專利名稱：廣播接收天線及電視廣播接收機的制作方法
技術領域：
本發明涉及廣播接收天線及電視廣播接收機，特別說，涉及可在室內自由配置、用于接收數字電視廣播的數字電視廣播接收天線及數字電視廣播接收機。
背景技術：
歷來，在模擬電視廣播中，由于在接收弱電場的廣播電波的場合，降低數dB的接收電平會對圖像質量有很大影響，或在城市區接收廣播電波的場合，來自建筑物的反射波會產生不愉快的重影圖像，因此需要把在電波到來的方向上增益高、在電波反射的方向上增益低的天線盡可能設置在到來電波強的位置上使用。于是，作為現有的天線設置方法采用用金屬支柱支持專門的、在水平方向有指向性的天線，將其設置在屋頂上高的位置的方法。
另外，在發送上述模擬電視廣播的廣播電波的發送側，作為該廣播電波的偏振波的方向，可以采用水平偏振波。其原因是，在作為接收側的天線中接收水平偏振波，由在天線的金屬支柱中感生的電流干擾接收電場而產生的接收電平降低少，之外，在發送側，可以實現采用水平偏振波而且在水平方向上無指向性的發送天線。
于是，作為上述模擬電視廣播電波的接收側的天線，由于對于風的阻擋小，天線的等效接收面積大，即接收帶寬寬，進而容易多元件化而能提高增益，因此歷來使用專門的電流感應型偶極天線。
此外，不用上述那樣的室外天線，通過在接收機上不需要從墻壁來的天線配線的室內天線也可以接收上述模擬電視廣播的廣播電波，對于這樣的室內天線，歷來因為接收帶寬寬，可以以簡單的結構和低成本實現，所以專門使用電流感應型偶極天線(例如參照專利文獻1)。
對此，在近年來普及起來的數字電視廣播中，在城市區接收較強電場的廣播電波時，即使有例如來自建筑物的反射波，但因為和上述模擬電視廣播不同，從原理上不發生重影圖像，因此作為接收該數字電視廣播的廣播電波的天線，正在注視不需要從墻壁來的配線的上述室內天線的有用性。
在用戶側，先期也廣為人知在數字電視廣播中電波的接收電平不在閾值以下的話不會有圖像質量劣化的特征這樣的事實，另外，因為使用上述室內天線的話，具有可以在室內自由配置接收機的優點，因此在模擬電視廣播以外，即使在接收弱電場的廣播電波的情況下，希望用室內天線接收數字電視廣播的廣播電波，期望能夠實現這一點。
這里，在考慮用室內天線實現數字電視廣播接收用天線的場合，對于上述數字電視廣播接收用室內天線，因為還具有不使增益浪費這樣物理上的優點，所以要求天線在特定的方向上具有指向性的同時，通過電子控制能夠使指向性朝向電波的到來方向。
再有，因為數字電視廣播適合用水平偏振波廣播，以便用已經廣泛普及的模擬電視廣播用接收天線也能夠接收其電波，因此對于上述數字電視廣播接收用室內天線，能夠接收水平偏振波是適合的。
鑒于上述，以在金屬板或金屬箱上設置的開口部分感生的磁通作為放射源的天線(下面稱為“磁通感應型天線”)與在現有的室內天線中使用的電流感應型天線相比，如果注意到前者因為在縱向可以以細長的形狀接收水平偏振波因而設置面積小，且具有指向性在水平方向上幾乎無指向、無需使天線朝向電波到來的方向這樣的特性的話，則這種磁感應型天線能夠滿足對于上述那樣的數字電視廣播接收用天線的要求，有望作為數字電視廣播接收用室內天線的單位天線元件(例如參照專利文獻2和專利文獻3)。
這樣，被認為有望作為數字電視廣播用接收天線的上述磁通感應型天線被認為適合作為數字電視廣播接收天線，但是使用這樣的磁通感應型天線的數字電視廣播用接收天線，迄今尚未實現。
其理由認為主要是，和電流感應型偶極天線相同，磁通感應型的單位天線元件表示共振強度的Q值高，不能接收在數字電視廣播中的預定的寬頻帶廣播電波，例如日本國內達470MHz～710MHz的寬頻帶的廣播電波。
也就是說，為要接收達470MHz～710MHz等寬頻帶的廣播電波，只有組合共振頻率不同的多個單位天線元件，或者在降低單位天線元件的上述Q值的同時使其電子調諧，但是前者使天線比上述電流感應型偶極天線更大型化，缺乏實用性，后者由于在該單位天線元件上設置調諧元件要求的電抗變化范圍大，難以實現。
另外，對于數字電視廣播接收機來說，尚未提供能夠通過電子控制使天線指向性朝向廣播電波的到來方向、而且一邊安裝或者內置天線而同時又不突出該天線部分的裝置。
