本發(fā)明申請(qǐng)要求2015年9月2日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)US62/213,437的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)和,
本發(fā)明是2015年10月8日提交的美國非臨時(shí)實(shí)用專利申請(qǐng)US14/878,504的部分繼續(xù),反過來其要求了2015年9月2日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)US62/213,437的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。
前述專利申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容都以引用的方式整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及HDTV天線組件。
背景技術(shù):
本部分給出與本發(fā)明有關(guān)的背景信息,這些背景信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
很多人喜歡看電視。由于高清晰度電視(HDTV)的出現(xiàn),看電視的感受得到了大幅改善。許多人通過他們現(xiàn)有的有線或衛(wèi)星電視服務(wù)供應(yīng)商為HDTV付費(fèi)。但是HDTV信號(hào)通常是通過免費(fèi)的公共無線電波傳播的。這意味著可以通過適當(dāng)?shù)奶炀€免費(fèi)接收HDTV信號(hào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
該部分提供了本發(fā)明的大概描述,并且不是其整個(gè)范圍或其所有特征的全部公開。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高清電視天線組件,包括
具有大致環(huán)形形狀的第一天線元件,該大致環(huán)形形狀帶有開口和第一和第二末端部分;
包括與該第一天線元件間隔開并且至少部分地沿著該第一天線元件的多個(gè)部分延伸的第一和第二臂的第二天線元件;
其中第一和第二天線元件是電磁耦合的,在第一和第二天線元件之間沒有直接歐姆連接。
第一和第二天線元件共同限定出大致分枝燭臺(tái)形狀和/或被構(gòu)造成適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
第一和第二天線元件共同限定出類似于分枝燭臺(tái)上半部分的形狀,其中第一天線元件代表中央點(diǎn)火蠟燭并且第一和第二臂分別代表沿著中央點(diǎn)火蠟燭各側(cè)的四個(gè)外側(cè)蠟燭。
該高清電視天線組件被構(gòu)造成適合用于以小于3的電壓駐波比(參考300歐姆線)接收從大約174兆赫茲到大約216兆赫茲的VHF高清電視信號(hào),并且適合用于以小于2的電壓駐波比(參考300歐姆線)接收從大約470兆赫茲到大約698兆赫茲的UHF高清電視信號(hào)。
第一和第二臂是大致對(duì)稱的;
第一臂是第二臂的鏡像;
第一和第二臂各自包括線形的底部部分、大體垂直于該線形底部部分向上延伸的線形部分、圓形末端部分和凹形部分,該圓形末端部分介于該向上延伸的線形部分與從圓形末端部分延伸出來的大致位于第一天線元件下方的凹形部分之間;和
第一天線元件包括漸變的環(huán)形天線元件,該漸變的環(huán)形天線元件包括大致圓形的內(nèi)和外周界部分,從而使得該天線元件的環(huán)形形狀和開口為大致圓形。
還包括支撐和/或結(jié)合第一和第二天線元件的基板,并且其中∶
基板包括聚丙烯;和/或
基板具有大約3.5的介電常數(shù)和大約0.006的損耗角正切;和/或
基板和第一和第二天線元件能夠具有300毫米或更小的曲率半徑和/或被卷繞成至少部分圓柱或管形;和/或
基板包括自然粘性和/或自粘著材料,從而該基板適合用于將天線組件安裝在玻璃窗上,而不需要在玻璃窗與基板之間使用任何額外的粘合劑。
還包括在第一天線元件的第一和第二末端部分之間限定出的開口槽的末端處與第一天線元件相結(jié)合的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器是300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,并且天線組件此外還包括用于以300歐姆對(duì)第一天線元件饋電的具有F型插孔的300歐姆平衡輸入饋點(diǎn)。
一種天線組件,適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào),該天線組件包括
多個(gè)天線元件,包括∶
具有大致環(huán)形形狀的UHF漸變環(huán)形天線元件,該大致環(huán)形形狀帶有開口和第一和第二末端部分;
包括與該UHF漸變環(huán)形天線元件間隔開并且至少部分地沿著該UHF漸變環(huán)形天線元件的多個(gè)部分延伸的第一和第二臂的VHF天線元件;
其中UHF漸變環(huán)形天線元件和VHF天線元件是電磁耦合的,在UHF漸變環(huán)形天線元件和VHF天線元件之間沒有直接歐姆連接。
多個(gè)天線元件共同限定出大致分枝燭臺(tái)形狀和/或被構(gòu)造成適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
多個(gè)天線元件共同限定出大致分枝燭臺(tái)形狀,其中UHF漸變環(huán)形天線元件代表中央點(diǎn)火蠟燭并且第一和第二臂分別代表沿著中央點(diǎn)火蠟燭各側(cè)的四個(gè)外側(cè)蠟燭。
該高清電視天線組件被構(gòu)造成適合用于以小于3的電壓駐波比(參考300歐姆線)接收從大約174兆赫茲到大約216兆赫茲的VHF高清電視信號(hào),并且適合用于以小于2的電壓駐波比(參考300歐姆線)接收從大約470兆赫茲到大約698兆赫茲的UHF高清電視信號(hào)。
第一和第二臂是大致對(duì)稱的;
第一臂是第二臂的鏡像;和
第一和第二臂各自包括線形的底部部分、大體垂直于該線形底部部分向上延伸的線形部分、圓形末端部分和凹形部分,該圓形末端部分介于該向上延伸的線形部分與從圓形末端部分延伸出來的大致位于UHF漸變環(huán)形天線元件下方的凹形部分之間。
還包括支撐和/或結(jié)合UHF漸變環(huán)形天線元件和VHF天線元件的基板,其中∶
基板包括聚丙烯;和/或
基板具有大約3.5的介電常數(shù)和大約0.006的損耗角正切;和/或
基板和第一和第二天線元件能夠具有300毫米或更小的曲率半徑和/或被卷繞成至少部分圓柱或管形;和/或
基板包括自然粘性和/或自粘著材料,從而該基板適合用于將天線組件安裝在玻璃窗上,而不需要在玻璃窗與基板之間使用任何額外的粘合劑。
還包括在UHF漸變環(huán)形天線元件的第一和第二末端部分之間限定出的開口槽的末端處與UHF漸變環(huán)形天線元件相結(jié)合的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器是300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,并且天線組件此外還包括用于以300歐姆對(duì)UHF漸變環(huán)形天線元件饋電的具有F型插孔的300歐姆平衡輸入饋點(diǎn)。
一種高清電視天線組件,包括∶具有大致環(huán)形形狀的天線元件,該大致環(huán)形形狀帶有開口和第一和第二末端部分;與該天線元件間隔開并且至少部分地沿著該天線元件的多個(gè)部分延伸的第一和第二臂;在第一臂與天線元件的第一末端部分之間延伸的第一部件;和在第二臂與天線元件的第二末端部分之間延伸的第二部件;和支撐和/或結(jié)合天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件的基板。
天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件共同限定出大致分枝燭臺(tái)形狀和/或高清電視天線組件被構(gòu)造成適合用于接收VHF高清電視信號(hào)和UHF高清電視信號(hào)。
天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件共同限定出類似于不含分枝燭臺(tái)底座的分枝燭臺(tái)上半部分的形狀。
天線元件的第一和第二末端部分是彼此間隔開的;第一和第二部件是彼此間隔開的;第一和第二臂包括彼此間隔開的末端部分;由此,天線元件的間隔開的第一和第二末端部分、間隔開的第一和第二部件以及第一和第二臂的間隔開的末端部分之間限定了一個(gè)單一連續(xù)的開口槽,并且該開口槽至少部分地在天線元件的間隔開的第一和第二末端部分、間隔開的第一和第二部件以及第一和第二臂的間隔開的末端部分之間延伸。
該高清電視天線組件被構(gòu)造成適合用于接收VHF高清電視信號(hào)和UHF高清電視信號(hào)。
一種可供VHF和UHF高清電視信號(hào)使用的平板天線,包括上述的高清電視天線組件。
