CN103095314B - Cmmb接收终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CMMB接收终端，其包括CMMB接收终端主体和与之进行信号传输的天线，所述天线是超材料天线，其包括介质基板、金属结构、馈线及参考地，所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述参考地包括位于所述介质基板相对两表面的第一参考地单元及第二参考地单元，所述第一参考地单元使所述馈线的一端形成微带线。本发明CMMB接收终端通过精密地控制超材料天线金属结构的拓扑形态及合理布局所述微带线，便得到需要的等效介电常数和磁导率分布，使天线能够在工作频段内实现较好地阻抗匹配，高效率地完成能量转换，并得到理想的辐射场型，增益高，此外，所述天线占用体积小，因而CMMB接收终端的整体体积小，对环境要求低。

Description

CMMB接收终端

技术领域

本发明涉及无线接入终端设备技术领域，尤其涉及一种CMMB接收终端。

背景技术

CMMB全称ChinaMobileMultimediaBroadcasting，即：***多媒体广播。CMMB主要面向小屏幕手持式接收终端，其终端产品种类主要包括MP4、MP5、手机、GPS、USB接收棒、独立接收机等，提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务，实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖。CMMB采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术，***可运营、可维护、可管理，具备广播式、双向式服务功能，支持中央和地方相结合的运营体系，具备加密授权控制管理体系，支持统一标准和统一运营，支持用户全国漫游。

目前CMMB接收终端的电视天线通常采用外置拉杆天线来实现，然而拉杆天线由于价格贵、不美观且外置容易损伤等诸多原因存在，因此，内置CMMB天线逐渐应用在CMMB接收终端中。由于CMMB地面基站U波段要求频段范围474-798Mhz，所以现有的CMMB内置天线所需尺寸很难满是此频段要求，内置天线接收能力远弱于外置天线。尤其是CMMB的较低频段474-562Mhz频段范围，一直是天线设计的难点，即使是拉杆天线也很难在此频段内达到满意的接收指标。目前，为了解决此问题，也有一些方案加载了LNA电路模块对内置CMMB天线损失的信号进行补偿，但是这样的设计方案对天线自身带宽要求很高，即对CMMB天线尺寸同样有一定需要，LNA在放大信号的同时也放大了噪声信号，有一些频点存在被噪声淹没可能，反而恶化了CMMB接收能力。因此，如何解决上述现有的CMMB接收终端所存在的缺陷已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的不足，提出一种CMMB接收终端，该CMMB接收终端的天线对环境要求低，增益高，能够在工作频段内实现较好地阻抗匹配，高效率地完成能量转换，并得到理想的辐射场型，该CMMB接收终端整体体积小。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种CMMB接收终端，其包括CMMB接收终端主体和安装在所述CMMB接收终端主体上且与之进行信号传输的天线，所述天线包括介质基板、金属结构、馈线及参考地，所述金属结构、馈线及参考地均置于所述介质基板上，所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述参考地包括位于所述介质基板相对两表面的第一参考地单元及第二参考地单元，所述第一参考地单元使所述馈线的一端形成微带线。

进一步地，所述CMMB接收终端主体包括前端信号预处理模块、基带信号处理模块及显示模块，所述前端信号预处理模块包括顺序电连接的调谐器单元、解调单元及UAM条件接收单元，所述调谐器单元与所述天线电连接，所述UAM条件接收单元与所述基带信号处理模块电连接，所述调谐器单元、解调单元及UAM条件接收单元分别用于接收从天线传送过来的信号、信道解调和节目解密；所述基带信号处理模块用于完成通信协议栈处理、***管理和多媒体处理；所述显示模块用于将经基带信号处理模块处理后的信息显示成人可识别的信息。

进一步地，所述介质基板设置有若干金属化通孔，所述第一参考地单元与所述第二参考地单元通过所述金属化通孔实现电连接。

进一步地，所述第一参考地单元设置有相互电连接的第一金属面单元及第二金属面单元，所述第一金属面单元与所述馈线的一端位置相对，使所述馈线的一端形成所述微带线；所述第二参考地单元设置有第三金属面单元，所述第三金属面单元与所述第二金属面单元位置相对。

