JP3921980B2

JP3921980B2 - 高周波信号受信装置

Info

Publication number: JP3921980B2
Application number: JP2001307258A
Authority: JP
Inventors: 浩一北村; 淳一福谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-10-03
Also published as: JP2003115777A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯可能な高周波信号受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高周波信号受信装置は図７に示すように、高周波信号を受信するロッドアンテナ１と、このロッドアンテナ１に接続されたチューナ部２と、このチューナ部２の出力に接続されたキャプチャ部３と、このキャプチャ部３の出力に接続されるとともに、チューナ部２に対して選局指令を出力するマイクロコンピュータ４とで構成されていた。
【０００３】
以上のように構成された高周波信号受信装置について、以下にその動作を説明する。ロッドアンテナ１に入力されたＴＶ信号は、チューナ部２で選局される。この選局はマイクロコンピュータ４からの指令に従って選局信号５が出力されて選局される。チューナ部２で選局された信号は復調された後、映像信号６と音声信号７に分離されて出力される。この映像信号６と音声信号７はキャプチャ部３でディジタル信号に変換されて、マイクロコンピュータ４のバスライン８に入力される。そして、マイクロコンピュータ４の表示画面１０上にＴＶ映像として写し出される。また同時に、スピーカからは音声が出力される。このとき、良好な受信状態を得るためには、１ｍ程度の長さを有するロッドアンテナ１を動かして、最大感度の位置を探していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の構成では、図８に示すように、高周波信号受信装置９の側面に設けられたロッドアンテナ１を操作しなければならず、その取り扱いは不便なものであった。即ち、選局ごとに画面１０の映像を見ながら、１ｍ程度の長いロッドアンテナ１を色々の方向に動かして、最大感度が得られる位置を探して、その位置に固定する必要があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するもので、取り扱いが容易な高周波信号受信装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の高周波信号受信装置の同調アンテナには、比誘電率が１を超える材料で形成されたアンテナコアと、このアンテナコアに巻かれた導体と、回路基板に装着されるとともに前記導体の両端と並列接続された可変容量コンデンサと、前記並列接続された並列接続体の一方の端子が接続されたグランド端子と、前記並列接続体の他方の端子が接続された出力端子と、前記並列接続体の一方の端子と同調電圧供給端子との間に挿入されると共に、前記回路基板へリフロー半田付けで接続されたインピーダンス素子とを有し、前記アンテナコアの上面に前記アンテナコアと同じ大きさの前記回路基板が当接されて一体的に形成されるとともに、前記グランド端子と前記出力端子とが前記アンテナコア下面に導出され、前記マイクロコンピュータはチャンネルに応じた同調電圧を前記同調電圧供給端子へ供給するものである。
【０００７】
これにより、高周波信号受信装置の取り扱いが容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、高周波信号を受信する同調アンテナと、この同調アンテナに接続されたチューナ部と、このチューナ部の出力に接続されたキャプチャ部と、このキャプチャ部の出力に接続されるとともに、前記チューナ部に対して選局指令を出力するマイクロコンピュータとを備え、前記同調アンテナは、比誘電率が１を超える材料で形成されたアンテナコアと、このアンテナコアに巻かれた導体と、回路基板に装着されるとともに前記導体の両端と並列接続された可変容量コンデンサと、前記並列接続された並列接続体の一方の端子が接続されたグランド端子と、前記並列接続体の他方の端子が接続された出力端子と、前記並列接続体の一方の端子と同調電圧供給端子との間に挿入されると共に、前記回路基板へリフロー半田付けで接続されたインピーダンス素子とを有し、前記アンテナコアの上面に前記アンテナコアと同じ大きさの前記回路基板が当接されて一体的に形成されるとともに、前記グランド端子と前記出力端子とが前記アンテナコア下面に導出され、前記マイクロコンピュータはチャンネルに応じた同調電圧を前記同調電圧供給端子へ供給する高周波信号受信装置であり、マイクロコンピュータで同調電圧を制御する同調アンテナを用いているので、アンテナを動かすことなく、高感度の受信ができる。従って、従来のようにロッドアンテナを動かして、最大感度位置を選ぶ必要がなく、取り扱いが容易となる。
【０００９】