專利文獻1實開平5-80014號公報(第2頁，圖1)專利文獻2特開昭58-15303號公報(第7頁，圖8)專利文獻3特開2003-124738號公報(第6頁，圖1～圖3)發明內容本發明是為解決上述問題提出的，其目的是提供一種低成本的廣播接收天線，對于該薄型的電視接收機，可以不大損害作為其特征的薄度而安裝或者內置，進而可以調諧到數字電視廣播中預定的寬頻帶的廣播電波、例如日本國內的達470MHz～710MHz的廣播電波、使用磁通感應型的單位天線元件，而且提供電視廣播接收機，可以不使天線突出安裝或者內置、而且通過電子控制能夠使天線指向性朝向廣播電波的到來方向。
為解決上述問題，本發明的廣播接收天線，是磁通感應型廣播接收天線，裝備由金屬板和印刷電路板上的銅箔構成的、具有一對開口面的波導管，在所述波導管內像堵塞該波導管的一對開口面中的一方開口面那樣裝載絕緣磁體，在所述波導管內在夾著另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置使所述波導管的共振頻率變化的調諧元件。
再有，所述絕緣磁體具有在垂直于所述印刷電路板的方向上的介電常數比在平行于所述印刷電路板的方向上的介電常數小的各向異性介電常數，為得到該各向異性介電常數，所述絕緣磁體是將磁體和具有比該磁體的介電常數小的介電常數的電介質多層疊置而成。
由此可以以低成本實現這樣的數字廣播接收天線，它不大損害作為薄型電視接收機的特征的薄度在接收機內安裝或者內置，而且可以使上述數字電視廣播的頻帶涉及達預定的470MHz～710MHz等的寬頻帶并進行調諧。
再有，在本發明的廣播接收天線中，所述波導管的波導管長是管內波長的四分之一波長以下。
由此可以以更低成本實現這樣的數字廣播接收天線，它不大損害作為薄型電視接收機的特征的薄度在接收機內安裝或者內置，而且可以使數字電視廣播的頻帶涉及達預定的470MHz～710MHz等的寬頻帶并進行調諧。
再有，本發明的廣播接收天線，在夾著所述另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置的各調諧元件分別配置在距所述波導管的金屬側壁四分之一以內的位置上。
由此，作為在所述波導管上設置的調諧元件即使在使用和現有技術相同的通用調諧元件的場合，也可以實現具有比現有技術寬的調諧頻率范圍的數字電視廣播接收天線。
另外，本發明的廣播接收機，裝備有等離子體顯示裝置或者液晶顯示裝置或者電致發光顯示裝置或者電場發射型顯示裝置，且是接收電視廣播的薄型電視廣播接收機，在所述接收機內內置或者安裝兩個電子可調諧的開口波導管天線，使在其開口部分感生的磁通分別位于所述接收機的兩側端部，所述開口波導管天線在接收時被調諧到所述電視廣播的接收頻道使用。
由此，可以實現通過電子控制使天線指向性朝向廣播電波的到來方向、而且一邊安裝或者內置天線一邊不使天線突出的數字電視廣播接收機，其結果，可以實現不需要用電纜連接的外部天線或者突出外部的室內天線、也不需要接收數字電視廣播再轉發到所述接收機的外部設備等，可以實現在室內自由配置、享受數字電視廣播的數字電視廣播接收機。
再有，在本發明的數字電視廣播接收機中，所述電子可調諧的開口波導管天線是磁通感應型天線，裝備有由金屬板和印刷電路板上的銅箔構成的、具有一對開口面的波導管，在所述波導管內像堵塞該波導管的一對開口面中的一方開口面那樣裝載絕緣磁體，在所述波導管內在夾著另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置使所述波導管的共振頻率變化的調諧元件，進而，所述絕緣磁體具有在垂直于所述印刷電路板的方向上的介電常數比在平行于所述印刷電路板的方向上的介電常數小的各向異性介電常數，為得到該各向異性介電常數，所述絕緣磁體是將磁體和具有比該磁體的介電常數小的介電常數的電介質多層疊置而成的。
由此可以以低成本實現這樣的數字電視廣播接收機，它安裝或者內置上述天線，不使天線部分突出，不大損害作為薄型電視接收機的特征的薄度。
再有，在本發明的數字電視廣播接收機中，所述兩個電子可調諧的開口波導管天線進行相位合成分集接收。
由此，可以實現通過電子控制使天線指向性朝向廣播電波的到來方向、而且可以得到強接收信號的數字電視廣播接收機。
根據本發明的廣播接收天線，在波導管的內部，像堵塞該波導管的一對開口面中的一方開口面那樣設置絕緣磁體，所述絕緣磁體具有在垂直于所述印刷電路板的方向上的介電常數比在平行于所述印刷電路板的方向上的介電常數小的各向異性介電常數，進而，為得到該各向異性介電常數，所述絕緣磁體是將磁體和具有比該磁體的介電常數小的介電常數的電介質多層疊置而成的，因此可以以低成本實現不大損害作為薄型電視接收機的特征的薄度可以安裝或者內置的數字廣播接收天線。