該高清電視天線組件被構(gòu)造成適合用于以小于3的電壓駐波比(參考75歐姆線)和處于大約0.5dBi到大約1.5dBi的范圍內(nèi)的實(shí)際增益接收從大約174兆赫茲到大約216兆赫茲的VHF高清電視信號(hào),并且適合用于以小于2的電壓駐波比(參考75歐姆線)和處于大約3.8dBi到大約5.4dBi的范圍內(nèi)的實(shí)際增益接收從大約470兆赫茲到大約698兆赫茲的UHF高清電視信號(hào)。
第一和第二臂是大致對(duì)稱的;和/或第一臂是第二臂的鏡像。
第一和第二臂各自包括末端部分、從對(duì)應(yīng)的第一和第二臂的末端部分延伸出來的向下傾斜部分、介于向下傾斜部分和一向上延伸部分之間的第一彎曲部分、介于向上延伸部分和延伸到對(duì)應(yīng)的第一和第二臂的末端部分的一凹形部分之間的第二彎曲部分。
第一部件連接第一臂和天線元件的第一末端部分;第一部件從天線元件的第一末端部分向下延伸到第一臂;第二部件連接第二臂和天線元件的第二末端部分;第二部件從天線元件的第二末端部分向下延伸到第二臂;第一和第二部件是線形的并且彼此平行。
基板包括FR4復(fù)合材料、硅有機(jī)樹脂或聚氨酯橡膠;和/或基板具有大約3.5的介電常數(shù)和大約0.006的損耗角正切;和/或基板、天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件能夠具有300毫米或更小的曲率半徑;和/或100,150,200或300毫米的曲率半徑;和/或被卷繞成至少部分圓柱或管形。
高清電視天線組件是單面的,從而天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件僅僅沿著基板的一側(cè)分布;或高清電視天線組件是雙面的,從而天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件被成對(duì)設(shè)置在基板的相對(duì)的第一和第二側(cè)面上。
一開口槽從天線元件的開口開始,在天線元件的第一和第二末端部分之間、第一第二部件之間以及第一和第二臂的末端部分之間延伸。
本發(fā)明所述的高清電視天線組件,還包括一個(gè)單獨(dú)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器其在開口槽與天線元件的開口相反的末端處與第一和第二臂相連,從而該單獨(dú)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器適合用于為天線組件饋電,而無需使用雙工器電路。
本發(fā)明所述的高清電視天線組件,還包括:在開口槽與天線元件的開口相反的末端處與第一和第二臂相連的75歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器;F型插孔;和75歐姆平衡輸入饋點(diǎn)。
基板、天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件能夠具有300毫米或更小的曲率半徑;和/或100,150,200或300毫米的曲率半徑;和/或被卷繞成至少部分圓柱或管形。
基板包括自然粘性和/或自粘著材料,從而該基板適合用于將天線組件安裝在玻璃窗上,而不需要在玻璃窗與基板之間使用任何額外的粘合劑。
基板包括柔性聚合物基板,并且天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件包括一個(gè)或多個(gè)由濺射在柔性聚合物基板上的導(dǎo)電材料制成的薄的柔性天線元件;和/或天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件包括具有整體式構(gòu)造的一體式導(dǎo)電銅;和/或基板包括聚酯基板,并且天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件包括印刷在該聚酯基板上的導(dǎo)電油墨濾網(wǎng)。
天線元件包括漸變的環(huán)形天線元件,該漸變的環(huán)形天線元件包括大致圓形的內(nèi)和外周界部分,從而使得天線元件的環(huán)形形狀和開口為大致圓形。
一種天線組件,適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào),該天線組件包括∶
多個(gè)天線元件,包括∶具有大致環(huán)形形狀的漸變環(huán)形天線元件,該大致環(huán)形形狀帶有開口和第一和第二末端部分;與該漸變環(huán)形天線元件間隔開并且至少部分地沿著該漸變環(huán)形天線元件的多個(gè)部分延伸的第一和第二臂;在第一臂與漸變環(huán)形天線元件的第一末端部分之間延伸并且連接第一臂和漸變環(huán)形天線元件的第一末端部分的第一部件;和在第二臂與漸變環(huán)形天線元件的第二末端部分之間延伸并且連接第二臂和漸變環(huán)形天線元件的第二末端部分的第二部件;和支撐和/或結(jié)合多個(gè)天線元件的基板。
多個(gè)天線元件共同限定出一個(gè)大致分枝燭臺(tái)形狀。
本發(fā)明所述的天線組件,其特征在于∶第一和第二臂是大致對(duì)稱的;第一臂是第二臂的鏡像;漸變環(huán)形天線元件的第一和第二末端部分是彼此間隔開的;第一和第二部件是彼此間隔開的;第一和第二臂包括彼此間隔開的末端部分;漸變環(huán)形天線元件的間隔開的第一和第二末端部分、間隔開的第一和第二部件以及第一和第二臂的間隔開的末端部分之間限定了一個(gè)單一連續(xù)的開口槽,并且該開口槽至少部分地在漸變環(huán)形天線元件的間隔開的第一和第二末端部分、間隔開的第一和第二部件以及第一和第二臂的間隔開的末端部分之間延伸。
一種高清電視天線組件,包括∶具有大致環(huán)形形狀的天線元件,該大致環(huán)形形狀帶有開口和第一和第二末端部分;與該天線元件間隔開并且至少部分地沿著該天線元件的多個(gè)部分延伸的第一和第二臂;在第一臂與漸變環(huán)形天線元件的第一末端部分之間延伸并且連接第一臂和漸變環(huán)形天線元件的第一末端部分的第一部件;在第二臂與漸變環(huán)形天線元件的第二末端部分之間延伸并且連接第二臂和漸變環(huán)形天線元件的第二末端部分的第二部件;支撐和/或結(jié)合天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件的基板;其中∶基板、天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件能夠具有300毫米或更小的曲率半徑;天線元件、第一和第二臂以及第一和第二部件共同限定出一個(gè)大致分枝燭臺(tái)形狀;和該高清電視天線組件被構(gòu)造成適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
本發(fā)明所述的高清電視天線組件,還包括用于為天線組件饋電的一個(gè)單獨(dú)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,無需使用雙工器電路并且無需為天線元件和第一和第二臂使用各自單獨(dú)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)之后提供的詳細(xì)描述,本發(fā)明的進(jìn)一步的方面和特征將變得明顯。此外,本發(fā)明的任何一個(gè)或更多方面可單獨(dú)地實(shí)施,或與本發(fā)明的任何一個(gè)或更多個(gè)其他方面以任何組合來實(shí)施。應(yīng)理解,詳細(xì)的描述和具體的示例盡管示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式,但是它們僅僅用于說明的目的,而不旨在限制本發(fā)明的范圍。
附圖說明
這里所描述的附圖僅僅是為了選定的實(shí)施例的說明的目的,而非所有可能的實(shí)現(xiàn)方式,并且并非打算用來限制本發(fā)明的范圍。
圖1圖解說明按照一示范性實(shí)施例的包括處于基板上的天線元件的HDTV天線組件;
圖2圖解說明按照一示范性實(shí)施例的包括處于基板上的天線元件、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(例如,75歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,等等)、連接器(例如,F(xiàn)型插孔)和至VHF天線元件的饋點(diǎn)(例如,75歐姆平衡輸入,等等)的原型HDTV天線組件,其中尺子以及通過尺子獲取的以英寸為單位的天線尺寸僅僅是為了說明的目的而給出的;
圖3圖解說明按照一示范性實(shí)施例的包括處于具有300毫米(mm)的曲率半徑的基板上的天線元件的HDTV天線組件;
圖4圖解說明按照一示范性實(shí)施例的包括處于具有200mm的曲率半徑的基板上的天線元件的HDTV天線組件;
圖5圖解說明按照一示范性實(shí)施例的包括處于具有150mm的曲率半徑的基板上的天線元件的HDTV天線組件;
圖6圖解說明按照一示范性實(shí)施例的包括處于具有100mm的曲率半徑的基板上的天線元件的HDTV天線組件;
圖7是表示針對(duì)圖2中所示的HDTV天線組件用計(jì)算機(jī)模擬的VSWR(電壓駐波比)與頻率(以兆赫茲為單位)之間關(guān)系的結(jié)果的示范性線形圖;
圖8是表示在天線元件是在每平方英尺涂敷有一盎司銅(相當(dāng)于大約35um厚)的PCB上蝕刻出來的情況下,針對(duì)圖2中所示的原型天線組件測(cè)量的VSWR與頻率之間關(guān)系的示范性線形圖;
