本申请涉及于2015年11月11日提交并且标题为“omni-directionaltelevisionantennawithwifireceptioncapability”的美国临时专利申请序号62/254,012，其公开内容特此通过引用并入并且特此要求其优先权。
本发明一般地涉及用于接收诸如电视信号之类的广播信号的天线，并且更具体地涉及用于接收数字格式化广播信号的电视天线。
背景技术：
常规的室内电视天线系统一般地包括用于相应的vhf和uhf接收的两个单独的天线。用于接收vhf频带的天线采用形成偶极的一对伸缩元件，其中每个元件具有从四英尺到六英尺(1.5至2.5米)的最大长度。这两个元件通常被安装成允许元件间隔开以增加或者缩短偶极长度，并且那些元件通常被称为“兔耳”。室内uhf天线通常是具有大约七英寸半(20厘米)的直径的环。
与常规的室内天线系统相关联的一个问题是vhf偶极的物理尺寸对于起居室中的普通电气设备来说是不合需要的长并且可能需要根据接收频道调整偶极元件的长度以及方向。第二问题是此类常规的室内vhf/uhf天线的性能响应于天线元件周围的物理条件的改变而改变。例如，用户难以对天线做出适当的调整，因为与天线接触的人体改变了与天线元件相关联的电磁条件。第三问题是常规的室内天线系统不总是为良好的接收提供足够的信号电平。
大多数室内电视天线包括形成偶极天线或者作为具有一个接地反射器元件的单极天线的两个伸缩天线元件，或具有限定平面天线的导电方向图的印刷电路板，诸如美国专利no.8,269,672(tinaphong等人)中所公开的，其公开内容通过引用并入在本文中，或者在其上印刷有导电电路路径以限定柔性平面天线的薄膜，诸如美国专利申请公开no.2015/0054705(tinaphong等人)中所公开的，其公开内容通过引用并入在本文中。
如先前所提及的，利用常规的“兔耳”天线，用户必须按长度或方向调整两个伸缩天线元件，以便对天线进行调谐以得到广播电视信号的最好接收。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种用于接收数字格式化电视广播信号的天线。
本发明的另一目的是提供一种全向的并且因此不需要为了接收宽范围的电视广播信号而进行调整的室内电视天线。
本发明的又一个目的是提供一种接收vhf和uhf电视广播信号以及具有使用wifi中继器或wifi范围延伸器来接收和重播wifi信号的能力使得消费者可以观看实况流视频内容的电视天线。
本发明的又一个目的是提供一种克服常规的电视天线的固有缺点的电视天线。
在本发明的一种形式中，一种电视天线被构造有三个极或天线元件。每个天线元件位于支撑外壳上，所述支撑外壳限定用于天线元件的关联电路(包括地平面)位于其中的内部空腔。两个天线元件优选地采用端馈螺旋天线元件的形式，其被提供用于接收vhf频带中的广播电视信号，并且第三天线元件优选地采用改良的同轴套筒天线的形式，其被提供用于接收uhf频带中的广播电视信号。优选地，两个vhf频带天线元件相互耦合以提供用于接收广播信号的全向天线方向图，并且uhf天线元件也电磁耦合到vhf天线元件。所有三个天线元件当被设置在天线的外壳上的垂直直立位置中时，提供vhf频带和uhf频带两者中的广播电视信号的全向接收。
在本发明的另一形式中，所述电视天线可以进一步包括用于接收wifi信号的两个附加的天线元件，使得本发明的天线提供wifi接入点(ap)或可替换地wifi中继器或wifi范围延伸器电路，由此将本发明的天线连接到他的监视器或电视特别是“智能”电视的用户可以观看实况流视频内容。wifi天线元件中的每一个被优选地形成为螺旋天线和同轴套筒天线的组合。wifi中继器或wifi延伸器电路(若包括的话)重播或者重传由wifi天线接收到的信号以延伸wifi信号的范围。
