CN101867086A - 低轮廓车载地面无线天线 - Google Patents

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梁仙灵
赵越
金荣洪
耿军平
叶声
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Abstract

一种数字电视信号技术领域的低轮廓车载地面无线天线，包括：单面覆盖金属层的垂直基板、双面覆盖金属层的水平基板和天线主体，其中：垂直基板垂直地设置于水平基板上，天线主体分别与水平基板的上表面及垂直基板覆有金属层的一侧固定连接。本发明采用印刷电路板的结构，便于加工；通过电阻加载和宽带匹配技术，能够在天线高度较小的条件下实现DVB-T的宽频带工作性能，本发明天线的高度仅为4.5cm。

Description

低轮廓车载地面无线天线
技术领域
本发明涉及的是一种数字电视信号技术领域的装置，具体是一种低轮廓车载地面无线天线。
背景技术
DVB(数字视频广播Digital Video Broadcasting)是由DVB项目维护的一系列国际数字电视公开标准，DVB-T是全球广泛采用的数字电视地面无线传输标准，不仅支持室内天线固定接收，而且可以在车速移动条件下支持移动接收。DVB-T的工作频率范围是470-862MHz，现有的车载移动天线以采用杆状形式的居多，如车载吸盘式DVB-T天线，该类结构天线存在天线高度高，易折断，工作带宽窄且外形不美观。
针对上述存在的缺点，国际上已提出了平板形式的DVB-T天线，经过对现有相关技术文献检索发现，美国专利号7,009,566记载了一种车载DVB-T天线，该天线采用平板形式，天线的主体辐射部分采用矩形金属平板结构，实现了宽频段工作(覆盖频率范围470MHz-872MHz)，但其尺寸仍相对较大，尽管相比杆状式天线的高度要低一些。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种低轮廓车载地面无线天线，结合电阻元件加载的形式来展开天线的工作带宽(覆盖470MHz-862MHz)，并实现天线外形尺寸小，全向辐射的特点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：单面覆盖金属层的垂直基板、双面覆盖金属层的水平基板和天线主体，其中：垂直基板垂直地设置于水平基板上，天线主体分别与水平基板的上表面及垂直基板覆有金属层的一侧固定连接。
所述的天线主体包括：连接部、延伸部、第一垂直辐射部、水平辐射部、第二垂直辐射部、末端辐射部、天线馈线和接地部，其中：连接部的侧端和上端分别与延伸部一端和第一垂直辐射部的底端相连，水平辐射部的两端分别与第一垂直辐射部的顶端以及第二垂直辐射部的顶端相连，第二垂直辐射部的底端与末端辐射部相连，天线馈线的一端与连接部的底端相连，另一端悬空，天线馈线和接地部均固定于水平基板的上表面。
所述的水平辐射部与第一垂直辐射部的夹角小于等于90°；
所述的第一垂直辐射部和水平辐射部之间设有若干条相互平行的斜辐射条，该斜辐射条的两端分别与第一垂直辐射部和水平辐射部相连。
所述的连接部、延伸部、第一垂直辐射部、水平辐射部、第二垂直辐射部、末端辐射部、第一斜辐射条和第二斜辐射条均固定于垂直基板覆有金属层的一面。
所述的接地部与天线馈线相互平行。
所述的水平辐射部的中部设有第一开槽以跨接贴片电阻。
所述的天线馈线的中部设有第二开槽、跨接于第二开槽上的第一贴片电容、跨接于天线馈线与接地部之间的第二贴片电容和贴片电感，所述的贴片电容和贴片电感构成一个π型匹配网络。
所述的连接部上设有一个通孔，接地部与水平基板下表面的金属地板通过该通孔相连接。
第一斜辐射条和第二斜辐射条的目的是改变天线等效电流路径，使之增加天线的阻抗带宽。
在第一开槽上跨接贴片电阻的目的是增大天线的输入阻抗，使之展宽天线的阻抗带宽。
在天线馈线与接地部之间增加一个π型匹配网络的目的是改善天线输入端的阻抗匹配，扩展天线的阻抗带宽。
第一垂直辐射部，水平辐射部，第二垂直辐射部，末端辐射部以及两个斜辐射条用于接收470-862MHz频段范围内的信号。
垂直基板上附有天线的主体辐射部分实现宽频带辐射功能；水平基板上的天线馈线和匹配网络实现馈电功能。