圖9是表示針對(duì)圖2中所示的天線組件用計(jì)算機(jī)模擬的增益(以dBi為單位)與頻率(以兆赫茲為單位)之間關(guān)系的結(jié)果的示范性線形圖;
圖10是表示針對(duì)圖2中所示的天線組件用計(jì)算機(jī)模擬的170MHz、200MHz和220MHz的頻率下VHF水平面實(shí)際增益與Theta角之間關(guān)系的結(jié)果的示范性圖表;
圖11是表示針對(duì)圖2中所示的天線組件用計(jì)算機(jī)模擬的在Phi角=180度的情況下,在470MHz、546MHz、622MHz和698MHz的頻率下UHF水平面實(shí)際增益與Theta角之間關(guān)系的結(jié)果的示范性圖表;
圖12是表示針對(duì)單面天線組件(圖3中所示的元件僅僅沿著平面的或平坦的基板的一側(cè)分布)和雙面天線組件(圖3中所示的天線元件沿著平面的或平坦的基板的兩側(cè)分布)用計(jì)算機(jī)模擬的VSWR與頻率(以兆赫茲為單位)之間關(guān)系的結(jié)果的示范性線形圖;
圖13是表示針對(duì)曲率半徑為150mm的圖5中所示的天線組件,用計(jì)算機(jī)模擬的在170MHz、200MHz、220MHz、470MHz、550MHz、620MHz和700MHz的頻率下增益與Theta角之間關(guān)系的結(jié)果的示范性線形圖。
圖14是按照一種示范性實(shí)施例的UHF和VHF天線元件的透視圖,其中沒有將UHF和VHF天線元件顯示在基板上;
圖15是圖14中所示的天線元件的前視圖;
圖16是按照另一種示范性實(shí)施例的UHF和VHF天線元件的透視圖,其中UHF和VHF天線元件是電磁耦合的,在UHF和VHF天線元件之間沒有直接的歐姆連接;
圖17是圖15中所示的天線元件的前視圖;
圖18是按照一種示范性實(shí)施例的HDTV天線組件的透視圖,包括位于基板(例如,0.4mm厚的聚丙烯基板等等)上的圖16和17中所示的UHF和VHF天線元件、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(例如,300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,等等)、連接器(例如,F(xiàn)型插孔)和UHF漸變環(huán)形天線元件的饋點(diǎn)(例如,300歐姆平衡輸入,等等),其中HDTV天線組件被配置為供室內(nèi)使用;
圖19是圖18中所示的HDTV天線組件的前視圖;
圖20是在沒有UHF和VHF天線元件的情況下,圖18中所示的基板、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和連接器的立體圖;
圖21是圖20中所示的基板、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和連接器的前視圖;
圖22是圖20中所示的基板、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和連接器的后視圖;
圖23是圖20中所示的基板、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和連接器的側(cè)視圖;
圖24是圖20中所示的基板、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器和連接器的底視圖;
圖25圖解說明的是按照一種示范性實(shí)施例的HDTV天線組件,包括封裝在外殼或天線罩(例如,PA-756ABS天線罩等等)中的圖16和17中所示的UHF和VHF天線元件、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(例如,300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,等等)、連接器(例如,F(xiàn)型插孔)和UHF漸變環(huán)形天線元件的饋點(diǎn)(例如,300歐姆平衡輸入,等等)和安裝抱桿,其中HDTV天線組件被配置為供戶外使用;
圖26是圖25中所示的天線罩和安裝抱桿的透視圖;
圖27是圖26中所示的天線罩和安裝抱桿的前視圖;
圖28是圖26中所示的天線罩和安裝抱桿的后視圖;
圖29是圖26中所示的天線罩和安裝抱桿的側(cè)視圖;
圖30是圖26中所示的天線罩和安裝抱桿的頂視圖;
圖31是圖26中所示的天線罩和安裝抱桿的底視圖;和
圖32和33是表示針對(duì)包括由鋁箔制成并且安放在有機(jī)玻璃板制成的基板上的如圖16和17中所示的UHF和VHF天線元件的HDTV天線組件的樣品得出的VSWR(電壓駐波比)相對(duì)于頻率的變化的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果和測(cè)量結(jié)果的示范性曲線圖。
在所有附圖中,相應(yīng)的附圖標(biāo)記通篇指代相應(yīng)的部分。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖更加完整地介紹示例實(shí)施例。
美國對(duì)HDTV廣播的頻段分配目前包括從54MHz到88MHz的低VHF頻段、從174MHz到216MHz的高VHF頻段和從470MHz到698MHz的UHF頻段。大多數(shù)電視臺(tái)目前是用VHF和UHF頻段廣播的。
按一般規(guī)律,天線尺寸與頻率成反比。因此,為低VHF頻段接收而設(shè)計(jì)的天線必然比設(shè)計(jì)用來在高VHF和UHF頻段中使用的天線大得多。大多數(shù)消費(fèi)者只要有可能一般都會(huì)希望擁有比較小的天線,而不是比較大的天線。較小的天線比較容易安裝,并且不會(huì)破壞自己家或鄰里的美觀。較小的天線還使得消費(fèi)者能夠在諸如RV或野營車等等這樣的移動(dòng)環(huán)境中接收HDTV信號(hào)。經(jīng)銷商也喜歡比較小的天線,因?yàn)檫\(yùn)費(fèi)較低,并且事實(shí)上它們占用的貨架空間較少,這樣會(huì)增加營業(yè)收入。
既然絕大多數(shù)HDTV廣播目前局限于高VHF和UHF頻段,并且大多數(shù)消費(fèi)者和經(jīng)銷商都希望天線盡可能做到最小,那么供應(yīng)一種僅僅覆蓋高VHF和UHF頻段的小型天線是有意義的。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)以后,天線組件被研發(fā)并在本文中被公開其滿足這種對(duì)用于HDTV接收的小型化雙頻帶高VHF/UHF天線的需求。本文公開的天線組件的示范性實(shí)施例并不需要使用雙工器來將分離的高VHF和UHF元件的信號(hào)組合起來。在這些實(shí)施例中,天線組件因此相比于由分離元件構(gòu)成的天線組件,會(huì)以更低的成本保持更高的信號(hào)效率。
現(xiàn)在參照附圖,圖1圖解說明具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的HDTV天線組件2100的示范性實(shí)施例。如圖所示,天線組合2100包括處于基板2106上的多個(gè)元件2102。多個(gè)元件2102可以被構(gòu)成為用來共同限定一個(gè)大致為分枝燭臺(tái)的形狀(例如,不含底座的分枝燭臺(tái)上半部分,等等),其中元件2104可以代表中央點(diǎn)火蠟燭并且元件2110和2114可以分別代表沿著中央點(diǎn)火蠟燭各側(cè)的外面四個(gè)蠟燭。天線組件2100適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
多個(gè)元件2102包括第一天線元件2104,該第一天線元件2104具有大致環(huán)形的形狀,帶有開口2148和間隔開的第一和第二部分2128。在這個(gè)示例實(shí)施例中,天線元件2104包括漸變的環(huán)形天線元件,該天線元件具有中間部分2126和第一和第二彎曲部分2150,2152。第一和第二彎曲部分2150,2152從各自的第一和第二末端部分2128延伸到中間部分2126,從而使得天線元件的環(huán)形形狀和開口2148大致為圓形。第一和第二彎曲部分2150,2152的寬度可以從各自的第一和第二末端部分2128到中間或頂部部分2126逐漸增大,從而使得中間部分2126比第一和第二末端部分2128更寬,并且使得天線元件2104的外徑偏離于大致為圓形的開口2148的直徑。第一和第二彎曲部分2150,2152可以是大致對(duì)稱的,從而使得第一彎曲部分2150是第二彎曲部分2152的鏡像。大致圓形的開口2148的中心可以偏離于天線元件2104大致圓形的環(huán)形形狀的中心。
另外,多個(gè)元件可以進(jìn)一步包括與天線元件2104間隔開的第一和第二臂2110,2114(寬泛地講,是天線元件)。第一和第二臂2110,2114至少部分地沿著天線元件2104的底部部分和對(duì)應(yīng)的第一和第二側(cè)面部分延伸。在這個(gè)例子中,第一和第二臂2110,2114是對(duì)稱的,并且第一臂2110是第二臂2114的鏡像。