天线元件(vhf、uhf和wifi)中的每一个被优选地安装在外壳的顶面上，并且在它可以被折叠以便当不在使用中时压紧到水平位置以被安置在支撑外壳的顶面上或者靠近支撑外壳的顶面的第一状态下或者在它可以被选择性地锁定到位在垂直位置中从而从天线外壳的顶面向上且垂直地延伸的第二状态下可定位在其上，以用于接收广播电视和wifi信号。当然，应该认识到的是，天线元件可以被定位在外壳上别处，例如在外壳的横向侧壁上并且可以被升高到垂直位置以得到良好的信号接收或者靠着侧壁或顶壁降低以当天线不在使用中或者正被存储或者正在由制造商在基本上扁平的包装中运送时与外壳基本上共面。
根据将连同附图一起阅读的本发明的说明性实施例的以下详细描述，本发明的这些及其他目的、特征和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是依照本发明的第一形式而构造的并且包括三个可折叠的天线元件的全向电视天线的顶部立体视图，并且图示了其天线元件处于直立位置中。
图2是图1中所示的本发明的全向电视天线的底部立体视图。
图3是图1和图2中所示的本发明的全向电视天线的顶部平面图。
图4是图1-3中所示的本发明的全向电视天线的底部平面图。
图5是图1-4中所示的本发明的全向电视天线的右正视图。
图6是图1-5中所示的本发明的全向电视天线的左正视图。
图7是图1-6中所示的本发明的全向电视天线的后正视图。
图8是图1-7中所示的本发明的全向电视天线的前正视图。
图9是图1-8中所示的全向电视天线的顶部立体视图，并且图示了折叠在电视天线的外壳的顶面上或者靠近电视天线的外壳的顶面的三个天线元件。
图10是用在图1-9中所示的本发明的全向电视天线中的印刷电路板的顶部平面图，并且图示了印刷电路板到三个天线元件的连接。
图11是图10中所示的印刷电路板的底部平面图。
图12是依照本发明的第一形式而构造的并且形成本发明的全向电视天线的一部分的两个vhf(甚高频)天线元件中的一个的侧视图。
图13是图12中所示的本发明的vhf天线元件的侧视图，其中天线元件的盖被移除。
图14是依照本发明的第二形式而构造的并且形成本发明的全向电视天线的一部分的两个vhf天线元件中的一个的纵向横截面视图。
图15是依照本发明的第一形式而构造的并且形成本发明的全向电视天线的一部分的uhf(超高频)天线元件的侧视图。
图16是图15中所示的本发明的uhf天线元件的侧视图，其中天线元件的盖被移除。
图17是依照本发明的第二形式而构造的并且形成本发明的全向电视天线的一部分的uhf天线元件的纵向横截面视图。
图18a-18g是图1-11中所示的本发明的全向电视天线在vhf频带中的各种频率下的辐射方向图的图解。
图19a-19g是图1-11中所示的本发明的全向电视天线在uhf频带中的各种频率下的辐射方向图的图解。
图20是形成图1-11中所示的本发明的全向电视天线的一部分的vhf/uhf合路器和阻抗匹配电路的示意图。
图21是依照本发明的第二形式而构造的并且包括五个可折叠的天线元件的全向电视天线的顶部立体视图，所述五个可折叠的天线元件中的两个被提供用于接收vhf广播电视信号，所述五个可折叠的天线元件中的一个被提供用于接收uhf广播电视信号，并且所述五个可折叠的天线元件中的两个被提供用于接收wifi(无线保真)发射信号，以及图示了其天线元件处于直立位置中。
图22是图21中所示的本发明的全向电视天线的底部平面图。
图23是图21和图22中所示的本发明的全向电视天线的顶部平面图。
图24是图21-23中所示的本发明的全向电视天线的底部平面图。
图25是图21-24中所示的本发明的全向电视天线的前正视图。
图26是图21-25中所示的本发明的全向电视天线的后正视图。
图27是图21-26中所示的本发明的全向电视天线的右正视图。
图28是图21-27中所示的本发明的全向电视天线的左正视图。
图29是图21-28中所示的本发明的全向电视天线的顶部立体视图，并且图示了其天线元件被折叠在天线的外壳的顶面上或者靠近天线的外壳的顶面。
