专利名称：耳机天线和包括耳机天线的无线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及所谓的耳机天线，其被连接到无线装置以从无线装置产生(输出)声音且其线绳被用作天线，更具体地说，涉及不用灵敏度控制操作或接收频率切换操作在宽频段上提供高接收器灵敏度的以及不受人体影响的耳机天线。本发明还涉及包括该耳机天线的无线装置。
背景技术：
通常，简单的耳机被广泛用作用于接收高频无线电波的无线装置的天线。或者，在无线装置机体中的导线被用作无线装置的天线。然而，这些天线难于提供足够的接收器灵敏度。从而，如在例如日本未审查的专利申请公开出版物10-84209中所公开的，提出了环形天线。在这样的天线中，环形天线被附加到无线装置的颈圈，电感元件被平行地连接到环形天线，以便环形天线的孔径表面垂直于人体表面。
然而，这种环形天线没有考虑耳机。因此，由于天线的信号线与耳机的信号线是分离的，该天线有缺点。从而，日本未审查的实用新型登记申请公开出版物6-22331公开了一种耳机天线，其中到耳机和天线的信号线被集成在头罩中。
在例如上述的日本未审查的专利申请公开出版物10-84209中所公开的天线根本没有考虑耳机的集成，这是个问题。
由于耳机与人体直接接触，人体经由天线相当大地影响无线装置，因此，用于向耳机传输音频信号的信号线与天线被集成的已知的耳机天线有缺点，从而，相当大地降低接收的稳定性。
该问题还发生在无线电接收器中。另外，该问题在例如便携式液晶显示TV(电视机)中更值得注意，液晶显示TV接收具有比无线电广播电波的频率高的接收频率的电视广播无线电波。然而，至今还没有开发对该问题的有效的对策。
另外，当接收具有宽频段的电视广播时，难于在宽频段上保持足够的接收器灵敏度。
也就是，所谓的便携式液晶显示TV(电视机)需要在诸如90至770MHz的十分宽的频带上接收高频信号。更具体地说，在日本用于电视广播的频带中，90至108MHz的频带(1至3CH)和170至222MHz的频带(4至12CH)被用作VHF频段，以及470至770MHz的频带(13至62CH)被用作UHF频段。
难于在这样宽的频段上获得足够高的接收器灵敏度。于是，具有低接收器灵敏度频段的出现是不可避免的。这是因为天线长度(就环形天线来说是环的长度)决定接收频段，且天线的接收器灵敏度在频段外的频率处下降。
为解决这种问题，例如，开发了灵敏度控制部件，其中在灵敏度控制构件中可移动地设置磁性元件，以依照接收频率调节插入灵敏度控制构件的磁性元件的长度。然而，在每次改变接收频率时，这种方法需要麻烦的灵敏度控制操作。
在不久的将来，计划开始地面数字广播。用作地面数字广播的广播无线电波仅仅是在UHF频带。从而，数字广播接收器的接收频带比模拟广播接收器的频带窄。然而，已知的耳机天线不适于数字广播接收器。这是因为，如上所述，已知的耳机天线没有实现有效的对策来消除经由耳机和耳机天线的来自人体的对接收器的高频影响。
本发明的目的是解决这些问题，并提供耳机天线，其可消除经由耳机的来自人体的对无线装置的高频影响，其不用执行灵敏度控制操作可保证宽频信号所需要的接收器灵敏度，并且其可把来自电视机的音频信号传输给耳机单元。本发明的另一目的是提供包括该耳机天线的无线装置。
发明内容
按照权利要求1的耳机天线包括用于将平衡模式改变到非平衡模式的平衡-非平衡变换器(balun)。音频/高频信号线对的一端被连接到在平衡侧的平衡-非平衡变换器一个端子，并且该音频/高频信号线对的另一端被连接到在平衡侧的平衡-非平衡变换器另一个端子。该音频/高频信号线对的一部分被连接到左耳机单元，并且该音频/高频信号线对的另一部分被连接到右耳机单元。在耳机天线中，该音频/高频信号线对对高频信号起接收环形天线的作用，并且该音频/高频信号线对从平衡-非平衡变换器至左和右耳机单元的部分，起用于向左和右耳机单元传输音频信号的音频信号传输部件的作用。
从而，按照权利要求1的耳机天线，平衡-非平衡变换器将平衡模式改变到非平衡模式，并且两个音频/高频信号线对对高频起接收环形天线的作用以及对音频信号起音频信号传输部件的作用。因此，高频接收天线和耳机可被集成为一个。
按照权利要求4的无线装置，其特性在于，该无线装置由按照权利要求1的平衡-非平衡变换器和经由电缆连接到耳机天线的平衡-非平衡变换器的非平衡端子的接收单元组成。
从而，按照权利要求4的无线装置，由于使用按照权利要求1的耳机天线，无线装置可提供耳机天线的优点。
按照权利要求5的平衡-非平衡变换器将平衡模式改变到非平衡模式。对应于左耳机单元的音频/高频信号线对被连接到在平衡侧的平衡-非平衡变换器的端子，并且对应于右耳机单元的音频/高频信号线对被连接到在平衡侧的平衡-非平衡变换器的端子。两个音频/高频信号线对的远离平衡-非平衡变换器的端子，经由分别与上述端子耦合的两个负载线圈通过两个导线彼此连接。上述端子经由两个负载线圈还分别连接到左和右耳机单元。负载线圈中的每一个关于比预定的基本频率(例如100MHz)高的特定频率(例如200MHz)具有高阻抗，以便对高频彼此分离两对音频/高频信号线对，并且使信号线起偶极天线的作用；以及对于基本频率(例如100MHz)具有低阻抗，以便将两对音频/高频信号线对连接到负载线圈，并且使两者和导线起环形天线的作用。此外，各音频/高频信号线对起音频信号传输部件的作用供音频信号到达左和右耳机单元。