也是在這個(gè)例子中,第一和第二臂2110,2114中的每一個(gè)包括末端部分2115和從各個(gè)第一和第二臂2110,2114的末端部分2115延伸的向下傾斜的部分2117。第一彎曲部分2119(例如,部分圓形或肘狀部分等)處于向下傾斜部分2117與向上延伸部分2121之間并且與向下傾斜部分2117和向上延伸部分2121連接。彎曲的自由端部分2123(例如,半圓形部分,等等)處于向上延伸部分2121與延伸到各個(gè)第一和第二臂2110,2114的末端部分2115的凹形部分2125之間并且與向上延伸部分2121和凹形部分2125連接。
天線組件2100還包括第一和第二連接體、連接部分或部件2118,2122。第一部件2118可以在第一臂2110與天線元件2104的第一末端部分2128之間向下延伸并且連接第一臂2110和天線元件2104的第一末端部分2128。第二部件2122可以在第二臂2114與天線元件2104的第二末端部分2128之間向下延伸并且連接第二臂2114和天線元件2104的第二末端部分2128。第一和第二部件2118,2122在本例中是間隔開的、線形的并且彼此平行的。第一和第二部件2118和2112在漸變的環(huán)形天線元件2104與各自的第一和第二臂2110和2114之間提供了一直接電阻連接。
天線元件2104的間隔開的第一和第二末端部分2128、間隔開的第一和第二部件2118,2122和各個(gè)第一和第二臂2110,2114的間隔開的末端部分2115限定了一個(gè)單一連續(xù)的開口槽,并且該開口槽至少部分地在間隔開的第一和第二末端部分2128、間隔開的第一和第二部件2118,2122和各個(gè)第一和第二臂2110,2114的間隔開的末端部分2115之間延伸。該開口槽可以適合用于提供由平衡傳輸線使用的縫隙饋點(diǎn)。高清電視天線組件2100可以進(jìn)一步包括在開口槽與天線元件2104的開口2148相反的末端處與第一和第二臂2110,2114相連的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(例如,圖2中所示的2212等)。僅僅作為例子,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以包括75歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,并且天線組件2100可以進(jìn)一步包括連接器(例如,F(xiàn)型插孔等等)和饋點(diǎn)(例如,75歐姆平衡輸入饋點(diǎn)等等)。還是僅僅作為例子,取決于連接器類型,天線組件2100可以具有大約440毫米的寬度、大約330毫米的高度和小于15毫米的厚度。
UHF漸變的環(huán)形元件2104自身的固有阻抗在UHF頻段下可能為大約300歐姆。漸變的環(huán)形元件與較大的分枝燭臺(tái)形狀的VHF元件2110、2114之間的固有耦合可能導(dǎo)致多個(gè)元件2102的阻抗(組合元件2104、2110、2114)在高VHF和UHF HDTV頻段二者的范圍內(nèi)都會(huì)落入到75歐姆的范圍之內(nèi)。這使得多個(gè)元件2102能夠被使用單獨(dú)一個(gè)75歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器饋電并且消除了使用昂貴且有損耗的雙工器電路以及為UHF和VHF元件2104、2110、2114各自使用單獨(dú)的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的必要。
繼續(xù)參考圖1,基板2106可以支撐和/或與天線元件2104、第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122結(jié)合在一起。基板2106、天線元件2104、第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以能夠被彎曲、彎折或曲線化為具有300毫米或更小的曲率半徑。
各種各樣的材料可以被用于本文公開的天線組件2100和其它天線組件。在一示范性實(shí)施例中,基板2106包括FR4復(fù)合材料、硅有機(jī)樹脂或聚氨酯橡膠。此外或優(yōu)選地,基板2106可以具有大約3.5的介電常數(shù)和/或大約0.006的損耗角正切??梢詾樘炀€組件2100提供外表面或覆層,這個(gè)外覆層可以包括自然粘性或自粘著材料。利用自然粘性或自粘著屬性,該外覆層可以使得天線組件2100能夠被直接安裝或粘貼在窗戶或其它支撐表面上,而不需要在窗戶與天線組件2100的自然粘性或自粘著外覆層或表面之間使用任何額外的粘合劑。有益地,將天線組件安裝到窗戶上可以提供比家庭內(nèi)部位置更高更穩(wěn)定的HDTV信號(hào)強(qiáng)度。天線組件可以被安裝在各種不同類型的窗戶上,比如局部進(jìn)行了毛玻璃化并且不包括低的E涂層的單格或雙格窗戶。
天線元件2104,臂2110,2114和部件2118,2122可以由導(dǎo)電材料組成(例如,鋁或銅箔,陽極化鋁,銅,不銹鋼,其它金屬,其它金屬合金,等等)。舉例來說,元件2102可以是厚度大致恒定或均勻的平板和/或是由金屬(例如,銅金屬片,等等)沖壓而來的。元件2102可以是在涂敷有銅或其它適當(dāng)材料(例如,每平方英尺涂敷有一盎司銅(相當(dāng)于大約35um厚)等等)的PCB上蝕刻出來的。可供選用的另外一些實(shí)施例可以包括基板和/或構(gòu)造不同的元件,例如,彎曲的、不具有大致恒定或均勻厚度和/或由除了沖壓金屬之外的不同材料和/或工藝形成的元件。例如,基板2106可以包括柔性的聚合物基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以包括一個(gè)或多個(gè)由濺射在柔性聚合物基板上的導(dǎo)電材料制成的薄的柔性天線元件。作為另一個(gè)例子,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以包括具有整體式構(gòu)造的一體式導(dǎo)電材料(例如,銅,等等)。作為再另一個(gè)例子,基板2106可以包括聚酯基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以包括印刷在聚酯基板上的導(dǎo)電油墨濾網(wǎng)。
天線組件2100的背面或后表面(多個(gè))可以是平坦的或平面的。這繼而會(huì)使得平坦的背面能夠被緊貼著窗戶齊平安放。由此,天線組件的一些示范性實(shí)施例并不包括或必然需要具有用來將天線組件支撐或安裝到水平表面、垂直表面或反射面和安裝柱上的基座或支腿的支架或底座。在其它一些示范性實(shí)施例中,天線組件2100可以包括具有基座或支腿的反射面和/或支架。例如,天線組件2100可以包括電介質(zhì)中央支架。
在一些示范性實(shí)施例中,基板2106,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以具有足夠的柔韌度,足以被卷繞成圓柱或管形并且然后被放置到管子等中,來降低運(yùn)輸成本和減小貨架空間要求等。在一示范性實(shí)施例中,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以被粘著在粘性的硅樹脂襯墊或基板上,繼而可以將該襯墊或基板粘著在玻璃上。在一示范性實(shí)施例中,基板2106可以包括柔性的聚合物基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以包括一個(gè)或多個(gè)由濺射在柔性聚合物基板上的導(dǎo)電材料(例如,金屬,銀,金,鋁,銅等)制成的薄的柔性天線元件。在另一個(gè)示范性實(shí)施例中,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以包括具有整體式構(gòu)造的一體式導(dǎo)電材料(例如,金屬,銀,金,鋁,銅等)。再在另一個(gè)示范性實(shí)施例中,基板2106可以包括聚酯基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以包括印刷在聚酯基板上的導(dǎo)電油墨(例如,銀等)濾網(wǎng)。
在一些示范性實(shí)施例中,本文中公開的天線組件(如天線組件2100,等等)可以包括放大器,從而使得天線組件得以放大。在其它一些示范性實(shí)施例中,天線組件可以是無源的并且不包括任何用來放大的放大器。
如圖1中所示,天線元件2104具有由外邊界或周界部分2140和內(nèi)邊界或周界部分2144共同限定的大致環(huán)形形狀。外邊界或周界部分2140為大致圓形。內(nèi)邊界或周界部分2144也是大致圓形,從而使得天線元件2104具有大致圓形的開口或通孔2148。內(nèi)徑與外徑相偏離,從而使得由內(nèi)周界部分2144大致限定的圓形的中心(內(nèi)徑的中點(diǎn))比由外周界部分2140大致限定的圓形的中心(外徑的中點(diǎn))低(例如,大約20毫米等)。直徑的偏離如此一來就為天線元件2104提供了漸變,從而使得它具有至少一個(gè)比另一個(gè)部分(例如,末端部分2128)寬的部分(圖1中所示的頂部部分2126)。
在一些示范性實(shí)施例中,開口或區(qū)域2148不是通孔,因?yàn)樵陂_口2148下面是基板的一部分。在其它一些示范性實(shí)施例中,開口2148是通孔,在開口2148內(nèi)部或下方?jīng)]有任何材料。