再有，在所述波導管內，因為在夾著所述另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置使該天線的共振頻率變化的調諧元件，因此可以以低成本實現數字電視廣播接收天線，它可以使數字電視廣播的頻帶涉及達預定的470MHz～710MHz等的寬頻帶并進行調諧。
另外，根據本發明的數字電視廣播接收機，兩個電子可調諧的開口波導管天線，使在其開口部分感生的磁通分別位于所述接收機的兩側端部那樣，內置或者安裝在該接收機內，該開口波導管天線，在接收時，因為調諧到所述數字電視廣播的接收頻道使用，因此可以通過電子控制使天線指向性朝向廣播電波的到來方向，而且可以實現安裝或者內置天線、不使天線部分突出的數字電視廣播接收機。
圖1是表示本發明第一實施例中的數字電視廣播接收天線的圖。
圖2是表示本發明第一實施例中的、去掉波導管的金屬板的數字電視廣播接收天線的圖。
圖3是表示本發明第一實施例中的數字電視廣播接收天線上產生的磁通和電場的圖。
圖4是表示本發明第一實施例中的數字電視廣播接收天線的主開口面的電流的模式圖。
圖5是表示本發明第一實施例中的數字電視廣播接收天線的主開口面的史密斯圓圖上的反射系數軌跡的圖。
圖6是表示本發明第二實施例中的數字電視廣播接收機的圖。
圖7是表示本發明第二實施例中相位合成分集動作的模式圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細說明本發明的廣播接收天線以及電視接收機的實施例。
(第一實施例)下面，使用圖1～圖4說明第一實施例中的數字電視廣播接收天線。
首先，使用圖1及圖2說明本第一實施例中的數字電視廣播接收天線的結構。
圖1是表示本發明第一實施例中的數字電視廣播接收天線的結構的圖，圖2是表示取出圖1的數字電視廣播接收天線的金屬板時的結構的圖。
在圖1中，數字電視廣播接收天線100具有由金屬板101和印刷電路板102上的銅箔103構成的波導管104。在該波導管104的前方設置主開口面107，在后方設置后方開口面105，通過在該主開口面107施行斜切108，擴展主開口面107的開口面積。于是，如圖2所示，在上述波導管104的內部，在上述主開口面107和上述后方開口面105中間，像堵塞該后方開口面105那樣，裝載磁性絕緣體106。此外，在圖2中，116是表示平行于印刷電路板的表面的方向的箭頭，117是表示垂直于印刷電路板的方向的箭頭。
在上述主開口面107的中央部設置供電點109，同時剪切該中央部，在兩側位置上設置使上述波導管104的共振頻率變化的電子調諧元件110。然后，上述供電點109經由供電線路115在供電端子113上和外部連接那樣構成。此外，在本第一實施例中，作為上述電子調諧元件110，舉例說明使用通過施加電壓容量值變化的變容二極管的情況，另外，如圖1所示，在本第一實施例這樣的天線100中，為施加調諧控制用的電壓，設置調諧控制電壓端子114、RF扼流圈111、和RF旁路電容器112。
這里，本申請這樣的開口波導管一般通過把伴隨在該波導管的開口面出現的電場的磁通作為放射源，作為天線利用。該波導管的開口寬度為使用頻率的1/2波長以上(此外，在波導管內填充電介質的場合，縮短的波長的1/2以上)，另外，波導管長，在短接單側開口的場合，以管內波長的1/4波長共振；在單側開口開放的場合，以管內波長的1/2波長共振，這樣來使用。
為實現這樣的開口波導管的低成本化，盡可能使上述波導管長做得短，可以使波導管的構成部件的數量少，不過該開口波導管的波導管長比為共振所需要的最低限度的管內波長的1/4波長短的話，上述波導管因為在管軸方向不能共振而顯著降低發射效率，已經不能作為天線而實際應用。
因此，在本發明的第一實施例所涉及的數字電視廣播接收天線100中，為實現更加低成本化，在上述那樣的波導管104內部，通過靠近后方開口面105設置絕緣磁體106，即使使上述波導管104的波導管長比管內波長的1/4波長短，也能使該波導管104作為天線用于實用。