从而，在权利要求5的耳机天线中，平衡-非平衡变换器可以将高频信号从平衡模式改变到非平衡模式。另外，负载线圈关于比预定的基本频率(例如100MHz)高的特定频率(例如200MHz)可具有高阻抗，以便对高频彼此分离两对音频/高频信号线对，并且使信号线起偶极天线的作用以谐振。
另外，负载线圈对于基本频率(例如100MHz)可具有低阻抗，以便两对音频/高频信号线对、连接到其上的负载线圈、和连接负载线圈的导线可起环形天线的作用以使谐振。
因此，包括两个音频/高频信号线对的上述组件形成环形天线和偶极天线，环形天线在基本频率(例如100MHz)处谐振并且还可被基本频率的高次谐波(三次谐波例如300MHz，五次谐波例如500MHz，以及七次谐波例如700MHz)激励，偶极天线以比预定的频率(例如100MHz)高的特定频率(例如200MHz)的信号谐振并且还可被高次谐波(三次谐波例如600MHz)激励。于是，耳机天线可提供在宽频段上具有相对小的变化的接收器灵敏度特性。此外，为了提供接收器灵敏度特性，不需要灵敏度控制操作。
另外，由于负载线圈减小了供在基本频率(例如100MHz)处谐振需要的天线长度，即使当它的天线长度短的时候，该天线也能以长波长的信号谐振。因此，不用增加天线的长度，可增加低频信号的接收器灵敏度。这是另一个相当大的优点。
因而，可以获得在宽频段上相对稳定的接收器灵敏度特性。因此，耳机天线接收灵敏度特性不需要灵敏度控制。
另外，在按照权利要求5的耳机天线中，由于各对音频/高频信号线和上述的负载线圈起左和右耳机单元的音频信号传输部件的作用，耳机和天线可被集成。
从而，在宽频段上天线可被用于接收高频信号。天线还可供用于向耳机单元传输音频信号的部件使用，因此，可集成高灵敏的和宽频段的天线和耳机。
按照权利要求13的无线装置，其特性在于，该无线装置包括按照权利要求5、6、7、8、9、10、11或12的耳机天线和连接到在非平衡模式侧的平衡-非平衡变换器的端子的接收器装置。
按照权利要求13的无线装置可提供按照权利要求5、6、7、8、9、10、11或12的耳机天线的优点。
图1A至1B说明按照本发明的耳机天线的第一实施例，其中图1A说明示意性的图以及图1B说明天线的等效电路图。
图2A至2C说明供耳机天线使用的组件，其中图2A说明针形插孔连接器；图2B说明同轴电缆的结构；以及图2C说明组合线圈的结构。
图3是说明频率与在实施例中使用的负载线圈的电感之间的关系的曲线图。
图4是说明频率与在实施例中使用的负载线圈的接入损耗之间的关系的曲线图。
图5A至5B说明按照本发明的耳机天线的第二实施例，其中图5A说明结构以及图5B说明电路图。
图6A至6B说明按照本发明的耳机天线的第二实施例，其中图6A说明结构以及图6B说明电路图。
具体实施例方式
基本上，在按照本发明的耳机天线中，音频/高频信号线对的一端被连接到在平衡模式侧的平衡-非平衡变换器一个端子，该音频/高频信号线对的另一端被连接到在平衡模式侧的平衡-非平衡变换器的另一个端子。该音频/高频信号线对的一部分被连接到左耳机单元，以及该音频/高频信号线对的另一部分被连接到右耳机单元。对高频信号，该音频/高频信号线对起接收环形天线的作用。对音频信号，该音频/高频信号线对从平衡-非平衡变换器至与左和右耳机单元的连接点的部分，起左和右耳机单元的音频信号传输部件的作用。
例如，当耳机天线供地面数字广播接收器使用时，期望的是，音频/高频信号线对的环的长度是约65cm。这是因为，这种长度提供用于接收地面数字广播的所有UHF频带的高频信号的环形天线，尽管传输音频信号没有任何问题。另外，由于以环形形状形成该音频/高频信号线对，平衡-非平衡变换器可被配置成容易地在脖子上悬挂。然而，当某些用户的脖子通过具有约65cm的长度的环时，他们也许感觉不舒服。因而，可向音频/高频信号线对提供可拆的连接器，以便当他或她在他或她的脖子上悬挂或取下耳机天线时用户可拆开连接器，以及在他或她悬挂耳机天线或取下耳机天线之后用户可扣住连接器以恢复到环形形状。
还期望的是，在音频/高频信号线对与右和左耳机单元之间设置高频阻塞部件(例如电感元件(线圈))，高频阻塞部件对高频信号具有高阻抗以阻塞高频信号(例如UHF波)，并且对音频信号具有低阻抗以通过音频信号。这是因为这种配置可消除经由耳机的人体对无线装置的影响，于是，增加接收的稳定性。
还期望的是，在比左和右耳机单元之间的连接点距在平衡侧的平衡-非平衡变换器的端子更远的部位上的音频/高频信号线对上设置音频阻塞部件(例如电容器)。这是因为，这种配置防止传输到左和右耳机单元的音频信号泄漏进导线，于是，减少耳机的音频信号电平的下降。
当耳机天线供常规的地面广播接收器(模拟地面广播接收器)使用时，向两个音频信号/高频信号线对中的每一个对添加负载线圈，其中的一对被连接到平衡-非平衡变换器和左耳机单元，其中的另一对被连接到平衡-非平衡变换器和右耳机单元。另外，提供导线以将右负载线圈连接到左负载线圈。
在这种情形下，由于负载线圈依据频带而具有高阻抗或低阻抗，两个音频/高频信号线对起偶极天线的作用，其以上述的特定频率(200MHz)的高频信号谐振；并且还起环形天线的作用，其在上述的基本频率(100MHz)处谐振，与负载线圈对和导线结合。
