專利名稱：無線系統(tǒng)中的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在包括無線微音器的無線接收系統(tǒng)中的天線。
背景技術(shù)：
對(duì)于無線微音器， 一個(gè)或多個(gè)天線通常安裝在底盤的外部和/或具有外
部天線可以直接連接到其中或者經(jīng)由RF(射頻)屏蔽導(dǎo)線連接到其中的端 口。為了最佳匹配以改變發(fā)射器極化方向和環(huán)境條件，典型地，使用具有 到接收器底盤的旋轉(zhuǎn)附件的室外天線，從而允許用戶定向天線以最佳接收。 但是，該方法成本昂貴，從而導(dǎo)致機(jī)械復(fù)雜性和可靠性問題。典型地，用 戶不知道如何正確定向天線，并且如果用戶選擇差的定向會(huì)實(shí)際使得接收 降級(jí)。而且，外部安裝的天線易于受到來自期望位置的干擾或者甚至損壞。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面， 一天線支持無線接收系統(tǒng)。該天線包括電性耦合 到印刷電路板的開》t式分段部件以及一提供電容加載的電容頂部加載部件。
在本發(fā)明的另 一方面，電容頂部加載部件遠(yuǎn)離無線接收系統(tǒng)的印刷電 路板的接地平面定位。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，通過那樣做，電容耦合降低，結(jié)果， 所需的電壓駐波比(VSWR)維持在寬的操作范圍。
在本發(fā)明的又一方面，天線的垂直剖面充分地減小以使得天線可以內(nèi)
部定位在與支承無線接收器的印刷電路板相同的外殼內(nèi)。
在本發(fā)明的再一方面，電容頂部加載部件包括一封閉形狀，該封閉形
狀提供電容加載。電容加載使得天線相對(duì)于另 一 沒有電容加載的天線能夠
支持更大的操作頻率范圍并且能夠具有更小的尺度。
在本發(fā)明的又另 一方面，電容頂部加載部件關(guān)于印刷電路板水平定向。 在本發(fā)明的又再一方面， 一種方法，其通過將導(dǎo)線(wire)切割為期望的
長(zhǎng)度并且將該導(dǎo)線的 一部分成形為封閉形狀，提供用于無線接收系統(tǒng)的天線。該封閉形狀遠(yuǎn)離印刷電路板的接地平面定位。為了調(diào)諧天線來以期望
的特征(例如，在VSWR標(biāo)準(zhǔn)內(nèi))操作，可以修改該封閉形狀。


當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，前面的發(fā)明內(nèi)容部分的內(nèi)容以及下面的優(yōu)選 實(shí)施例的描述，將更好地得以理解，其僅僅是通過例子，而不是通過對(duì)本 發(fā)明的權(quán)利要求進(jìn)行限定的方式包括進(jìn)來。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的天線的功能圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的低頻帶天線的尺度方面；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高頻帶天線的尺度方面；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝在外殼內(nèi)的右定向天線和左定向
天線；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過電容頂部加載部件形成的封閉形 狀的變體；
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的低頻帶天線的VSWR響應(yīng)；以及 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高頻帶天線的VSWR響應(yīng)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的天線101的功能圖。天線101包括開 放式分段部件103和電容頂部加載部件105。天線101電連接到印刷電路板 (PCB)109，其在導(dǎo)電連接111處支承無線接收功能(例如，無線微音器接收 器)。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)電連接lll是焊接和/或插接連接的。