图30是图21-29中所示的本发明的全向电视天线的底部立体视图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图31是图21-30中所示的本发明的全向电视天线的顶部平面图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图32是图21-31中所示的本发明的全向电视天线的底部平面图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图33是图21-32中所示的本发明的全向电视天线的右正视图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图34是图21-33中所示的本发明的全向电视天线的左正视图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图35是图21-34中所示的本发明的全向电视天线的前正视图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图36是图21-35中所示的本发明的全向电视天线的后正视图，并且图示了其天线元件处于折叠位置中。
图37是形成图21-36中所示的本发明的全向电视天线的一部分的电路的框图，包括wifi接入点电路。
图37a是形成图21-36中所示的本发明的全向电视天线的一部分的电路的框图，包括第一形式的wifi延伸器电路。
图37b是形成图21-36中所示的本发明的全向电视天线的一部分的电路的框图，包括第二形式的wifi延伸器电路。
图38a是依照本发明的一种形式而构造的并且形成本发明的全向电视天线的一部分的wifi(无线保真)天线元件的侧视图，所述天线元件被示出为处于延伸状态。
图38b是依照本发明的一种形式而构造的并且形成本发明的全向电视天线的一部分的wifi(无线保真)天线元件的侧视图，所述天线元件被示出为处于折叠状态。
图39是图38a中所示的wifi天线元件的侧视图，其中其外覆盖物被移除。
具体实施方式
最初参考附图的图1-20，将看到的是用于接收vhf和uhf频带中的广播电视信号的天线2的三极版本包括基本上平面的外壳4，所述外壳4具有顶面6和相对的底面8并且限定天线的关联电路位于其中的内部空腔，如将更详细地描述的。电路被安装在位于外壳4的内部空腔内的印刷电路板12上，该印刷电路板12包括作为用于uhf、vhf和wifi天线元件14的反射元件的一个或多个地平面13。
安装在天线2的外壳4的顶面6上的是三个间隔开的天线元件14，至少采用当前描述的电视天线2的第一形式。更具体地，天线元件14被安装在外壳4的与外壳4的第一横向侧壁16接近的顶面6上。天线元件14中的每一个通过铰链或枢轴联轴器18被安装到外壳4，使得每个天线元件14可以在水平状态下向下折叠、靠着或者靠近外壳4的顶面6，以给电视天线2提供用于运送或当不在使用中时的紧凑形式。当电视天线2在被使用时，每个天线元件14可以在其联轴器18上枢转到垂直于天线外壳4的顶面6的垂直状态，以便接收vhf和uhf频带中的广播电视信号。天线2响应于的vhf频带是从大约174mhz到大约216mhz，并且天线2响应于的uhf频带是从大约470mhz到大约698mhz。
三个天线元件14被优选地安装为与天线外壳4的第一横向侧壁16接近，使得当被折叠在外壳4的顶面6上方时，天线元件14延伸直到或者稍微超过天线外壳4的相对的第二横向侧壁20。
天线元件14优选地沿着或者靠近天线外壳4的第一横向侧壁16在其顶面6上线性地布置并彼此间隔开。第一vhf天线元件14a位于外壳4的一个角部22附近，uhf天线元件14b位于天线外壳4的与第一vhf天线元件14a所位于的第一角部22横向相对的另一角部24附近，并且第二vhf天线元件14c位于天线外壳4的第一横向侧壁16在第一vhf天线元件14a与uhf天线元件14b之间的长度中间。
现在将描述vhf天线元件14a、14c的优选结构，并且应该参考附图的图12和图13。从这些图中将看到的是，每个vhf天线元件14a、14c被优选地形成为端馈螺旋天线。更具体地，vhf天线元件14a、14c优选地由螺旋缠绕磁电线形成为线圈26，所述线圈26具有大约6.0毫米的横径并且长度为大约82.0毫米(其为大约3英寸)，所述元件14a、14c具有大约46匝磁电线以形成线圈26。优选地，塑料或橡胶化非导电管28被容纳在天线元件14a、14c的螺旋缠绕线圈26内以帮助支撑元件并作为形体，以及天线元件14a、14c然后被包住在也由塑料或橡胶化非导电材料形成的外覆盖物30中。螺旋缠绕线圈26的最下端连接到rg178电缆32的内导体或其等同物，所述电缆32优选地延伸大约130.0毫米，电缆32的相对端连接到位于外壳4的内部空腔内的印刷电路板12上的电路。
