TWM552190U - 多頻帶汽車收音機天線 - Google Patents

Description

多頻帶汽車收音機天線

本創作係為一種多頻帶汽車收音機天線，特別是關於一種汽車收音機裝置使用之天線，具有增強調幅(AM)、調頻(FM)及數位廣播(DAB Band-III)等多頻帶信號的收音機天線。

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，傳統的汽車收音機天線大都是伸縮式金屬長棒，除了毫無美感、佔空間外，伸縮馬達機構亦容易發生故障，相當不方便，因而此種收音機天線早已退出頂級車的市場。

本案申請人有多年且豐富的汽車收音機天線的研發經驗，曾提出多項專利在案，如新型專利第565018號申請之「共振式天線裝置」、發明第I281287號之「汽車收音機之音鰭式天線裝置」及新型第M472962號之「汽車收音機天線裝置」...等等。然而由於時代的進步，數位廣播DAB(Digital Audio Broadcasting)Band-Ⅲ已受到各國推廣，但前述的汽車收音機裝置都是建構在AM/FM頻帶的天線。

由於DAB Band-Ⅲ頻帶範圍是在174MHz~240MHz，與FM頻帶範圍76MHz~108MHz接近，因此FM天線也能作為的DAB Band-Ⅲ天線使用，但DAB Band-Ⅲ的訊號會較弱，而DAB Band-Ⅲ是使用數位解碼聲音訊 號，訊號太弱會造成收音機發聲斷斷續續，這對頂級車而言是無法接受的，所以會針對DAB Band-Ⅲ建置一個專用天線，因此目前的汽車收音機天線尚有可改善的空間。

職是，本案創作人即為解決上述汽車收音機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，提出一種多頻帶汽車收音機天線，不但具有美觀的鯊魚背鰭外形，可裝設於車頂，又具有提高AM、FM及DAB Band-Ⅲ多種頻帶的收音機訊號之目的。

為達上述之目的，本創作主要技術特徵係在於提供一種多頻帶汽車收音機天線，包括一呈底部開口的鯊魚背鰭形狀的外殼及底座，組合後可裝設於汽車的車頂面，在外殼內側上方設有一金屬材質的天線罩，亦呈鯊魚背鰭狀，底座靠近中心處設有一鏤空，一金屬座組裝於該鏤空處，底座上更配置一訊號增益電路板及一天線基板，訊號增益電路板的接地端與金屬座電性連接，輸出端電性連接汽車收音機，天線基板垂直立於底座上，其上印刷有圖案化天線線路，電性連接訊號增益電路板，天線基板頂部配置一金屬彈片可電性連接天線罩，使天線罩成為天線線路的延伸，形成一AM、FM、DAB Band-Ⅲ之多頻帶收音機天線。

10‧‧‧收音機天線

11‧‧‧外殼

12‧‧‧天線罩

20‧‧‧底座

201‧‧‧固定柱

21‧‧‧防水緩衝層

22‧‧‧金屬座

221‧‧‧卡合部

222‧‧‧電纜線

30‧‧‧訊號增益電路板

31‧‧‧天線基板

32‧‧‧金屬彈片

33‧‧‧金屬連接插槽

34‧‧‧金屬片

40‧‧‧AM帶通增益電路

41‧‧‧AM前級帶通濾波器

42‧‧‧AM增益放大器

43‧‧‧AM後級帶通濾波器

50‧‧‧FM/DAB Band-Ⅲ帶通增益電路

51‧‧‧前級帶通濾波器

52‧‧‧自動增益控制單元

53‧‧‧第一增益放大器

54‧‧‧後級帶通濾波器

521‧‧‧取樣器

522‧‧‧第二增益放大器

523‧‧‧訊號檢知器

524‧‧‧衰減控制器

525‧‧‧衰減器

圖一係本創作實施例之外觀立體示意圖。

圖二係圖一之外觀側視示意圖。

圖三係為圖一的立體分解示意圖。

圖四係為圖二之A-A剖面示意圖。

圖五係本創作訊號增益電路之方塊示意圖。

圖六係本創作天線測試駐波圖。

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。

首先請參閱圖一至圖四所示，圖一為本創作的實施例外觀立體示意圖，圖二為圖一的外觀側視示意圖，圖三為圖一的立體分解示意圖，而圖四為圖二的A-A剖視示意圖。在本創作之實施例中，多頻帶汽車收音機天線10具有一外殼11呈現出像鯊魚背鰭的形狀，外殼11的材質為絕緣的塑膠材質，外殼11的底部呈開口狀，在外殼11內部配置一金屬材質的天線罩12，在本創作實施例中，天線罩12由一三角狀金屬片抝彎成ㄇ字形的鯊魚背鰭狀，外殼11內側靠近頂部設有一螺柱(圖中未示)，天線罩12對應螺柱處有一螺孔(圖中未示)，藉由一螺絲(圖中未示)穿過螺孔將天線罩12鎖固在外殼11內側的上方(如圖四所示)。

