CN101098040A - 平面转折射频袖珍隐形天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播高频部分、手持或者车载接收机模拟调幅高频部分无线电波信号接收的平面转折射频袖珍隐形天线，包括接收机(1)，在接收机(1)上设有微带贴片天线(3)，该微带贴片天线(3)是分形结构单元串联加载的对称振子接收天线，且上述分形结构单元位于接收机(1)的表面上，本发明不但实现了体积小、成本低，而且能够提高信号接收灵敏度并能实现全方向的性接收，同时能够隐形于接收机机壳中，同时能拓宽天线工作频带宽度。

Description

平面转折射频袖珍隐形天线
技术领域
本发明涉及一种用于接收无线电波信号的天线，尤其涉及一种用于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播高频部分、手持或者车载接收机模拟调幅高频部分无线电波信号接收的平面转折射频袖珍隐形天线。
背景技术
无线通信技术是目前最主要的信息传输技术之一。在无线通信、广播电视以及雷达导航等系统中，均利用无线电波来传递信息以完成整个系统的工作，天线则是这些系统中发射或接收无线电波的部件。其作用是将高频电流转换为电磁波(用于发射)或者将电磁波转换为高频电流(用于接收)。
在各种无线通信中，手持通信和车载通信越来越被人们关注。目前，多功能、多模式、一体化接收机往往要求能够接收基于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播、手持或者车载接收机模拟调幅等多种数字和模拟广播标准的信号，此类通信系统的性能好坏，主要取决于所使用电台性能的好坏和天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素。近年来基于各种标准的无线通信系统随着科技的发展得到了迅速的发展，实现了数字化、固态化和小型化，但是天线技术的发展却较为滞后，难以满足现代接收机多频带和宽频带工作特性，因此设计一个性能良好的多频带工作的天线对于现代无线通信有着非常重要的意义。
传统的无线接收机天线通常采用以下几种形式：环型天线、鞭状天线、磁棒天线。环状天线和鞭状天线的优点是结构简单、价格低、增益适中，然而它们体积较大，不易与接收机的机体实现集成，并且往往需要手工操作；磁棒天线的优点是可以装置于接收机机体的内部，不影响接收机的外观美，然而由于磁棒有很强的方向性，不利于全方向接收，本身要占用一定的体积，不利于接收机的小型化，同时由于磁棒属于脆性材料，容易破碎。传统无线接收机天线的另外一个缺点是它们往往是单一频带工作的，无法同时兼容模拟调频、数字音频广播、全球数字广播、手持或者车载接收机模拟调幅等多种数字和模拟广播标准的工作频段。同时传统无线接收机天线不能行动自如、移动中可靠性差、不便于天线伪装等缺点。
发明内容
本发明提供一种体积小、成本低且灵敏度高的平面转折射频袖珍隐形天线。
本发明采用如下技术方案：
一种用于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播高频部分、手持或者车载接收机模拟调幅高频部分无线电波信号接收的平面转折射频袖珍隐形天线，包括接收机，在接收机上设有微带贴片天线，该微带贴片天线是分形结构单元串联加载的对称振子接收天线，且上述分形结构单元位于接收机的表面上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明体积小、成本低且灵敏度高。由于本发明材料采用由高介电和高磁导率PCB(印刷电路板)或者薄膜材料制作的微带贴片天线作为接收无线电波的载体，该微带贴片天线具有剖面低、体积小、重量轻等优点，因此不但能明显缩小天线的尺寸，还能够改善天线的接收效率和提高天线的灵敏度；同时，微带贴片天线的接收单元和馈电电路可集成在同一基片上，适合于用印刷电路板技术大批量生产，降低了本发明的生产成本低，同时在移动中可靠性较强，并且该天线便于伪装。
2、本发明能实现全方向的性接收。本发明充分利用了接收机机壳的表面，将天线接收单元分布于接收机机壳的任一三维方向上，能够接收任意极化方向的天线电波信号，这样本发明和普通传统接收机鞭状、环形和磁棒天线相比较，实现全方向性接收。