在附图的图14中示出了每个vhf天线元件14a、14c的甚至更优选的形式。从其枢轴联轴器18的基部(即，在天线外壳4的顶面16处)到它相对的自由端，vhf天线元件14a、14c优选地具有大约159毫米的长度。rg178同轴电缆32从其在印刷电路板12上的连接起延伸通过枢轴联轴器18并进入外盖30的开放下端。外盖30优选地由刚性塑料材料制成，所述刚性塑料材料诸如具有靠近其顶部封闭自由端有大约8.1毫米的内径并且从其封闭顶端到它被安装在枢轴联轴器18(其具有大约12毫米的高度)上的其开放底端有大约146毫米的轴向长度的锥形形状的热塑性聚酯弹性体(tpee)。
电缆32穿过天线元件盖30内的收缩管34的下部部分，所述收缩管34从进入枢轴联轴器18延伸到靠近或进入螺旋缠绕线圈26的开端。这个第一收缩管34优选地具有大约5毫米的内径和大约45毫米的长度，并且为天线元件盖30内的同轴电缆32提供支撑。
同轴电缆32的外绝缘护套和屏蔽层终止于天线元件盖30的长度向上大约五分之一(1/5)至大约四分之一(1/4)，并且电缆32的内绝缘盖在屏蔽层和外护套终止于的地方上面被稍微移除以使同轴电缆32的内导体暴露，所述内导体电连接到螺旋缠绕线圈26的最下端。为了保护，第二收缩管36覆盖同轴屏蔽层的终止端并且延伸直到且遍布内导体和螺旋缠绕线圈26的连接，所述第二收缩管36具有大约1.5毫米的内径和大约16毫米的长度。
辐射线圈26优选地是由青铜制成并且具有由中国扬州唐瓦电子弹簧有限公司所制造的零件号c5191w-h的预制扭转弹簧。螺旋缠绕线圈26优选地长度为大约84毫米且直径为大约80毫米，并且具有大约45.5匝电线。
第三收缩管38在螺旋缠绕线圈26内轴向地延伸并且作为用于线圈26的支撑形体。优选地，这个第三收缩管38具有大约2.5毫米的内径和大约105毫米的长度。
优选地，两个vhf天线元件14a、14c彼此间隔开大约77毫米的距离，使得在它们之间存在互耦合。如从图18a-18g可看到的，vhf天线元件14a、14c之间的互耦合基本上在整个vhf频带上给本发明的电视天线2提供全向信号接收天线方向图。当vhf天线元件14a、14c被设置在垂直位置中时，两个vhf天线元件14a、14c充当与端射螺旋天线相反的宽边螺旋天线以提供全向性。但是，vhf天线元件14a、14c中的每一个可能可以被构造为改良的同轴套筒天线，将连同uhf天线元件14b一起对此进行详细的描述。
本发明的电视天线2的uhf天线元件14b被优选地形成为改良的同轴套筒天线，并且应该参考图15和图16，其示出了此uhf天线元件14b的结构。更具体地，在一个优选的形式中，uhf天线元件14b包括位于外覆盖物42内的起套筒辐射器作用的黄铜管40。给天线元件14b馈电的电信号电缆32的屏蔽层和外绝缘层终止以减少uhf频带上的电容负载。起套筒辐射器作用的黄铜管40的大小优选地直径为大约5.2毫米且长度为大约72毫米。uhf天线元件14b的馈电点在电视天线2的外壳4的内部空腔内的印刷电路板12上。给天线元件14b馈电的同轴电缆32优选地为rg178电缆或其等同物并且形成uhf天线元件14b的一部分。另外，印刷电路板12包括作为印刷电路板12上的覆铜迹线的地平面13，并且这也形成uhf天线元件14b的一部分。
在典型的同轴套筒天线中，同轴电缆的屏蔽层延伸通过套筒的孔并且终止于套筒的顶部轴向端处，其中套筒从那里向下延伸并作为辐射元件。同轴电缆的内导体通常通过套筒的顶端轴向地延伸到套筒并且超过顶端达选定距离，所述内导体作为第二辐射元件。
