到覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线，提供了由上述耳机电缆和覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的屏蔽线组成的套筒天线，所以使得可以减少人体的影响，并在宽的频带范围上获得高增益。

例如，根据本发明实施例的耳机天线可以例如配备有立体声耳机，其经由一对耳机电缆连接到前述连接块，并且在耳机线中的一条或两条的途中部分插入高频扼流圈，从而在耳机电缆之间改变谐振频率，或者使谐振频率可变。

另外，根据本发明实施例的耳机天线可以配备有麦克风和用于切换的开关，它们安装在前述连接块中。

另外，根据本发明实施例的耳机天线还可以配备有放大器，其安装在前述连接块中。

在根据本发明实施例的便携式无线电设备中，在上述连接块中，通过将同轴电缆的第一屏蔽线连接到地，将同轴电缆的中心导体连接到耳机电缆的第一信号线中的一条，并且经由电容器连接到耳机电缆的第一信号线中的另一条，以及将用于音频信号的第二信号线和接地线分别经由高频扼流圈连接到耳机电缆的一对第一信号线，来形成音频信号传输路径，其中电容器在音频信号的频段中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，并且其中通过将地连接到覆盖在同轴电缆、用于音频信号的第二信号线和接地线外部的第二屏蔽线，来形成耳机天线，其是由耳机电缆和覆盖在同轴电缆、第二信号线和接地线外部的屏蔽线组成的套筒天线，其中耳机天线经由多插头连接器连接到无线电设备的机身，由此使得能够在宽频段范围中确保稳定的接收。

后文参考附图所示的本发明的具体实施例来详细解释本发明的更多特征以及由此提供的优点。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的LCD电视接收机的配置的框图；

图2是示出了上述LCD电视接收机中用于在接收机的机身和耳机天线之间进行连接的插头插孔连接器的配置的示图；

图3是示出了接收机的机身的配置的框图；

图4是示出了组成上述耳机天线的屏蔽电缆的配置的示图；

图5是示出了组成耳机天线的连接块的配置的示图；

图6是示出了耳机天线的电配置的示意电路图；

图7是示出了结合了连接块中的麦克风的功能的耳机天线的电配置的示意电路图；

图8是示出了结合了连接块中的放大器的耳机天线的电配置的示意电路图；

图9是示出了根据本发明的耳机天线的另一示例配置的示图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的优选示例实施例。但是，应该理解，本发明并不局限于此，并且在本发明的范围内可以想到对这些实施例的许多改变和修改。

本发明例如可以应用于图1所示的LCD电视接收机100。

在图1所示的该液晶电视接收机100中，根据本发明实施例的耳机天线10经由插头插孔连接器110连接到接收机的机身120。

如图2所示，插头插孔连接器110分别由五电极插头110A和插孔110B组成，五种线路分别连接到插孔110B，即，天线7、头戴耳机检测1、音频L声道2、音频R声道5和地6。

如图3所示，在接收机的机身120中，具有调谐器单元121、与调谐器121连接的IF信号处理单元122、都与IF信号处理单元122连接的视频信号处理单元123和音频信号处理单元125、与视频信号处理单元123连接的液晶显示单元124以及组成上述插头插孔连接器110的插孔110B。

在该LCD电视接收机100中，如图2所示，上述插孔110B具有五个可动端1、2、5、6、7和两个固定端3、4，其中，如图3所示，可动端7连接到调谐器单元121作为天线端7，可动端2、5连接到音频信号处理单元125作为音频L声道端2和音频R声道端5。并且头戴耳机检测端1连接到头戴耳机检测单元126。可动端6连接到无线电设备机身中的衬底的地(GND)，作为无线电设备的公共接地端(Gnd)。固定端3、4用于稳固地固定插头。耳机天线10由一端经由上述五插头插孔连接器110与接收机的机身120连接的屏蔽电缆20、与屏蔽电缆20的另一端连接的连接块30和经由两条耳机电缆41、42与该连接块30连接的立体声耳机40L、40R组成。

以示例的方式，虽然这里没有示出，但是通常会在可动端7和调谐器单元121之间插入大约1000pF的电容器，用于击穿保护。

如图4所示，屏蔽电缆20由如下部件组成：同轴电缆24，其具有用于传递高频信号的中心导体21，中心导体21上涂覆有绝缘体22，并进一步覆盖有屏蔽线23；用于音频信号的信号线25L、25R，它们被绝缘涂覆；和用于头戴耳机检测的信号线25C，其中，在这些部件的外部覆盖有屏蔽线27，屏蔽线27通过由纸或聚乙烯薄片制成的绝缘片26，具有编织结构，或者通过缠绕软铜形成。

并且，在该屏蔽电缆20的一端，配备了五插头连接器110A，其连接到同轴电缆24的中心导体21和其屏蔽线23、用于音频信号的信号线25L、25R以及头戴耳机检测信号线25C。另外，在屏蔽电缆20的另一端，配备有连接块30，其连接到中心导体21和其屏蔽线23、用于音频信号的信号线25L、25R、头戴耳机检测信号线25C以及屏蔽线27。

