专利名称：使用人体天线的数字多媒体广播接收器与接收方法
技术领域：
本发明涉及地面数字多媒体广播(T-DMB )接收器与接收方法，更具体地， 涉及使用人体天线的T-DMB接收器与接收方法。
背景技术：
数字多媒体广播(DMB)向步行或乘车旅行的用户提供各种多媒体服务， 例如音频、视频、以及各种数据，并且大致分为地面DMB (T-DMB)与卫星DMB (S-DMB)。根据T-DMB，利用当前用于模拟TV广播的广播基站，传送非常高 频(VHF )波段(即200 MHz波段)的信号，并且用户使用其自己的T-DMB接 收器接收信号。在T-DMB中，使用各种类型的T-DMB接收器，例如车载、固 定、以及便携式T-DMB接收器，并且人们预测对于便携式T-DMB接收器或者 与手机结合的便携式T-DMB接收器的需求将飞速上升。
用于T-DMB接收器的天线的尺寸与所用频率的波长成比例。因为T-DMB 接收器使用200 MHz的相对较低的频率，所以与利用大于800 MHz的频率的 一般无线通信终端的天线相比，T-DMB接收器必须使用相对较大的天线。例 如，对于广泛用于无线通信终端的单极天线，天线长度为对应于所用频率的 波长的四分之一，并且这适用于使用200 MHz波段的T-DMB接收器，此时天 线长度大约为37. 5 cm，因此对于要携带T-DMB接收器用户来说，天线太长。
为了解决这一问题，人们已经提出了通过利用各种天线小型化技术将天 线小型化、并且将其安装在相应接收器内而获得的内置天线。此类内置天线 比单极天线短，但是由于安装在接收器内部，而具有较低的接收灵敏度。另 外，当用户携带接收器时，因为接收器靠近用户，所以天线的接收特性受到 用户身体的影响，并且因此，由于天线输入匹配条件的变化，接收特性降级。
发明内容
本发明提供了使用人体作为天线的地面数字多媒体广播(T-DMB )接收器 与接收方法，从而T-DMB接收器易于携带，并且具有优良的接收特性。
根据本发明的一方面，提供了 一种使用人体作为天线的地面数字多媒体
广播(T-DMB)接收器，该T-DMB接收器包括与人体接触的电极；低频》文大 器，其通过电极接收由于由地面中继站发射的函B广播信号而流经人体的电 流，并且放大收到的电流；以及阻抗匹配电路，其位于电极与低频》文大器之 间，并且匹配人体的阻抗与低频方文大器的阻抗。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种使用人体作为天线的地面数字多媒 体广播(T-謹B)中继装置，通过该T-DMB中继装置，将T-應B数据中继给 T-頭B接收器，该T-画B接收器包括接收比T-画B广播的频率高的高频率波 段的信号的高频接收器，该T-DMB中继装置包括与人体接触的电极；低频 放大器，其通过电极接收由于函B广播信号而流经人体的电流，并且i欠大收 到的电流；阻抗匹配电路，其位于电极与低频放大器之间，并且匹配人体的 阻抗与低频放大器的阻抗；上变频器，其将低频放大器放大的电流转换为对 应于T-DMB接收器的高频接收器的高频信号。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种使用人体作为天线的地面数字多媒 体广播(T-DMB)接收器，该T-DMB接收器包括第一接收器，其通过与人体 接触的电极接收由于由副B广播信号而流经人体的电流，放大收到的电流， 并且与人体匹配阻抗；第二接收器，其接收由预定T-DMB中继装置转换为高 频信号的DMB广播信号；以及信号选择开关，用来根据预定选择信号，选择 通过第一接收器与第二接收器接收的DMB广播信号。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种使用人体的地面数字多媒体广播 (T-DMB )接收方法，其中通过包含预定接收电路的T-DMB接收器接收T-DMB 信号，该方法包括匹配T-画B接收器的阻抗与人体的阻抗；在阻抗匹配之 后，测量由于DMB广纟番信号而流经人体的电流，以及放大测量的电流。
相应地，可以实现易于携带的、没有单独的天线的T-DMB接收器。
根据本发明的实施例，因为通过利用人体作为T-DMB接收器的天线、不 需要单独的天线，所以该T-DMB接收器易于携带。另外，通过利用T-DMB中 继装置或者单独的天线，即使当T-DMB接收器不与人体接触时，也可以收到 DMB广纟番信号。