本发明的uhf天线元件14b在结构上与常规的同轴套筒天线不同。电缆32的同轴屏蔽层在印刷电路板12上在其上的地平面13处接地并且向上延伸到套筒或管40的开放轴向底端中并且至少部分地沿着其长度轴向地延伸而不接触套筒或管40，所述屏蔽层仍然被同轴电缆32的外非导电保护层包住。同轴电缆32的内导体继续穿过套筒或管40的孔，直到它到达它电连接到的套筒40的顶部封闭轴向端为止。在它到达套筒40的顶部封闭端之前，同轴屏蔽层和外绝缘覆盖物终止(即，在这点上面的部分被移除)，同时内导体和内绝缘覆盖物继续向上穿过套筒孔。内导体的绝缘层仅在内导体连接到套筒或管40的顶部封闭轴向端的电缆端处被移除，使得内导体在它穿过其孔到它连接到的套筒40的顶部封闭端时不接触套筒40的内侧壁。因此，利用uhf天线元件14b的这个优选形式，在套筒40下面的同轴电缆32的下部部分的外屏蔽层作为第一下部垂直辐射元件，并且内导体连接到的套筒40作为第二上部垂直辐射元件。因此，uhf天线元件14b在同轴电缆32连接到的印刷电路板12处被端馈电，而被形成为在天线元件14b下面的印刷电路板12上的铜覆层并且同轴电缆32的外屏蔽层连接到的地平面13作为反射元件并且形成uhf天线元件14b的结构的一部分。
在附图的图17中示出了uhf天线元件14b的甚至更优选的形式。从其枢轴联轴器18的基部(即，在天线外壳4的顶面16处)到它相对的自由端，uhf天线元件14b具有大约159毫米的长度，所述长度出于美学目的是与vhf天线元件14a、14c相同的长度。rg178同轴电缆32使其屏蔽层被焊接到外壳4内的印刷电路板12上的地平面13，然后从其在印刷电路板12上的连接起延伸通过枢轴联轴器18并进入外盖42的开放下端。外盖42优选地由诸如热塑性聚酯弹性体(tpee)的刚性塑料材料制成，就像vhf天线元件14a、14c上的盖30一样，以及具有靠近其顶部封闭自由端有大约8.1毫米的内径并且从其封闭顶端到它被安装在枢轴联轴器18(其有大约12毫米的高度)上的其开放底端有大约147毫米的轴向长度的锥形形状。
电缆32穿过uhf天线元件盖42内的收缩管44的下部部分，所述收缩管44从进入枢轴联轴器18延伸到靠近或进入辐射套筒40的开放底端。这个第一收缩管44优选地具有大约5毫米的内径和大约30毫米的长度，并且为天线元件盖42内的同轴电缆32提供支撑。同轴电缆32完整穿过套筒40的孔的轴向长度的大部分。
距套筒40的封闭顶端大约27毫米处是电缆32的同轴屏蔽层和外保护套筒终止的地方。为了保护和强度，第二收缩管46覆盖同轴屏蔽层和外护套的终止端并从那里向上延伸，第二收缩管46的长度是大约10毫米并且其内径是大约1.5毫米。同轴电缆32的内导体及其内绝缘覆盖物继续从那里向上。靠近套筒40的顶端，内保护绝缘覆盖物被剥去以使内导体暴露，所述内导体在其内部表面上被焊接到套筒40的封闭顶端。
套筒40优选地依照astm标准no.c27000和jis标准no.c2700由黄铜管制成。套筒40具有大约5.2毫米的内径，并且从其开放底端到其封闭顶端具有大约71毫米的轴向长度。套筒40用作同轴电缆32的内导体连接到的辐射元件。
第三收缩管48被装配在套筒40的顶部封闭端上方并从那里延伸到靠近天线元件盖42的顶部自由端且在其孔内，以及为外盖42内的天线元件14b的组件提供刚性和支撑。这个第三收缩管48优选地具有大约5毫米的内径和大约60毫米的长度。
uhf天线元件14b与中间vhf天线元件14c间隔开大约77毫米的距离并且与第一vhf天线元件14a间隔开大约154毫米的距离，使得在vhf天线元件14a、14c与uhf天线元件14b之间存在互耦合。如从图19a-19g中所示的信号接收天线方向图可看到的，这给本发明的电视天线2提供全向性。
两个vhf天线元件14a、14c和uhf天线元件14b电连接到位于电视天线2的外壳4的内部空腔内的印刷电路板12上的vhf/uhf合路器和阻抗匹配电路50，所述合路器和阻抗匹配电路50被示意性地示出在附图的图20中。更具体地，vhf天线元件14a、14c连接到的合路器电路50的vhf支路52包括含有一系列电容器(c1-c4)和电感器(l1-l3)的调谐滤波器电路54，并且uhf天线元件14b连接到的合路器电路50的uhf支路56也包括像vhf调谐滤波器电路54一样包括一系列电容器(c5-c9)和电感器(l4和l5)的调谐滤波器电路58。vhf调谐滤波器电路54的输出端和uhf调谐滤波器电路58的输出端一起连接到外部同轴电缆60在其一端处的内导体，该电缆60的外屏蔽层连接到印刷电路板12上的地平面13，该电缆60的阻抗优选地为75欧姆，其另一端被提供有连接器，使得承载广播vhf和uhf信号的电缆60可以连接到电视或监视器。