这里，应该注意，虽然覆盖同轴电缆24、音频信号线25L、25R和头戴耳机检测信号线25C的屏蔽线27连接到前述的连接块30，但是并不连接到前述的插头110A。

以示例方式，在该优选实施例中，虽然同轴电缆24的屏蔽线23被用作中心导体21和用于音频信号的信号线25L、25R的公共接地线，但是并不局限于此，而是可以另外提供用于音频信号的信号线25L、25R的接地线。或者，在没有配备头戴耳机检测单元126的LCD电视接收机100中，可以如此配置：头戴耳机检测信号线25C用作用于音频信号的信号线25L、25R的接地线。

如图5所示，连接块30具有衬底34，在衬底34上形成有：在其中央的接地图案31；用于立体声音频信号的传输线图案32L、32R，设置在接地图案31的两侧；三个连接盘33L、33R、33C，设置在接地图案31的前缘部分；以及连接盘33D，设置在接地图案31的一侧。在该衬底34上设置有：高频扼流圈35L、35R，用于通过其将立体声音频信号的传输线图案32L、32R的端部连接到前述三个连接盘33L、33R、33C中的第一和第二连接盘33L、33R；高频扼流圈35C，用于通过其将接地图案31连接到三个连接盘33L、33R、33C中的第三连接盘33C；片式电容器36L，用于通过其将第一连接盘33L与第三连接盘33C连接；片式电容器36R，用于通过其将第二连接盘33R与第三连接盘33C连接；和片式电容器36，用于通过其将第三连接盘33C和第四连接盘33D连接。

并且，在该连接块30中，包括两条信号线41A、41B的用于向左侧耳机40L提供左声道音频信号的左侧耳机电缆41连接到第一连接盘31L和第三连接盘33C，另外，包括两条信号线42A、42B的用于向右侧耳机40R提供右声道音频信号的右侧耳机电缆42连接到第二连接盘33R和第三连接盘33C。

前述屏蔽电缆20也以下述方式连接到该连接块30。

即，屏蔽电缆20的左侧音频信号线25L和右侧音频信号线25R连接到形成在衬底34上的用于音频信号的传输线图案32L和32R，并且其头戴耳机检测信号线25C也连接到接地图案31。另外，在接地图案31上，布置构成屏蔽电缆20的轴向结构的中心导体21和屏蔽线23，屏蔽线23连接到接地图案31，而中心导体21的一端连接到第四连接盘33D。屏蔽线27直接连接到GND 31。

以示例方式，用于在第三连接盘33C和第四连接盘33D之间通过其进行连接的片式电容器36可以由在可动端7和调谐器单元121之间插入的用于防止击穿的电容器(未示出)代替。这种情形中，构成屏蔽电缆20中的同轴结构的中心导体21的一端直接连接到第三连接盘33C。

这里，在本发明的该优选示例实施例中，例如使用MurataManufacturing有限公司生产的BLM18HD102SN1，型号1608的铁氧体磁珠作为前述的高频扼流圈35L、35R、35C。使用这种铁氧体磁珠的高频扼流圈35L、35R、35C对低于20kHz的频段中的音频信号变为低阻抗，而对高频信号是高阻抗，从而阻止了高频信号的通过。另外，分别使用电容为10pF的片式电容器作为片式电容器36L、36R、36C，其对低于20kHz的频段中的音频信号变为高阻抗以阻止音频信号通过，而对高频信号变为低阻抗。

如图6所示的示意电路图所指示的，该耳机天线10具有从两侧引出的耳机电缆41、42，其中每条耳机电缆包括两条信号线：作为左侧/右侧信号线和GND的41A、41B/42A、42B，用于将音频信号传输到立体声耳机的扬声器40L、40R，然后为了将音频信号与高频信号分开，如此进行配置：在音频信号的输入部分以及在连接到地的部分，即在连接盘的33L、33R、33C的部分，提供使用铁氧体磁珠的高频波扼流圈35L、35R、35C，这些高频波扼流圈在电视广播中使用的频段中变为高阻抗(1kΩ或更大)，而在音频频段(小于20kHz)中变为低阻抗，从而将音频信号和高频信号分开。

即，因为在每侧包含两条信号线41A、41B/42A、42B的耳机电缆41、42连接到作为与高频相关联的同轴电缆23信号线的中心导体21，因此，为了将关于音频范围的信号从其中分离，将其配置为经由10pF的片式电容器36L、36R在连接盘33L或33R与33C之间进行连接，以便分离音频波段范围中的信号，并在RF信号(电视波段的频率范围)中连接。

这里，在日本被分配给电视广播使用的频段是VHF波段中的90M至108MHz(1～3频道)和170M至222MHz(4～12频道)，以及UHF波段的470M至770MHz(13～62频道)。