なお、アンテナコアと、このアンテナコアに巻かれた導体とで形成されるアンテナ本体と、このアンテナ本体に接続される電子部品が一体となってモジュール化されているので、各部品配置の適正化を考慮することなく充分なアンテナ性能を引き出すことができる。
【００１０】
また、モジュール化しているので、小型化が実現できるとともに扱いも容易となる。
【００１１】
更に、導体は比誘電率が１を超えたアンテナコアに巻かれているので、振動等に対して安定するとともに小型化が実現できる。
【００１２】
さらにまた、リフロー時に溶融された半田によるセルフアライメント効果でインピーダンス素子の装着位置が一定となるので、可変容量コンデンサとインピーダンス素子との間のインダクタンスの変動が少なくなり、同調特性が安定する。
【００１３】
さらに加えて、グランド端子や出力端子などの端子はアンテナコアの下面に導出されているので、クリーム半田でプリント基板に直接面実装することができるので、取り扱いが容易である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、マイクロコンピュータ内には、同調アンテナの同調電圧データが格納されるメモリと、このメモリに接続されるとともに前記同調アンテナに接続されて前記同調アンテナに同調電圧を供給するＤ／Ａコンバータとを設け、前記同調電圧データには前記同調アンテナの各チャンネルに対応する同調電圧データが格納された請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、メモリとＤ／Ａコンバータを有しているので、マイクロコンピュータの負担が少なくなる。また、メモリには各チャンネルに対応した同調電圧データが格納されているので、各チャンネル毎に最大の受信感度を得ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、手操作による感度調整釦を設け、この感度調整釦で各チャンネル毎に格納された同調電圧データを独立して書替えることが可能な請求項２に記載の高周波信号受信装置であり、場所とか天候或いは時間等の違いによる受信状態の変化に微妙に調整して最良の受信状態を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、初期値釦を設け、この初期値釦によりメモリには同調電圧データの初期値が格納される請求項３に記載の高周波信号受信装置であり、初期釦の押下により、適宜初期の受信状態に戻すことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明の同調アンテナは、マイクロコンピュータの筐体内に装着された請求項２に記載の高周波信号受信装置であり、同調アンテナが内蔵されているので、同調アンテナを操作する必要はなく扱いが容易となる。
【００１８】
請求項６に記載の発明の同調アンテナを形成する導体は、パターンとスルーホールで形成された請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、エッチング技術で形成できるので、低価格になるとともに量産化が容易となる。また、薄型化を図ることもできる。
【００１９】
請求項７に記載の発明の同調アンテナを形成する導体は、線材で形成された請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、線材を用いることにより、Ｑが大きくなり出力レベルが大きくなる。また、階層巻が簡単にできるので、小型化を図ることができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、同調アンテナを形成する並列接続体の他方の端子と出力端子との間にインピーダンス整合回路が挿入された請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、効率良く受信電力を供給することができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、同調アンテナを形成する並列接続体の一方の端子はコンデンサを介してグランドに接続されるとともに、インピーダンス整合回路は前記並列回路の他方の端子からインダクタンス素子を介してグランドに接続されるとともにコンデンサを介して出力端子に接続した請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、インダクタンス素子は、インピーダンス整合回路の一部として用いられるとともに、同調電圧供給端子に加えられる電圧のグランドへの接地素子として共用される。従って、部品点数が少なくなり小型化と低価格化に寄与する。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、同調アンテナを形成するインピーダンス素子の一端は、可変容量コンデンサのカソード端子の近傍に装着された請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、可変容量コンデンサとインピーダンス素子との間のインダクタンスの変動が少なくなり、共振特性が安定する。