下面使用圖3詳細說明本第一實施例涉及的天線100的原理。此外，因為只用沒有回轉器(能動功能元件)等的方向性的元件構成的天線在電波的發送和接收中具有同一動作原理以及同一特性，因此在這里舉例說明本天線100在用于發送電波的場合的操作。圖3表示本第一實施例所涉及的數字電視廣播接收天線的波導管的兩開口面上出現的電場和磁通、以及從該磁通發射的電場的情況，301是主開口面上出現的磁通，302是主開口面上出現的管內電場，303是后方開口面上出現的磁通，304是后方開口面上出現的管內電場，305是從主開口面上出現的磁通發出的發射電場，306是從后方開口面上出現的磁通發出的發射電場，307是遠方合成電場。
如圖3所示，在開口波導管的波導管長比管內波長的1/4波長短的場合，由于上述理由，在該開口波導管中在管軸方向上已經不發生共振。因此，如圖3所示，上述主開口面107上出現的管內電場302和上述后方開口面105上出現的管內電場304同相，都成為從金屬板101朝向印刷電路板102的銅箔103的方向，另外由于在各開口面出現的電場302、304而產生的各開口面的磁通301、303同相而方向相反。其結果，作為從各開口面出現的磁通301、303發出的發射電場305、306在遠方合成的電場的遠方電場307，抵消各自的發射電場305、306的成分，使其發射效率顯著降低。此外，即使開口波導管的波導管長是比管內波長的1/4波長短的場合，在寬度方向的長度是使用頻率的1/2波長、且該開口波導管的兩開口面107、105開放的場合，該開口波導管在寬度方向也能共振。但是，即使在這種場合，因為如上所述，兩開口面出現的磁通301、303同相且方向相反，因此其各自的發射電場成分305、306抵消，極大地抑制了發射，發射效率仍然很低。
因此，在本第一實施例涉及的天線100中，如圖2所示，在上述波導管104的內部，像堵塞該波導管104的兩開口面107、105中的后方開口面105那樣裝載絕緣磁體106。此外，上述絕緣磁體106在內部具有磁性雙極子，磁性雙極子追隨外部磁場而改變對使內部磁場降低的方向的朝向，同時把磁通集中在內部，抑制磁通向波導管外泄漏，由此，具有抑制有助于發射的磁通的能力。
這樣在裝載絕緣磁體106的場合，通過該絕緣磁體106抑制后方開口面105出現的有助于發射的磁通，由此，從后方開口面105上出現的磁通303發出的發射電場306被抑制，其結果，作為從各開口面107、105上出現的磁通發出的發射電場305、306在遠方合成的電場的遠方合成電場307能夠實現高的發射效率。
這里，作為絕緣磁體106，可以利用相對導磁率10以上的一般的鐵氧體等，但是在鐵氧體等具有的介電常數不小的場合，由于電介效應產生的電場集中的話，由于該集中的電場磁通增加，由此使抑制有助于發射的磁通的效果降低，因此在這樣的場合，作為絕緣磁體106，通過使用具有在垂直于印刷電路板102的表面的方向117上的介電常數比在平行于印刷電路板102的表面的方向116的介電常數小的各向異性介電常數的絕緣磁體106，可以避免上述磁通抑制效果降低。
另外，具有在垂直于印刷電路板102的表面的方向上的介電常數比在平行于印刷電路板102的表面的方向的介電常數小的各向異性介電常數的絕緣磁體106，可以做成如圖2所示的、把磁體118和具有比該磁體118介電常數小的磁體119在平行于印刷電路板102的表面的方向上多層疊置的結構。
進而，上述絕緣磁體106，在相對導磁率為數百以上的絕緣磁體的場合，在該絕緣磁體106內部的磁場幾乎沒有，其結果，在上述絕緣磁體106的表面，沒有在連接材料表面的方向的磁場分量，只有在垂直于表面的方向上存在磁場分量(磁壁效應)。由此，因為也沒有通過上述絕緣磁體106的電磁波能，因此在上述波導管104內，只存在在主開口面107出現的磁通302，兩開口面的發射電場分量不抵消，其結果，上述遠方合成電場307可以實現更高的發射效率。
另外，在把上述那樣的開口波導管天線用于數字電視廣播接收的場合，因為相當于數字電視廣播的1頻道的接收頻帶寬達6MHz以上，因此需要把該開口波導管天線的天線開口面積擴寬，展寬天線可以接收的接收頻帶。
這里，如果把波導管104的高度做高的話，則可以容易地擴寬波導管104的開口面積，但是在這樣做的場合，波導管104的厚度變厚，在把具有這樣厚度的天線內置或者安裝在薄型數字電視中的場合，天線部分從薄型的數字電視接收機突出，大大損害作為接收機特征的薄度。
