專利名稱：正交轉(zhuǎn)換的天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它包括一個(gè)用于在具有不同方向性的天線之間轉(zhuǎn)換的開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
為了接收電視和其它廣播信號(hào)，通常，最好是有一個(gè)具有某些方向性的天線，以鑒別不希望的多徑信號(hào)。這種定向天線在機(jī)械上可向著廣播發(fā)射機(jī)旋轉(zhuǎn)。然而，機(jī)械上旋轉(zhuǎn)是不希望的，因?yàn)樗枰郊影嘿F的旋轉(zhuǎn)設(shè)備。定向天線的另一種方法是選擇一個(gè)初始向著所需的發(fā)射機(jī)定向的固定天線。在不同天線之間的轉(zhuǎn)換概念是于1980年8月由S·Takeda等人在IEEE Trarnsaction on consumer Electronics.Vol.CE-26 pp236-296發(fā)表的“采用新的天線系統(tǒng)已經(jīng)明顯地減小在汽車接收機(jī)中的FM多徑失真”中予以很好描述。更具體地說，這篇文章公開了一種包括正交組合的兩個(gè)環(huán)形天線的轉(zhuǎn)換天線系統(tǒng)。一旦正被使用的一個(gè)環(huán)形天線產(chǎn)生多徑干擾，則多徑失真檢測(cè)器便檢測(cè)它并且用戶可轉(zhuǎn)到另一個(gè)環(huán)行天線。
如天線開關(guān)電路，已經(jīng)提出了許多方案，方案之一在授予Flynn等人的美國(guó)專利4,959,873中被描述。在Flynn等人的專利中，信號(hào)輸出線轉(zhuǎn)換到永久地連接在公共接點(diǎn)的兩個(gè)或更多個(gè)輸入線之一。每個(gè)輸入線有一個(gè)能偏置在正常高增益(“開”)狀態(tài)或隔離(“關(guān)”)狀態(tài)的相關(guān)放大級(jí)。偏置在“關(guān)”狀態(tài)使放大級(jí)輸出對(duì)于其本身的輸入線呈現(xiàn)低阻抗，選擇其長(zhǎng)度來影響在與其它線的接點(diǎn)處的高阻抗。該轉(zhuǎn)換方案能使“開”路徑的回波損耗和插入損耗保持到低值，而同時(shí)對(duì)“關(guān)”路徑信號(hào)呈現(xiàn)高插入損耗。然而，該方案特別不適合轉(zhuǎn)換VHF/UHF信號(hào)，因?yàn)樗枰粋€(gè)特定長(zhǎng)度的輸入線，明顯地限制了電路的設(shè)計(jì)自由度。因此，需要一個(gè)在VHF/UHF頻帶的頻率中對(duì)于“關(guān)”信號(hào)提供可接受的隔離度而不要求附加衰減電路的RF轉(zhuǎn)換方案。
發(fā)明概要本發(fā)明為解決所述的問題提供一種開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括一個(gè)用于放大輸入信號(hào)的放大器，用于耦合放大信號(hào)到輸出的開關(guān)裝置，響應(yīng)于控制信號(hào)的第一狀態(tài)的裝置，用于同時(shí)地使開關(guān)裝置處于導(dǎo)電狀態(tài)和啟動(dòng)放大輸入信號(hào)的放大器，和響應(yīng)于控制信號(hào)的第二狀態(tài)的裝置，用于同時(shí)使開關(guān)裝置處于非導(dǎo)電狀態(tài)和從放大器去掉DC工作電壓，以便進(jìn)一步使輸入信號(hào)與輸出隔離。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明通過結(jié)合附圖能更好地理解，其中