图1为显示在200 MHz的T-函B频率波段上、构成人体的组织/器官的电 导率的图2显示用于模拟人体天线特性的人体模型；
图3A与图3B为显示利用图2的人体模型模拟的人体天线特性的图； 图4为根据本发明实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收器的原理图； 图5为图4的根据本发明实施例的利用人体作为天线的T-画B接收器的 方框图6为根据本发明另一实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收器与中 继装置的原理图7为图6的根据本发明实施例的利用人体作为天线的T-固B中继装置 的方才匡图8为根据本发明另一实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收器的方 框图9为根据本发明另一实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收器的原 理图IO为图9的根据本发明实施例的利用人体作为天线的T-薩B接收器的 方框图11为根据本发明另一实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收方法的
流程图。
具体实施例方式
以下参照附图更全面地描述使用人体天线的地面数字多i某体广播 (T-画B)接收器与接收方法，在附图中显示了本发明的示范性实施例。
图1为显示在200 MHz的T-DMB频率波段上、构成人体的组织/器官的电 导率的图。
参照图1，考虑到1.5。C的水在300 MHz上具有大约0. 047 S/m的电导率， 人体可以为电流通过其流动的导线。具体地，比较人体的高度(即1到2 m) 与200 MHz波段(其为T-DMB接收器所用的频率)的波长1，因为1到2 m的 高度对应于0. 7到1. 31的波长，所以人体可以为具有足够天线长度的导线。
另外，因为由位置远离用户的广播基站传送的謹B广播信号的幅度(即 电波信号)由于空气造成的损失以及多个结构、在用户的位置处非常小，所 以在将人体用作便携式T-函B接收器的天线时，由于收到的电波信号而流经
人体的电流的幅度也非常小，并且因此人体只会受到非常轻微的影响。 图2显示用于模拟人体天线特性的人体模型。
参照图2,将一小功率施加到人体模型的手部，并且脚下的地面由金属 板建模。该人体模型以具有标准体形的成年男子的总共32个人体组织与器官 建模，并且对于用于该模型的人体组织与器官的典型电容率与电导率， <吏用 美国联邦通信委员会(FCC)提供的值。
图3A与图3B为显示利用图2的人体模型模拟的人体天线特性的图。
参照图3A，在除图2的地面以下之外的所有方向上，人体天线具有大于 -40 dBi的天线增益特性，并且具有最大值-25. 5 dBi。
参照图3B，人体天线在170到230 MHz的频率波段内具有大于-27. 5 dBi 的最大天线增益特性。
图3A与图3B所示的天线增益特性为当向图2的人体模型的手部加电时 的特性，并且即使向人体模型的其他部位加电，也可以获得类似的天线增益 特性。
考虑到用于一般无线通信终端的天线的最大天线增益大于0犯i，人体 天线具有非常低的天线增益，并且因此，当通过人体天线接收信号时，由于
非常低天线增益的信号损失导致接收到的信号的非常小的幅度。为了补偿该 信号损失，需要用来放大通过人体天线接收的信号的放大器，并且优选地， 该放大器具有大于27. 5 dB的增益，以补偿由于人体天线的大约27. 5 dB的 最大信号损失。
另外，因为人体天线具有大于400 W的非常高的输入阻抗，所以需要人
体天线的输入阻抗与放大器的输入阻抗之间的阻抗匹配，并且因此必须在放 大器与人体天线之间插入阻抗匹配电路。
与用于一般无线通信终端的放大器与阻抗匹配电路不同，因为根据本发 明实施例的利用人体天线的T-DMB接收器的放大器与阻抗匹配电路在200 MHz 的低频率波段上操作，所以T-DMB接收器的放大器可以具有低功率操作中的 所需的增益特性。另外，阻抗匹配电路可以使用小尺寸集总元件，例如电感 器与电容器，而非用于常规传送线的分布元件，因此可以容易地实现小尺寸 匹配电^各。