另外，当耳机天线供常规的地面广播接收器使用时，在连接到左或右耳机单元的各对音频/高频信号线中仅一个音频/高频信号线可被连接到在平衡侧的平衡-非平衡变换器的端子；以及在各对音频/高频信号线中的其他的音频/高频信号线关于高频可被彼此连接，以便形成单环天线，其包括在对应于左耳机单元的音频/高频信号线对中的一个音频/高频信号线，在该对中的其他音频/高频信号线、在对应于右耳机单元的音频/高频信号线对中的一个音频/高频信号线，在该对中的其他音频/高频信号线，以及导线。在这种情形下，环形天线的有效总长度被加倍，因此，可接收较低接收频段。
另外，期望的是，通过在音频/高频信号线对与耳机单元之间提供高频阻塞部件(例如铁氧体磁珠或扼流线圈)，防止由人体引起的对高频接收的不良影响。这是因为，这种配置可增加接收的稳定性。
另外，在左对和右对中的音频/高频信号线之间可提供频段扩展电容器。这是因为，这种配置可扩展接收频段。
另外，为了防止不必要频率的信号进入音频信号传输通路，在用于向耳机天线的各对音频/高频信号线传输音频信号的音频信号传输通路上，可提供对高频信号具有高阻抗的高频阻塞部件(例如铁氧体磁珠(扼流线圈))。
两个左和右负载线圈对可由独立的元件组成。然而，这种配置会增加负载线圈的空间以及包括该负载线圈的负载线圈的空间，因此，会增加耳机天线的尺寸和重量。因而，为防止耳机天线的尺寸增加，各对的负载线圈可由组合线圈组成，在组合线圈中集成多个线圈，多个线圈中的每一个包括共用一个磁芯的两个绕组。
另外，由于按照本发明的耳机天线向远离耳机天线的无线装置的接收单元传输高频信号，并且从该接收单元接收音频信号，为了防止噪声并增加接收的稳定性，耳机天线最好采用同轴电缆用于向接收单元传输以及从接收单元接收高频和音频信号。同轴电缆最好包括允许高频信号通过的中心导体，包围中心导体的绝缘材料，包围绝缘材料的屏蔽线，包围屏蔽线的绝缘材料，以及在绝缘材料外的左和右音频信号线。
这种配置允许一个同轴电缆传输高频信号以及左和右音频信号。于是，该同轴电缆适于作为用于将耳机天线连接到无线装置的接收单元的同轴电缆。两个音频信号线和屏蔽线传输左和右声音。另外，可围绕第二绝缘材料缠绕共用音频信号线，且两个音频信号线和公用音频信号线可传输左和右音频信号。
信号线中的每一个最好通过扭绞多个线形成，以便信号线具有传导性和机械柔性。例如，退火的铜线或绞合线适于作为信号线的材料。
在邻近平衡-非平衡变换器那侧，两个音频/高频信号线对之一关于两个音频/高频信号线对之另一成基本180°的角。这种配置允许两个音频/高频信号线对对上述的特定频率(例如200MHz)的信号起U偶极天线的作用。
角度可小于约180°。这种结构允许两个音频/高频信号线对对上述的特定频率(例如200MHz)的信号起V偶极天线的作用。
如上所述，本发明提供多种实施例。
下面参考附图详细描述本发明的实施例。
图1A至1B说明按照本发明的耳机天线的第一实施例2。图1A是说明耳机天线的原理的结构图。图1B是该天线的等效电路图。图2A至2C说明供耳机天线使用的组件。图2A是针形插孔连接器的图。图2B是同轴电缆的结构图。图2C是组合线圈的结构图。
如图中所示，耳机天线2(按照本发明的耳机天线的第一实施例2)包括含平衡-非平衡变换器4的匹配盒6，连接到在平衡侧的平衡-非平衡变换器4的端子的音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb，连接到远离平衡-非平衡变换器的音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb的接头的由负载盒10L和10R组成的一对负载盒，以及用于将负载盒10L连接到10R的由导线20a和20b组成的导线对。
耳机单元12R和12L与导线20a和20b被连接到负载盒10L和10R的远离音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb的端子。通过扭绞多个传导的和机械柔性的线(例如退火的铜线)形成音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb与导线20a和20b。股线可以是绞合线，其中的每一个是绝缘的。导线对20a和20b的长度约为40cm。
当提供阻抗转换时，平衡-非平衡变换器4将平衡模式转换到非平衡模式。在本实施例中，平衡-非平衡变换器4提供从平衡的200Ω到非平衡的75Ω的阻抗转换。左音频/高频信号线8La和8Lb从在平衡侧的平衡-非平衡变换器4的一个端子延伸，而右音频/高频信号线8Ra和8Rb从在平衡侧的平衡-非平衡变换器4的另一个端子延伸。从在平衡侧的平衡-非平衡变换器4的端子起最初的5cm内，左音频/高频信号线8La和8Lb关于右音频/高频信号线8Ra和8Rb成大于或等于30°(在本实施例中为90°)的固定角度，以便起V偶极天线的作用。起V偶极天线作用的这些部分具有相对强的刚性以保持V形。从平衡-非平衡变换器4至阻抗盒10L或10R的长度(也就是在一侧的天线长度)是例如37cm或更多。
天线的一侧由两个信号线(也就是，左侧的8La和8Lb，右侧的8Ra和8Rb)构成的原因是使这些耳机线绳，即音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb不仅对高频信号起接收天线的作用，而且起用于向左和右耳机单元12L和12R传输音频信号的音频信号传输部件的作用。另外，为向较低频侧扩展接收天线(环形天线)的频带，在音频/高频信号线8La与8Lb之间以及音频/高频信号线8Ra与8Rb之间可分别连接电容器C3L和C3R。
