CN102013571A

CN102013571A - 用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线

Info

Publication number: CN102013571A
Application number: CN2010105054067A
Authority: CN
Inventors: 周建华; 柳青; 游佰强; 李伟文; 彭丹; 严新金
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-04-13

Abstract

用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线，涉及一种偶极子天线。提供一种带宽大、回波损耗低、增益性能好、具有全向辐射特性、接收的信号频道多的用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线。设有介质基板、2对椭圆形偶极子贴片、微带馈线；2对偶极子贴片分别位于介质基板的2个面上且位置重合，偶极子臂上带有宽度渐变的缝隙，缝隙以椭圆中轴对称设置，缝隙的宽度由天线信号馈入端向天线尾端逐渐变大，馈电采用由偶极子贴片上引出的微带馈线实现。

Description

用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线

技术领域

本发明涉及一种偶极子天线，尤其是涉及一种用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线。

背景技术

目前，随着无线移动通信技术的迅速发展，车载数字电视技术逐步建立并发展，并且逐渐受到国内外业界的广泛关注，作为一种全新的大众传播媒体，车载数字电视技术主要通过无线传输，它可以广泛使用于公交车、出租车、地铁站、火车以及机场等各类公共场所。DVB组织(数字视频广播行业组织)专门针对移动中接收数字电视的传输***公布了DVB-H标准，该标准不仅克服了以往采用DVB-T标准在移动中接收地面数字电视的局限性和功耗大等缺点，而且成为专门用来向移动设备中传输视音频、多媒体内容的“点对多点”的广播***，为移动中接收数字电视开辟了一条广阔大道，这样数字电视从根本上改变了模拟电视的传统概念，把个人计算机、通讯工具(即3C)真正地融合在一起([13]C.M.Su，L.C.Chou，C.I.Lin，and K.L.Wong，“Internal DTV receiving antenna for laptop application，”Microw.Opt.Technol.Lett.，vol.44，pp.4-6，Jan.5，2005)。国内的创维集团研制的32FW高清晰电视显示器于2004年3月6日通过国家广播电视产品质量监督检验中心的严格检验，成为目前唯一的通过国家权威部门检测，各项参数性能指标完全符合国家有关数字电视接收规定的高清数字电视接收器，从而诞生了国内第一台数字电视。因此在今后的几年内数字电视天线将会有很大的发展。

天线设计及制造技术是车载数字电视的核心关键技术之一，天线的各项特性及形态大小，极大程度地影响了车载数字电视***的工作性能及应用领域，随着车载电视技术的飞速发展，人们对其天线在宽带化、小型化、抗破坏性、多网络兼容性等方面提出了更高的要求。天线在车载数字电视***中具有举足轻重的地位，对其进行深入的研究具有重要的参考价值和实用意义。

车载数字电视***的常用工作频段的频率范围为470～860MHz，其带宽要求一股很窄，基本属于点频工作([25]Yun-Wen Chi，Kin-Lu Wong，and Saou-Wen Su，“Broadband PrintedDipole Antenna With a Step-Shaped Feed Gap for DTV Signal Reception”，IEEETRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION，VOL.55，NO.11，pp.3354-3356，Nov，2007)。对于车载数字电视***的天线设计，在移动中接收数字电视，因为信号是随不同地理位置变化，而信道特性是作动态变化的，这就要求天线对不同信道的动态特性变化的稳定可靠性做出实时反映，在移动中天线须在全方位范围内保证一定的带宽和增益。为此张会平([24]赵会平.一种用于移动接收地面数字电视的天线设计，西部广播电视，Vol.5，Sup，2004)设计出一种全方位圆柱体螺旋微带天线，它把四分之一波长的微带谐振器呈螺旋状地绕在具有一定厚度的空心圆柱体上，其微带贴片与地板构成同轴圆柱体，体积比较短小，可以和任何载体(例如汽车)共形，同时可以设计成任何规格(如50Ω、75Ω等)与同轴电缆联结，不须匹配网络，且空芯内部可以安装有源电子器件。但是这款天线所占空间较大，带宽也不太理想。