图4为根据本发明实施例的利用人体400作为天线的便携式T-脂B接收 器的原理图，图5为图4的根据本发明当前实施例的利用人体400作为天线
的便携式T-函B接收器410的方框图。
参照图4,虽然根据本发明当前实施例的便携式T-画B接收器410与人 体400的手部接触，但是T-DMB接收器410也可以与人体400的其他部位(例 如手腕、腰部、胸部、或者颈部)接触。另外，与人体400接触的T-DMB接 收器410的电极420可以位于便携式T-醒B接收器410的背面、或者T-DMB 接收器410表面上可以容易地形成电极420并且电极420与人体400接触的 任何位置。
参照图5，通过将电极420、阻抗匹配电路430、低频》丈大器440添加到 常规接收电路450,实现便携式T-面B接收器410。
电极420直接与人体400接触，并且可以通过在便携式T-画B接收器410 的表面上形成金属板来实现，并且在便携式T-DMB接收器410表面中的与人 体400接触足够面积的位置处形成。
阻抗匹配电路430匹配人体400的阻抗与低频放大器440的阻抗。低频 放大器440为低频率波段放大器，其通过电极420接收由于由T-DMB广播基 站发射的DMB广播信号、而流经人体400的电流，并且放大收到的电流。将 放大的信号输入接收电路450。因为低频放大器440在其低频率波段中操作， 所以其可以以低功率操作，并且因为阻抗匹配电路4 3 0可以用集总元件实现， 所以它们都可以是d 、尺寸的。
图6为根据本发明另一实施例的利用人体600作为天线的T-DMB接收器 620与T-DMB中继装置610的原理图，图7为图6的根据本发明当前实施例 的利用人体600作为天线的T-DMB中继装置610的方框图。
参照图6,根据本发明当前实施例的T-画B接收器620通过T-DMB中继 装置610接收画B数据，T-画B中继装置610将通过人体600接收的信号转 换为高频率波段信号，并且将转换后的信号传送给T-画B接收器620。
虽然T-DMB中继装置610位于人体600的腕部，但是其可以与人体600 的其他部位接触。当T-DMB接收器620与人体600接触时，T-DMB接收器620 如图4与图5所示的便携式T-画B接收器410那样通过人体600接收DMB数 据。但是,如果例如用户坐在椅子上并且离开位于桌子上的T-DMB接收器620， 则用户佩带的T-画B中继装置610可以发送高频率波段信号给T-DMB接收器 620。即，T-DMB中继装置610通过人体600接收的DMB广播信号被转换为高 频率波段信号，并且被传送给T-画B接收器6M。参照图7, T-函B中继装置610包括电极630、阻抗匹配电路640、低 频放大器650、上变频器660、以及发送天线670。 T-DMB接收器620包括接 收器(未显示)，其可以接收比T-DMB广播信号的频率高的高频率波段信号， 从而其可以接收从T-DMB中继装置610发送来的信号。
因为在T-DMB中继装置610中包含的电极630、阻抗匹配电路640、低频 放大器650具有与图5所示的电极420、阻抗匹配电^各430、低频放大器440 相同的配置与功能，所以省略其详细描述。
上变频器660将低频放大器650放大的画B广播信号转换为高频DMB广 播信号，并且通过发送天线670将转换的画B广l番信号发送给T-DMB接收器 620。
即，接收DMB数据的过程包括通过使通过人体600接收的画B广播信 号通过电极630、阻抗匹配电路640、低频放大器650,放大通过人体600接 收的DMB广播信号；利用上变频器660,将放大的信号转换为高频率波段信 号；以及通过发送天线67 0将转换的信号发送给T-DMB接收器620。
根据本发明的当前实施例，除低频放大器650与上变频器660之外，还 可以向当前实施例的T-DMB中继装置610添加另一i文大器与另 一频率转换器、 或者用于无线通信的其他设备，或者低频放大器650与上变频器660的布置 顺序可以变化。另外，通过以小尺寸元件实现，T-DMB中继装置610中除电 极630之外的剩余元件可以插入到在人体600上佩带的现有设备(例如手表、 项链、或者戒指)中，并且电极630可以适当地形成在现有设备之外。
图8为根据本发明另一实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收器的方 框图。
