TWM472962U - 汽車收音機天線裝置 - Google Patents

Description

汽車收音機天線裝置

本創作係為一種汽車收音機天線裝置，特別是有關於一種汽車AM/FM收音機之天線裝置，可設於車頂，具有增強收音機無線電頻率信號之接收天線裝置。

在無線電傳輸技術中天線的設計與無線電的頻率、方向及電波強度有關，而汽車的收音機一般是以一定長度的自動伸縮金屬長棒做為其天線，相當地佔空間，且自動伸縮的天線機構需要不定時的加潤滑油，且使用久了容易發生折斷、故障、無法伸縮的情形，相當地不方便。

故而有業者研發螺旋狀天線，係將長棒金屬彎繞成螺旋狀，但該螺旋狀天線之無線電接收度並不理想，因此就有所謂玻璃天線設計，以軟型導電材質附貼於汽車玻璃上，此種玻璃天線亦是AM與FM共用的天線設計，然而該種材質相當昂貴。亦有許多利用印刷電路板上佈設一特殊曲度之平面天線產生，該種平面天線有一個很大的缺點是不能靠近具金屬面的物質，因為金屬會吸收無線電波，而汽車外殼即為金屬製，使得該平面天線收不到信號。

職是，本案創作人即為解決上述現有汽車收音機之無線電接 收天線所具有的不便與缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，提出一種汽車收音機之魚鰭式天線裝置，可裝設於車頂，不但能使車頂產生創新的美感，又可提高收音機無線電頻率之接收訊號之目的。

為達上述之目的，本創作主要技術特徵係在於提供一種汽車收音機天線裝置，包括呈鯊魚鰭形狀的外蓋及底座，組合後內部形成容置空間，訊號增益電路板設於容置空間中，配置於該底座上，訊號增益電路板之輸出端電性連接汽車收音機，第一天線呈平板狀，直立於訊號增益電路板上，第一天線的下端部電性連接訊號增益電路板，第二天線為金屬材質，電性連接於第一天線之上端部，第一天線與第二天線組成一AM/FM被動式天線，藉由訊號增益電路板將AM頻帶或FM頻帶之訊號檢出放大後傳送至輸出端，以達到汽車收音機之最佳增益匹配的目的。

10‧‧‧汽車收音機天線裝置

11‧‧‧外蓋

12‧‧‧底座

13‧‧‧容置空間

20‧‧‧訊號增益電路板

21‧‧‧AM帶通增益電路

211‧‧‧AM前級帶通濾波器

212‧‧‧AM增益放大器

213‧‧‧AM後級帶通濾波器

22‧‧‧FM帶通增益電路

221‧‧‧FM前級帶通濾波器

222‧‧‧第一FM增益放大器

223‧‧‧FM後級帶通濾波器

224‧‧‧自動增益控制電路

2241‧‧‧第二FM增益放大器

2242‧‧‧訊號檢知器

2243‧‧‧遲滯比較器

2244‧‧‧選擇器

22441‧‧‧共用端

22442‧‧‧第一選擇端

22443‧‧‧第二選擇端

22444‧‧‧控制端

2245‧‧‧衰減器

23‧‧‧插槽

30‧‧‧第一天線

33‧‧‧金手指接觸端

34‧‧‧接觸片

40‧‧‧第二天線

41‧‧‧夾片

S1‧‧‧選擇信號

第一圖為公告第I281287號專利的外觀立體圖；第二圖為第一圖之分解立體圖；第三圖為訊號增益電路板之電路方塊示意圖；第四圖為第三圖之實施例電路圖；第五圖為第一天線與第二天線及訊號增益電路板之一連接實施例示意圖；第六圖為本創作天線垂直測試時之幅射場型增益圖；第七圖為本創作天線水平測試時之幅射場型增益圖；及第八圖係為本創作測試時之駐波比(V.S.W.R)圖。

為了使 貴審查委員能更進一步瞭解本創作為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，相信本創作之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

本創作申請人為了取代傳統機械伸縮式的汽車收音機天線，曾於2005年3月25申請的本國發明專利公告第I281287“汽車收音機之魚鰭式天線裝置”，設置於汽車車頂，不但能造形美，價格低廉，更具有低耗電量，不需保養，維修更換容易的優點，而本創作則是建構於前述專利的基礎上，進行AM/FM訊號接收能力強化改良。