因此，在本第一實施例的天線100中，如圖1所示，通過在波導管104的主開口面107上實施斜切108，保持本天線100的波導管104薄度不變擴展該主開口面107的開口面積，可以接收作為相當于1頻道的接收頻帶6MHz以上的數字電視廣播的寬的接收頻帶，而且，可以實現不大損害作為薄型電視接收機的特征的薄度的安裝或內置的天線。
下面，使用圖4及圖5，說明本第一實施例這樣的數字電視廣播接收天線100使用具有和現有技術相同的電抗變化范圍的調諧元件而調諧特別在日本國內分配給數字電視廣播的預定達470MHz～710MHz寬頻帶的操作。
圖4是表示在本第一實施例所涉及的數字電視廣播接收天線的主開口面中在波導管寬度方向共振的共振駐波電流的振幅的圖，401是波導管104的金屬側壁，402是電子調諧元件110的裝載點，403是在橫方向上流過主開口面的頻道1(ch1)的共振電流，404是在橫方向上流過主開口面的頻道2(ch2)的開口中央部的共振電流，405是在橫方向上流過主開口面的頻道2(ch2)的開口端部的共振電流，圖5是表示本第一實施例所涉及的數字電視廣播接收天線的主開口面中的史密斯圓圖上的反射系數軌跡的圖。此外，這里設(頻道1的頻率)＞(頻道2的頻率)。
如圖4所示，在開口波導管104的主開口面107的兩處電子調諧元件裝載點402，分別連接電子調諧元件110和RF旁路電容器112，進而在上述兩處電子調諧元件裝載點402，通過RF扼流圈111連接調諧控制電壓端子114。
于是如上所述，在本第一實施例的天線100中，因為波導管104的波導管長比管內波長的1/4波長短，所以沒有管軸方向的共振，進而因為后方開口面105成為裝載絕緣磁體106的開放狀態，因此在上述波導管104的寬度方向上成為共振狀態。
假定在這樣的天線100中，接收頻道1(ch1)和頻道2(ch2)的數字廣播。首先，在接收頻道1(ch1)的場合，如在圖4上圖表用實線所示，因為頻道1的波長的1/2波長(1/2λg)和波導管104的開口寬度相同，因此開口波導管天線100的共振電流403可以以頻道1(ch1)的頻率共振。另一方面，在接收頻道2(ch2)的數字廣播的場合，如在圖4下用虛線所示的那樣，因為頻道2的波長的1/2波長(1/2λg)和波導管104的開口寬度不同，因此開口波導管天線100的共振電流104原樣不變，不能以頻道2(ch2)的頻率共振。因此，在本開口波導管天線100中，裝載兩個電子調諧元件110，對于該電子調諧元件110在調諧控制電壓端子114上施加對應要接收的各頻道(這里是頻道2)預先設定的電壓，如圖4下的實線所示，在該兩處電子調諧元件裝載點402上共振電流的相位以步進狀移位。這樣，本開口波導管天線100的共振電流可以以和波導管104的大小不同的頻率(頻道2)共振。
當然，隨波導管104上設置的上述兩處電子調諧元件裝載點402上的相位步進量可多種改變，可以使本開口波導管天線100以寬廣的頻率范圍共振，亦即不用說可以使天線100具有寬廣的調諧頻率范圍，但是，即使在使用例如具有同樣的電抗量的調諧元件作為上述電子調諧元件110的場合，在兩處的電子調諧元件裝載點402的場合，存在能夠更加有效地擴大調諧頻率范圍的場所的組合。
關于這種場所的組合，可以用一般的傳送理論說明，不過在1/2波長共振的兩端短路的傳送線路(在本第一實施例中，相當于在橫方向上流過波導管104的主開口面107的電流路徑)中，在線路和接地導體(在本第一實施例中，相當于波導管104的主開口的上下金屬板)間裝載相互相同的兩個電抗元件，在距兩方的短路面(在本第一實施例中波導管104的兩金屬側壁)1/4波長以內每一方分別裝載一個，比之在距一方的短路面1/4波長以內裝載兩個，可以獲得大的共振頻率變化。
此外，這一效果，如在圖5的史密斯圓圖上的反射系數軌跡所示，與在把相互相同的兩個電抗在距短路點0～1/4波長的位置裝載兩個的場合(對應圖5中的θ1和θ2的組合)相比，在距短路點0～1/4波長的位置和1/4波長～1/2波長的位置分別各裝載一個的場合(對應圖5中的θ1和θ3的組合)一方，由于兩個電抗元件的反射系數的相位旋轉的合計的最大值取得大，也可以理解這一點。