参照图8,根据本发明当前实施例的T-DMB接收器包括电极810、阻抗 匹配电路820、低频放大器830、以及接收电路880,并且还包括接收天线 840、高频放大器850、下变频器860、以及选择开关870,用来从图6所示 的T-DMB中继装置610接收画数据。
即，图8所示的T-DMB接收器包括第一接收器，包括电极810、阻抗 匹配电路820、以及低频放大器830;第二接收器，包括接收天线840、高频 放大器850、下变频器860;以及选择开关870。
第二接收器的接收天线840接收来自图6所示的T-DMB中继装置610的 高频DMB广播信号。高频放大器850放大接收到的高频画B广播信号，并且
下变频器860将放大后信号的高频率波段转换为原始DMB广播信号的频率波段。
根据用户的选择，选择开关870选择以下中的一个通过第一接收器接 收的画B广播信号、以及通过第二接收器接收的画B广播信号，并且输出所 选的DMB广播信号到接收电路880。
根据本发明的当前实施例，除高频放大器850与下变频器860之外，还 可以向当前实施例的T-DMB接收器620添加另一放大器与另一频率转换器、 或者用于无线通信的其他设备，或者高频放大器850与下变频器860的布置 顺序可以变化。
在当前实施例的T-簡B接收器与人体800接触时，利用选择开关870选 择通过第一接收器接收画B数据的第一路径，并且如图4与图5所示地接收 画B数据。
相反，当T-DMB接收器未与人体800接触时，利用选择开关870选择第 二路径，然后，通过接收天线840接收从图6所示的T-DMB中继装置610发 送来的高频信号，并且由高频放大器850放大。下变频器860将放大的信号 转换为具有原始频率波段的画B广播信号，并且输出到接收电路880。
根据先前实施例的T-DMB中继装置610的发送天线与根据当前实施例的 T-DMB接收器的接收天线840用于高频率波段，并且天线尺寸与所用频率的 波长成比例。相应地，这两个天线可以是小尺寸的。
另外，因为根据先前与当前实施例的T-DMB中继装置与T-DMB接收器之 间的发送与接收发生在几米距离之内，所以用于先前实施例的上变频器660 与用于当前实施例的下变频器860与高频放大器850可以以低功率操作。由 此，可以非常容易地实现根据本发明实施例的T-DMB中继装置与T-DMB接收 器。
图9为根据本发明另一实施例的利用人体900作为天线的T-DMB接收器 920的原理图，图10为图9的根据本发明当前实施例的利用人体作为天线的 T-画B接收器的方框图。
参照图9与图10, T-DMB接收器920包括作为天线的人体900与单独的 天线910。 T-DMB接收器920包括电极1 000,用来通过与人体900接触、 利用人体900作为天线接收讓B信号；阻抗匹配电路1010;低频放大器1020; 天线端子1030,用来通过单独的天线910接收DMB数据；信号选择开关1040，
用来选择通过人体900还是单独的天线910接收DMB广播；以及常规接收电 路1050。
当T-画B接收器920与人体900接触时，用户利用信号选^^开关1040， 选择通过人体900接收DMB数据的第一路径。相反，当T-DMB接收器920未 与人体900接触时，用户安装单独的天线910，并且利用信号选择开关1040, 选择通过单独的天线910接收DMB数据的第二路径。由此，不仅当T-DMB接 收器920与人体900接触时、而且当T-画B接收器920未与人体900接触时， 都可以接收DMB广播信号。
图11为根据本发明实施例的利用人体作为天线的T-DMB接收方法的流程图。
参照图ll,在操作S1100,当利用人体作为天线时，进行人体阻抗与T-画B 接收器的阻抗之间的阻抗匹配。此后，在操作S1110,利用与人体900接触 的电极，测量由于DMB广播信号而流经人体的电流。因为测量的电流非常弱， 所以在操作S1120,由低频放大器放大测量的电流，并且将放大的信号输入 到常规T-DMB接收机的接收电路。
另外，可以接收由图6与图7所示的T-DMB中继装置转换为高频信号的 DMB广播信号，并且在这种情况下，用户可以选择是通过人体还是从T-画B 中继装置接收画B广播信号。