圖1表示一種用于接收衛(wèi)星和本地廣播信號(hào)的兩用天線的一個(gè)實(shí)施例；圖2表示圖1所示的天線的拋物面形反射器的一個(gè)實(shí)施例；圖3表示一種獨(dú)立折疊蝴蝶結(jié)天線；圖4表示結(jié)合圖1和圖3的特征的兩用天線的另一個(gè)實(shí)施例；圖5表示電壓控制的天線開關(guān)/放大器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖6表示音調(diào)控制天線開關(guān)/放大器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖7表示用于對(duì)于變頻器和天線開關(guān)/放大器產(chǎn)生控制信號(hào)的電源調(diào)整電路的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖8表示與轉(zhuǎn)換折疊蝴蝶結(jié)天線有關(guān)的天線方向圖；圖9-a表示一種用于接收衛(wèi)星和本地廣播信號(hào)的兩用天線的另一種實(shí)施例；圖9-b表示圖9-a所示的高通濾波器的示意圖；圖10表示包括圖9-a所示的特征的兩用天線的另一個(gè)實(shí)施例；圖11-a表示圖10所示的天線系統(tǒng)的反射器的一個(gè)實(shí)施例；和圖11-b表示圖11-a所示的反射器實(shí)施例的一個(gè)方面。
在各個(gè)圖中，用相同的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件。
詳細(xì)說明圖1表示一種用于接收第一頻帶的信號(hào)，例如微波直播衛(wèi)星(DBS)信號(hào)，已改進(jìn)到也接收另一個(gè)頻帶的信號(hào)，例如來自地面廣播站的VHF和UHF信號(hào)的拋物面形的天線。圖1所示的兩用天線包括拋物面形的反射器100，變頻器11，和變頻器支撐臂120。例如，變頻器11可以是傳統(tǒng)的低噪聲塊變換器(LNB)。拋物面形反射器100反射和聚焦從直播衛(wèi)星(DBS)發(fā)射的微波廣播信號(hào)。變頻器支撐臂120將變頻器11設(shè)置在反射微波信號(hào)的聚焦點(diǎn)上。
這些拋物面形反射器可使用所謂“注模”工藝來制造。在該工藝中，為了構(gòu)成微波反射器、導(dǎo)電金屬涂料(例如，鎳或銅涂料)加到拋物面形構(gòu)件的前表面，該拋物形構(gòu)件一般由輕型絕緣材料(例如塑料或玻璃纖維)制成。根據(jù)本發(fā)明的原理，用于接收DBS信號(hào)的反射器也包括一個(gè)用于接收VHF/UHF頻帶信號(hào)的天線單元。對(duì)于使用注模生產(chǎn)的拋物面形反射器，用于接收VHF/UHF頻帶信號(hào)的天線單元如下面詳細(xì)描述的通過掩蔽導(dǎo)電涂料構(gòu)成在拋物面形構(gòu)件的表面上。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確定，用如下所述的拋物面反射器引入的VHF/UHF天線單元不會(huì)降低微波反射器的相對(duì)功能。
在拋物面形構(gòu)件的表面上形成VHF/UHF天線的工藝包括除去導(dǎo)電涂料，以產(chǎn)生圖1的細(xì)邊緣線12。這些邊緣線使VHF/UHF天線圖與導(dǎo)電材料的其余部分分離。如用理論預(yù)測(cè)和用實(shí)驗(yàn)證明的，這種細(xì)線不反向影響反射器的整個(gè)性能，只要它們的寬度保持大約為微波廣播信號(hào)波長(zhǎng)的1/10(或更少)。作為一個(gè)參考，請(qǐng)參見在AntennaApplicatiohs Reference Guide,(McGraw Hill,1987)中由Johnson,Richard c.和Jasik,Henry提出的“拋物面柵條反射器”。
例如，就在美國(guó)采用的RCA數(shù)字衛(wèi)星業(yè)務(wù)(DSS)而言，在12.2和12.7(Ku波段的K4部分)發(fā)射廣播信號(hào)。因此，可允許的線寬大約為1/10英寸(2.5mm)或更少。然而，實(shí)驗(yàn)已證明，微波接收不會(huì)降低，只要線寬小于1/8英寸(3.0mm)。