进一步地，所述介质基板位于所述第二金属面单元及所述第三金属面单元处开设有若干金属化通孔，所述第二金属面单元与所述第三金属面单元通过所述金属化通孔电连接。

进一步地，所述第三金属面单元位于所述金属结构的一端，所述第三金属面单元呈长方面板状，并与所述馈线的延伸方向相同。

进一步地，所述第二参考地单元还设置有第四金属面单元，所述第四金属面单元位于所述馈线一端的一侧，并位于所述馈线的延伸方向上。

进一步地，所述介质基板位于所述第一金属面单元及所述第四金属面单元处开设有若干金属化通孔，所述第一金属面单元与所述第四金属面单元通过所述金属化通孔电连接。

进一步地，所述金属结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构、互补式弯折线结构、互补式开口谐振环结构的衍生结构、互补式开口谐振环结构的复合后结构、互补式开口谐振环结构组阵后的结构中的任一种。

进一步地，所述金属结构设置有框体及位于所述框体内的两螺旋线，所述两螺旋线相互连接形成开口螺旋环，所述开口螺旋环与所述框体连接，所述螺旋线的自由端呈面板状。

综上所述，本发明CMMB接收终端通过精密地控制天线金属结构的拓扑形态及合理布局所述微带线，便得到需要的等效介电常数和磁导率分布，使天线能够在工作频段内实现较好地阻抗匹配，高效率地完成能量转换，并得到理想的辐射场型，增益高，此外，所述天线占用体积小，因而CMMB接收终端的整体体积小，对环境要求低。

附图说明

图1是本发明CMMB接收终端的原理框图；

图2是本发明CMMB接收终端天线的主视图；

图3是本发明CMMB接收终端天线的后视图；

图4a为互补式开口谐振环结构的示意图；

图4b所示为互补式螺旋线结构的示意图；

图4c所示为开口螺旋环结构的示意图；

图4d所示为双开口螺旋环结构的示意图；

图4e所示为互补式弯折线结构的示意图；

图5a为图5a所示的互补式开口谐振环结构其几何形状衍生示意图；

图5b为图5a所示的互补式开口谐振环结构其扩展衍生示意图；

图6a为三个图4a所示的互补式开口谐振环结构的复合后的结构示意图；

图6b为两个图4a所示的互补式开口谐振环结构与图4b所示为互补式螺旋线结构的复合示意图；

图7为四个图4a所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明CMMB接收终端做进一步的描述：

超材料天线基于人工电磁材料技术设计而成，人工电磁材料是指将金属片镂刻成特定形状的拓扑金属结构，并将所述特定形状的拓扑金属结构设置于一定介电常数和磁导率基材上而加工制造的等效特种电磁材料，其性能参数主要取决于其亚波长的特定形状的拓扑金属结构。在谐振频段，人工电磁材料通常体现出高度的色散特性，换言之，天线的阻抗、容感性、等效的介电常数和磁导率随着频率会发生剧烈的变化。因而可采用人工电磁材料技术对上述天线的基本特性进行改造，使得金属结构与其依附的介质基板等效地组成了一个高度色散的特种电磁材料，从而实现辐射特性丰富的新型天线。

请参阅图1至图3，本发明CMMB接收终端包括CMMB接收终端主体1和安装在所述CMMB接收终端主体1上且与之进行信号传输的天线2。所述CMMB接收终端主体1包括前端信号预处理模块11、基带信号处理模块12、显示模块13及音频信号输出模块14，所述前端信号预处理模块包括顺序电连接的调谐器单元111、解调单元112及UAM条件接收单元113，所述调谐器单元111与所述天线2电连接，所述UAM条件接收单元113与所述基带信号处理模块12电连接，所述调谐器单元111、解调单元112及UAM条件接收单元113分别用于接收从天线2传送过来的信号、信道解调和节目解密；所述基带信号处理模块12用于完成TD/GSM的通信协议栈处理、***管理和多媒体处理；所述显示模块13用于将经基带信号处理模块12处理后的信息显示成人可识别的信息；所述音频信号输出模块14用于将经基带信号处理模块12处理后的信息转换成音频信号。