在本发明的又一第二形式中，电视天线2可以包括承载在与用于vhf/uhf合路器和阻抗匹配电路50并且位于天线外壳4的内部空腔内的印刷电路板相同或不同的印刷电路板12上的wifi接入点(ap)电路或wifi中继器或wifi范围延伸器电路。wifiap电路或wifi中继器或wifi范围延伸器电路连接到也安装在天线外壳4的顶面6上的两个垂直天线元件14d、14e(即，第四和第五天线元件)。
更具体地，并且如附图的图21-39中所示，可看到的是，提供了用于接收wifi频带(大约2.41ghz到大约2.48ghz和5ghz)中的信号的两个附加的天线元件14d、14e。像vhf和uhf天线元件14a-14c一样，两个wifi天线元件14d、14e被安装在铰链或枢轴联轴器18上，使得它们可以在水平位置中向下折叠以被安置在天线外壳4的顶面6上或者靠近天线外壳4的顶面6，并且使得当天线2正在被用于接收wifi信号时，它们可以按照垂直于天线外壳4的顶面6的垂直配置被升高和保持就位。优选地，两个wifi天线元件14d、14e被安装为靠近从那里安装vhf和uhf天线元件14a-14c的天线外壳4的相对的第二横向侧壁20。一个wifi天线元件14d在两个vhf天线元件14a、14c之间向下折叠，并且另一个wifi天线元件14e在中间vhf天线元件14c与uhf天线元件14b之间向下折叠，使得所有五个天线元件14a-14e可以被折叠到天线外壳4的顶面6上而不会彼此干扰。
将wifi天线元件14d、14e及其相关电路包括在与vhf和uhf天线元件14a-14c相同的天线外壳4上的优点是显而易见的。vhf和uhf天线元件14a-14c接收“空中”电视信号。通过具有由本发明的电视天线2提供的内置wifiap(接入点)或wifi中继器或wifi范围延伸器，这将帮助解决消费者在他们家或办公室中依赖强wifi信号使得他们可以能够观看实况流视频内容或广播电视信号的问题。
两个wifi天线元件14d、14e优选地将被构造为组合式螺旋天线和同轴套筒天线(但是可能可以采取先前所描述的经改良的同轴套筒天线的结构)。更具体地，图38a和图38b是wifi天线元件14d、14e的侧视图，并且图39示出了wifi天线元件14d、14e的其外盖94被移除的内部结构。如图38a图和38b中所示，wifi天线元件14d、14e具有从其顶部自由端到它耦合到大约165毫米的枢轴联轴器18的枢轴点所测量到的总长度。从外盖94的顶部自由端到同轴电缆32在wifi电路的印刷电路板(或用于vhf/uhf合路器电路50的印刷电路板12)上的连接点所测量到的wifi天线元件14d、14e的总长度(包括它连接到的同轴电缆32的长度)是大约240毫米。wifi天线元件14d、14e的外盖94在形状上是类似的并且由与vhf和uhf天线元件14a-14c的外盖30、42的材料类似的材料构造。外盖94优选地具有大约13毫米的内径。不包括外盖94，wifi天线元件14d、14e中的每一个在从其到wifi印刷电路板的连接点到天线元件的自由端所测量到的总长度上优选地为大约220.0毫米。同轴电缆32(其也可以是rg178电缆但更优选地是rg113电缆)从wifi电路的印刷电路板(或用于vhf/uhf合路器电路50的印刷电路板12)穿过枢轴联轴器18到黄铜圆柱形套筒90，同轴电缆32的外屏蔽层通过焊接等电连接到所述黄铜圆柱形套筒90。套筒90被优选地定位为使得其开放底端距同轴电缆32的下部轴向端处的插头连接器96大约84毫米，所述插头连接器96用于将同轴电缆32连接到wifi印刷电路板。套筒90优选地具有大约5.0毫米的内径和大约52毫米的纵向长度。