如上所述，在本第一實施例中，在波導管104內部，像要堵塞該波導管的一對開口面107、105中的后方開口面105那樣設置絕緣磁體106，進而在主開口面107上實施斜切108，使開口面積擴大，由此即使是使該波導管104的波導管長比管內波長的1/4波長短實現低成本化的場合，也可以實現高發射效率，而且能夠不大損害作為薄型電視接收機的特征的薄度安裝或內置，可以得到低成本的天線。另外，因為在上述波導管104內，在夾著該主開口面的中央部的兩側的位置，設置使開口波導管天線100的共振頻率變化的電子調諧元件110，因此即使在使用和現有技術同樣的通用電子調諧元件的場合，也可以實現具有更寬的調諧頻率范圍的數字電視廣播接收天線。
此外，在本第一實施例中，把天線100作為接收數字電視廣播的天線加以說明，但是通過重新估計將來的頻率改組而產生的電波有效利用，即使在把現有技術的電視廣播頻帶用于移動通信等其他用途的場合，只要該移動通信設備是利用水平偏振波的設備，可以對其適用本天線。
進而，把本天線100的波導管104分割為RF開關，也能夠切換接收波段，由此，即使對于需要調諧更寬頻率范圍的設備，不用說也可以利用本天線。
(第二實施例)下面使用圖6和圖7說明第二實施例這樣的數字電視廣播接收機。
首先，使用圖6說明本第二實施例這樣的數字電視廣播接收機的結構。圖6是表示本發明第二實施例所涉及的數字電視廣播接收機從后面側看去時的情況的圖。
在圖6中，本第二實施例涉及的、具有支架509的數字電視廣播接收機500在框架510內裝備顯示裝置501。這里，作為顯示裝置501，通過專門使用等離子體顯示裝置或者液晶顯示裝置或者電致發光顯示裝置或者電場發射型顯示裝置(Field Emission Display)，特別是作為其一種的表面電場顯示裝置(Surface-conduction Electron-emitterDisplay)等各種薄型顯示器，可以把數字電視廣播接收機實現為薄型。
進而，在本數字電視廣播接收機500中，內置在上述第一實施例中說明的、在電子可調諧的開口波導管天線100a、100b的主開口面上感生的磁通301a、301b，使其位于數字電視廣播接收機500的兩側端部。上述各開口波導管天線100a、100b的供電端子113a、113b和相位合成器504用RF電纜連接，另外，上述天線100a、100b的調諧控制端子114a、114b使用調諧控制線505和上述相位合成器504連接。
這里，因為一般開口波導管天線接收頻帶窄，不能以單體接收例如日本國內預定的數字電視廣播的470MHz～710MHz那樣寬的頻率范圍。但是，在本第二實施例的接收機500中，使用電子可調諧的、上述第一實施例中說明的開口波導管天線100，進而通過在接收時調諧到接收頻道使用，本接收機500可以實用上接收數字電視廣播的寬頻帶范圍(470MHz～710MHz)。
另外，在開口波導管天線100a、100b中，如在上述第一實施例中已經說明的那樣，通過在其主開口面感生的磁通301a、301b發射，在遠處發生作為合成的電場的遠方發射電場307a、307b，該遠方發射電場307a、307b，如圖6所示，主要如入射角度508所示垂直入射作為金屬體的顯示裝置501的表面。這樣，該電場307a、307b，因為是和在數字電視廣播中適合使用的同樣的水平偏振波，因此本接收機500能夠高效率接收數字電視廣播。
再有，因為上述發射電場307a、307b的入射角度508與上述顯示裝置501的有無無關，對應磁通301a、301b的、距原來的電場分布和形狀接近，所以開口波導管天線100a、100b的指向特性不會劣化。因此，因為一邊是作為磁通感應型天線的優點的水平偏振波，同時保持在水平方向上接近無指向的特性，因此在本第二實施例中這樣的薄型接收機500中，可以內置或者安裝作為磁通感應型天線的開口波導管天線100a、100b，而不劣化發射效率。
另外，在本接收機500中內置或者安裝的開口波導管天線100a、100b不限于配置在該波導管的主開口面，即使在其周圍接近顯示裝置501等的金屬部分配置，因為具有發射效率不受影響的特征，因此，如圖6所示，在數字電視廣播接收機500的框架510內不產生突出部分，可以將其內置，由此，也可以實現內置天線部分不突出的天線的數字電視廣播接收機。
再有，在本實施例的數字電視廣播接收機500中，如上述設置RF電纜507和相位合成器504，由兩個開口波導管天線502接收的數字電視廣播波在相位合成分集接收后，被取入到接收機500的接收電路(圖中未示)中。此外，在圖6中省略本接收機500裝載的接收電路和電源電路等，不過這些是和其他數字電視廣播接收機中一般使用的一樣。