在本实施例中，所述前端信号预处理模块11及基带信号处理模块12分别是IF228芯片及SH7343芯片，IF228芯片具有集成度高，超小尺寸，解调性能强，抗单频干扰能力强，超低功耗，支持多种时钟频率输入及支持硬解扰等优点。所述SH7343芯片不仅能实现TS码流硬件解码，而且可承担起基带电路的信号处理和功能控制，同时SH7343内部集成一个高效电源管理模块，可在较高处理速率时优化CPU电源功耗，可以为手持移动终端的开发和功能完善提供良好的***解决方案。

所述天线2是超材料天线，其包括介质基板21、金属结构22、馈线23及参考地，所述介质基板21呈长方板状，其可由高分子聚合物、陶瓷、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料等材质制成。在本实施例中，所述介质基板21的材质采用玻纤材质(FR4)制成，因而不仅成本低，而且可保证在不同的工作频率中保持良好的天线工作特性。

所述金属结构22、馈线23及参考地均置于所述介质基板21的表面上，所述金属结构22与所述介质基板21形成超材料，所述超材料的性能取决于所述金属结构22，在谐振频段，超材料通常体现出高度的色散特性，即其阻抗、容感性、等效的介电常数和磁导率随着频率会发生剧烈的变化，因而通过改变所述金属结构22及介质基板21的基本特性，便使得所述金属结构22与介质基板21等效地组成一个按照洛伦兹材料谐振模型的高度色散的特种电磁材料。

请参阅图1及图4至图7，所述金属结构22可为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构、互补式弯折线结构、互补式开口谐振环结构的衍生结构、互补式开口谐振环结构的复合后结构、互补式开口谐振环结构组阵后的结构中的任一种或类似的拓扑金属结构或金属蚀刻图案，所述金属结构22的形状有无穷多种，并不局限于上述所举的结构。在本实施例中，所述金属结构22设置有框体221及位于所述框体221内的两螺旋线222，所述两螺旋线222相互连接形成开口螺旋环，所述开口螺旋环与所述框体221连接，所述螺旋线222的自由端呈面板状，所述面板状的端部可增加天线的受波面积。

所述馈线23设置在所述金属结构22的一侧，并沿着所述金属结构22的长度方向延伸，其与所述金属结构22相互耦合，其中，所述馈线23的一端弯折延伸至所述金属结构22端部一侧。此外，可根据需要在所述馈线23与金属结构22之间的空间中嵌入容性电子元件，通过嵌入容性电子元件调节馈线23与金属结构22之间的信号耦合，由公式：，可知电容值的大小和工作频率的平方成反比，所以当需要的工作频率为较低工作频率时，可以通过适当的嵌入容性电子元件实现。加入的容性电子元件的电容值范围通常在0-2pF之间，不过随着天线工作频率的变化嵌入的电容值也可能超出0-2pF的范围。

所述参考地位于所述馈线23的一侧，使所述馈线23的位于所述金属结构22端部的一端形成微带线231。在本实施例中，所述参考地包括第一参考地单元24及第二参考地单元25，所述第一参考地单元24及第二参考地单元25分别位于所述介质基板21的相对两表面。所述第一参考地单元24设置有相互电连接的第一金属面单元241及第二金属面单元242。所述第二参考地单元25与所述馈线23位于所述介质基板21的同一侧，并设置有第三金属面单元251及第四金属面单元252。

所述第一金属面单元241与所述馈线23位置相对，使所述馈线23的位于所述金属结构22端部的一端形成所述微带线231，即所述参考地为虚拟地。所述第二金属面单元242与所述第三金属面单元251位置相对。所述第三金属面单元251位于所述金属结构22的一端，所述第三金属面单元251呈长方面板状，并与所述馈线23的延伸方向相同。所述介质基板21位于所述第二金属面单元242及所述第三金属面单元251处开设有若干金属化通孔26，所述第二金属面单元242与所述第三金属面单元251通过所述金属化通孔26电连接。