在本創作實施例中還包括一底座20呈板狀為塑膠材質，底座20的外形及大小與外殼11的開口相近，底座20的上側面對應外殼11的開口，可與外殼11組合後組裝在汽車(圖中未示)的車頂面。

本實施例是在底座20靠近外緣處設有多個螺孔，外殼11的內側靠近開口緣處設有多個螺柱，對應底座20外緣處的多個螺孔，藉以利用 多個螺絲(圖中未示)將底座20與外殼11組合鎖固。

在本實施例中，底座20的外側緣及下側面更包覆一橡膠材質的防水緩衝層21，可作為底座20與外殼11組合鎖固的防水與緩衝之用，更具有底座20與車頂面組合鎖固的緩衝與防水功效。

在本創作實施例中，底座20(包含防水緩層21)的中心處具有一鏤空(圖中未示)，一金屬座22為金屬板狀組裝在該鏤空處，本實施例是在底座20的上側面靠近鏤空處前後兩端各設卡合部221，將該金屬座22卡合固定於鏤空處，金屬座22具有一纜線引出孔(圖中未示)可讓一電纜線222引出穿過車頂面延伸至汽車的內部。該金屬座22的底面向下突伸一鎖合柱體，鎖合柱體上具有一螺孔(圖中未示)，可藉由一螺絲(圖中未示)將底座20組裝鎖固在車頂面。

在本創作實施例中，更包括有一訊號增益電路板30及一天線基板31，訊號增益電路板30上具有可增益天線訊號的增益電路及相關電子元件，訊號增益電路板30配置於底座20的上側面，且有部分訊號增益電路板30是位於金屬座22的上方，且訊號增益電路板30的接地端(圖中未示)與金屬座22電性連接，訊號增益電路板30的訊號輸出端藉由電纜線222電性連接至汽車內的收音機裝置(圖中未示)。本實施例在金屬座22及底座20上皆設有螺柱，而在訊號增益電路板30對應螺柱處設有螺孔，可藉由螺絲穿過螺孔將訊號增益電路板30組合鎖固在金屬座22及底座20上，另外底座20上更設有定位柱，而訊號增益電路板30上對應定位柱處設有定位孔，定位柱穿入定位孔，使訊號增益電路板30能正確定位於底座上。

本創作實施例中，天線基板31是垂直立於底座20的上側面， 天線基板31上印刷有圖案化天線線路，天線基板31的頂部配置有一金屬彈片32，可電性接觸天線罩12，使得天線罩12能成為天線線路的延伸，形成調幅(AM)、調頻(FM)及數位廣播(DAB Band-Ⅲ)之多頻帶收音機天線。而天線基板31更電性連接至訊號增益電路板30，用以將多頻帶收音機天線所接收的訊號傳送至訊號增益電路板30。

在本實施例中是在訊號增益電路板30上設有一金屬連接插槽33，天線基板31的底部設有一向前方延伸突出的金屬片34，電性連接天線線路，可將金屬片34插置於金屬連接插槽33中，使天線線路能電性連接至訊號增益電路板30。另外，本實施例是在底座20上設二個固定柱201，固定柱201的一側面設螺孔，天線基板31靠近底部設有二貫孔，對應固定柱的螺孔，可藉由螺絲將天線基板31鎖合固定在固定柱201上，使天線基板31立於底座20上。

另外請一併參閱圖三及圖四，天線基板31上方的金屬彈片32電性連接至天線線路，在本實施例中金屬彈片32由一金屬片拗彎成兩端向下向外延伸的Ω字狀，組合在天線基板31上端部後，使金屬彈片32能電性接觸到天線罩12。

請參閱圖五所示，係為本創作訊號增益電路之方塊示意圖，在本創作之實施例中，上述訊號增益電路板30上的訊號增益電路的輸入端電性連接至前述天線基板31的天線線路，輸出端電性連接至汽車的收音機裝置，其中訊號增益電路包括有一AM帶通增益電路40及一FM/DAB Band-Ⅲ帶通增益電路50，而AM帶通增益電路40包括有一AM前級帶通濾波器41、一AM增益放大器42及一AM後級帶通濾波器43。