首先請參閱第一圖及第二圖所示，第一圖為公告第I281287號專利的外觀立體圖，第二圖為第一圖的立體分解圖，該汽車收音機天線裝置10具有一外蓋11及一底座12，外蓋11為絕緣材質，外觀呈一鯊魚鰭的形狀，底座12可為一金屬材質，外蓋11與底座12組合後內部形成有一容置空間13，底座12的金屬材質可電性連接至汽車的金屬車頂，形成一共地端。

如第二圖所示，本創作之汽車收音機天線更包括一訊號增益電路板20、一第一天線30及一第二天線40，其中訊號增益電路板20設於底座12上的容置空間13中，訊號增益電路板20的輸出端(Output)則電性連接至一汽車收音機(Car Radio)(圖中未示)，上述第一天線30呈平板狀，直立於訊號增益電路板20上，第一天線30的下端部電性連接至訊號增益電路板20，而上述第二天線40為一金屬材質，電性連接至第一天線30的上端部，第一天線30與第二天線40組成一AM/FM被動式天線(Passive Antenna)，AM頻帶或FM頻帶的無線電匹配區段，以傳送AM/FM頻帶訊號至上述訊號增益電路 板20，藉由訊號增益電路板20將AM/FM頻帶訊號檢出後放大，再傳送至輸出端的汽車收音機。

請一併參閱第三圖及第四圖所示，第三圖為訊號增益電路板之電路方塊示意圖，而第四圖為第三圖之實施例電路圖，在本創作之實施例中，上述訊號增益電路板20上設有一AM帶通增益電路21及一FM帶通增益電路22，而AM帶通增益電路21包括有一AM前級帶通濾波器211、一AM增益放大器212及一AM後級帶通濾波器213。其中AM前級帶通濾波器211電性連接至上述AM/FM被動式天線，可接收AM頻帶區段的無線電訊號，並限制通過AM頻帶訊號而排除非AM頻帶的訊號。上述AM增益放大器212電性連接至AM前級帶通濾波器211，用以放大AM頻帶訊號的增益值。上述AM後級帶通濾波器213則電性連接至AM增益放大器212及上述的輸出端(Output)，用以再次限制僅通過放大後的AM頻帶訊號傳送至上述的輸出端(Output)至汽車收音機(Car Radio)。

而FM帶通增益電路22則更包括一FM前級帶通濾波器221、一第一FM增益放大器222、一FM後級帶通濾波器223及一自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)電路224。其中FM前級帶通濾波器221電性連接至AM/FM被動式天線，用以限制通過FM頻帶訊號而排除非FM頻帶的訊號。上述第一FM增益放大器222電性連接至FM前級帶通濾波器221，用以放大FM頻帶訊號的增益值。上述FM後級帶通濾波器223電性連接至第一FM增益放大器222及上述的輸出端(Output)，用以再次限制僅通過放大後的FM頻帶訊號傳送至上述的輸出端(Output)至汽車收音機。

由於FM頻帶訊號在某些信號強的地區，經過上述第一FM增 益放大器222的訊號增益放大後，會造成失真的現象，因此本創作更設計了一自動增益控制電路224來判斷放大後FM頻帶訊號是否過大，若過大則將FM頻帶訊號衰減後再由第一FM增益放大器222放大，以避免失真現象，而本創作的自動增益控制電路224包括一第二FM增益放大器2241、一訊號檢知器2242、一遲滯比較器(Comparator with Hystersis)2243、一選擇器(Switch)2244及一衰減器(Attenuator)2245。

其中第二FM增益放大器2241電性連接至FM前級帶通濾波器221，用以放大FM頻帶訊號的增益值，而第二FM增益放大器2241的增益放大率與第一FM增益放大器222的增益放大率相近。上述訊號檢知器2242電性連接至第二FM增益放大器2241，用以檢測放大後之FM頻帶訊號的進入訊號值是否過大，並輸出一選擇信號S1，而該選擇信號S1可以為一高電壓或一低電壓。而遲滯比較器2243電性連接訊號檢知器2242及選擇器2244，用以選擇信號S1的輸出狀態維持在高電壓或低電壓。