所述第四金属面单元252位于所述馈线23一端的一侧，并位于所述馈线23的延伸方向上。所述介质基板21位于所述第一金属面单元241及所述第四金属面单元252处开设有若干金属化通孔26，所述第一金属面单元241与所述第四金属面单元252通过所述金属化通孔26电连接。通过第一金属面单元241与所述馈线23的一端形成所述微带线231，因而可减少外部信号对在所述馈线23上传送的信号干扰，提高天线增益，实现较好的阻抗匹配，节省材料，成本低。所述第一金属面单元241至第四金属面单元252之间通过巧妙的位置设置，因而使所述参考地占用较小的空间，便实现较大的面积。此外，通过设置所述金属化通孔26，因而可进一步提高所述参考地的面积。

综上所述，本发明CMMB接收终端通过精密地控制天线金属结构22的拓扑形态及合理布局所述微带线231，便得到需要的等效介电常数和磁导率分布，使天线能够在工作频段内实现较好地阻抗匹配，高效率地完成能量转换，并得到理想的辐射场型，增益高，此外，所述天线占用体积小，因而CMMB接收终端的整体体积小，对环境要求低。

上面结合附图对本发明的较佳实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，例如，所述金属结构22与所述馈线23之间设置有连接件，使所述金属结构22与所述馈线23相互电连接，即所述金属结构22与所述馈线23之间采用感性耦合方式等，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种CMMB接收终端，包括CMMB接收终端主体和安装在所述CMMB接收终端主体上且与之进行信号传输的天线，其特征在于：所述天线是超材料天线，该天线包括介质基板、金属结构、馈线及参考地，所述金属结构、馈线及参考地均置于所述介质基板上，所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述参考地包括位于所述介质基板相对两表面上的第一参考地单元及第二参考地单元，所述第一参考地单元使所述馈线的一端形成微带线；

所述CMMB接收终端主体包括前端信号预处理模块、基带信号处理模块及显示模块，所述前端信号预处理模块包括顺序电连接的调谐器单元、解调单元及UAM条件接收单元，所述调谐器单元与所述天线电连接，所述UAM条件接收单元与所述基带信号处理模块电连接，所述调谐器单元用于接收从天线传送过来的信号，所述解调单元用于信道解调，所述UAM条件接收单元用于节目解密；所述基带信号处理模块用于完成通信协议栈处理、***管理和多媒体处理；所述显示模块用于将经基带信号处理模块处理后的信息显示成人可识别的信息。

2.根据权利要求1所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述介质基板设置有若干金属化通孔，所述第一参考地单元与所述第二参考地单元通过所述金属化通孔实现电连接。

3.根据权利要求1所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述第一参考地单元设置有相互电连接的第一金属面单元及第二金属面单元，所述第一金属面单元与所述馈线的一端位置相对，使所述馈线的一端形成所述微带线；所述第二参考地单元设置有第三金属面单元，所述第三金属面单元与所述第二金属面单元位置相对。

4.根据权利要求3所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述介质基板位于所述第二金属面单元及所述第三金属面单元处开设有若干金属化通孔，所述第二金属面单元与所述第三金属面单元通过所述金属化通孔电连接。

5.根据权利要求4所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述第三金属面单元位于所述金属结构的一端，所述第三金属面单元呈长方面板状，并与所述馈线的延伸方向相同。

6.根据权利要求3所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述第二参考地单元还包括第四金属面单元，所述第四金属面单元与所述馈线一端相间隔，并位于所述馈线的延伸方向上。

7.根据权利要求6所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述介质基板位于所述第一金属面单元及所述第四金属面单元处开设有若干金属化通孔，所述第一金属面单元与所述第四金属面单元通过所述金属化通孔电连接。

8.根据权利要求1所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述金属结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构、互补式弯折线结构、互补式开口谐振环结构的复合后结构中的任一种。

9.根据权利要求1所述的CMMB接收终端，其特征在于：所述金属结构设置有框体及位于所述框体内的两螺旋线，所述两螺旋线相互连接形成开口螺旋环，所述开口螺旋环与所述框体连接，所述螺旋线的自由端呈面板状。