如由图1A到图1B中的一系列双点划线示出的，为了补偿特性可提供辅助天线8Lc和8Rc。辅助天线8Lc和8Rc最好是例如50mm长，并且位于距音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb至少5mm的位置。
具有图1A所示的尺寸和形状的信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb(以及8Lc和8Rc)与200MHz的高频信号谐振以起V偶极天线的作用，V偶极天线被高频信号的高次谐波(三次谐波，五次谐波和七次谐波)激励。
在非平衡模式侧的平衡-非平衡变换器4的端子经由同轴电缆14连接到接收器，例如液晶显示TV(电视机)16。
使用具有图2A所示的针布置的针形插孔连接器24将同轴电缆14连接到液晶显示TV16。
如图2B所示，同轴电缆14是同轴集成电缆，其中高频信号线和音频信号线被集成在一起。单个的同轴电缆传输高频信号以及左和右音频信号。高频信号线和音频信号线不需要在单个的同轴电缆中传输。反而，这两个线可通过不同的电缆传输。然而，通过单个同轴电缆的高频信号和音频信号的传输有利地减少了需要的电缆的数量，这又减小了耳机天线的尺寸、重量和成本。
同轴电缆14将耳机天线2连接到无线装置，例如安装在液晶显示TV(电视机)16的机体中的接收电路(接收单元)19。同轴电缆14具有图2A所示的结构。
也就是，同轴电缆14包括作为中心核心的中心导体31，其允许高频信号通过。中心导体31被绝缘材料32覆盖，其然后被屏蔽线33(例如裸退火铜线)覆盖。屏蔽线33被例如绕带34而覆盖。带34由彼此绝缘的三个音频信号线35a、35b和35c绕成。最后，三个音频信号线35a、35b和35c被绝缘套36覆盖。三个音频信号线35a、35b和35c中的一个用作左音频信号线。其他两个中的一个用作右音频信号线。最后一个用作共用音频信号线(地线)。然而，在本实施例中，共用音频信号线是空闲线。通过左和右音频信号线以及屏蔽线传输音频信号。
在音频/高频信号线8La和8Lb与左耳机单元12L之间以及音频/高频信号线8La和8Lb与导线20a之间连接上述的左负载盒10L。在音频/高频信号线8Ra和8Rb与左耳机单元12R之间以及音频/高频信号线8Ra和8Rb与导线20b之间连接上述的右负载盒10R。
负载盒10L包括如图2C所示布置的负载线圈LLa和LLb，一端分别连接到负载线圈LLa和LLb的铁氧体磁珠F1La和F1Lb，以及一端分别连接到负载线圈LLa和LLb的电容器C4La和C4Lb。电容器C4La和C4Lb起音频信号阻塞部件的作用。
铁氧体磁珠F1La和F1Lb的其他端被连接到左耳机单元12L。
负载盒10R包括负载线圈LRa和LRb，一端分别连接到负载线圈LRa和LRb的铁氧体磁珠F1Ra和F1Rb，以及一端分别连接到负载线圈LRa和LRb的电容器C4Ra和C4Rb。电容器C4Ra和C4Rb起音频信号阻塞部件的作用。
铁氧体磁珠F1Ra和F1Rb的其他端被连接到右耳机单元12R。
铁氧体磁珠F1La、F1Lb、F1Ra和F1Rb(例如，从Murata制造有限公司可得到的“BLM18HD102SN1尺寸1608”)对低于或等于20KHz的频段的音频信号具有低阻抗，以便允许在负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb与耳机单元12L和12R之间传输音频信号。铁氧体磁珠F1La、F1Lb、F1Ra和F1Rb对高频信号具有高阻抗(例如，1KHz)，以便在负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb与耳机单元12L和12R之间阻塞(切断)信号。从而，防止高频信号经由耳机单元12L和12R与音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb从人体进入接收电路19。于是，可获得稳定的接收。
另外，电容器C4La和C4Lb的其他端经由导线20a和20b连接到电容器C4Ra和C4Rb的其他端。电容器C4La、C4Lb、C4Ra和C4Rb阻塞音频信号，以便防止向耳机单元传输的音频信号泄漏进导线20a和20b。然而，电容器C4La、C4Lb、C4Ra和C4Rb允许高频信号通过。电容器的电容是例如10pF。
负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb具有依赖于频率的电感特性，例如，如图3所示，在100MHz的频率处电感是约3.0μH。另外，如图4所示，在200MHz的频率处插入损耗变成最大。更具体地说，在200MHz的频率处插入损耗变为高到50dB(增益＝-50dB)。也就是，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb的阻抗是如此地高，以致实际上引起电分离。比较起来，在100MHz的频率处插入损耗只是约15dB(增益＝-15dB)。这是不会引起电分离的低阻抗。