目前，普遍用于车载数字电视***天线的线天线，其工作频带窄，可实现接收的信号频道少。随着车载数字电视技术的发展，市场会对信号增益好，带宽大的车载天线产生较大需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带宽大、回波损耗低、增益性能好、具有全向辐射特性、接收的信号频道多的用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线。

本发明设有介质基板、2对椭圆形偶极子贴片、微带馈线；2对偶极子贴片分别位于介质基板的2个面上且位置重合，偶极子臂上带有宽度渐变的缝隙，缝隙以椭圆中轴对称设置，缝隙的宽度由天线信号馈入端向天线尾端逐渐变大，馈电采用由偶极子贴片上引出的微带馈线实现。

所述介质基板的尺寸可为长度230mm，宽度45mm，厚度1.5±0.05mm。

所述微带馈线，可为带有偶极子贴片相邻端引出的微带馈线，馈电用的微带馈线的特性阻抗可为50Ω。

与用于车载数字电视***的常规线天线比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果：

1)带宽大，工作频带为504.5～618.1MHz，其绝对带宽为113.6MHz，其相对带宽为20.2％；

2)天线回波损耗小、辐射性能好，其在中心频点552.6MHz处的回波损耗为-34.65dB，完全满足车载数字电视对天线的技术标准要求，可实现在车辆中获得多频道节目，且图像和声音效果良好。

3)具有尺寸小、结构简单、成本低、易于集成和能够批量生产等突出优点。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视示意图。

图3为本发明实施例的回波损耗(S₁₁)性能图。在图3中，横坐标为频率(MHz)，纵坐标为回波损耗强度(dB)。

图4为本发明实施例的E面方向图。

图5为本发明实施例的H面方向图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

参见图1和2，本发明设有介质基板1，2对覆铜偶极子贴片2，椭圆形偶极子贴片上的缝隙3，以及馈电微带线4。2对偶极子贴片，分别位于介质基板的两面，位置重合。2对椭圆形的偶极子贴片，总长度为226mm，最宽处为35mm。偶极子单臂长度为111mm。椭圆形偶极子贴片带有宽度渐变的缝隙，缝隙关于椭圆中轴对称，其宽度由天线信号馈入端向天线尾端逐渐变大。缝隙起始端与天线信号馈入端的距离为28mm，缝隙终止端与天线尾端的距离为2mm，缝隙最宽处宽度为4mm。由偶极天线相邻端分别引出的微带馈线，宽度为4.5mm，长度为30mm，与椭圆形贴片连接部分长度为18mm，引出部分为12mm，馈线间距为4mm。

本实施例的尺寸误差对天线特性的影响情况参见表1。

表1

注：表1中数据已有一定冗余，各参数之间有一定关联性，给出的是均衡特性。

图3给出本发明实施例的回波损耗(S₁₁)性能图。明显优于常规的微带天线，完全满足数字电视对天线的要求。由图3可以看到，本实施例工作频带为504.5～618.1MHz，其中心频点552.6MHz处的回波损耗为-34.65dB，其绝对带宽为113.6MHz，其相对带宽为20.2％，明显优于常规的微带天线，完全满足数字电视对天线的要求。

从天线的H面和E面方向图可以看出，天线具有全向辐射特性。

所述带有缝隙的偶极子贴片及其缝隙的尺寸可以根据实际的需要进行选择。

Claims

1.用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线，其特征在于设有介质基板、2对椭圆形偶极子贴片、微带馈线；2对偶极子贴片分别位于介质基板的2个面上且位置重合，偶极子臂上带有宽度渐变的缝隙，缝隙以椭圆中轴对称设置，缝隙的宽度由天线信号馈入端向天线。

2.如权利要求1所述的用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线，其特征在于所述介质基板的尺寸为长度230mm，宽度45mm，厚度1.5±0.05mm。

3.如权利要求1所述的用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线，其特征在于所述微带馈线，为带有偶极子贴片相邻端引出的微带馈线。

4.如权利要求1所述的用于车载数字电视的双面椭圆缝隙贴片偶极天线，其特征在于馈电用的微带馈线的特性阻抗为50Ω。