本發(fā)明的另一方面包含VHF/UHF天線單元的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)示于圖2-a，并在后面稱為“折疊蝴蝶結(jié)”天線。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，折疊蝴蝶結(jié)天線在整個(gè)VHF和UHF電視頻帶的頻率(在美國(guó)為54-870MHz)對(duì)于接收電視廣播信號(hào)不需要調(diào)節(jié)。這是因?yàn)檎郫B蝴蝶結(jié)天線呈現(xiàn)寬頻帶寬，適合擴(kuò)展到VHF低頻帶廣播電視頻率(54MHz)的低邊緣。例如，從由John D.Kraus的天線(參見1988年第二版，McGraw Hill第340-358頁)公知，蝴蝶結(jié)形的雙錐形天線具有比經(jīng)典偶極天線較寬頻率帶寬。圖2-d表示折疊蝴蝶結(jié)天線特征比諸如蝴蝶結(jié)形的雙錐形天線或折疊偶極天線之類的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)明顯寬的帶寬。
如上面所述的，折疊蝴蝶結(jié)天線通過利用注模工藝可容易地形成在拋物面形的反射器上。這適用于大量生產(chǎn)兩用天線。此外，提供VHF/UHF天線的成本比提供可接到拋物面裝置的獨(dú)立天線裝置明顯降低。典型的折疊蝴蝶結(jié)天線的機(jī)械尺寸已經(jīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定和示于圖2-a。尤其，對(duì)于具有18英寸(46cm)寬度的拋物面天線100，折疊蝴蝶結(jié)天線單元的長(zhǎng)度220為18英寸(46cm)和寬度210為9英寸(23cm)。
導(dǎo)電涂料在拋物面上也起到折疊蝴蝶結(jié)天線的寬頻帶性質(zhì)。任一個(gè)導(dǎo)電涂料因固有電阻而不完全導(dǎo)電，例如，在18英寸(46cm)直徑拋物面上用鎳涂料制成的折疊蝴蝶結(jié)天線具有總電阻約為17歐姆。似乎是，該電阻會(huì)降低折疊蝴蝶結(jié)天線的性能，因?yàn)樵撾娮钑?huì)削弱接收的信號(hào)。然而，事實(shí)上這種電阻能增強(qiáng)折疊蝴蝶結(jié)天線的總性能，因?yàn)樵撾娮柙赩HF/UHF電視頻率的整個(gè)頻帶提供更好的天線阻抗匹配。該電阻對(duì)于天線起寬頻帶負(fù)載的作用。通過更好的天線的阻抗匹配提供的改進(jìn)超過由該電阻產(chǎn)生的信號(hào)損耗。在信號(hào)損耗和阻抗匹配之間的折衷可通過改變導(dǎo)電涂料的電阻率被達(dá)到最佳。
如果使用較大的拋物面反射器，在VHF/UHF接收中進(jìn)一步改進(jìn)可通過使用折疊蝴蝶結(jié)天線單元的陣列來獲得。例如，可以用尺寸大于18英寸的拋物面，以致于對(duì)于圖2-a所描述的尺寸的兩個(gè)折疊蝴蝶結(jié)天線單元能以如圖2-b所示的垂直疊層陣列排列。從多個(gè)單元接收的信號(hào)電總和提供附加3dB增益。
在圖2-a中，折疊蝴蝶結(jié)天線230的單元被從中心饋電點(diǎn)13和14到各自端點(diǎn)15和16分開，這些端點(diǎn)基本上與反射器100的外邊緣一致。兩個(gè)單元連接在側(cè)邊17上。在另一側(cè)，兩個(gè)單元在各自饋電點(diǎn)13和14隔開。
除了在圖1和2-a在拋物面100表面中形成外，折疊蝴蝶結(jié)天線結(jié)構(gòu)能被設(shè)計(jì)為如圖3所示的獨(dú)立天線。對(duì)于獨(dú)立型天線，最好是使該天線做得比在18英寸(46cm)拋物面上構(gòu)成的上述實(shí)施例小，因?yàn)檩^小天線可容易地設(shè)置在各種位置上。圖3表示在功能和尺寸之間折衷的較小折疊蝴蝶結(jié)天線30的一個(gè)實(shí)施例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在天線30為18英寸(46cm)長(zhǎng)度和4英寸(10cm)寬度時(shí)得到可接受的性能。天線30的單元能通過使用諸如將天線結(jié)構(gòu)蝕刻在傳統(tǒng)電路板上或?qū)X或銅粘貼在基片材料的非導(dǎo)電層上不同技術(shù)構(gòu)成。為了接收電視和其它廣播信號(hào)，最好是使天線用某些方向性工作。這因?yàn)槎ㄏ蛱炀€不僅提供較大的信號(hào)幅度，而且也抑制不需要的多徑信號(hào)和其它干擾。該折疊蝴蝶結(jié)天線具有“8字形”天線方向圖。