因此，根据该耳机天线10，通过进行配置使得覆盖同轴电缆24和用于音频信号的信号线25L、25R的屏蔽线27直接连接到GND 31，提供了套筒天线(sleeve antenna)结构，以将耳机电缆41、42和屏蔽线27用作在其线长上谐振的天线，其中它们各自的长度被调节，以便能够接收VHF波段中的100MHz。

在根据本发明的该示例实施例的耳机天线10中，同轴电缆24的特性阻抗设置为75Ω，屏蔽电缆20的长度为70cm，耳机电缆41、42的长度为50cm，并且其被调节为在100MHz处谐振。在200MHz处，其被配置为能够作为1λ天线进行接收。在UHF中，其被配置为利用100MHz和200MHz的谐波振荡(三次谐波、五次谐波、七次谐波)。

由于其套筒结构，根据本发明实施例的耳机天线10作为天线变得稳定，并且可以向连接块30添加各种功能。

例如，对于在便携式电话中的使用，通过实现图7所示的电路配置，可以向其增加麦克风12的功能，而不会降低天线增益。同样，通过增加如图8所示的放大器14，允许在天线附近放置放大器14，使得作为一个系统，NF(噪声因子)获得显著改善。

这里，虽然在上述耳机天线10中，两条耳机电缆41、42的长度被设置为相等，但是，也可以将两条耳机电缆41、42各自从连接块30中的连接盘33L、33R、33C到耳机40L、40R的长度改变，以便能够对应不同频率。

另外，如图9所示的耳机天线10A，通过在两条耳机电缆41、42之一(例如，用于左侧音频信号的耳机电缆41)的途中部分插入高频扼流圈(铁氧体磁珠)35A、35B，其可以被配置以分离高频信号，并缩短其谐振长度。在图9所示的耳机天线10A中，其被设置使得一个耳机天线41中的谐振长度为250mm，而另一个耳机天线42中的谐振长度为400mm，同轴电缆21的特性阻抗为75Ω，并且屏蔽电缆20的长度是600mm。以示例的方式，在该耳机天线10A中，其他组件与前述耳机天线10相同，因此，相同的组件用与图9中相同的符号和数字表示，并省略了对它们的详细描述。

另外，本发明也可以应用于使用单根耳机电缆的单声道耳机的情况。

本发明包含涉及于2004年6月4日向日本专利局提交的日本专利申请No.JP2004-167551的主题，其全部内容通过引用结合于此。

Claims

1.一种耳机天线，包括：

耳机电缆，包括一对第一信号线，所述第一信号线被绝缘涂覆，用于向耳机提供音频信号；

屏蔽电缆，包括同轴电缆、被绝缘涂覆的用于音频信号的第二信号线和被绝缘涂覆的接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体用于传递高频信号，涂覆有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，所述屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和

连接块，所述连接块将所述屏蔽电缆的另一端连接到所述耳机电缆；

其中，在所述连接块中，通过将所述同轴电缆的所述第一屏蔽线连接到地，将所述同轴电缆的所述中心导体连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线中的一条，以及经由电容器连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线中的另一条，并且通过将用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线分别经由高频扼流圈连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线，形成了音频信号传输路径，其中所述电容器在音频信号的频段中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗；并且

其中，通过将所述地连接到覆盖在所述同轴电缆、用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线外部的所述第二屏蔽线，提供了套筒天线，所述套筒天线包括所述耳机电缆和覆盖在所述同轴电缆、用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线外部的所述第二屏蔽线。

2.根据权利要求1所述的耳机天线，其中，提供了立体声耳机，所述立体声耳机经由一对耳机电缆连接到所述连接块，并且高频扼流圈被插入在所述耳机电缆中的一条或两条的途中部分中，以在所述耳机电缆之间改变谐振频率，或者使谐振频率可变。

3.根据权利要求1所述的耳机天线，其中，在所述连接块中安装有麦克风和开关。

4.根据权利要求1所述的耳机天线，其中，在所述连接块中安装有放大器。

5.一种便携式无线电设备，包括：

配备有多插头插孔的无线电设备的机身，所述多插头插孔连接到调谐器和音频信号输出单元；和

耳机天线，所述耳机天线包括：耳机电缆，具有一对第一信号线，所述第一信号线被绝缘涂覆，用于向耳机提供音频信号；屏蔽电缆，包括同轴电缆、被绝缘涂覆的用于音频信号的第二信号线和被绝缘涂覆的接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体用于传递高频信号，涂覆有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，所述屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和连接块，所述连接块将所述屏蔽电缆的另一端连接到所述耳机电缆；其中，在所述连接块中，通过将所述同轴电缆的所述第一屏蔽线连接到地，将所述同轴电缆的所述中心导体连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线中的一条，以及经由电容器连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线中的另一条，并且通过将用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线分别经由高频扼流圈连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线，形成了音频信号传输路径，其中所述电容器在音频信号的频段中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗，所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗；并且其中，通过将所述地连接到覆盖在所述同轴电缆、用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线外部的所述第二屏蔽线，提供了套筒天线，所述套筒天线由所述耳机电缆和覆盖在所述同轴电缆、用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线外部的所述第二屏蔽线组成。