如圖1所示，電容頂部加載部件105包括一封閉形狀，例如，梯形。 但是，本發(fā)明的其它實(shí)施例可以結(jié)合不同的封閉形狀，例如，正方形、三 角形或者圓形，如圖5所示。在本發(fā)明的實(shí)施例中，封閉形狀通過將導(dǎo)線 的一部分彎曲并且將導(dǎo)線末端連接到在導(dǎo)線末端之間的點(diǎn)(導(dǎo)電連接107)而 形成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)電連接107是焊接連接的。但是，可以使 用其它類型的連接來提供電性連接。
對(duì)于本發(fā)明的一實(shí)施例，天線101是具有寬帶頻率響應(yīng)的尺寸減小的 天線并具有低剖面以使得天線101可以封裝在塑料(或者相當(dāng)材料)的無線接 收器底盤或者任何非金屬底盤中。天線101的垂直尺度減小以內(nèi)部地配合
6在無線接收器的不導(dǎo)電的塑料(或者相當(dāng)材料)底盤中(如圖4所述)。天線101 提供減小的垂直部件長(zhǎng)度(例如通過彎曲開放式分段部件103)和更寬的頻帶 響應(yīng)。在開放式分段部件103的頂部的彎曲典型地遠(yuǎn)離印刷電路板109的 接地平面成一角度。結(jié)果，電容頂部加載部件105的頂部電容加載和接地 平面之間的電容耦合減小。試驗(yàn)結(jié)果表明，天線101和印刷電路板109的 接地平面之間的電容耦合可以不利地影響天線101的性能，例如電壓駐波 比(VSWR)。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于500MHz-lGHz之間的頻率范圍，印刷電 路板109的接地平面和電容頂部加載部件105之間的距離應(yīng)當(dāng)為至少0.75 英寸，以使得VSWR響應(yīng)并無實(shí)質(zhì)性降級(jí)。
電容頂部加載部件105(其可以關(guān)于印刷電路板109水平定向)可以提高 天線101的寬帶響應(yīng)，并實(shí)質(zhì)上減小天線101的垂直尺度，這樣有利于將 天線101封裝在與印刷電路板109相同的外殼內(nèi)。
盡管天線101可以封裝在與無線接收系統(tǒng)的電子線路相同的外殼內(nèi)， 但是，本發(fā)明的實(shí)施例同樣支持封裝在與印刷電路板101不同的外殼內(nèi)或 者封裝在外殼外部的天線101。
在無線接收系統(tǒng)中可以重復(fù)設(shè)置天線101(具有物理變化)以支持多個(gè)接 收器。例如，如圖4所示，天線405和407支持具有兩個(gè)接收器的分集接 收。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，天線101具有一稍微不對(duì)稱但是確實(shí)呈現(xiàn)為具有全向 輻射圖案的方位角輻射圖案。結(jié)果，天線101的定向不會(huì)實(shí)質(zhì)性影響在方 位角方向的接收。
天線101可以支持不同類型的無線接收器系統(tǒng)，包括無線微音器接收 器、個(gè)人立體監(jiān)視器接收器、無線PAI/演示(presentation)系統(tǒng)(例如，錨定聲 音系統(tǒng))以及具有集成的無線微音器接收器的舞臺(tái)混合系統(tǒng)。例如，無線便 攜式RA.揚(yáng)聲器包括內(nèi)建式(集成)VHF或者UHF無線接收器、聲音放大器、 揚(yáng)聲器以及典型地內(nèi)部電源包，其中所有部件都位于單一底盤內(nèi)。
對(duì)于天線101,用戶設(shè)置無線接收器系統(tǒng)中的天線構(gòu)型是有利的。例如， 用戶可以不必像現(xiàn)有技術(shù)的無線微音器系統(tǒng)通常需要的那樣定位接收天線 以建立無線接收器和無線發(fā)射器之間的通信。再者，由于天線101內(nèi)部實(shí) 施在接收器底盤內(nèi)部，天線101還防止可能導(dǎo)致人身傷害的意外損壞和誤 用。而且，由于天線內(nèi)部地位于外殼內(nèi)，對(duì)導(dǎo)致腐蝕的環(huán)境問題更不敏感，該腐蝕會(huì)對(duì)天線性能具有不利影響，
圖2 5*報(bào)搌太勞即 方面(其中全部示出尺度是以英寸計(jì)，括號(hào)中的數(shù)字是以毫米計(jì))。天線201 是左樣式的，天線203是右樣式的。天線201和天線203的尺度是大致相 同的，但是組成物12規(guī)格導(dǎo)線以互補(bǔ)方式彎曲以使得天線201可以安裝在 無線接收系統(tǒng)的外殼內(nèi)與天線203不同的位置。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高頻帶天線(580MHz-995MHz)的尺度 方面。比較圖2和3，應(yīng)當(dāng)注意到，尺度和封閉形狀是不同的。