為了最佳VHF/UHF接收，如圖2-c所示，天線應(yīng)如此設(shè)置，以使方向圖的瓣指向VHF/UHF電視發(fā)射天線。使該天線指向多個(gè)發(fā)射天線的一種方法是在機(jī)械上旋轉(zhuǎn)該天線。然而，如果折疊蝴蝶結(jié)天線與圖1和圖2-a所示的拋物面反射器結(jié)合，機(jī)械上旋轉(zhuǎn)天線是不需要的，因?yàn)橛糜诮邮誅BS信號(hào)的天線一般在指向特定衛(wèi)星的位置上固定。此外，機(jī)械上旋轉(zhuǎn)一個(gè)天線牽涉到用于旋轉(zhuǎn)裝置的主要的附加成本。然而，從一個(gè)方向到相反(即90度)方向旋轉(zhuǎn)天線要花費(fèi)大約10-20秒。每當(dāng)用戶改變頻道時(shí)，為尋找天線的最佳方向需要天線調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面通過提供可變換折疊蝴蝶結(jié)天線系統(tǒng)消除必需旋轉(zhuǎn)該天線。如圖4所示，一種可變換折疊蝴蝶結(jié)天線系統(tǒng)包括一個(gè)正交組合的兩個(gè)折疊蝴蝶結(jié)天線。較小尺寸折疊蝴蝶結(jié)天線430安裝在變頻器支撐臂120下面。三個(gè)輸出信號(hào)(即較小折疊蝴蝶結(jié)天線430的輸出、在軌物面上的折疊蝴蝶結(jié)天線230的輸出，和變頻器11的輸出)分別加到開關(guān)/放大器40。兩個(gè)4:1平衡-不平衡變壓器50,60是為阻抗匹配用途提供各自的兩個(gè)折疊-蝴蝶結(jié)天線。用于饋電點(diǎn)13、14的各端位于反射器100的背面；和平衡-不平衡變壓器50連接在拋物面的下面。響應(yīng)于由控制電路60產(chǎn)生的控制信號(hào)，開關(guān)/放大器40選擇從指向所需的VHF/UHF發(fā)射天線的折疊蝴蝶結(jié)天線輸出的信號(hào)。轉(zhuǎn)換操作的控制在后面予以詳細(xì)描述。
一個(gè)單個(gè)同軸電纜能執(zhí)行多個(gè)諸如(1)下變頻微波信號(hào)；(2)VHF/UHF廣播信號(hào)；(3)用于變頻器11以及用于開關(guān)/放大器40的DC電源；和(4)用于開關(guān)/放大器40的開關(guān)控制信號(hào)之類的不同信號(hào)。這允許簡(jiǎn)單安裝整個(gè)兩用天線系統(tǒng)。典型的導(dǎo)線連接示于圖4。
圖5表示用于開關(guān)/放大器40的典型電路500的示意圖。開關(guān)/放大器500包括放大器520,530；開關(guān)電路D1,D2；開關(guān)控制電路510；和雙工濾波器560。如下面所述的，在圖5的電路中開關(guān)操作是受DC電平控制的。圖6表示響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)，例如，如下面所述的22KHz信號(hào)的另一種典型電路600。開關(guān)/放大器40的任一個(gè)實(shí)施例提供在折疊蝴蝶結(jié)天線230、430之間的極快選擇。
在圖5中，兩個(gè)相同放大器520,530包括晶體管Q3和Q4。每個(gè)放大器大約提供10db增益。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)分析和設(shè)計(jì)技術(shù)能用于在VHF/UHF電視頻帶的頻率(54到870MHz)上調(diào)節(jié)增益、輸入和輸出阻抗。輸入濾波器U1和U2抑制在55MHz以下的電位干擾。該開關(guān)是通過PIN二極管D1和D2響應(yīng)于交替加到每個(gè)放大器520和530的電源實(shí)現(xiàn)的。開關(guān)電壓供電電路510是以這種方法安排,當(dāng)節(jié)點(diǎn)V2在8V時(shí)，節(jié)點(diǎn)V1變成零電壓。