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、同調アンテナを形成するインダクタンス素子は回路基板上にパターンで形成された請求項９に記載の高周波信号受信装置であり、インダクタンス素子を特別に設ける必要はなく、回路基板のエッチング時に他の配線と同時に作成することができるので、薄型化と低価格化に寄与する。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、同調アンテナを形成するアンテナコアの比誘電率は略１０とした請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、小型で高感度のアンテナモジュールが実現できる。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、同調アンテナを形成するアンテナコアはガラスエポキシ樹脂で形成された請求項１に記載の高周波信号受信装置であり、アンテナコアはガラスエポキシ樹脂で形成されているので、低価格のアンテナモジュールを提供することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１に示すように、本発明の高周波信号受信装置は、高周波信号を受信する同調アンテナ２１と、この同調アンテナ２１に接続されたチューナ部２２と、このチューナ部２２の出力に接続されたキャプチャ部２３と、このキャプチャ部２３の出力に接続されるとともに、チューナ部２２に対して選局信号３０を出力するマイクロコンピュータ２４と、このマイクロコンピュータ２４に接続されるとともに同調アンテナ２１の同調電圧データが格納されたメモリ２５と、このメモリ２５内の同調電圧データ（ディジタル信号）をアナログ信号に変換して同調アンテナ２１に出力するＤ／Ａコンバータ２６と、マイクロコンピュータ２４に接続されるとともに受信チャンネルを表示する表示部２７とで構成されている。
【００２７】
以上のように構成された高周波信号受信装置について、以下にその動作を説明する。同調アンテナ２１に入力されたＴＶ信号は、チューナ部２２で選局される。この選局はマイクロコンピュータ２４からの指令に従って選局信号３０で選局される。チューナ部２２で選局された信号は復調された後、映像信号２８と音声信号２９に分離されて出力される。この映像信号２８と音声信号２９はキャプチャ部２３でディジタル信号に変換されて、マイクロコンピュータ２４のバスライン３６に出力される。そして、マイクロコンピュータ２４の表示画面上にＴＶ映像が写し出される。また、スピーカからは音声が出力される。
【００２８】
なお、選局においては、マイクロコンピュータ２４で選局信号３０をチューナ部２２に出力して選局するとともに、メモリ２５内に格納された同調電圧データがＤ／Ａコンバータ２６を介して同調アンテナ２１に供給される。この同調電圧データと選局チャンネルとは対応して格納されている。
【００２９】
このようにして、選局信号３０に対応して同調電圧を同調アンテナ２１に加えるので、従来のようにロッドアンテナ１を制御することなく、各受信チャンネルに応じた最適の受信感度を得ることができる。また、その操作は容易である。
【００３０】
図２は、高周波信号受信装置３１の正面図である。図２において、３５は主表示部であり、ＴＶ画面やデータ等が表示される。２７は受信チャンネルの表示部である。３２は感度調整釦であり、３３はその格納釦である。また、３４は初期値に再び設定する初期値釦である。また、この高周波信号受信装置３１の筐体内には同調アンテナ２１が実装されている。なおこの高周波信号受信装置３１において、感度調整釦３２、格納釦３３、初期値釦３４は主表示部３５にソフトウェアで表示し、マウスでクリックして夫々を指定しても良い。このようにすれば、特別にハード的な釦を設ける必要はない。
【００３１】
図３は、メモリ２５の詳細図である。メモリ２５内にはチャンネル１からチャンネル６２までの各チャンネルに対応した同調電圧データの初期値が格納されている。受信状態に対応して、この同調電圧データを微妙に変更したい場合には、先ず、その変更すべきチャンネルを指定して、感度調整釦３２を操作する。即ち、感度調整釦３２の釦３２ａを押下すると、その度にそのチャンネルに該当するメモリの値は増加する。また、釦３２ｂを押下すると、その度にそのチャンネルに該当するメモリの値は減少する。そして、最良の受信状態から得られた状態で格納釦３３を押下することにより、そのときの同調電圧データの値がメモリ２５に格納される。このようにして、夫々のチャンネルの受信状態を最適に設定することができる。なお、この感度調整釦３２はボリュウムであっても良い。
【００３２】
また、初期値釦３４を押下することにより、メモリ２５の値は最初の値に再設定される。
【００３３】
図４は同調アンテナ２１の回路図である。図４において、５１はアンテナコア５２に巻かれた導体であり、バリキャップダイオード５３と並列に接続されて並列接続体５４を形成している。
【００３４】
そして、この並列接続体５４の一方の端子５５は、固定コンデンサ５６を介してグランド端子５７に接続されるとともに、固定抵抗（インピーダンス素子の一例として用いた）５８を介して同調電圧供給端子５９に接続されている。