其中AM前級帶通濾波器41的輸入端電性連接至上述天線基板31的天線線路，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42電性連接至AM前級帶通濾波器41，用以放大AM頻帶訊號的增益值。上述AM後級帶通濾波器43則電性連接至AM增益放大器42及上述的輸出端，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至汽車收音機。

而FM/DAB Band-Ⅲ帶通增益電路50包括有一前級帶通濾波器51、一自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)單元52、一第一增益放大器53及一後級帶通濾波器54。其中前級帶通濾波器51的輸入端電性連接至前述天線基板31的天線線路，用以限制通過FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號而排除非FM及DAB Band-Ⅲ頻帶的訊號，上述第一增益放大器53用以放大FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號的增益值，而上述自動增益控制單元52電性連接於前級帶通濾波器51與第一增益放大器53之間，用以控制FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號經過第一增益放大器53放大後絕對不會因增益過大而失真，達到自動控制增益的功效，上述後級帶通濾波器54電性連接至第一增益放大器53及上述的輸出端，用以再次限制僅通過放大後的FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號傳送至上述的輸出端至汽車收音機。

由於FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號在某些信號強的地區，經過上述第一增益放大器53的訊號增益放大後，會造成失真的現象，因此本創作設計的自動增益控制單元52可判斷放大後FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號是否過大，若過大則將FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號衰減後再由第一增益放器53放大，以避免失真現象，而本創作的自動增益控制單元52包括一取樣 器521、第二增益放大器522、一訊號檢知器523、一衰減控制器524及一衰減器525。

其中取樣器521電性連接至第一增益放大器53的輸出端，用以取樣第一增益放大器53的輸出訊號，第二增益放大器522電性連接至取樣器521，用以放大取樣器521所取樣的訊號增益值，而第二增益放大器522的增益放大率與第一增益放大器53的增益放大率相近。上述訊號檢知器523電性連接至第二增益放大器522，用以檢測放大後之取樣訊號值是否過大，並輸出至一衰減控制器524，而衰減控制器524再連接至上述的衰減器525，衰減器525則電性連接於前級帶通濾波器51與第一增益放大器53之間。

本創作自動增益控制單元52的動作原理是先將FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號藉由第二增益放大器53放大增益值，再由取樣器521及訊號檢知器523來檢測訊號值是否過大，由於第二增益放大器522的增益放大率與第一增益放大器53的增益放大率相近，因此可以精確地檢測出FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號放大後是否會過大而失真，當訊號檢知器523檢測出的FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號進入訊號值過大時，訊號檢知器523輸出信號使得衰減控制器524控制衰減器525的訊號衰減後再傳送至第一增益放大器53。反之，當訊號檢知器523檢測出的FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號的訊號值未過大(正常)時，訊號檢知器523輸出信號使得衰減控制524控制衰減器525不衰減訊號再傳送至第一增益放大器53。如此可以使FM及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號經過第一增益放大器53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。

請再參閱圖三所示，本創作實施例的天線基板31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天線線路，較佳地，圖案化天線線路布局成一FM天線線路及一DAB Band-Ⅲ天線線路，一端電性連接至訊號增益電路板30，而另一端電性連接至天線罩12。因天線基板31所布局出的FM及DAB Band-Ⅲ天線線路可形成高諧振品質因素Q及低阻抗的被動式天線線路，而能達到最佳的AM、FM及DAB Band-Ⅲ多頻帶的收音機訊號(Radio Signal)。而本創作多頻帶汽車收音機天線裝置經過實際測試後，其頻率響應頻譜圖如圖六所示，圖六中顯示在88~108MHz調頻FM之頻帶處，以及170~240MHz數位擴播DAB Band-Ⅲ之頻帶處皆可形成駐波比<=2之波形，符合AM、FM及DAB Band-Ⅲ多頻帶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‧‧‧收音機天線

11‧‧‧外殼

12‧‧‧天線罩

20‧‧‧底座

201‧‧‧固定柱

21‧‧‧防水緩衝層

22‧‧‧金屬座

221‧‧‧卡合部

30‧‧‧訊號增益電路板

31‧‧‧天線基板

32‧‧‧金屬彈片

33‧‧‧金屬連接插槽

34‧‧‧金屬片

Claims (12)