因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)V2為8V時(shí)，晶體管Q3的集電極(即PIN二極管D2的陽極)因R1而變成5V，和晶體管Q4的集電極(PIN二極管D1的陽極)變成0V。這種正向偏置使PIN二極管D2對(duì)于RF信號(hào)為導(dǎo)電狀態(tài)。因此，來自輸入4的放大信號(hào)送到輸出端530。另一方面，D1被反向偏置和阻塞來自輸入B的信號(hào)。而且，由于電源沒有加到晶體管Q4，放大器530對(duì)輸入B的信號(hào)不提供任何正增益，并且，事實(shí)上，衰減該信號(hào)，進(jìn)一步使輸入B與輸出端530隔離。另一種方案，在節(jié)點(diǎn)V2為0V時(shí)，節(jié)點(diǎn)V1變成8V。在這種情況下，上面的操作將被相反，和來自輸入B的信號(hào)經(jīng)放大后送到輸出端530。
如上所述，在電視系統(tǒng)中(例如衛(wèi)星調(diào)諧器或電視接收機(jī))的DC電源電路經(jīng)同軸電纜的中心導(dǎo)體向開關(guān)/放大器40提供DC電源電壓。在典型的圖5和6所示的實(shí)施例中，這種電源電壓(例如，在10和25V之間)由電感器L5隔離VHF/UHF廣播信號(hào)并提供到穩(wěn)壓器REG的輸入515。穩(wěn)壓器REG為整個(gè)開關(guān)/放大器電路提供穩(wěn)定DC電源電壓(例如8V)。
如下面詳細(xì)描述的響應(yīng)于由電視系統(tǒng)發(fā)送的天線轉(zhuǎn)換控制信息(即DC電源電壓的變化)，控制電路510分別對(duì)PIN二極管D1、D2提供不同DC偏壓。來自電視系統(tǒng)的DC電源電壓不僅提供到穩(wěn)壓器REG的輸入而且也經(jīng)包括電阻器R16、R17的分壓器511提供到晶體管Q2的基極。穩(wěn)定DC電源電壓提供到晶體管Q2的發(fā)射極。當(dāng)電視系統(tǒng)發(fā)送較低DC電源電壓(即低于14.8V)時(shí)，分壓器511對(duì)晶體管Q2的基板提供較低的偏壓(例如低于7.4V)，以致于晶體管Q2變成導(dǎo)通(即導(dǎo)電)。于是，穩(wěn)定電源電壓出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)V2和正向偏置PIN二極管D2。另一方面，Q1變成截止(即，非導(dǎo)電)，和節(jié)點(diǎn)V1變成零電壓。于是，電源沒有加到放大器530和二極管D1。應(yīng)注意，電阻器18提供Q1的基極電流，以保證在Q2截止時(shí)Q1完全導(dǎo)通。對(duì)于較高的DC電源電壓(例如，大約14.8V)，Q2變成非導(dǎo)電和Q1變成導(dǎo)電。電阻器R18被附加上，以在其閾值電平(例如14.8V)附近對(duì)控制電路510提供穩(wěn)定性。
雙工濾波器560包括低通濾波器540和高通濾波器550。雙工濾波器560被設(shè)計(jì)來組合VHF/UHF廣播信號(hào)(55到803MHz)和被變換微波信號(hào)(950到1450MHz)，以使它們經(jīng)單個(gè)同軸線的同一中心導(dǎo)體發(fā)射。更具體地說，用于VHF/UHF廣播信號(hào)的低通濾波器540(具有截止頻率為，例如，803MHz)包括電感L6,L7和電容C11。用于被變換微波信號(hào)的高通濾波器550(具有截止頻率為，例如950MHz)包括電感L8，電容C12，和C14。電感L9,L10和電容C13是為傳送DC電源電壓到變頻器11提供的。