【００３５】
また、並列接続体５４の他方の端子６０はパターンで形成されたインピーダンス素子６１を介してグランド端子５７に接続されるとともに、固定コンデンサ６２とトランジスタで形成された増幅器６３を介して出力端子６４に接続されている。
【００３６】
この同調アンテナ２１はＵＨＦ帯受信用であり、固定コンデンサ５６は３ＰＦのチップコンデンサ、固定コンデンサ６２は２ＰＦのチップコンデンサ、固定抵抗５８は１００キロオームのチップ抵抗を用いた。また、インピーダンス素子６１と固定コンデンサ６２とでインピーダンス整合回路６５を形成している。このインピーダンス整合回路６５は、並列接続体５４とのインピーダンスの整合を行い、接続による損失を少なくするために挿入されたものである。
【００３７】
なお、増幅器６３を接続することなく、固定コンデンサ６２の出力を直接出力端子６４に接続しても良い。しかしながら、増幅器６３を用いることにより、Ｓ／Ｎを向上させることができるとともに大信号を出力することができる。
【００３８】
図５は、利得特性図であり、同調電圧供給端子５９に加える電圧と、出力端子６４から出力される信号出力との関係を示している。横軸７１は周波数（ＭＨｚ）であり、縦軸７２は出力端子６４から出力される信号出力の利得（ｄＢ）である。７３は、同調電圧供給端子５９に０．５ボルトを加えたときの利得特性曲線であり、そのピーク周波数７３ａは略５００ＭＨｚである。また、７４は、同調電圧供給端子５９に２．５ボルトを加えたときの利得特性曲線であり、そのピーク周波数７４ａは略６５０ＭＨｚである。
【００３９】
このように、同調電圧供給端子５９に加える電圧により、希望する信号の近くに同調することができる。従って、高出力で妨害の少ない同調アンテナ２１を得ることができる。
【００４０】
図６は、同調アンテナ２１の分解斜視図である。アンテナコア５２は比誘電率が１０であって、長さ８１は４ｃｍ、その断面の縦８２は３ｍｍ、横８３は４ｍｍのものを用いている。そして、その表面にパターン６６とスルーホール６７とで導体５１を形成している。この導体５１は、アンテナコア５２の一方の端８５から他方の端８６に向かってらせん状に巻かれている。
【００４１】
また、図６に示す７０は、ガラスエポキシ樹脂で形成された回路基板であり、アンテナコア５２の上面と同じ寸法にしている。このことにより、部品管理が容易となるとともに自動装着も可能となる。この回路基板７０上には、バリキャップダイオード５３と、固定コンデンサ５６と、固定抵抗５８と、パターンで形成されたインピーダンス素子６１と、インピーダンス整合回路６５が装着されている。なお、ここで、固定抵抗５８はバリキャップダイオード５３のカソード近傍に配置することが重要である。これは、固定抵抗５８の半田付等により回路基板７０上でのパターンによるインダクタンスの変動を少なくして同調特性を安定化させるためである。
【００４２】
そして、これらの部品は全てリフロー半田で半田付される。リフロー半田付けされることにより、セルフアライメント効果により全ての部品は所定の位置に安定して装着されるので、パターン長等によるインダクタンスの変化は少なくなり安定した性能が得られる。特に固定抵抗５８の装着においては、その効果が顕著に現れる。
【００４３】
なお、上記部品で全ての部品を回路基板７０内に装着する必要は必ずしもなく、バリキャップダイオード５３と固定抵抗５８以外の部品は回路基板７０以外に設けることもできる。
【００４４】
ここで、導体５１としてポリウレタン銅線、錫メッキ線、半田メッキ線、アルミ線等を用いることもできる。これらの線材を用いることにより、Ｑ（キュウ）を高くすることができる。また、絶縁被覆された線材を用いれば重ね巻をすることができ、インダクタンスを大きくすることができる。従って、アンテナコア５２には比誘電率の小さいガラスエポキシ樹脂材料を用いることができ低価格化を図ることができる。また、重ね巻をすることにより小型化を図ることができる。
【００４５】
また、同調アンテナ２１は、グランド端子５７と出力端子６４が一方の端の近傍と他方の端の近傍に分かれて設けられたものであり、この同調アンテナ２１を高周波信号受信装置の内部のプリント基板に直接半田接続することができる。この場合において、グランド端子５７や出力端子６４等全ての端子はアンテナコア５２の下面に導出されているので、クリーム半田でプリント基板に直接面実装することができる。また、同調アンテナ２１は高周波信号受信装置の内部に装着しているので、アンテナを動かして、最大感度を探る必要はなく（略無指向性である）、操作が簡単である。また、外部にアンテナが露出することはなく、デザイン的にも優れたものである。
【００４６】