天線組件2100可以被緊貼著垂直窗戶以這樣一種方位安放:天線元件2104較寬的部分2126位于頂部,而較窄的末端部分2128處于底部,以產(chǎn)生或接收水平極化。例如,可以通過圍繞著與天線元件2104的環(huán)形所處平面垂直的中心軸旋轉(zhuǎn)90度來接收垂直極化。
圖2圖解說明具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的天線組件2200的另一個(gè)示范性實(shí)施例。如圖所示,天線組件2200包括位于基板2206上的多個(gè)元件2202。多個(gè)元件2202可以被構(gòu)成為用來共同限定一個(gè)大致為分枝燭臺(tái)的形狀(例如,不含底座的分枝燭臺(tái)上半部分,等等),其中元件2104可以代表中央點(diǎn)火蠟燭并且元件2110和2114可以分別代表沿著中央點(diǎn)火蠟燭各側(cè)的外面四個(gè)蠟燭。天線組件2200適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
天線組件2200可以在結(jié)構(gòu)和操作上類似于圖1中所示并且如上所述的天線組件2100。在這個(gè)示范性實(shí)施例中,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2212被顯示為在開口槽與天線元件2204的開口相反的末端處與第一和第二臂2210,2214相連。僅僅作為例子,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2212可以包括75歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。圖2中還示出了連接器2224(例如,F(xiàn)型插孔等)和饋點(diǎn)(例如,75歐姆平衡輸入饋點(diǎn),等等)。連接器2224可以與同軸電纜(例如,配有F型插頭的75歐姆RG6同軸電纜,等等)連接,然后可以使用該同軸電纜將天線組件2200接收到的信號(hào)傳送到電視機(jī)等??晒┻x用的另外一些實(shí)施例可以包括其它的連接器、同軸電纜或其它適當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溌贰?/p>
在示范性實(shí)施例中,基板和它上面的天線元件(例如,漸變的環(huán)形天線元件,第一和第二臂以及第一和第二連接體或部件)可以具有足夠的柔韌度,足以被彎曲、彎折或曲面化到300毫米(mm)或更小的曲率半徑。例如,圖3圖解說明包括位于基板2306上的天線元件2302的HDTV天線組件2300的示范性實(shí)施例,其中天線元件2302和基板2306被彎曲成具有300mm的曲率半徑。圖4圖解說明包括位于基板2406上的天線元件2402的HDTV天線組件2400的示范性實(shí)施例,其中天線元件2402和基板2406被彎曲成具有200mm的曲率半徑。圖5圖解說明包括位于基板2506上的天線元件2502的HDTV天線組件2500的示范性實(shí)施例,其中天線元件2502和基板2506被彎曲成具有150mm的曲率半徑。圖6圖解說明包括位于基板2606上的天線元件2602的HDTV天線組件2600的示范性實(shí)施例,其中天線元件2602和基板2606被彎曲成具有100mm的曲率半徑。
上一段中給出的尺寸(本文中提出的所有尺寸也都是)只不過是僅僅為了解釋說明而給出的例子,本文公開的任何天線組件都可以取決于具體的應(yīng)用和/或天線組件所要接收或發(fā)射的信號(hào)而按照不同的尺寸來構(gòu)造。例如,另一個(gè)示范性實(shí)施例可以包括位于基板上的天線元件,其中天線元件和基板被彎曲成具有不同于圖3、4、5和6中所示的曲率半徑,比如小于100毫米的曲率半徑,大于300毫米的曲率半徑,從100mm到150mm、從100mm到200mm、從100mm到300mm、從150到200mm、從150到300mm、從200mm到300mm的范圍內(nèi)的曲率半徑,等等。或者,例如,另一個(gè)示范性實(shí)施例可以包括位于基板上的天線元件,其中天線元件和基板是平坦的,不具有任何曲率半徑(例如,圖1中所示的HDTV天線組件2100,圖2中所示的HDTV天線組件2200,等等)或者被彎曲成具有曲率半徑。
在天線組件(例如,2100,2200,2300,2400,2500,等等)包括用于粘著到窗戶或其它玻璃表面上的基板(例如,2106,2206,2306,2406,2506,等等)的示范性實(shí)施例中,基板可以包括相對(duì)較軟和較粘的聚氨酯橡膠材料。在一示范性實(shí)施例中,基板包括粘性聚氨酯軟橡膠。該基板可以最初包括由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜制成的頂部和底部最外層可去除保護(hù)層。頂部保護(hù)層可以直接鋪設(shè)在粘性聚氨酯軟橡膠上,以便防止灰塵和碎屑粘著在粘性聚氨酯軟橡膠上。在要將天線組件借助粘性聚氨酯軟橡膠粘著在窗戶上時(shí),可以將頂部保護(hù)層除去??梢詫⒌撞勘Wo(hù)層除去,以暴露出丙烯酸粘合劑,用來將基板粘貼在天線組件的背面?;暹€可以包括位于粘性聚氨酯軟橡膠底部的承載層(例如,PET薄膜,等)。丙烯酸粘合劑可以被分別涂敷在底部保護(hù)層和承載層的相對(duì)表面上。基板在這個(gè)例子中可以在顏色上是透明的,具有大約3毫米的總厚度,和/或具有20到80攝氏度之間的溫度范圍。
作為更進(jìn)一步的例子,其它的示范性實(shí)施例可以包括不帶任何基板的天線元件。例如,圖14和15圖解說明的是按照一種示范性實(shí)施例的不帶任何基板的天線元件2702。天線元件2702可以在結(jié)構(gòu)和操作上等同或類似于圖1中所示并且如上所述的天線元件2102。例如,天線元件2702可以包括第一天線元件2704,該第一天線元件2704包括在結(jié)構(gòu)上和操作上與漸變的環(huán)形天線元件2704等同或類似的漸變環(huán)形天線元件。天線元件2702可以進(jìn)一步包括在結(jié)構(gòu)上和操作上與第一和第二臂2110,2114等同或類似的第一和第二臂2710,2714。
如圖14和15所示,天線元件2702可以被配置為用來共同限定一個(gè)大致為分枝燭臺(tái)的形狀(例如,不含底座的分枝燭臺(tái)上半部分,等等),其中UHF漸變環(huán)形天線元件2704可以代表中央點(diǎn)火蠟燭并且VHF元件2710,2714可以分別代表沿著中央點(diǎn)火蠟燭各側(cè)的外面四個(gè)蠟燭。天線元件2702可以適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
第一和第二連接體、連接部分或部件2718,2722在相應(yīng)的第一和第二臂2710,2714與漸變環(huán)形天線元件2704之間向下延伸并且將相應(yīng)的第一和第二臂2710,2714連接到漸變環(huán)形天線元件2704。第一和第二部件2718,2722在本例中是間隔開的、線形的并且彼此平行的。第一和第二部件2718和2722提供漸變環(huán)形天線元件2704與相應(yīng)的第一和第二臂2710和2714之間的直接歐姆連接。
圖16和17圖解說明按照另一種示范性實(shí)施例的天線元件2802,其中第一或UHF天線元件2804和第二或VHF天線元件2810是電磁耦合的,在UHF和VHF天線元件2804和2810之間沒有直接的歐姆連接。而且在這個(gè)示范性實(shí)施例中,VHF天線元件2810包括具有整體式構(gòu)造的單體元件,沒有任何將VHF天線元件2810分割成第一和第二分隔開的元件的縫隙。
如圖16和17中所示,天線元件2802可以被配置為用來共同限定一個(gè)大致為分枝燭臺(tái)的形狀(例如,不含底座的分枝燭臺(tái)上半部分,等等),其中UHF天線元件2804可以代表中央點(diǎn)火蠟燭并且VHF元件2810的第一和第二臂或部分可以分別代表沿著中央點(diǎn)火蠟燭各側(cè)的外面四個(gè)蠟燭。天線元件2802可以適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)。
UHF天線元件2804具有大致環(huán)形形狀,該大致環(huán)形形狀具有開口2848、間隔開的第一和第二部分2828、中間部分2826和第一和第二彎曲部分2850,2852。第一和第二彎曲部分2850,2852從相應(yīng)的第一和第二末端部分2828延伸到中間部分2826,從而使得天線元件的環(huán)形形狀和開口2848為大致圓形。第一和第二彎曲部分2850,2852的寬度可以從各自的第一和第二末端部分2828向中間或頂部部分2826逐漸增大,從而使得中間部分2826比第一和第二末端部分2828寬,并且從而使得天線元件2804的外徑偏離于大致圓形的開口2848的直徑。第一和第二彎曲部分2850,2852可以是大體對(duì)稱的,從而使得第一彎曲部分2850成為第二彎曲部分2852的鏡像。大致圓形的開口2848的中心可以偏離于天線元件2804的大致圓形的環(huán)形形狀的中心。
VHF天線元件2810包括與UHF天線元件2804間隔開的第一和第二臂或部分。第一和第二臂至少部分地沿著天線元件2804的底部部分和對(duì)應(yīng)的第一和第二側(cè)面部分延伸。在這個(gè)例子中,第一和第二臂是對(duì)稱的,并且第一臂是第二臂的鏡像。