圖6表示開關(guān)/放大器40的另一個(gè)典型實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，AC信號(hào)(例如在22KHz上1.5Vp-p)是用于控制開關(guān)/放大器40的開關(guān)作用。使用傳統(tǒng)振蕩技術(shù)在電視系統(tǒng)中產(chǎn)生音調(diào)信號(hào)加到同軸電纜中心導(dǎo)體或從同軸電纜的中心導(dǎo)體消除。如果音調(diào)存在，音調(diào)信號(hào)加到音調(diào)開關(guān)電路610中并被整流，該音調(diào)開關(guān)電路610包括C9、D4、D5和C10的音調(diào)整流電路。該整流的音調(diào)信號(hào)使晶體管Q5和Q2導(dǎo)通。于是整流的DC電壓(例如，8V)經(jīng)晶體管Q2加到節(jié)點(diǎn)V2′。另一方面，晶體管Q1變成不導(dǎo)電和節(jié)點(diǎn)V1′變成零電壓。這使晶體管Q3和PIN二極管D2導(dǎo)通，并使晶體管Q4和PIN二極管D1截止。因此，開關(guān)/放大器電路600選擇輸入A。
圖7表示具有將音調(diào)信號(hào)加到同軸電纜的中心導(dǎo)體的能力的DC電源電路700。DC電源電路可用在電視系統(tǒng)(例如衛(wèi)星調(diào)諧器或電視接收機(jī))中，用于提供不同DC電源電壓到變頻器，例如圖1和4的變頻器11。此外，由圖7電路產(chǎn)生的電壓可選擇被變頻器11接收的信號(hào)極性(右旋或左旋圓極化)。而且，在圖7中的電源電路為圖6所示的開關(guān)/放大器600提供DC電源。圖7所示的電路的某些方面可從美國(guó)專利5,563,500和5,578,916公知。圖7所示的電路的其它特征下面予以描述。
在圖7中，具有兩個(gè)控制狀態(tài)的控制信號(hào)耦合到晶體管710的一端。每個(gè)控制狀態(tài)使圖7的電路在圖7的輸出端730產(chǎn)生不同的DC電壓。例如，OV的控制信號(hào)狀態(tài)在端730產(chǎn)生13V，而5V的控制狀態(tài)在端730產(chǎn)生17V。典型地，輸出端730經(jīng)同軸電纜的中心導(dǎo)體耦合到變頻器或LNB，例如圖1和4的變頻器11。每個(gè)電壓使變頻器11接收不同的信號(hào)極性，例如13V使變頻器接收右旋圓極化信號(hào)，而17V使變頻器接收左旋圓極化信號(hào)。
也在圖7中，22KHz“音調(diào)”信號(hào)經(jīng)電容器C5耦合到放大器U1的正輸入端。當(dāng)22KHz音調(diào)信號(hào)存在時(shí)，放大器U1和晶體管Q1和Q2使22KHz信號(hào)與在端730的輸出信號(hào)耦合。該電路操作以使在端730的信號(hào)包括當(dāng)存在時(shí)的22KHz信號(hào)和選擇的DC電平(例如，13V或17V)。在輸出信號(hào)中音調(diào)信號(hào)的存在或不存在是通過圖6的開關(guān)電路檢測(cè)的，并用于在折疊蝴蝶結(jié)天線輸入信號(hào)之間轉(zhuǎn)換。于是，圖7的電路在端730產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，組合AC和DC控制信號(hào)，以便獨(dú)立地控制信號(hào)極性和天線轉(zhuǎn)換。此外，在端730提供的DC電壓用于啟動(dòng)圖6的開關(guān)放大器。
控制信號(hào)的特定狀態(tài)和22KHz音調(diào)的存在和不存在是通過在電視系統(tǒng)中的控制設(shè)備，例如微控制器來確定的(未在圖7中表示)。作為一個(gè)例子，用戶啟動(dòng)遙控器上的一個(gè)特定鍵來選擇特定的信號(hào)極化或啟動(dòng)在折疊蝴蝶結(jié)天線之間轉(zhuǎn)換。鍵的啟動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)由微控制器接收的遙控信號(hào)。該微控制器處理遙控信號(hào)以選擇適當(dāng)?shù)墓δ?。例如，微控制器產(chǎn)生加到圖7的電阻器R16的控制信號(hào)的適當(dāng)狀態(tài)或控制一開關(guān)，將22KHz信號(hào)耦合(或去耦合)到電容器C5。