音频信号传输线18L和18R经由铁氧体磁珠F2LA和F2RA(例如，从Murata制造有限公司可得到的“BLM18HD102SN1尺寸1608”)被连接到音频/高频信号线8La和8Ra，其是高频阻塞部件。音频/高频信号线8Lb和8Rb经由具有如铁氧体磁珠F2LA和F2RA相同特性的铁氧体磁珠F2LC和F2RC被连接到地。
铁氧体磁珠F2LA、F2RA、F2LC和F2RC防止高频信号泄漏进音频信号通路。这些磁珠在电视广播信号频段具有高阻抗(例如，高于或等于1KΩ)，以便阻塞(切断)高频信号，而这些铁氧体磁珠在音频信号频段(低于或等于20KHz)具有低阻抗，以便允许音频信号通过。
分离电容器C1L和C1R被设置在音频/高频信号线8La和8Ra与平衡-非平衡变换器4的平衡端子之间，以将音频信号线与共用音频信号线(地线)分离。左和右音频信号被从共用信号线(地线)分离，从而，使耳机的线圈能够操作。分离电容器C1L和C1R的电容是例如10pF。
频段扩展电容器C3L和C3R被分别设置在音频/高频信号线8La与8Lb之间以及音频/高频信号线8Ra与8Rb之间。频段扩展电容器C3L和C3R向低频侧扩展接收频段。
在耳机天线2中，100-MHz谐振环形天线、200-MHz谐振V偶极天线以及音频信号线共存。也就是，耳机天线2具有100-MHz谐振环形天线、200-MHz谐振V形偶极天线的功能，以及向左和右耳机单元12L和12R传输左和右音频信号的功能。
首先描述100-MHz谐振环形天线的功能。如图4所示，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb中的每一个都对100MHz的频率的信号具有低到约15dB(增益＝-15dB)的插入损耗。因此，对于高频不能将负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb与音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb分离。
因此，对100MHz的频率的信号，由音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb，以及导线20a和20b组成的环形天线起以该信号谐振的接收天线的作用。
另外，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb具有谐振天线长度缩减功能，以缩减在基本频率(例如，100MHz)处谐振所需要的天线长度。于是，即使天线长度短，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb可增加对低频信号的接收器灵敏度。
也就是，偶极天线需要波长λ的1/2的天线长度，以及环形天线需要约1到1.5倍的波长λ的天线长度。从而，就环形天线来说，为了在100MHz处谐振，需要3.0m的天线环长度。这对便携式无线装置(液晶显示TV)是不切实际的。
然而，耳机天线2具有负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb。负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb的谐振天线长度缩减功能允许短天线长度的耳机天线2以充足的接收器灵敏度接收低频信号。
更具体地说，具有约3.0μH的电感的负载线圈LLa和LLb在100MHz的频率处允许用于颈圈的实际天线长度的耳机天线2以100-MHz频率的信号谐振，其在电视广播频段是相对低的频率(长波长)的信号。
从而，可以从音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb，以及导线20a和20b形成具有实际天线长度的100-MHz谐振环形天线。具有实际天线长度的这种天线在100MHz的频率处谐振，并且还可被100MHz的谐波(三次谐波，五次谐波和七次谐波)激励。
环形天线的长度被确定为1.13λ，包括位于脖子的后面的导线20a和20b(40cm)的长度。
下面描述200-MHz谐振偶极天线的功能。如图4所示，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb中的每一个都对200MHz的频率的信号具有高到50dB(增益＝-50dB)的插入损耗。因此，负载线圈LLa、LLb、LRa和LRb与音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb实际是分离的。只有音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb起天线的作用，更具体地说，起偶极天线的作用。
由于只由音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb组成的偶极天线在一侧具有37cm的天线长度，该偶极天线以200-MHz频率的信号谐振。从而，提供以200-MHz频率的信号谐振的并且由200MHz频率的信号的谐波(三次谐波，五次谐波和七次谐波)激励的V偶极天线。
应该注意，偶极天线具有实际谐振波长略短于对各天线长度计算的波长的倾向。
下面描述传输音频信号的功能。
从在液晶显示TV16的机体中安装的接收电路19经由同轴电缆14、左和右音频信号传输线18L和18R、以及接地线将左和右音频信号传输到音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb。然后，经由负载盒10L和10R将左和右音频信号传输到耳机单元12L和12R。由耳机单元12L和12R将左和右音频信号作为声音回放。