虽然已经参照其优选实施例具体显示并且描述了本发明，但是本领域技 术人员应该理解在不脱离附加的权利要求书限定的本发明的精神与范围的 前提下，可以在形式与细节上进行各种变化。上述实施例应该只在描述性意 义上考虑，而非用于限定目的。因此，本发明的范围不是由本发明的详细描 述限定，而是由附加的权利要求书限定，并且该范围的所有差异都应该被认 为包含在本发明内。
权利要求
1.一种使用人体作为天线的地面数字多媒体广播T-DMB接收器，该T-DMB接收器包括与人体接触的电极；低频放大器，其通过电极接收由于由地面中继站发射的DMB广播信号而流经人体的电流，并且放大收到的电流；以及阻抗匹配电路，其位于电极与低频放大器之间，并且匹配人体的阻抗与低频放大器的阻抗。
2. 如权利要求1所述的T-画B接收器，其中低频放大器具有大于可以补 偿天线损失的特定值的增益特性。
3. 如权利要求1所述的T-DMB接收器，其中利用包含电感器与电容器的 小尺寸集总元件，实现阻抗匹配电路。
4. 如权利要求1所述的T-DMB接收器，还包括 天线端子，该天线端子与画B广播的接收天线组合；以及 信号选择开关，用来选择以下中的一个通过与天线端子组合的画B广播的接收天线接收到的DMB广播信号、以及由低频放大器放大的固B广播信
5. —种使用人体作为天线的地面数字多媒体广播T-函B中继装置，通过 该T-DMB中继装置，将T-DMB数据中继给T-DMB接收器，该T-DMB接收器包 括接收比T-函B数据的频率高的高频率波段的信号的高频接收器，该T-DMB 中继装置包括与人体接触的电极；低频放大器，其通过电极接收由于DMB广播信号而流经人体的电流，并 且放大接收到的电流；阻抗匹配电路，其位于电极与低频放大器之间，并且对人体的阻抗与低频放大器的阻抗进行匹配；上变频器，其将低频放大器放大的电流转换为对应于T-DMB接收器的高频接收器的高频信号；以及发送天线，用于发送高频率波段的所转换的信号。
6. 如权利要求5所述的T-DMB中继装置，其中在手表形结构中，电极位于该手表形结构的底部表面，并且低频放大器、阻抗匹配电路、以及上变频 器位于该手表形结构内。
7. —种使用人体作为天线的地面数字多媒体广播T-画B接收器，该T-DMB 接收器包括第一接收器，其通过与人体接触的电极接收由于画B广播信号而流经人 体的电流，放大收到的电流，并且与人体匹配阻抗；第二接收器，其接收由预定T-DMB中继装置转换为高频信号的DMB广播 信号；以及信号选择开关，用来根据预定选择信号，选择通过第一接收器与第二接 收器中的一个接收的薩B广播信号。
8. 如权利要求7所述的T-DMB接收器，其中第一接收器包括 与人体接触的电极；低频放大器，其通过电极接收由于画B广播信号而流经人体的电流，并 且放大接收到的电流；以及阻抗匹配电路，其位于电极与低频放大器之间，并且匹配人体的阻抗与 低频放大器的阻抗。
9. 如权利要求7所述的T-画B接收器，其中第二接收器包括 接收天线，其接收转换为高频的并且从T-DMB中继装置发送来的画B广播信号；高频放大器，其放大该高频DMB广播信号；以及下变频器，其将放大的DMB广播信号转换为原始DMB广播信号的频率波段。
10. —种使用人体的地面数字多媒体广播T-DMB接收方法，其中通过包 含预定接收电路的T-謹B接收器接收T-薩B信号，该方法包括对T-DMB接收器的阻抗与人体的阻抗进行匹配；在阻抗匹配之后，测量由于脂B广插-信号而流经人体的电流；以及放大测量的电 流。
11. 如权利要求10所述的方法，还包括接收被转换为高频的、并且从预定T-DMB中继装置发送的DMB广播信号；以及根据预定选择信号，选择从所述放大步骤或者所述接收步骤输出的信号。
全文摘要
提供了一种使用人体作为天线的T-DMB接收器与接收方法。该T-DMB接收器包括与人体接触的电极；低频放大器，其通过电极接收由于由地面中继站发射的DMB广播信号而流经人体的电流，并且放大收到的电流；以及阻抗匹配电路，其位于电极与低频放大器之间，并且匹配人体的阻抗与低频放大器的阻抗。相应地，可以实现易于携带的、没有单独的天线的T-DMB接收器。
文档编号H04N7/00GK101208950SQ200680023099
公开日2008年6月25日 申请日期2006年3月13日 优先权日2005年5月11日
发明者姜盛元, 形昌熙, 成真凤, 朴德根, 金真庆, 黄正焕 申请人:韩国电子通信研究院