同轴电缆32的内导体穿过套筒90的顶端中的开口并且从那里轴向地延伸达大约又84毫米到天线元件14d、14e的顶部自由端(不包括外盖94)，并且内导体在此部分上的直径是大约1.2毫米。
在套筒90的顶端上面大约10毫米处，内导体被形成为螺旋结构92。此螺旋部分92具有大约25.0毫米的轴向长度和大约5.5毫米的内径。内导体在外盖32内的轴向方向上从螺旋部分92的顶端延续达大约又49毫米到wifi天线元件14d、14e的自由端，不包括外盖94。
wifi天线元件14d、14e的频率范围优选地为大约2.4ghz至大约2.49ghz，以及大约4.9ghz至大约5.9ghz。天线元件14d、14e的阻抗是大约50欧姆，并且电压驻波比(vswr)是大约2:1。辐射方向图是全向的，并且峰值增益在大约2.4ghz处是大约8dbi，而在大约5.66ghz处是大约10dbi。极化是线性的。优选地，用于将用于wifi元件14d、14e的同轴电缆32连接到wifi印刷电路板的连接器96是ipex插头连接器。
与vhf和uhf天线元件14a-14c一样，两个wifi天线元件14d、14e彼此间隔开大约81毫米的距离，使得它们相互耦合，并且一起提供全向信号接收天线方向图。
图37示出了不仅用于wifi接入点的电路而且用于vhf和uhf天线元件14a-14c的合路器和阻抗匹配电路50的总体框图。两个wifi天线元件14d、14e被示出在图37中并且分别标记为“双频带wifi天线1”和“双频带wifi天线2”。每个wifi天线元件14d、14e连接到双工器和合路器电路62的输入端。存在来自两个双工器和合路器电路62中的每一个的两个输出端。来自每个双工器和合路器电路62的一个输出端被提供给用于ieee标准802.11a/n/ac接收的第一wlan控制器电路64(例如，由台湾的realtek半导体公司制造的零件号rtl8812a)。来自两个双工器和合路器电路62中的每一个的另一个输出端被提供给第二wlan控制器电路66，这第二wlan控制器电路66在ieee标准802.11b/g/n下提供接收(例如，由台湾的realtek半导体公司制造的零件号rtl8192e)。
两个wlan控制器电路64、66中的每一个的输出端被提供给ap/路由器网络处理器电路68(例如，由台湾的realtek半导体公司制造的零件号rtl8198u)，并且ap/路由器网络处理器电路68的输出端被提供给天线外壳4上的输出端口或连接器，其接受电缆的兼容连接器以将由wifi天线元件14d、14e接收的并由wifi电路处理的wifi信号提供给电缆的相对端连接到的电视或监视器。可替选地，可以在承载vhf和uhf信号的相同电缆60上向电视或监视器提供wifi信号。
另外如图37中所示，两个vhf天线元件14a、14c连接到vhf天线阻抗匹配电路70，其输出被提供给诸如先前所描述的uhf/vhf合路器电路72。uhf天线元件14b连接到uhf天线匹配电路74，其输出端也连接到uhf/vhf合路器电路72。uhf/vhf合路器电路72的输出端被提供给位于天线外壳4上的dtv(数字电视)天线输出连接器76以便经由同轴电缆60连接到电视或监视器，或者可以被直接地提供给电缆60的一端，而不用连接器76，所述端电连接到上面安装有图37中所示的电路的印刷电路板(例如，板12)。
本发明的电视天线2也可以包括位于天线外壳4的内部空腔内的印刷电路板12上或者位于外部外壳中并通过适当的同轴电缆连接到电视天线2的输出连接器76的放大器电路78。ac至dc电源80不仅向放大器电路78而且向wifidc电源电路82提供dc电压，所述wifidc电源电路82可以包括用于向wifi电路的各种电气组件提供dc电压的降压转换器。ac至dc电源转换器电路80也优选地包括滤波器电路84或fm陷波器，以阻止fm干扰并且向电视天线2的电路提供干净且稳定的dc电压。