なお、同調アンテナ２１のグランド端子５７と出力端子６４を同調アンテナ２１の一方の端の近傍に設けることもできる。この場合、同調アンテナ２１の一方の端近傍に支点を設け、高周波信号受信装置に回動自在に装着する。このように装着することにより、不使用のときは下方に下げて携帯に便利にするとともに、使用時においては上方に回動させてアンテナの受信感度を向上させることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、同調アンテナには、比誘電率が１を超える材料で形成されたアンテナコアと、このアンテナコアに巻かれた導体と、回路基板に装着されるとともに前記導体の両端と並列接続された可変容量コンデンサと、前記並列接続された並列接続体の一方の端子が接続されたグランド端子と、前記並列接続体の他方の端子が接続された出力端子と、前記並列接続体の一方の端子と同調電圧供給端子との間に挿入されると共に、前記回路基板へリフロー半田付けで接続されたインピーダンス素子とを有し、前記アンテナコアの上面に前記アンテナコアと同じ大きさの前記回路基板が当接されて一体的に形成されるとともに、前記グランド端子と前記出力端子とが前記アンテナコア下面に導出され、前記マイクロコンピュータはチャンネルに応じた同調電圧を前記同調電圧供給端子へ供給するので、アンテナを動かすことなく、高感度の受信ができる。従って、従来のようにロッドアンテナを動かして、最大感度位置を選ぶ必要がなく、取り扱いが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による高周波信号受信装置のブロック図
【図２】同、高周波信号受信装置の正面図
【図３】同、メモリの詳細図
【図４】同、同調アンテナの回路図
【図５】同、特性図
【図６】同、組立斜視図
【図７】従来の高周波信号受信装置のブロック図
【図８】同、斜視図
【符号の説明】
２１同調アンテナ
２２チューナ部
２３キャプチャ部
２４マイクロコンピュータ
２５メモリ
２６Ｄ／Ａコンバータ

Claims

高周波信号を受信する同調アンテナと、この同調アンテナに接続されたチューナ部と、このチューナ部の出力に接続されたキャプチャ部と、このキャプチャ部の出力に接続されるとともに、前記チューナ部に対して選局指令を出力するマイクロコンピュータとを備え、前記同調アンテナは、比誘電率が１を超える材料で形成されたアンテナコアと、このアンテナコアに巻かれた導体と、回路基板に装着されるとともに前記導体の両端と並列接続された可変容量コンデンサと、前記並列接続された並列接続体の一方の端子が接続されたグランド端子と、前記並列接続体の他方の端子が接続された出力端子と、前記並列接続体の一方の端子と同調電圧供給端子との間に挿入されると共に、前記回路基板へリフロー半田付けで接続されたインピーダンス素子とを有し、前記アンテナコアの上面に前記アンテナコアと同じ大きさの前記回路基板が当接されて一体的に形成されるとともに、前記グランド端子と前記出力端子とが前記アンテナコア下面に導出され、前記マイクロコンピュータはチャンネルに応じた同調電圧を前記同調電圧供給端子へ供給する高周波信号受信装置。
マイクロコンピュータ内には、同調アンテナの同調電圧データが格納されるメモリと、このメモリに接続されるとともに前記同調アンテナに接続されて前記同調アンテナに同調電圧を供給するＤ／Ａコンバータとを設け、前記同調電圧データには前記同調アンテナの各チャンネルに対応する同調電圧データが格納された請求項１に記載の高周波信号受信装置。
手操作による感度調整釦を設け、この感度調整釦で各チャンネル毎に格納された同調電圧データを独立して書替えることが可能な請求項２に記載の高周波信号受信装置。
初期値釦を設け、この初期値釦によりメモリには同調電圧データの初期値が格納される請求項３に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナは、マイクロコンピュータの筐体内に装着された請求項２に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成する導体は、パターンとスルーホールで形成された請求項１に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成する導体は、線材で形成された請求項１に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成する並列接続体の他方の端子と出力端子との間にインピーダンス整合回路が挿入された請求項１に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成する並列接続体の一方の端子はコンデンサを介してグランドに接続されるとともに、インピーダンス整合回路は前記並列回路の他方の端子からインダクタンス素子を介してグランドに接続されるとともにコンデンサを介して出力端子に接続した請求項１に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成するインピーダンス素子の一端は、可変容量コンデンサのカソード端子の近傍に装着された請求項１に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成するインダクタンス素子は回路基板上にパターンで形成された請求項９に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成するアンテナコアの比誘電率は略１０とした請求項１に記載の高周波信号受信装置。
同調アンテナを形成するアンテナコアはガラスエポキシ樹脂で形成された請求項１に記載の高周波信号受信装置。