應(yīng)注意，開關(guān)/放大器40的開關(guān)操作可以用幾種不同方法啟動(dòng)。例如，用戶通過使用遙控器可手動(dòng)地一個(gè)頻道接著一個(gè)頻道選擇折疊蝴蝶結(jié)天線之一。其次，該選擇可用包括存儲(chǔ)器的微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行，該微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)在耦合到各自天線選擇的頻道上的信息。一旦用戶選擇任一個(gè)用于特定廣播電視信道的天線，當(dāng)他選擇相同信道以后相同天線還可再次自動(dòng)地選擇。第三，微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過測(cè)量表示接收的VHF/UHF電視信號(hào)的電平的自動(dòng)增益控制(AGC)信號(hào)還能自動(dòng)地選擇最好VHF/UHF天線。該自動(dòng)選擇可以在所謂的電視接收機(jī)的“自動(dòng)編程”操作期間進(jìn)行。最好是，如果必需的話，該選擇可由用戶在以后手動(dòng)地改進(jìn)。上述自動(dòng)天線選擇方法通過允許快速頻道選擇，有時(shí)稱為“頻道沖浪(surfing)”有利于用戶。
圖8表示一對(duì)正交轉(zhuǎn)換的折疊蝴蝶結(jié)天線的天線方向圖。虛線表示在拋物面上天線230的方向圖，和實(shí)線表示在圖4所示的變頻器支撐臂120下面安裝的天線430已經(jīng)確定，與全向天線(即，具有360度覆蓋區(qū)的天線)相比較，一半電位多徑和干擾可通過轉(zhuǎn)換兩個(gè)折疊蝴蝶結(jié)天線來消除。
圖9-a表示兩用天線的另一個(gè)實(shí)施例。在圖9-a中，導(dǎo)電屏嵌入一個(gè)絕緣模制混合物(例如塑料)，以構(gòu)成拋物面形的反射器900。該屏不能容易地構(gòu)成為折疊蝴蝶結(jié)天線，因此應(yīng)使用較簡(jiǎn)單的形狀。屏的優(yōu)選實(shí)施是用如上所述的小于1/8英寸(3.0mm)的最小分隔間隙將屏劃分成兩部分。劃分的導(dǎo)電屏仍然能夠反射微波信號(hào)，和各劃分部分分別形成偶極型VHF和UHF天線。這些形狀也能用如前面的導(dǎo)電涂料制成。
在圖9-a中，導(dǎo)電屏被水平和垂直地劃分。屏的下面部分930用于運(yùn)作UHF偶極型天線，以便最佳UHF接收，和在與下面部分930組合的上面部分940提供VHF天線。下面部分930在VHF電視頻率內(nèi)RF耦合到用于最佳VHF接收的上面部分940。射頻(RF)濾波器910,920都用作耦合裝置。每一個(gè)濾波器可以與業(yè)余無線電偶極天線相同的簡(jiǎn)單并聯(lián)諧振陷波電路或如圖9-b所示的簡(jiǎn)單高通濾波器。該變型也能用導(dǎo)電涂料制成。某些RF濾波也可通過屏蔽拋物面上的導(dǎo)電涂料制成。
圖10表示用于導(dǎo)電網(wǎng)狀類型反射器的典型天線系統(tǒng)。在拋物面中偶極型天線的輸出可耦合到平衡-不平衡變壓器，并然后耦合到雙工濾波器，例如頻道主型號(hào)400 1 IFD的輸入之一。雙工濾波器的另一個(gè)輸入也可耦合到變頻器的輸出，以接收來自衛(wèi)星的微波廣播信號(hào)。雙工濾波器的組合輸出經(jīng)單個(gè)同軸電纜(而不是兩個(gè))可耦合到電視系統(tǒng)。這里，另一個(gè)雙工濾波器可從組合信號(hào)中分離VHF/UHF和衛(wèi)星信號(hào)，以使傳統(tǒng)的VHF/UHF電視接收機(jī)和衛(wèi)星調(diào)諧器能分別接收兩個(gè)分離信號(hào)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，圖10所示的VHF/UHF接收系統(tǒng)的實(shí)施例在鄰近設(shè)置廣播站的區(qū)域中(例如，在20英里內(nèi))提供極好的信號(hào)接收。VHF/UHF接收的另一種改進(jìn)可通過將徑向棒附加到圖11-a所示的屏部件的部分。該徑向棒使嵌入偶極型天線功能與雙錐天線相同。