如先前所提及的，本发明的电视天线2可以包括用于重播由wifi天线元件14d、14e接收到的wifi信号的wifi延伸器或中继器电路。在图37a和图37b中示出了两个此类电路。此类延伸器/中继器电路可以包括具有诸如图37中所示的和先前所描述的wifi接入点电路的本发明的电视天线2的相同或类似的组件，并且在图37、图37a和图37b中使用的相似的附图标记表示相同或类似的组件。
图37a中所示的电路是为2.4ghzwifi信号频率范围中的操作而设计的。wifi天线元件14d、14e中的一个或两个作为收发器天线，以接收和重传2.4ghz频带中的wifi频率信号。wifi天线元件14d、14e电耦合到高通滤波器电路90，并且来自高通滤波器电路90的滤波信号被提供给ap/路由器网络wlanb/g/n控制器电路92，诸如由台湾的雷凌(ralink)科技公司制造的零件号mtk7620n，其优选地依照ieee标准802.11b、802.11g和802.11n操作。电路92作为延伸器/中继器并且将通过相同的wifi天线元件14d、14e中的一个或两个来重播由wifi天线元件14d、14e接收到的wifi信号。控制器电路92由wifidc电源电路82以与图37中所示的电视天线电路相同的方式供电。图37a的延伸器/中继器电路的其他组件及其操作和连接与图37中所示的和先前所描述的wifi接入点电路的那些组件及其操作和连接相同或类似。
图37b示出了本发明的电视天线2的替代wifi信号延伸器/中继器电路。该电路被设计来接收和重传双频带(即，2.4ghz和5ghz)中的wifi信号。wifi天线元件14d、14e中的一个能够接收和发射上面所提及的双频带信号，然而wifi天线元件14d、14e中的另一个能够接收和发射2.4ghz频带中的信号。因此，一个或两个wifi天线元件14d、14e优选地作为收发器天线。
wifi天线元件14d、14e电耦合到高通滤波器电路90。来自双频带wifi天线元件14d或14e的高通滤波器电路90的滤波信号被提供给双工器和合路器电路62。来自双工器和合路器电路62的第一输出信号被提供给依照ieee标准802.11a、802.11n和802.11ac操作的第一wlana/n/ac控制器电路64。来自双工器和合路器电路62的第二输出信号被提供给依照ieee标准802.11b、802.11g和802.11n操作的第二wlanb/g/n控制器电路66的一个输入端。来自连接到单频带wifi天线元件14d、14e的另一个高通滤波器电路90的滤波信号被提供给第二wlanb/g/n控制器电路66的第二输入端。来自第一wlan控制器电路64和第二wlan控制器电路66的输出信号被提供给ap/路由器网络处理器电路68的输入端。可以将第一wlan控制器电路64和ap/路由器网络处理器电路68的组合具体实现为由台湾的realtek半导体公司制造的零件号rtl8871am。ap/路由器网络处理器电路68由wifidc电源电路82以与图37中所示的电视天线电路相同的方式供电。图37b和图37a的延伸器/中继器电路的其他组件及其操作和连接与图37中所示的和先前所描述的wifi接入点电路的那些组件及其操作和连接相同或类似。
具有或没有wifi接入点或wifi中继器或wifi范围延伸器的电视天线2易于操作并且除了要将各个天线元件14a-14e升高到直立垂直位置以外不需要由用户调整。除了要将元件置于垂直位置中以外不需要对天线元件14a-14e进行调整，并且天线元件14a-14e之间的互耦合提供“空中”(广播)高清晰度电视信号的全向接收和全向wifi信号接收，以及wifi接入点或wifi中继器或wifi延伸器全部在同一电视天线2中。另外，所有的天线元件14a-14e当不在使用中时可以被平坦折叠到天线外壳4的顶面6上或者靠近天线外壳4的顶面6以便于紧凑存储，使得本发明的天线2可以被较小的包装容纳以便从制造商运送到零售商并且以便展示在零售商的商品货架上。
尽管已经在本文中参考附图描述了本发明的说明性实施例，然而应当理解的是，本发明不限于那些精确的实施例，并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域的技术人员可以在其中实现各种其他变化和修改。