也是在這個(gè)例子中,VHF天線元件2810包括大體平坦的或線性的底部部分2817和沿著VHF天線元件2810的相對(duì)兩側(cè)的第一和第二向上延伸部分2821。第一和第二向上延伸部分2821大體垂直于底部部分2817。VHF天線元件2180包括處于對(duì)應(yīng)的第一和第二向上延伸部分2821與對(duì)應(yīng)的第一和第二凹形部分2825之間并且將對(duì)應(yīng)的第一和第二向上延伸部分2821和對(duì)應(yīng)的第一和第二凹形部分2825連接起來的第一和第二圓形的或彎曲的自由端部分2823。凹形部分2825從末端部分2823延伸出來并且大體上在UHF天線元件2804下方彎曲。
天線元件2804的間隔開的第一和第二末端部分2828之間至少部分地限定了一個(gè)單一連續(xù)的開口槽,并且該開口槽至少部分地在間隔開的第一和第二末端部分2128之間延伸。該開口槽可以適合用于提供由平衡傳輸線使用的縫隙饋點(diǎn)。舉例來說,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(例如,圖18到24中所示的2812等等)可以在天線元件2804的開口槽末端處與天線元件2804相連。僅僅作為例子,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器可以包括300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器,并可以使用帶有連接器(例如,F(xiàn)型插孔等)的饋點(diǎn)(例如,300歐姆平衡輸入饋點(diǎn)等)來以300歐姆對(duì)UHF漸變環(huán)形天線元件2804饋電。
在這個(gè)實(shí)例實(shí)施例中,消除了元件2804,2810之間的直接歐姆連接,并且VHF響應(yīng)是由UHF漸變環(huán)形天線2804與VHF天線元件2810的電磁耦合來實(shí)現(xiàn)的。這種組合產(chǎn)出了類似于天線組件2100(圖1)的雙頻性能,但是又有可以明顯降低VHF天線元件尺寸的優(yōu)點(diǎn)。例如,在一種示范性實(shí)施例中,VHF天線元件2810可以具有大約400毫米(大約15.75英寸)的總寬度和大約270毫米的總高度。比較起來,圖2顯示VHF天線元件2810,2814的總寬度為大約17.5英寸。UHF漸變環(huán)形天線元件2804可以在尺寸上類似于圖2中所示的漸變環(huán)形天線2804。本段中給出的尺寸(本文中提出的所有尺寸也都是)只不過是僅僅為了解釋說明而給出的例子,本文公開的任何天線組件都可以例如取決于具體的應(yīng)用和/或天線組件所要接收和發(fā)射的信號(hào)而按照不同的尺寸來構(gòu)造。
可以對(duì)UHF漸變環(huán)形天線元件2804相對(duì)于VHF天線元件2810的垂直定位進(jìn)行調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)電磁耦合的變化,并且因此對(duì)通帶造成一定改變。圖16和17中所示的構(gòu)造提供了在保持UHF下VSWR相對(duì)較低的同時(shí)VHF下VSWR帶寬的良好平衡。如果UHF漸變環(huán)形天線元件2804被定位得過于接近VHF天線元件2810,那么UHF可能會(huì)受到損害。但是如果UHF漸變環(huán)形天線元件2804被定位得過于遠(yuǎn)離VHF天線元件2810,那么電磁耦合可能會(huì)弱到無法提供良好的VHF。
圖18和19圖解說明具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的HDTV天線組件2800的示范性實(shí)施例。如所示,天線組件2800包括位于基板2806上的圖16和17中所示的UHF天線元件2804和VHF天線元件2810。基板2806可以支撐和/或結(jié)合UHF和VHF天線元件2804,2810。例如,UHF天線元件2804可以包括用于接納從基板2806上延伸出來的短柱或緊固件的開口,以將UHF天線元件2804對(duì)準(zhǔn)、定位和結(jié)合到基板2806上?;?806和UHF和VHF天線元件2804,2810可以能夠被彎曲、彎折、曲線化或卷繞,例如,以具有300毫米或更小的曲率半徑等等。
平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2812在UHF天線元件2804的開口槽的末端處與UHF天線元件2804相結(jié)合。在圖20到24中也示出了平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2812和基板2806。僅僅作為例子,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2812可以包括300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。可以使用帶有連接器2824(例如,F(xiàn)型插孔,等等)的饋點(diǎn)(例如,75歐姆平衡輸入饋點(diǎn),等等)來以300歐姆對(duì)UHF漸變環(huán)形天線元件2804進(jìn)行饋電。連接器2824可以與同軸電纜(例如,配有F型插頭的300歐姆RG6同軸電纜,等等)連接,然后可以使用該同軸電纜將天線組件2800接收到的信號(hào)傳送到電視機(jī)等。另外可供選用的實(shí)施例可以包括其它連接器、同軸電纜或其它適當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溌贰?/p>
各種各樣的材料可以被用于本文公開的天線組件2800和其它天線組件。在一種示范性實(shí)施例中,基板2806包括0.4mm厚的聚丙烯基板。此外或另外,基板2806可以具有大約3.5的介電常數(shù)和/或大約0.006的損耗角正切。另外,可以為基板使用其它材料,比如FR4復(fù)合材料、硅樹脂、聚氨酯橡膠、其它聚合體、更厚或更薄的材料、具有不同介電常數(shù)和/或損耗角正切的材料,等等。
天線組件2800還可以包括外表面或覆蓋層,該外表面或覆蓋層可以位于基板2806上方或基板2806上,從而覆蓋UHF和VHF天線元件2804,2810。UHF和VHF天線元件2804,2810可以被完全封裝在基板2806和覆蓋層之間限定的內(nèi)部空間之內(nèi)。在一種示范性實(shí)施例中,該覆蓋層包括0.4mm厚的聚丙烯覆層。在一些示范性實(shí)施例中,覆蓋層可以是透光的或半透明的,從而覆蓋層之下的UHF和VHF天線元件2804,2810可以透過覆蓋層看到。該覆蓋層可以包括自然粘性或自粘著材料。利用自然粘性或自粘著屬性,該覆蓋層可以使得天線組件2800能夠被直接安裝或粘貼在窗戶或其它支撐表面上,而不需要在窗戶與天線組件2800的自然粘性或自粘著覆蓋層或外敷層之間使用任何額外的粘合劑。有益地,將天線組件安裝到窗戶上可以提供比家庭內(nèi)部位置更高更穩(wěn)定的HDTV信號(hào)強(qiáng)度。天線組件可以被安裝在各種不同類型的窗戶上,比如局部進(jìn)行了毛玻璃化并且不包括低輻射涂層的單格或雙格窗戶。另外,可以為覆蓋層使用其它材料,比如其它聚合物、較厚或較薄的材料、非粘性材料等等。此外,還可以將天線組件2800整合到相框中。
UHF和VHF天線元件2804,2810可以包括導(dǎo)電材料(例如,鋁或銅箔、陽極化鋁、銅、不銹鋼、其它金屬、其它金屬合金,等等)。舉例來說,UHF和VHF天線元件2804,2810可以是厚度大致恒定或均勻的平板和/或是由金屬(例如,銅金屬片,等等)沖壓而來的。UHF和VHF天線元件2804,2810可以是在涂敷有銅或其它適當(dāng)材料(例如,每平方英尺涂敷有一盎司銅(相當(dāng)于大約35um厚)等等)的PCB上蝕刻出來的??晒┻x用的另外一些實(shí)施例可以包括基板和/或構(gòu)造不同的元件,例如,彎曲的、不具有大致恒定或均勻厚度和/或由除了沖壓金屬之外的不同材料和/或工藝形成的元件。例如,基板2106可以包括柔性的聚合物基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以包括一個(gè)或多個(gè)由濺射在柔性聚合物基板上的導(dǎo)電材料制成的薄的柔性天線元件。作為另一個(gè)例子,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以包括具有整體式構(gòu)造的一體式導(dǎo)電材料(例如,銅,等等)。作為再另一個(gè)例子,基板2106可以包括聚酯基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以包括印刷在聚酯基板上的導(dǎo)電油墨濾網(wǎng)。
天線組件2100的背面或后表面(多個(gè))可以是平坦的或平面的。這繼而會(huì)使得平坦的背面能夠被緊貼著窗戶齊平安放。由此,天線組件的一些示范性實(shí)施例并不包括或必然需要具有用來將天線組件支撐或安裝到水平表面、垂直表面或反射面和安裝柱上的基座或支腿的支架或底座。在其它一些示范性實(shí)施例中,天線組件2100可以包括具有基座或支腿的反射面和/或支架。例如,天線組件2100可以包括電介質(zhì)中央支架。