由于天线具有传输音频信号的功能，可以将天线和耳机单元集成为耳机天线。
如上所述，耳机天线2起没有任何接收器灵敏度控制操作的100-MHz谐振环形天线和200-MHz谐振偶极天线的作用。从而，耳机天线2在100MHz和200MHz的频率处谐振，因而，当用100-MHz和200-MHz信号的高次谐波(三次谐波，五次谐波和七次谐波)激励时，在充分覆盖电视广播频段的宽频段上提供高接收器灵敏度。此外，耳机天线2可将来自液晶显示TV16中的接收电路19的左和右音频信号传输到耳机单元12L和12R。
还此外，铁氧体磁珠F1La、F1Lb、F1Ra和F1Rb可消除经由耳机单元12L和12R的人体对耳机天线2的高频影响。结果，液晶显示TV16的接收的稳定性不受人体影响。
在这种耳机天线中，左和右音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb的长度全部相等(在该例子中为37cm)。另外，在该例子中，左音频/高频信号线8La和8Lb在从平衡-非平衡变换器4起的最初5cm内关于右音频/高频信号线8Ra和8Rb成大于或等于90°的角度被固定。然而，随着角度减小以及随着固定的部分的长度减小，接收器的灵敏度减小。
另外，在该例子中，使用两个导线20a和20b。然而，如由图1B的右上肩部所示，导线的数量可以是一个。这是因为，输入到音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb的音频信号被音频信号阻塞电容器C4La、C4Lb、C4Ra和C4Rb阻塞，因此，音频信号不能进入导线20。电学上，导线20对高频信号只起部分环形天线的作用。于是，一个导线足够了。换句话说，导线不能向左和右耳机传输音频信号，因此，不需要另一个导线。
头部尺寸大的用户悬挂平衡-非平衡变换器4的颈圈也许会有困难，或者不能悬挂平衡-非平衡变换器4的颈圈。从而，如上所述，连接器20c可被提供为导线20a和20b(或导线20)的一部分，以便颈圈是可松开的。
图5A和5B说明按照本发明的耳机天线的第二实施例2a。图5A是说明结构的图。图5B是天线的电路图。
在第二实施例2a中，音频/高频信号线8Lb被连接到音频/高频信号线8Ra而没有被连接到平衡-非平衡变换器4，因而，形成单环天线结构。铁氧体磁珠FBC被连接在彼此连接的音频/高频信号线8Lb和8Ra与地之间。该实施例2a在上述的两结构上不同于第一实施例2。实施例2a的其他结构与第一实施例2的那些相同。
按照该实施例2a，实施例2a具有单环天线结构。从而，尽管平衡-非平衡变换器具有相同的尺寸，整个环形天线的有效长度被加倍。具有相同尺寸的平衡-非平衡变换器在低频带可接收高频信号。例如，可接收在例如美国使用的50-MHz频带的信号。
图6A和6B说明按照本发明的耳机天线的第三实施例2b。图6A是说明结构的图。图6B是天线的电路图。
在第三实施例2b中，本发明被应用到用于接收地面数字广播的天线。只可接收在UHF波带(470至770MHz)的无线电频率波。
从而，不同于第一实施例2和第二实施例2a，可除去负载线圈。另外，可缩减音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb的长度。
在该实施例2b中，如上所述，由于可除去负载线圈，铁氧体磁珠F1La、F1Lb、F1Ra和F1Rb的一端被连接到音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb远离平衡-非平衡变换器的端子。铁氧体磁珠F1La、F1Lb、F1Ra和F1Rb的另一端连接到耳机单元12L和12R。
另外，音频信号阻塞电容器C4La、C4Lb、C4Ra和C4Rb的一端被连接到音频/高频信号线8La、8Lb、8Ra和8Rb远离平衡-非平衡变换器的端子。C4La的另一端经由导线20a被连接到C4Ra的其它端。C4Lb的另一端经由导线20b被连接到C4Rb的其它端。如同第一实施例2，可用单个导线20代替两个导线20a和20b。
这些铁氧体磁珠F1La、F1Lb、F1Ra和F1Rb，噪声吸收电容器C2L和C2R，以及音频信号阻塞电容器C4La、C4Lb、C4Ra和C4Rb被容纳在铁氧体磁珠电容器盒40L和40R中。
对UHF波带(470至770MHz)实施例2b的环形天线的整个长度最好是65cm。
在上述实施例2、2a和2b中，当从平衡-非平衡变换器4延伸时，音频/高频信号线8La和8Lb关于音频/高频信号线8Ra和8Rb成例如90°的角度。然而，在本发明中，该角度可以是约180°。
在上述第一实施例2中，可向导线20a和20b(或者导线20)提供连接器20c。类似地，在第二和第三实施例2a和2b中，可提供连接器20c供用户容易地在脖子上悬挂天线。
按照权利要求1的耳机天线，平衡-非平衡变换器将平衡模式转换到非平衡模式。另外，由于上述两个音频/高频信号线对高频信号起接收环形天线的作用并且对音频信号起音频信号传输部件的作用，高频接收天线和耳机单元可被集成为一个。
