[实用新型]具有等效电子长度的全频带套筒单极天线

说明书

技术领域

本实用新型有关一种套筒单极天线，尤指一种具有等效电子长度的全频带套筒单极天线。

背景技术

数字音乐产品如MP3 player、卫星广播以及高音质数字广播，除了个人随身携带的应用外，随着汽车工业对汽车舒适化、数字化发展的要求日益提高，汽车的广播系统已不再局限在单纯接收无线调频(FM)广播信号。为了相容于现有的车用FM音响系统，有越来越多的数字音乐产品皆开始内建FM发射器，将数字音乐以FM信号的形式发射至车用FM广播系统，而车上乘客便可以通过车用音响聆听数字音乐产品。

现有的FM发射器是利用单一频率或者使用大功率的发射能量来传送FM信号，对于FM天线的设计也尽量轻薄短小，以便于携带并组装在车上。然而若欲考量到反射损耗小于-10dB的频宽范围，此种FM天线的频宽通常只具备2MHz～5MHz的有效频宽，并不符合一般的使用。为了增加使用者的方便性，也为了符合现行FM频段发射的规定，FM发射器逐渐朝向全频带(88MHz～108MHz)发送信号的方向设计，而FM天线也对应设计成可发射88MHz～108MHz频带信号的高效率天线。对于具20MHz频宽的现有FM天线而言，早期是以1/4波长(约75cm)的单极天线搭配足够大的地端(例如大于2倍波长平方的面积的地端)或套筒单极天线(长度约100cm)来实现。然而这种天线的长度或体积皆过大，不易加装在车体上。

此外，为了符合现行美国联邦通讯委员会对FM频段的发射规定，在发射功率受到限制的情况下，FM发射器的FM发射天线必须尽量靠近FM接收天线。由于一般车用FM音响系统的FM接收天线通常设置于汽车尾部，当将FM发射天线加装在车体内时，FM发射天线会连接一条约3米长的同轴缆线，通过同轴缆线附着于后车窗上或附近，而同轴缆线则埋在座位下面或汽车地毯下方等见不到的地方以达到美观的效果。目前市面上的FM发射天线大多使用半导体工艺的芯片天线(chipantenna)或利用一段铜线(长度30cm左右)搭配同轴缆线缠绕在磁铁芯(ferritecore，解决电磁干扰问题中所常用)。这两种天线虽然都很轻薄短小，但是这两种天线的频宽都太窄，造成发射天线的发射功率在整个频带上分布不均。而在阻抗不匹配的频段部分，能量从FM发射器通过同轴缆线传达至FM发射天线时会反弹回至同轴缆线上，再通过同轴缆线的外导体层发射。然而，经由同轴缆线的外导体层所发射的能量会被车体金属本身所屏蔽，使得FM发射天线效率不佳。在符合法规的条件下，现有FM发射天线在某些频道使用良好，而某些频道使用不佳。

请参考图1。现有的套筒单极天线10包含信号线12以及套筒14(接地)，信号线12的长度为1/4波长。套筒14是提供相位180度的信号的流通路径，换言之，套筒单极天线10为现有双极天线的变型，所以套筒14提供信号线12在阻抗匹配以及频宽调整的匹配。为了要达到电流相位转换的目的，套筒14的长度L以及套筒14与信号线12之间的距离Rx为重要参数，其中Rx决定套筒单极天线10的输入阻抗，L为决定相位所需的长度，为了提供相位180度的信号，现有L皆须设计为1/4波长到1/8波长之间。而套筒14具有平衡-不平衡转换器(balun)的作用，可以把一路不平衡的信号转换为两路异相(out of phase)信号，其中一路走信号线12，一路沿着套筒14走向一个足够大的水平面接地端或1/4波长的另一信号线。

请参考图2。图2为现有的印刷平面式套筒单极天线20(printed sleevemonopole)的示意图。为了减少套筒单极天线20的体积，现有的做法是将信号线22做曲折来达到缩短尺寸的目的。然而现有的套筒单极天线20的长度及体积仍受限于套筒24的长度L，也即1/8波长到1/4波长之间，因此无法有效减少套筒单极天线20的长度，在应用到车用FM广播系统时仍相当不便。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有等效电子长度的全频带套筒单极天线，其包含有一信号线，具有多个曲折处，该信号线发射一无线信号；一接地元件，该接地元件提供该无线信号的反相信号的流通路径，该接地元件具有多个曲折处、一末端以及一前端；一第一匹配元件，设置于该信号线的一端；一第二匹配元件，设置于该接地元件的一端；以及一第三匹配元件，连接该接地元件的末端与前端之间，用来提供一阻抗。

附图说明

图1为现有的套筒单极天线的示意图。

图2为现有的印刷平面式套筒单极天线(printed sleeve monopole)的示意图。