這里使用圖7說明在本第二實施例的數字電視廣播接收機500中的、通過電子控制使天線指向性朝向廣播電波的到來方向的操作。
圖7是在本第二實施例中這樣的數字電視廣播接收機500中的相位合成分集接收動作的模式圖，600是相位合成分集天線，601a、601b是單位天線元件，602是可變移相器，603是合成器，604是天線輸入線，605是天線元件間隔，606是合成主電波束，607是從主電波束來的電波，608是空間中的相移量，609a、609b分別是上述單位天線元件601a和601b接收的信號到達天線輸入線604的相移量。這里，圖7中的單位天線元件601a、601b相當于圖6中的開口波導管天線100a、100b，圖7中的可變移相器602和合成器603相當于圖6中的相位合成器504，圖7中的相位合成后的接收信號輸出的天線輸入線604相當于連接圖6中的接收機500內的相位合成器504和未圖示的接收電路的連接線(未圖示)。
上述可變移相器602，例如通過使用用PIN二極管切換長度不同的線路的方法，或者通過使用用在線路上串聯連接的變容二極管移相同時用在線路上并聯連接的線圈和變容二極管的串聯共振電路再耦合通過移相發生的耦合偏離的方法，可以容易地實現。
此外，從單位天線元件601a、601b到天線輸入線604的線路上的相移量因為對相位合成分集的動作說明不需要而忽略。
在如上構成的本第二實施例的數字電視廣播接收機500中，來自主電波束方向的到來電波607一到來，單位天線元件601a接收的接收信號就受到對應空間中的相移量608的φ的相移量，到達合成器603。
另一方面，單位天線元件601b接收的接收信號在空間中沒有相移，但受到由可變移相器602引起的φ的相移量，到達合成器603。
因此，因為兩接收信號同相，因此在天線輸入線604上輸出強接收信號。亦即本實施例的數字電視廣播接收機在607所示方向有合成主電波束606。
如圖所示，因為合成主電波束606的方向θ用θ＝cos-1(φ/d)表示，因此通過使可變移相器602中的相移量φ電子式變化，可以使合成主電波束606的方向θ也電子式變化。
如上所述，根據本第二實施例，因為設置兩個開口波導管天線100a、100b和相位合成器504，可以進行相位合成分集接收，由此，通過電子控制可以實現使天線指向性朝向廣播電波到來的方向的數字電視廣播接收機。由此，不需要用電纜連接的外部天線或者突出外部的室內天線、也不需要接收廣播電波向接收機轉發的外部設備等，可以實現可自由配置、享受數字電視廣播的薄型數字電視廣播接收機。
此外，在本第二實施例中，作為在接收機500內內置或者安裝的數字電視廣播接收天線100a、100b，表示出不用金屬板堵塞波導管104的后方開口面的形態，但是如上述第一實施例中已述，在使用導磁率高的絕緣磁體作為在該波導管104內部設置的絕緣磁體106的場合，因為充分抑制在后方開口面出現的磁通，因此，作為上述數字電視廣播接收天線100a、100b，也可以使用用金屬板堵塞該波導管104的后方開口面的形態。
另外，在本第二實施例中，表示出在數字電視廣播接收機500內內置數字電視廣播接收天線100a、100b的形態，不過也可以把該數字電視廣播接收天線100a、100b放入專用的樹脂框架中作為單個部件提供，采用在接收機背面安裝的形態。
再有，在本第二實施例中，表示出在接收機500的各側端部各配置一個磁通感應型數字電視廣播接收天線100a、100b的方法，但是不用說也可以通過在接收機500的各側端部縱列配置兩個或兩個以上的上述天線100a、100b并進行電力合成，進一步擴展等效開口面積。
另外，在上述第一、第二實施例中，表示出電子調諧元件110和旁路用元件111、112在波導管104內露出裝載的數字電視廣播接收天線100，但是不用說也可以通過把這些元件用另外設置的金屬蓋覆蓋，可以使天線100的波導管104內的電場和配置該天線100的設備內的電路的結合減輕，實現可以穩定調諧動作的天線。
另外，本第二實施例可以應用于接收數字電視廣播的所有設備中，例如在向屏幕正面投影圖像的通常的投影儀中內置數字電視廣播接收功能的話，也可以適用。
另外，因為從屏幕的后面側投影圖像的所謂的背投方式的數字電視廣播接收機的薄型化正在發展，本發明也適用于此。