上述選擇器2244電性連接於FM前級帶通濾波器221與第一FM增益放大器222之間，上述選擇器2244包括有一共用端22441電性連接至FM前級帶通濾波器221，一第一選擇端22442電性連接至第一FM增益放大器222，一第二選擇端22443電性連接至上述衰減器2245再連接至FM增益放大器222，一控制端22444電性連接至遲滯比較器2243，受上述選擇信號S1的控制，用以選擇FM頻帶訊號是否經過衰減器2245衰減後再到第一FM增益放大器222。

本創作自動增益控制電路224的動作原理是先將FM頻帶訊號藉由第二FM增益放大器2241放大增益值，再由訊號檢知器2242來檢測進 入訊號值是否過大，由於第二FM增益放大器2241的增益放大率與第一FM增益放大器222的增益放大率相近，因此可以精確地檢測出FM頻帶訊號放大後是否會過大而失真，當訊號檢知器2242檢測出的FM頻帶訊號進入訊號值過大時，訊號檢知器2242輸出的選擇信號S1呈現低電壓，控制共用端22441連接至第二選擇端22443，使FM頻帶訊號經過上述衰減器2245的訊號衰減後再傳送至第一FM增益放大器222。反之，當訊號檢知器2242檢測出的FM頻帶訊號的進入訊號值未過大(正常)時，訊號檢知器2242輸出的選擇信號S1呈現高電壓，控制共用端22441連接第一選擇端22442，使FM頻帶訊號直接傳送至第一FM增益放大器222，而不經過衰減2245。如此可以使FM頻帶訊號經過第一FM增益放大器222放大後絕對不會因增益過大而失真，達到自動控制增益的效果。

請一併參閱第二圖及第五圖所示，第五圖為第一天線與第二天線及訊號增益電路板之一連接實施例示意圖。本創作實施例的第一天線30為一印刷電路板(PCB)式的天線，包括一介電層，介電層的二個表面上皆有圖案化的線路層，較佳地，圖案化線路層布局(Layout)成電感L、電容C的諧振迴路形成一LC共振腔，一端電性連接至訊號增益電路板20，而另一端電性連接至第二天線40。因第一天線30的電路板所布局出的LC共振腔可形成高諧振品質因素Q及低阻抗的AM/FM被動式天線，而能達到最佳的AM/FM收音機頻帶訊號(Radio Signal)。在第二圖的實施例中，第一天線30是以焊錫連接至訊號增益電路板20上，而在第五圖的實施例中，訊號增益電路板20上設有一插槽23，第一天線30的底端設有金手指接觸端33，可將第一天線30底端插入插槽23內。

再如第二圖之實施例，第二天線40呈倒U字形，先固定於外蓋11內側的上端表面，而在第一天線30的頂端設有至少一接觸片34，如第二圖之實施例中第一天線30的頂端設有二對應向外凸出呈S狀的接觸片34，且第二天線40設有至少一夾片41，對應第一天線30的接觸片34，當外蓋11組合於底座12上時，第一天線30的接觸片34可電性接觸第二天線40的夾片41。而如第五圖的實施例中，第二天線40是先焊錫連接至第一天線30的頂端，再向下拗成倒U字形後，才將外蓋11組合於底座12上。再如第二圖之實施例中，而本創作汽車收音機天線裝置10經過實際實驗後，其幅射場型增益圖如第六圖及第七圖所示，該第六圖係為天線垂直測試時之幅射場型增益圖，而第七圖係為該天線水平測試時之幅射場型增益圖，由圖中可知本發明之天線增益大約是0-3dBi之間。再本創作汽車收音機天線測試時的駐波比(V.S.W.R)圖如第八圖所示，圖中顯示該88~108MHz FM收音機之頻帶處，可形成駐波比<=2之波形，符合收音機天線設計匹配之要求。

職是，本創作確能藉上述所揭露之技術，提供一種迥然不同於習知者的設計，堪能提高整體之使用價值，又其申請前未見於刊物或公開使用，誠已符合新型專利之要件，爰依法提出新型專利申請。

10‧‧‧汽車收音機天線裝置

11‧‧‧外蓋

12‧‧‧底座

13‧‧‧容置空間

20‧‧‧訊號增益電路板

30‧‧‧第一天線

34‧‧‧接觸片

40‧‧‧第二天線

41‧‧‧夾片

Claims (14)