在一些示范性實(shí)施例中,基板2106,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114和第一和第二部件2118,2122可以具有足夠的柔韌度,足以被卷繞成圓柱或管形并且然后被放置到管子等中,來降低運(yùn)輸成本和減小貨架空間要求等。在一示范性實(shí)施例中,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以被粘著在粘性的硅樹脂襯墊或基板上,繼而可以將該襯墊或基板粘著在玻璃上。在一示范性實(shí)施例中,基板2106可以包括柔性的聚合物基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以包括一個(gè)或多個(gè)由濺射在柔性聚合物基板上的導(dǎo)電材料(例如,金屬,銀,金,鋁,銅等)制成的薄的柔性天線元件。在另一個(gè)示范性實(shí)施例中,天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以包括具有整體式構(gòu)造的一體式導(dǎo)電材料(例如,金屬,銀,金,鋁,銅等)。在再另一個(gè)示范性實(shí)施例中,基板2106可以包括聚酯基板,并且天線元件2104,第一和第二臂2110,2114以及第一和第二部件2118,2122可以包括絲網(wǎng)印刷在聚酯基板上的導(dǎo)電油墨(例如,銀等)濾網(wǎng)。
圖25圖解說明具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的HDTV天線組件2900的示范性實(shí)施例。如圖所示,天線組件2900包括圖16和17中所示且如上所述的UHF天線元件2804和VHF天線元件2810。UHF和VHF天線元件2804,2810被完全封裝在外殼或天線罩2930內(nèi)。
天線組件2900進(jìn)一步包括與天線罩2930結(jié)合在一起的安裝抱桿2932。舉例來說,安裝抱桿2932可以如圖28中所示的那樣被以機(jī)械方式緊固在天線罩2930的后面。在圖27到32中也示出了安裝抱桿2932和天線罩2930。天線罩2930可以是防水的并且是防風(fēng)雨的,從而保護(hù)天線罩2930內(nèi)的天線部件。由此,天線組件2900的這一示范性實(shí)施例可以如此被配置為供戶外使用(例如,可安裝在屋頂上,等等)。
平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2912在UHF天線元件2804的開口槽的末端處與UHF天線元件2804相結(jié)合。僅僅作為例子,平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器2912可以包括300歐姆1:1平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器??梢允褂脦в羞B接器2924(例如,F(xiàn)型插孔,等等)的饋點(diǎn)(例如,75歐姆平衡輸入饋點(diǎn),等等)來以300歐姆對(duì)UHF漸變環(huán)形天線元件2804進(jìn)行饋電。連接器2924可以與同軸電纜(例如,配有F型插頭的300歐姆RG6同軸電纜,等等)連接,然后可以使用該同軸電纜將天線組件2900接收到的信號(hào)傳送到電視機(jī)等。另外可供選用的實(shí)施例可以包括其它連接器、同軸電纜或其它適當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溌贰?/p>
各種各樣的材料可以被用于本文公開的天線組件2900和其它天線組件。在一種示范性實(shí)施例中,天線罩2930包括塑料(例如,丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),等等)。在一些示范性實(shí)施例中,天線罩2930或者它的一部分可以是透光的或半透明的,從而天線罩2930內(nèi)的UHF和VHF天線元件2804,2810可以透過天線罩2930看到。另外,可以為天線罩使用其它材料,比如其它塑料和其它介質(zhì)材料,等等。
本發(fā)明的示范性實(shí)施例包括可以取決于例如具體的最終用途、要由天線組件接收或發(fā)射的信號(hào)和/或天線組件的期望工作范圍而伸縮到任何數(shù)量的(一個(gè)或多個(gè))天線元件的天線組件。僅僅作為例子,天線組件的另一個(gè)示范性實(shí)施例是雙面的(例如,用于額外的帶寬等),從而包括天線元件(例如,2204等),第一和第二臂(例如,2110和2114等)以及第一和第二部件(例如,2118和2122等)在內(nèi)的天線元件(例如,圖1中的2102等)被成對(duì)設(shè)置在基板(例如,2016等)的相對(duì)的第一和第二側(cè)上??晒┻x用的另外一些實(shí)施例可以包括單面的高清電視天線組件,從而天線元件(例如,2104等),第一和第二臂(例如,2110和2114等)以及第一和第二部件(例如,2118和2122等)僅僅沿著基板(例如,2106等)的一側(cè)分布。
本文公開的天線組件(例如,2100,2200,2300,2400,2500,2600,2800,2900,等等)可以適合用于接收VHF和UHF高清電視信號(hào)(例如,大約174MHz到大約216MHz的VHF頻段、大約470MHz到大約698MHz的UHF頻段,等)。天線組件可以包括位于基板(例如,2106,2206,2306,2406,2506,2606,2806,等等)上的多個(gè)元件(例如,2102,2202,2302,2402,2502,2602,2702,2802,等等)。多個(gè)元件可以包括具有帶開口(例如,2148,2248,2348,2448,2548,2648,2848,等等)和間隔開的第一和第二部分(例如,2128,2228,2328,2428,2528,2628,2828,等等)的大致環(huán)形形狀的天線元件(例如,2104,2204,2304,2404,2504,2604,2704,2804,等等)。天線元件可以包括漸變的環(huán)形天線元件,該漸變的環(huán)形天線元件具有中間部分(例如,2126,2826,等等)、第一和第二彎曲部分(例如,2150,2152,2850,2852,等等),第一和第二彎曲部分從各自的第一和第二末端部分延伸到中間部分,從而使得天線元件的環(huán)形形狀和開口為大致圓形。第一和第二彎曲部分的寬度可以從各自的第一和第二末端部分向中間部分逐漸增大,從而使得中間部分比第一和第二末端部分寬,并且從而使得天線元件的外徑偏離于大致圓形的開口的直徑。第一彎曲部分可以是第二彎曲部分的鏡像。大致圓形的開口的中心可以偏離于天線元件的大致圓形的環(huán)形形狀的中心。漸變的環(huán)形天線元件可以是厚度大致恒定或均勻的平板和/或是由金屬(例如,銅金屬片,等等)沖壓而來的。
此外,多個(gè)元件可以進(jìn)一步包括與天線元件(例如,漸變的環(huán)或大致環(huán)形的元件,等等)間隔開的第一和第二臂(寬泛地講,是天線元件)(例如,2110和2114,等等)。第一和第二臂可以至少部分地沿著天線元件的多個(gè)部分(例如,底部部分和對(duì)應(yīng)的第一和第二側(cè)面部分,等等)延伸。多個(gè)元件可以還包括第一和第二連接體、連接部分或部件(例如,2118,2122,等)。第一部件可以在第一臂與天線元件的第一末端部分之間延伸并且連接第一臂和天線元件的第一末端部分。第二部件可以在第二臂與天線元件的第二末端部分之間延伸并且連接第二臂和天線元件的第二末端部分。基板(例如,2106,2206,2306,2406,2506,2606,2806,等等)可以支撐和/或與天線元件以及第一和第二臂結(jié)合在一起?;?、天線元件以及第一和第二臂可以能夠被彎曲、彎折或曲線化為具有300毫米或更小的曲率半徑。天線元件以及第一和第二臂可以共同限定一個(gè)大致為分枝燭臺(tái)的形狀(例如,不含底座的分枝燭臺(tái)上半部分,等等)。
本文公開的天線組件的示范性實(shí)施例可以被構(gòu)成為用來提供下列優(yōu)點(diǎn)中一個(gè)或多個(gè)。例如,本文公開的實(shí)施例可以提供具有比其它現(xiàn)有的HDTV天線組件更好的VHF增益(例如,高達(dá)4.8分貝(dB),等等)和UHF增益(例如,高達(dá)2.5dB,等等)的天線組件。而且,舉例來說,本文公開的天線組件的示范性實(shí)施例可以用于或包含于HDTV平板天線內(nèi),這樣的HDTV平板天線適合供VHF和UHF高清電視信號(hào)二者使用并且具有比其它現(xiàn)有的HDTV平板天線更好的性能(例如,最佳或較佳的VSWR曲線等)。作為進(jìn)一步的例子,本文公開的天線組件的示范性實(shí)施例可以被構(gòu)造成適合用于以小于3的電壓駐波比(參考75歐姆線)和處于大約0.5dBi到大約1.5dBi的范圍內(nèi)的實(shí)際增益接收從大約174兆赫茲到大約216兆赫茲的VHF高清電視信號(hào),并且適合用于以小于2的電壓駐波比(參考75歐姆線)和處于大約3.8dBi到大約5.4dBi的范圍內(nèi)的實(shí)際增益接收從大約470兆赫茲到大約698兆赫茲的UHF高清電視信號(hào)。