“無限”雙錐天線的均勻輸入阻抗(Ri)由式Ri=120 ln cotθhc/2(歐姆)給出，式中θhc為如圖11-b所示的。對(duì)于有限雙錐天線，其中天線單元的長(zhǎng)度小于接收頻率的一個(gè)波長(zhǎng)，輸入天線阻抗變成電抗性。于是，最好是增加“圓錐”部分(即屏)的有效長(zhǎng)度。棒或?qū)Ь€可以從天線的背面徑向延伸附加。這些棒可以以如圖11-b所示的角θhc來控制天線的輸入阻抗以及特別在VHF/UHF廣播頻帶的頻率內(nèi)改進(jìn)低頻信號(hào)的接收。
一種最近發(fā)展的用于NTSC接收的技術(shù)，稱為“可編程數(shù)字均衡器”，特別有利于改進(jìn)兩用天線系統(tǒng)。這因?yàn)樵摼馄髂苓M(jìn)一步減小NTSC本地廣播信號(hào)的多徑和干擾問題。
雖然已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的描述，可以理解為，本發(fā)明所公開的內(nèi)容已通過各種實(shí)施例做到和可對(duì)結(jié)構(gòu)部件作出改進(jìn)，而不脫離本發(fā)明的精神。例如，兩用天線不僅能用于接收數(shù)字/模擬電視信號(hào)，而且也能用于接收數(shù)字模擬音頻或數(shù)據(jù)信號(hào)。
權(quán)利要求
1．一種開關(guān)電路包括用于放大輸入信號(hào)的放大器；用于將所述的放大信號(hào)耦合到輸出的開關(guān)裝置；響應(yīng)于控制信號(hào)的第一狀態(tài)的裝置，用于同時(shí)使所述開關(guān)裝置處于導(dǎo)電狀態(tài)和啟動(dòng)用于放大所述的輸入信號(hào)的所述放大器。響應(yīng)于控制信號(hào)的第二狀態(tài)的裝置，用于同時(shí)使所述開關(guān)裝置處于不導(dǎo)電狀態(tài)和從所述放大器除去DC工作電壓，以進(jìn)一步使所述輸入信號(hào)與所述的輸出隔離。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)電路，其中所述的控制信號(hào)是一個(gè)DC信號(hào)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)電路，其中所述的控制信號(hào)是一個(gè)AC信號(hào)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)電路還包括耦合到所述輸出的組合裝置，用于提供組合輸出信號(hào)；和所述的組合裝置，組合放大的信號(hào)、所述控制信號(hào)和在另一個(gè)頻段的頻率上的信號(hào)。
全文摘要
一種用于轉(zhuǎn)換VHF/UHF信號(hào)的開關(guān)電路。該開關(guān)電路包括一個(gè)放大器(520,530),用于放大輸入信號(hào),一個(gè)開關(guān)裝置(D1,D2),用于將放大的信號(hào)耦合到輸出,一個(gè)響應(yīng)于控制信號(hào)的第一狀態(tài)的控制電路(510),用于同時(shí)使開關(guān)裝置處于導(dǎo)電狀態(tài)和啟動(dòng)用于放大輸入信號(hào)的放大器,和該控制電路也響應(yīng)于控制信號(hào)的第二狀態(tài),用于同時(shí)使開關(guān)裝置處于不導(dǎo)電狀態(tài)和從放大器除去DC工作電壓,以便使輸入信號(hào)與輸出進(jìn)一步隔離。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK1212789SQ97192623
公開日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1997年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月27日
發(fā)明者M·W·慕特爾斯鮑 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司