1. 一種汽車收音機天線裝置，包括：一外蓋，呈一鯊魚鰭形狀；一底座，與該外蓋相組合後，內部形成一容置空間；一訊號增益電路板，設於該容置空間中，配置於該底座上，該訊號增益電路板之輸出端電性連接該汽車收音機；一第一天線，呈平板狀，直立於該訊號增益電路板上，該第一天線的下端部電性連接該訊號增益電路板；及一第二天線，為一金屬材質，電性連接於該第一天線之上端部，該第一天線與該第二天線組成一AM/FM被動式天線，藉由該訊號增益電路板將AM頻帶或FM頻帶之訊號檢出放大後傳送至該輸出端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之汽車收音機天線裝置，其中該外蓋為一絕緣材質。
3. 如申請專利範圍第1項所述之汽車收音機天線裝置，其中該底座為一金屬材質，可電性連接至一汽車之金屬車頂。
4. 如申請專利範圍第1項所述之汽車收音機天線裝置，其中該訊號增益電路板包括一AM帶通增益電路及一FM帶通增益電路。
5. 如申請專利範圍第4項所述之汽車收音機天線裝置，其中該AM帶通增益電路更包括：一AM前級帶通濾波器，電性連接至該AM/FM被動式天線，通過一AM頻帶訊號；一AM增益放大器，電性連接該AM前級帶通濾波器，放大該AM頻帶訊 號；及一AM後級帶通濾波器，電性連接至該AM增益放大器與該輸出端，通過放大後之該AM頻帶訊號傳送至該輸出端。
6. 如申請專利範圍第4項所述之汽車收音機天線裝置，其中該FM帶通增益電路更包括：一FM前級帶通濾波器，電性連接該AM/FM被動式天線，通過一FM頻帶訊號；一第一FM增益放大器，電性連接該FM前級帶通濾波器，放大該FM頻帶訊號；及一FM後級帶通濾波器，電性連接該第一FM增益放大器及該輸出端，用以通過放大後之該FM頻帶訊號傳送至該輸出端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之汽車收音機天線裝置，其中該FM帶通增益電路更包括一自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)電路，包括：一第二FM增益放大器，電性連接至該FM前級帶通濾波器，用以放大該FM頻帶訊號；一訊號檢知器，電性連接至該第二FM增益放大器，檢測放大後之FM頻帶訊號之進入訊號值是否過大，輸出一選擇信號；一遲滯比較器，電性連接於該訊號檢知器，用以延遲該選擇信號的輸出狀態；及一選擇器，電性連接於該FM前級帶通濾波器與該第一FM增益放大器之間，受該選擇信號的控制，當該訊號檢知器檢測出該FM頻帶信號之增益過大時，選擇將該FM頻帶信號通過一衰減器後再輸出至該第一 FM增益放大器，反之，選擇將該FM頻帶信號直接輸出至該第一FM增益放大器。
8. 如申請專利範圍第7項所述之汽車收音機天線裝置，其中該選擇器具有一共用端、一第一選擇端、一第二選擇端及一控制端，其中該共用端電性連接至該FM前級帶通濾波器，該第一選擇端電性連接至該第一FM增益放大器，該第二選擇端電性連接該衰減器，該衰減器再連接至該第一FM增益放大器。
9. 如申請專利範圍第1項所述之汽車收音機天線裝置，其中該第一天線為一印刷電路板式天線，包括一介電層及二面圖案化線路層，其中該圖案化線路層布局成電感、電容諧振迴路，形成一LC共振腔，一端電性連接該訊號增益電路板，另一端電性連接該第二天線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之汽車收音機天線裝置，其中該訊號增益電路板上設有一插槽，該第一天線之底端插置於該插槽內。
11. 如申請專利範圍第9項所述之汽車收音機天線裝置，其中該第二天線呈倒U字形，貼覆於該外蓋上端的內側表面。
12. 如申請專利範圍第11項所述之汽車收音機天線裝置，其中該第二天線為金屬片，先連接至該第一天線之頂端，再向下拗成倒U字形，才裝入該外蓋。
13. 如申請專利範圍第11項所述之汽車收音機天線裝置，其中該第二天線先固定於該外蓋內側的上端表面，且該第二天線設有至少一夾片，當該外蓋組合於該底座時，該夾片電性接觸該第一天線之頂端。
14. 如申請專利範圍第11項所述之汽車收音機天線裝置，其中該第二天線先 固定於該外蓋內側的上端表面，且該第一天線之頂端設有至少一接觸片，當該外蓋組合於該底座時，該接觸片電性接觸該第二天線。