本文已經(jīng)公開了用于接收諸如HDTV信號(hào)這樣的數(shù)字電視信號(hào)的形式的天線組件(例如,2100,2200,2300,2400,2500,2600,2800,2900,等等)的示范性實(shí)施例。不過,可供選用的另外一些實(shí)施例可以包括調(diào)諧為用于接收非電視信號(hào)和/或頻率與HDTV不相關(guān)的信號(hào)的天線元件。因而,本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)被局限于僅僅接收具有與數(shù)字電視或HDTV相關(guān)的頻率的或頻率處于與數(shù)字電視或HDTV相關(guān)的頻率范圍之內(nèi)的電視信號(hào)。因此,本發(fā)明的范圍不應(yīng)被局限于僅僅應(yīng)用于電視和與電視相關(guān)的信號(hào)。
提供了實(shí)例實(shí)施例,這使得本文公開得更全面,并且將會(huì)把范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。給出了眾多的具體細(xì)節(jié),比如具體構(gòu)件、裝置和方法的例子,以保證本發(fā)明實(shí)施例的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯而易見,不必采用這些具體細(xì)節(jié),可以以很多不同的形式具體實(shí)現(xiàn)實(shí)施例,并且這些也不應(yīng)被解釋為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。在某些實(shí)例實(shí)施例中,沒有詳細(xì)介紹公知的方法、公知的裝置結(jié)構(gòu)和公知的技術(shù)。此外,僅僅為了說明的目的,給出了可以利用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)示范性實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn),并且這些優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)不會(huì)限制本發(fā)明的范圍,原因在于,本文公開的示范性實(shí)施例可以提供全部或完全不提供前面提到的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn),而仍然落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本文公開的具體尺寸、具體材料和/或具體形狀本質(zhì)上只是實(shí)例,并且不會(huì)限制本發(fā)明的范圍。本文針對(duì)給定參數(shù)公開的具體數(shù)值和具體的數(shù)值范圍并不排斥可以在本文公開的例子當(dāng)中的一個(gè)或多個(gè)中使用的其它數(shù)值和數(shù)值范圍。而且,可以想象到,本文規(guī)定的具體參數(shù)對(duì)應(yīng)的任何兩個(gè)具體數(shù)值可以定義可適合于該給定參數(shù)的數(shù)值范圍的端點(diǎn)(即,公開給定參數(shù)對(duì)應(yīng)的第一數(shù)值和第二數(shù)值可以被解釋為公開了也可以為該給定參數(shù)采用第一數(shù)值和第二數(shù)值之間的任何數(shù)值)。例如,如果本文舉例指出參數(shù)X具有數(shù)值A(chǔ)并且還舉例指出具有數(shù)值Z,則可以想到,參數(shù)X可以具從大約A到大約Z的數(shù)值范圍。類似地,可以想到,公開一個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)或多個(gè)數(shù)值范圍(不管這些范圍是嵌套的、重疊的還是區(qū)分開的)包含了可以使用所公開端點(diǎn)主張的數(shù)值對(duì)應(yīng)的范圍的所有可能的組合。例如,如果本文舉例指出參數(shù)X具有1-10或2-9或3-8的范圍中的數(shù)值,則還可以想到,參數(shù)X可以具有其它的數(shù)值范圍,包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9。
本文中使用術(shù)語的目的僅僅是為了介紹具體的實(shí)施例,并非打算進(jìn)行限定。如本文所使用的那樣,單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"該"的用意可以也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文另有明確說明。措辭"包含"、"包含有"、"包括"和"具有"都是包含性質(zhì)的,因此表明的是所提出的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組分的存在,不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組分和/或它們的群組。本文介紹的方法步驟、處理和操作不應(yīng)被看作必須要求它們按照所討論或說明的特定順序執(zhí)行,除非明確認(rèn)定具有一定的執(zhí)行順序。還應(yīng)理解,還可以采用額外的或可供替換使用的步驟。
當(dāng)將元件或?qū)臃Q為在另一個(gè)元件或?qū)?之上"、與另一個(gè)元件或?qū)?接合"、與另一個(gè)元件或?qū)?連接"或與另一個(gè)元件或?qū)?相連"時(shí),可以是直接在另一個(gè)元件或?qū)又?、直接接合另一個(gè)元件或?qū)?、直接連接另一個(gè)元件或?qū)踊蚺c另一個(gè)元件或?qū)又苯酉噙B,或者也可能存在處于中間的元件或?qū)?。相比之下,?dāng)將元件稱為"直接"在另一個(gè)元件或?qū)?之上"、與另一個(gè)元件或?qū)?直接接合"、與另一個(gè)元件或?qū)?直接連接"或與另一個(gè)元件或?qū)?直接相連"時(shí),就不存在處于中間的元件或?qū)?。用于描述元件之間關(guān)系的其它詞語應(yīng)當(dāng)以類似的方式解讀(例如,"在...之間"相對(duì)于"直接在...之間","相鄰"相對(duì)于"直接相鄰"等等)。如本文所使用的,措辭"和/或"包括相關(guān)列出項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合。
措辭"大約"在應(yīng)用于數(shù)值時(shí)表示計(jì)算或測(cè)量允許在數(shù)值上有一定的微小不精確(與精確值有一定程度的逼近;近于或相當(dāng)接近于該數(shù)值;將近)。如果,由于某種原因,"大約"造成的不精確在本領(lǐng)域中不能按照這一普通含義來理解,那么本文使用的"大約"表示可能源于測(cè)量或使用這些參數(shù)的普通方法的至少偏差。例如,本文可以使用措辭"大致"、"大約"和"基本上"來表達(dá)處于制造公差內(nèi)。不管是否用措辭"大約"進(jìn)行了修改,權(quán)利要求都包括與這些量等價(jià)的值。
雖然本文可以使用第一、第二、第三等等措辭來描述各種不同的元件、組分、區(qū)域、層和/或部分,但是這些元件、組分、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受到這些措辭的限制。這些措辭僅用于將一個(gè)元件、組分、區(qū)域、層或部分于另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)分開來。諸如"第一"、"第二"和其它數(shù)字項(xiàng)這樣的措辭當(dāng)本文中使用時(shí)并不隱含著順序或次序,除非上下文另有明確說明。因而,第一元件、組分、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組分、區(qū)域、層或部分,而不會(huì)超出示例實(shí)施例的主題思想。
為了方便描述附圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)元件(多個(gè))或特征(多個(gè))之間的關(guān)系,本文可以使用空間上比較性的措辭,比如"內(nèi)"、"外"、"下"、"下面"、"較低"、"上方"、"上部"等等??臻g上比較性的措辭本意是用來囊括裝置在使用或操作中的除了附圖中繪制出的方位之外的不同方位。例如,如果將附圖中的裝置上下翻轉(zhuǎn),則描述為在其它元件或特征"之下"或"下面"的元件于是應(yīng)當(dāng)位于所述其它元件或特征的"上方"。因而,例舉的措辭"下面"可以囊括上方和下方的方位。裝置也可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)并且據(jù)此解釋本文使用的空間上比較性的描述語。
前面實(shí)施例的介紹是為了圖解和說明的目的而給出的。它并非用來窮舉或者限制本發(fā)明。特定實(shí)施例的各個(gè)元件、計(jì)劃的或規(guī)定的用途或者特征通常并不局限于該特定實(shí)施例,而是,在可用的情況下,是可互換的并且可用于選定的實(shí)施例,即使沒有明確示出或描述。它們也可以用很多方法來改變。這些改變不應(yīng)被認(rèn)為是背離本發(fā)明,并且所有這些修改都原本計(jì)劃要包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。