1. 一種多頻帶汽車收音機天線，包括：一外殼，為絕緣材質，呈底部開口的鯊魚背鰭狀；一天線罩，為金屬材質亦呈鯊魚背鰭狀，容置於該外殼內側的上方；一底座，為絕緣材質，大小與外殼的底部開口相近，可與該外殼組合後，組裝在一汽車的車頂面；其中該底座靠中心處設有一鏤空，一金屬座組裝於該鏤空處；一訊號增益電路板，配置於該底座上，且至少一部分是位於該金屬座的上方，且該訊號增益電路板的接地端與該金屬座電性連接；其中該訊號增益電路板的訊號輸出端藉由一電纜線電性連接至該汽車內之一收音機裝置；及一天線基板，垂直立於該底座上，其上印刷有圖案化天線線路，電性連接至該訊號增益電路板；其中該天線基板頂部配置有一金屬彈片，可電性接觸該天線罩，使該天線罩成為該天線線路的延伸，形成一調幅、調頻及數位廣播之多頻帶收音機天線。
2. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該外殼的內側壁面設有至少一螺柱，而該天線罩設有至少一螺孔，對應該螺柱，至少一螺絲穿過該螺孔鎖合於該螺柱上，使該天線罩固定於該外殼內側上方。
3. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該金屬座為一金屬板狀，且該金屬座具有一纜線引出孔，該金屬座的底面向下突伸一鎖合柱體，該鎖合柱體上具有一螺孔，可籍由一螺絲將該底座組裝鎖固在該車頂面，該纜線引出孔讓該纜線引出，穿過該車頂面延伸至該汽車內部。
4. 如請求項3所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該底座之外側緣及下側面更包覆一橡膠材質之防水緩衝層。
5. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該訊號增益電路板上設有一金屬連接插槽，而該天線基板之底部設有一金屬片，電性連接該天線線路，該金屬片向外延伸，可對應插入該金屬連接插槽中，使該天線線路電性連接至該訊號增益電路板。
6. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該底座更設有至少一支架，該天線基板之底部對應設有至少一螺孔，可藉由至少一螺絲將該天線基板鎖合於該支架上。
7. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該天線罩呈ㄇ字形固定於該外殼內側的上方，該天線基板之該金屬彈片電性連接該天線線路，且位於該天線基板之頂部向該天線基板之兩側面向下向外延伸，使該金屬彈片能電性接觸該天線罩。
8. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該訊號增益電路板包括一AM頻帶增益電路及一FM/DAB Band-Ⅲ頻帶增益電路。
9. 如請求項8項所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該AM頻帶增益電路更包括：一AM前級帶通濾波器，電性連接該天線線路，用以通過一AM頻帶訊號；一AM增益放大器，連接該AM前級帶通濾波器，用以放大該AM頻帶訊號；及一AM後級帶通濾波器，連接該AM增益放大器，用以將放大後之該AM頻帶訊號輸出至該收音機裝置。
10. 如請求項8所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該FM/DAB Band-Ⅲ增益電路更包括：一前級帶通濾波器，連接該天線線路，用以通過一FM頻帶訊號及一DAB Band-Ⅲ頻帶訊號；一自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)單元，連接該前級帶通濾波器，用以接受一增益訊號取樣，控制該FM頻帶訊號及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號的增益比率；一第一增益放大器，連接該自動增益控制單元，用以放大該FM頻帶訊號及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號；及一後級帶通濾波器，連接該第一增益放大器，用以將放大後之該FM頻帶訊號及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號輸出至該收音機裝置。
11. 如請求項10項所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該自動增益控制單元更包括： 一衰減器，連接於該前級帶通濾波器與該第一增益放大器之間；一取樣器，連接至該第一增益放大器之輸出端，用以取樣該FM頻帶訊號及該DAB Band-Ⅲ頻帶訊號；一第二增益放大器，連接至該取樣器，用以放大所取樣之該FM頻帶訊號及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號；一訊號檢知器，連接至該第二增益訊號放大器，用以檢測放大後之該FM頻帶訊號及DAB Band-Ⅲ頻帶訊號的輸出訊號值是否過大；及一衰減控制器，連接於該訊號檢知器與該衰減器之間，用以將該訊號檢知器所檢測的結果控制該衰減器的衰減值，以適度控制增益放大比率。
12. 如請求項1所述之多頻帶汽車收音機天線，其中該天線基板包括一介電層及二面圖案化天線線路層，該圖案化天線線路層布局成一組FM天線線路及一組DAB Band-Ⅲ天線線路。