按照权利要求2的耳机天线，在耳机与音频/高频信号线之间提供高频信号阻塞部件。高频信号阻塞部件对高频信号具有高阻抗，以便实际上阻塞该信号，而高频信号阻塞部件对音频信号具有低阻抗，以便允许该信号通过。从而，高频信号阻塞部件可防止经由耳机从人体传输的对天线和无线装置的高频不良影响。
按照权利要求3的平衡-非平衡变换器，音频信号阻塞部件可防止通过音频/高频信号线对传输的音频信号由于泄漏而不到达左和右耳机单元，从而，防止左和右耳机单元中的音频信号电平下降。
按照权利要求4的无线装置，由于采用按照权利要求1的耳机天线，该无线装置还可提供耳机天线的优点。
按照权利要求5的耳机天线，通过平衡-非平衡变换器可以将高频信号从平衡模式转换到非平衡模式。另外，负载线圈对具有比基本频率(例如100MHz)高的特定频率(例如200MHz)的信号有高阻抗，以便将高频信号与两个音频/高频信号线对分离。从而，两个音频/高频信号线对可谐振以起偶极天线的作用。
另外，对具有基本频率(例如100MHz)的信号，上述负载线圈具有低阻抗，以便两个音频/高频信号线对、连接到两个音频/高频信号线对的各负载、以及导线可起环形天线的作用并且可谐振。
因此，包括两个音频/高频信号线对的上述组件形成环形天线和偶极天线，环形天线在基本频率(例如100MHz)处谐振并且还被基本频率的高次谐波(三次谐波例如300MHz，五次谐波例如500MHz和七次谐波例如700MHz)激励，偶极天线以高于预定频率(例如100MHz)的特定频率(例如200MHz)的信号谐振并且还被高次谐波(三次谐波例如600MHz)激励。于是，耳机天线可提供在宽频段上具有相对小的变化的接收器灵敏度特性。此外，为了提供接收器灵敏度特性，不需要灵敏度控制操作。
另外，负载线圈的谐振天线长度缩减功能不增加天线长度可增加低频信号的接收器灵敏度。
从而，即使天线长度相对短，可以获得在宽频段上具有相对小的变化的接收器灵敏度特性。此外，为了获得接收器灵敏度特性，不需要耳机天线的灵敏度控制操作。
此外，按照权利要求5的耳机天线，由于负载线圈和上述两个音频/高频信号线对中的每一个起用于向左和右耳机单元传输音频信号的音频信号传输部件的作用，耳机单元和天线可被集成为一个。
从而，该天线可被用于在宽频段上接收高频信号，并且还被用作用于向耳机传输单位音频信号的部件。也就是，高灵敏的和宽频段天线与耳机单元可被集成为一个。
按照权利要求6的耳机天线，由于采用在权利要求5中为双环天线的单环天线，尽管音频/高频信号线的长度与权利要求5中的相同，可加倍有效天线长度。
从而，在低频段处理高频信号是可能的。可以例如供日本市场的耳机天线的相同的尺寸制造支持例如供美国市场的50-MHz频带的耳机天线。
按照权利要求7的耳机天线，由于在导线中设置音频信号阻塞部件，音频信号阻塞部件可防止通过音频/高频信号线对传输的音频信号不到达耳机并且防止泄漏到导线。
按照权利要求8的耳机天线，由于两个音频/高频信号线对中的一个在邻近平衡-非平衡变换器侧关于两个音频/高频信号线对中的另一个成基本180°的角度，两个音频/高频信号线对对上述特定频率的高频信号谐振以起U偶极天线的作用。
按照权利要求9的耳机天线，由于两个音频/高频信号线对中的一个在邻近平衡-非平衡变换器侧关于两个音频/高频信号线中对的另一个成基本小于180°的角度，两个音频/高频信号线对对上述特定频率的高频信号谐振以起V偶极天线的作用。
按照权利要求10的耳机天线，在各耳机与音频/高频信号线之间提供高频信号阻塞部件。高频信号阻塞部件对高频信号具有高阻抗，以便对高频分离各耳机与音频/高频信号线，而高频信号阻塞部件对音频信号具有低阻抗，以便允许信号通过。从而，高频信号阻塞部件可防止经由耳机的从人体传输的对天线和无线装置的高频不良影响。
按照权利要求11的耳机天线，由于在左和右音频/高频信号线对中的每一个中的音频/高频信号线之间连接频段扩展电容器，可向低频侧扩展天线的接收器灵敏度的频率特性。
按照权利要求12的耳机天线，由于给向音频/高频信号线传输音频信号的音频信号线提供对高频信号具有高阻抗的高频阻塞部件，可防止从音频/高频信号线向音频信号线的高频接收信号的泄漏。
按照权利要求13的无线装置，由于采用上述耳机天线，该无线装置还可提供耳机天线的优点。
权利要求
1.一种耳机天线，包括用于将平衡模式改变到非平衡模式的平衡-非平衡变换器，音频/高频信号线对的一端被连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的一个端子，所述音频/高频信号线对的另一端被连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的另一个端子，所述音频/高频信号线对被连接到左耳机单元，所述音频/高频信号线对的另一部分被连接到右耳机单元；其中所述音频/高频信号线对对高频信号起接收环形天线的作用，以及从所述平衡-非平衡变换器至所述左和所述右耳机单元的所述音频/高频信号线对的部分起用于向所述左和所述右耳机单元传输音频信号的音频信号传输部件的作用。
2.按照权利要求1所述的耳机天线，还包括在所述左和所述右耳机单元与连接到所述左和所述右耳机单元的所述音频/高频信号线之间设置的高频信号阻塞部件；其中所述高频信号阻塞部件对高频信号具有高阻抗以便实际阻塞所述高频信号，且对音频信号具有低阻抗以便允许所述音频信号通过。
3.按照权利要求1或2所述的耳机天线，其中在所述音频/高频信号线对上比所述音频/高频信号线对与所述左和所述右耳机单元之间的连接点距所述平衡-非平衡变换器更远的部位设置音频信号阻塞部件。