再有，也可以適用于具有數字電視廣播接收功能的個人計算機的監視器或者各種便攜設備等。
另外，本第二實施例不限于薄型的數字電視廣播接收機，也可以適用于使用CRT等的數字電視接收機，可以在室內自由配置接收機，接收數字電視廣播。
再有，在本第二實施例的接收機500中，表示出只具有簡單的顯示接收的廣播的通常的電視接收功能的形態，但是也可以是裝備光盤裝置或者硬盤裝置的設備。
另外，也可以適用于內置接收數字電視廣播的光盤裝置或硬盤裝置的機頂盒的外部天線這樣的用途。
再有，本第二實施例不限于數字電視廣播接收機，而也可以適用于現行的模擬廣播對應機，或者具有對應數字電視廣播以及現行的模擬廣播兩者的接收功能的設備，也可以適用于具有記錄功能以及重放功能的設備。
本發明不需要用電纜連接的外部天線或者突出外部的室內天線、也不需要接收廣播電波再轉發到接收機的外部設備等，可以實現在室內自由配置、享受數字電視廣播的薄型數字電視廣播接收機，因此十分有用。
權利要求
1.一種廣播接收天線，其為磁通感應型廣播接收天線，其特征在于，裝備由金屬板和印刷電路板上的銅箔構成的、具有一對開口面的波導管，在所述波導管內像堵塞該波導管的一對開口面中的一方開口面那樣裝載絕緣磁體，在所述波導管內在夾著另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置使所述波導管的共振頻率變化的調諧元件。
2.根據權利要求1所述的廣播接收天線，其特征在于，所述絕緣磁體具有在垂直于所述印刷電路板的方向上的介電常數比在平行于所述印刷電路板的方向上的介電常數小的各向異性介電常數。
3.根據權利要求2所述的廣播接收天線，其特征在于，所述絕緣磁體是將磁體和具有比該磁體的介電常數小的介電常數的電介質多層疊置而成的。
4.根據權利要求1所述的廣播接收天線，其特征在于，所述波導管的波導管長是管內波長的四分之一波長以下。
5.根據權利要求1所述的廣播接收天線，其特征在于，在夾著所述另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置的各調諧元件分別配置在距所述波導管的金屬側壁四分之一以內的位置上。
6.一種電視廣播接收機，裝備有等離子體顯示裝置或者液晶顯示裝置或者電致發光顯示裝置或者電場發射型顯示裝置，且是接收電視廣播的薄型電視廣播接收機，其特征在于，在所述接收機內內置或者安裝兩個電子可調諧的開口波導管天線，使在其開口部分感生的磁通分別位于所述接收機的兩側端部，所述開口波導管天線在接收時被調諧到所述電視廣播的接收頻道使用。
7.根據權利要求6所述的電視廣播接收機，其特征在于，所述電子可調諧的開口波導管天線是磁通感應型天線，裝備有由金屬板和印刷電路板上的銅箔構成的、具有一對開口面的波導管，在所述波導管內像堵塞該波導管的一對開口面中的一方開口面那樣裝載絕緣磁體，在所述波導管內在夾著另一方的開口面的中央部的兩側的位置設置使所述波導管的共振頻率變化的調諧元件。
8.根據權利要求7所述的電視廣播接收機，其特征在于，所述絕緣磁體具有在垂直于所述印刷電路板的方向上的介電常數比在平行于所述印刷電路板的方向上的介電常數小的各向異性介電常數。
9.根據權利要求8所述的電視廣播接收機，其特征在于，所述絕緣磁體是將磁體和具有比該磁體的介電常數小的介電常數的電介質多層疊置而成的。
10.根據權利要求6所述的電視廣播接收機，其特征在于，所述兩個電子可調諧的開口波導管天線進行相位合成分集接收。
全文摘要
以低成本提供一種薄型電視廣播接收機，它不需要用電纜連接的外部天線或者突出外部的室內天線、也不需要接收廣播電波再轉發到接收機的外部設備等，可以在室內自由配置、享受數字電視廣播。由金屬板和印刷電路板上的銅箔構成波導管，在該波導管的一對開口面中像堵塞一方開口面那樣裝載絕緣磁體，斜切另一方的開口展寬開口面積，進而在夾著另一方的開口的中央部的兩側設置調諧元件使用，把該天線配置在薄型電視接收機的兩側端部，在進行電子調諧的同時進行相位合成分集接收。
文檔編號H01Q1/32GK1591975SQ200410068620
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月3日 優先權日2003年9月5日
發明者桐野秀樹, 二宮邦男 申請人:松下電器產業株式會社