內(nèi)的右定向天線405和左定向天線407。圖401a、 401b和401c示出在不同 視角的右定向405、左定向天線407、夕卜殼403以及印刷電路板409。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由電容頂部加載部件(例如，圖1所示 的電容頂部加載部件105)形成的封閉形狀的變體。天線501、 503、 505和 507包括分別對(duì)應(yīng)矩形、三角形、梯形和圓形的封閉形狀。封閉形狀可以通 過導(dǎo)線圍繞周邊形成或者可以通過金屬片沖壓(其中封閉形狀是實(shí)體的)而 形成。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的低頻帶天線(對(duì)應(yīng)如圖2所示的天線 201和203)的VSWR響應(yīng)601。通過使用VSWR小于3.1的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人 員確定操作頻率范圍位于535MHz-847MHz(分別對(duì)應(yīng)頻率值603和605)之 間。但是，技術(shù)人員可以使用不同的VSWR標(biāo)準(zhǔn)來確定操作帶寬。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高頻帶天線(對(duì)應(yīng)如圖3所示的天線 301和303)的VSWR響應(yīng)701。通過使用VSWR小于3.1的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人 員確定操作頻率范圍位于580MHz-995MHz(分別對(duì)應(yīng)頻率值703和705)之 間。盡管VSWR在超過995MHz小于3.1,天線301和303的實(shí)際操作限制 到995MHz。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例，如圖2-3和6-7所示，對(duì)應(yīng)于在530MHz到 995MHz之間的操作頻率，但是本發(fā)明的實(shí)施例支持其它操作頻帶，例如 2GHz。
盡管已經(jīng)參照特定例子，包括實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行了描述，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，存在屬于本發(fā)明的權(quán)利 要求所限定的精神和范圍內(nèi)的對(duì)上述系統(tǒng)和技術(shù)的許多變化和替
權(quán)利要求
1.一種用于支持無線接收系統(tǒng)的天線，包括開放式分段部件，其在第一端點(diǎn)處將接收到的信號(hào)提供給印刷電路板；以及電容加載頂部部件，其具有封閉形狀，該封閉形狀在第二端點(diǎn)處電耦合至所述開放式分段部件；為所述天線提供電容加載，所述電容加載對(duì)于操作頻率值調(diào)諧該天線；并且在該第二端點(diǎn)處以一角度遠(yuǎn)離所述印刷電路板的接地平面定位，該角度由所述開放式分段部件和所述電容頂部加載部件形成，其中，該天線內(nèi)部地定位在與支承所述無線接收系統(tǒng)的所述印刷電路板相同的外殼內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述封閉形狀由一沿著周邊的電 線形成，該電線在所述開放式分段部件的所述第二端點(diǎn)處結(jié)合。
3. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述封閉形狀是由導(dǎo)電表面形成。
4. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述開放式分段部件具有與所述 印刷電路板大致垂直的定向。
5. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述電容頂部加載部件具有關(guān)于 所述印刷電路板大致水平的定向。
6. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述開放式分段部件具有一彎曲， 該彎曲使得該電容頂部加載部件遠(yuǎn)離該印刷電路板成一角度。
7. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述無線接收系統(tǒng)包括無線微音 器接收器。
8. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述無線接收系統(tǒng)包括無線個(gè)人 監(jiān)視器接收器。
9. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述無線接收系統(tǒng)支持無線演示 系統(tǒng)。
10. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述天線的特征在于為一單極天線。
11. 如權(quán)利要求l所述的天線，其中，所述封閉形狀具有梯形形狀。
12. —種用于提供用于無線接收系統(tǒng)中的天線的方法，包括(a) 將一導(dǎo)線切割為期望長(zhǎng)度，該導(dǎo)線具有第一端點(diǎn)和第二端點(diǎn)；(b) 將所述導(dǎo)線的第 一部分成形為封閉形狀，該第一部分包括所述第二 端點(diǎn)；(c) 將所述第二端點(diǎn)電連接到所述第 一端點(diǎn)和所述第二端點(diǎn)之間的連接 點(diǎn)以形成所述封閉形狀；(d) 在所述第一端點(diǎn)電連接所述天線到印刷電路板；以及(e) 遠(yuǎn)離所述印刷電路板的接地平面定位所述封閉形狀。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括(f) 修改所述封閉形狀以調(diào)諧該天線，其中該天線以期望特征在操作頻 率操作。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述期望特征包括電壓駐波比 (VSWR)響應(yīng)。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，(f)包括 (f)(i)調(diào)節(jié)所述封閉形狀的邊的長(zhǎng)度。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述封閉形狀具有梯形形狀。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，(e)包括(e) (i)在該第一端點(diǎn)和該連接點(diǎn)之間彎曲所述導(dǎo)線。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括(f) 定位該封閉形狀以具有水平定向。
19. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括(f)調(diào)節(jié)所述導(dǎo)線的第二部分的垂直尺度以將所述天線容納在所述相同 外殼內(nèi)，所述第二部分位于所述第一端點(diǎn)和所述連接點(diǎn)之間。
20. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述期望長(zhǎng)度為所述天線的操 作波長(zhǎng)的大致四分之一。
21. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括 ①將所述天線定位在與所述印刷電路板相同的外殼內(nèi)。
22. —種用于支持無線微音器系統(tǒng)的天線，包括垂直天線部件，其在第一端點(diǎn)處將接收到的信號(hào)提供至印刷電路板， 并具有與所述印刷電路板大致垂直的定向；以及水平天線部件，其具有與所述印刷電路板大致水平的定向，并具有封閉形狀，該封閉形狀由沿著周邊的電線形成，所述電線在所述開放式分段部件的第二端點(diǎn)處結(jié)合，其特征在于在所述第二端點(diǎn)處電耦合至所述開放式分段部件； 為該天線提供電容加載，所述電容加載對(duì)于操作頻率值調(diào)諧所述天線；以及在該第二端點(diǎn)處遠(yuǎn)離所述印刷電路板的接地平面以一角度定位所 述水平天線部件，該角度由所述開放式分段部件和所述電容頂部加載部件 在所述第二端點(diǎn)處形成。其中，所述天線內(nèi)部地定位在與支承所述無線微音器系統(tǒng)的所述 印刷電路板相同的外殼內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明為無線接收系統(tǒng)中的天線提供設(shè)備和方法。該天線包括電耦合到印刷電路板的開放式分段部件和提供電容加載的電容頂部加載部件。天線的垂直剖面可以充分地減小以使得天線可以內(nèi)部地定位在與印刷電路板相同的外殼內(nèi)。電容頂部加載部件遠(yuǎn)離印刷電路板的接地平面定位以減小電容耦合，結(jié)果，在寬的操作范圍維持所需的電壓駐波比(VSWR)。電容頂部加載部件包括一封閉形狀，該封閉形狀提供電容加載。為了調(diào)諧天線來以期望的特征(例如，在VSWR標(biāo)準(zhǔn)內(nèi))操作，可以修改該封閉形狀。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK101517825SQ200780035544
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
發(fā)明者凱文·P·斯坦頓 申請(qǐng)人:舒爾·阿奎西什控股公司