4.一种无线装置，包括耳机天线，所述耳机天线包括用于将平衡模式改变到非平衡模式的平衡-非平衡变换器，音频/高频信号线对的一端被连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的一个端子，所述音频/高频信号线对的另一端被连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的另一个端子，所述音频/高频信号线对的一部分被连接到左耳机单元，所述音频/高频信号线对的另一部分被连接到右耳机单元，其中所述音频/高频信号线对对高频信号起接收环形天线的作用，以及从所述平衡-非平衡变换器至所述左和所述右耳机单元的所述音频/高频信号线对的部分起用于向所述左和所述右耳机单元传输音频信号的音频信号传输部件的作用；以及接收单元，所述接收单元经由电缆连接到在非平衡侧的所述耳机天线的所述平衡-非平衡变换器的端子。
5.一种耳机天线，包括用于将平衡模式改变到非平衡模式的平衡-非平衡变换器，对应于连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的端子的左耳机单元的音频/高频信号线对，对应于连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的端子的右耳机单元的音频/高频信号线对，两个所述音频/高频信号线对的远离所述平衡-非平衡变换器的端子经由分别与所述端子耦合的负载线圈通过导线对被彼此连接，所述端子经由所述负载线圈对还分别被连接到所述左和右耳机单元；其中所述负载线圈中的每一个都对高于预定的基本频率的特定频率的信号具有高阻抗，以便对高频彼此分离两个所述音频/高频信号线对并且使所述信号线起偶极天线的作用，以及所述负载线圈中的每一个都对所述基本频率的信号具有低阻抗，以便对高频将两个所述音频/高频信号线对连接到所述两个负载线圈并且使所述信号线、所述负载线圈、以及所述导线起环形天线的作用，且其中各音频/高频信号线对起供音频信号到达所述左和右耳机单元的音频信号传输部件的作用。
6.按照权利要求5的耳机天线，其中连接到所述左或右耳机单元的各音频/高频信号线对中仅仅一个音频/高频信号线被连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的端子，且在各音频/高频信号线对中的其他音频/高频信号线关于高频被彼此连接，以便由在对应于所述左耳机单元的所述音频/高频信号线对中的一个音频/高频信号线、连接到所述一个音频/高频信号线的导线、在对应于所述右耳机单元的所述音频/高频信号线对中的一个音频/高频信号线、以及在所述音频/高频信号线对中的其他音频/高频信号线形成单环天线。
7.按照权利要求5或6所述的耳机天线，其中在所述导线上设置音频信号阻塞单元。
8.按照权利要求1、2、3、5、6或7所述的耳机天线，其中两个所述音频/高频信号线对中的一个在连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的端子侧关于两个所述音频/高频信号线对中的另一个成基本180°的角度，且两个所述音频/高频信号线对对所述特定频率的信号起U偶极天线的作用。
9.按照权利要求1、2、3、5、6或7所述的耳机天线，其中两个所述音频/高频信号线对中的一个在连接到在平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的端子侧关于两个所述音频/高频信号线对中的另一个成基本小于180°的角度，且两个所述音频/高频信号线对对所述特定频率的高频信号起V偶极天线的作用。
10.按照权利要求5、6、7、8或9所述的耳机天线，还包括在所述左和所述右耳机单元与所述左和所述右负载线圈的音频/高频信号线之间的高频信号阻塞部件；其中所述高频信号阻塞部件对高频信号具有高阻抗以便阻塞高频信号，并且对音频信号具有低阻抗以便允许所述音频信号通过。
11.按照权利要求1、2、3、5、6、7、8、9或10所述的耳机天线，其中在左和右所述音频/高频信号线对中的每一个的音频/高频信号线之间连接频段扩展电容器。
12.按照权利要求1、2、3、5、6、7、8、9、10或11所述的耳机天线，还包括用于向所述偶极天线的各音频/高频信号线对传输音频信号的音频信号传输通路；其中所述音频信号传输通路包括对高频信号具有高阻抗的高频阻塞部件。
13.一种无线装置，包括按照权利要求5、6、7、8、9、10、11或12所述的耳机天线；以及连接到非平衡侧的所述平衡-非平衡变换器的端子的接收单元。
全文摘要
提供的耳机天线中分别对应左和右耳机单元的两个音频/高频信号线对被连接到平衡－非平衡变换器。左和右耳机单元分别经由负载线圈被连接到两个音频/高频信号线对的远离平衡－非平衡变换器的端子。远离平衡－非平衡变换器的两个音频/高频信号线对的端子经由音频阻塞部件通过导线对被进一步彼此连接。具有这样的结构的耳机天线可消除经由耳机从人体传输的对无线装置的高频不良影响。
文档编号H01Q9/16GK1784812SQ20048001205
公开日2006年6月7日 申请日期2004年2月12日 优先权日2003年3月7日
发明者吉野功高, 大关实, 今川敏幸 申请人:索尼株式会社