3、本发明能够增加天线发射或接收效率，同时能拓宽天线工作频带宽度。分形结构的天线有着自相似性和空间填充性的特点，利用此特点可以将分形应用于天线设计，希尔伯特分形是分形结构中较为优秀的一种分形方法，它利用希尔伯特分形能够增加天线的工作频带，使得本发明能够在宽频带或者多频带情况下工作，因此应用于集成于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播、手持或者车载接收机模拟调幅等多种标准的无线电波信号接收；希尔伯特分形天线的特征还在于在保持和现有的天线性能相似的情况下，明显地减小了天线的尺寸，解决了电小天线设计中所存在的小天线限制问题；同时，希尔伯特分形天线的特征还在于其“自加载”特性，即：不需要额外的调谐线圈、调谐电容或者匹配电路来在宽带情况下达到阻抗匹配。
前述的平面转折射频袖珍隐形天线，其优势还在于希尔伯特分形天线不仅仅作为天线单元的一部分，本发明中希尔伯特分形天线还作为对称振子天线的负载，这种结构能够明显增加天线顶端电流的分布，使得天线电流分布从驻波变为行波，从而达到增加天线辐射或接收效率和增宽天线工作频带宽度的目的。
附图说明
图1是本发明的立体参考图。
图2是本发明实施例中前表面的天线布置分形示意图。
图3是本发明实施例中上表面天线布置分形示意图。
图4是本发明实施例中侧面的天线布置分形示意图。
图5是本发明与鞭状天线的接收性能对比图。
具体实施方式
一种用于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播高频部分、手持或者车载接收机模拟调幅高频部分无线电波信号接收的平面转折射频袖珍隐形天线，包括接收机1，在接收机1上设有微带贴片天线3，该微带贴片天线3是分形结构单元串联加载的对称振子接收天线，且上述分形结构单元位于接收机1的表面上，在本实施例中，串联的分形结构单元位于接收机1的侧面11及上表面12上，在对称振子接收天线的馈电端口连接有另外一对分形结构单元，该另外一对分形结构单元位于接收机1的前表面13上，并以同轴传输线4馈电，且在前表面13上的分形结构单元顶端加载于对称振子接收天线，所述的分形结构单元是希尔伯特分形结构单元，其中微带贴片天线3采用高介电和磁导率PCB(印刷电路板)材料为介质基片，薄片导体天线主体辐射单元基于希尔伯特分形结构，本实施例中的微带贴片天线3是希尔伯特分形天线。
图5是本发明所提出的平面转折射频袖珍隐形天线和Himalaya DRM2009接收机鞭状天线性能比较图。此图给出了平面转折射频袖珍隐形天线在DRM和AM频段内和标准的Himalaya DRM2009接收机鞭状天线感应场强性能测试曲线。从图中可以看出在1-20MHz频段内可以达到和鞭状天线相比拟的接收灵敏度，而且大大实现了尺寸缩减，克服传统接收机鞭状天线的缺点。
另外，可以根据实际需要调整希尔伯特分形天线的单元个数以及希尔伯特分形天线的尺寸、分形阶数、加载位置以及介质基片的介电常数和磁导率等等，即可实现多种广播标准多频带接收。

Claims (5)

1、一种用于模拟调频、数字音频广播、全球数字广播高频部分、手持或者车载接收机模拟调幅高频部分无线电波信号接收的平面转折射频袖珍隐形天线，包括接收机(1)，其特征在于在接收机(1)上设有微带贴片天线(3)，该微带贴片天线(3)是分形结构单元串联加载的对称振子接收天线，且上述分形结构单元位于接收机(1)的表面上。
2、根据权利要求1所述的平面转折射频袖珍隐形天线，其特征在于串联的分形结构单元位于接收机(1)的侧面(11)及上表面(12)上。
3、根据权利要求2所述的平面转折射频袖珍隐形天线，其特征在于在对称振子接收天线的馈电端口连接有另外一对分形结构单元，该另外一对分形结构单元位于接收机(1)的前表面(13)上，并以同轴传输线(4)馈电。
4、根据权利要求3所述的平面转折射频袖珍隐形天线，其特征在于在前表面(13)上的分形结构单元顶端加载于对称振子接收天线。
5、根据权利要求1～4任一所述的平面转折射频袖珍隐形天线，其特征在于所述的分形结构单元是希尔伯特分形结构单元。
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