天线馈线的悬空端连接SMA接头，用于输出信号。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：1.采用印刷电路板的结构，便于加工；2.采用电阻加载和宽带匹配技术，能够在天线高度较小的条件下实现DVB-T的宽频带工作性能，对比现有技术中的DVB-T天线高度大于9cm，而本发明天线的高度仅为4.5cm。
附图说明
图1所示为本发明的整体结构示意图；
图2所示为实施例的侧视图；
图3所示为实施例的俯视图；
图4所示为实施例的测试端口回波损耗图
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：垂直基板1、水平基板2和天线主体3，其中：垂直基板1垂直地设置于水平基板2上，垂直基板1单面附有铜层，水平基板2的上、下表面均覆铜层且水平基板2的下表面设置有金属板，天线主体3分别与水平基板2的上表面和垂直基板1覆有铜层的一侧固定连接。
所述的水平基板2为轴对称结构，所述垂直基板1位于水平基板2的对称轴上。
所述的垂直基板1的高度为4.5cm。
所述的天线主体3包括：连接部4、延伸部5、第一垂直辐射部6、水平辐射部7、第二垂直辐射部8、末端辐射部9、第一斜辐射条10、第二斜辐射条11、天线馈线12和接地部13。其中：连接部4的侧端和上端分别与延伸部5的一端和第一垂直辐射部6的底端相连。水平辐射部分别与第一垂直辐射部6的顶端相连和第二垂直辐射部8的顶端相连，且水平辐射部7与第一垂直辐射部6的夹角等于80度。第二垂直辐射部8的底端与末端辐射部9相连。第二斜辐射条11平行地位于第一斜辐射条10的下方，且第一斜辐射条10的两端和第二斜辐射条11的两端均分别与第一垂直辐射部6和水平辐射部7相连。天线馈线12的一端与连接部4的底端相连，另一端悬空，天线馈线12和接地部13均固定于水平基板的上表面。
所述的连接部4、延伸部5、第一垂直辐射部6、水平辐射部7、第二垂直辐射部8、末端辐射部9、第一斜辐射条10和第二斜辐射条11均固定于垂直基板1覆有铜层的一面。
所述的接地部13与天线馈线12平行布置。
所述水平辐射部7的中部设有第一开槽14。
所述天线馈线12的中部设有第二开槽15。
所述的接地部13上设有一个通孔16，接地部13与水平基板2下表面的金属地板通过该孔16相连接。
如图2和图3所示，对本实施例进行实验测试时，在第一开槽14上跨接一个阻值为30欧姆的贴片电阻17，将第一开槽14两侧的水平辐射部7连通。在第二开槽15上跨接电容值为10pF的第一贴片电容18、将第二开槽15两侧的天线馈线12连通。第二开槽15与垂直基板1之间的天线馈线12通过电感值为10nH的贴片电感19与接地部13相连接，而第二开槽15另一侧的天线馈线12通过电容值为3pF的第二贴片电容20与接地部13相连。本实施例的测试端口回波损耗如图4所示。由图4可知，通过选取合适的贴片电阻17和π型匹配网络中第一贴片电容18、贴片电感19和第二贴片电容20，本实施例的回波可以在470MHz-862MHz的数字电视频段内均达到约-5dB以下。

Claims (10)

1.一种低轮廓车载地面无线天线，包括：单面覆盖金属层的垂直基板、双面覆盖金属层的水平基板和天线主体，其特征在于：垂直基板垂直地设置于水平基板上，天线主体分别与水平基板的上表面及垂直基板覆有金属层的一侧固定连接。
2.根据权利要求1所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的水平基板的下表面设有金属板。
3.根据权利要求1所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的水平基板为轴对称结构，所述垂直基板位于水平基板的对称轴上。
4.根据权利要求1所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的垂直基板的高度为4.5cm。
5.根据权利要求1所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的天线主体包括：连接部、延伸部、第一垂直辐射部、水平辐射部、第二垂直辐射部、末端辐射部、天线馈线和接地部，其中：连接部的侧端和上端分别与延伸部一端和第一垂直辐射部的底端相连，水平辐射部的两端分别与第一垂直辐射部的顶端以及第二垂直辐射部的顶端相连，第二垂直辐射部的底端与末端辐射部相连，天线馈线的一端与连接部的底端相连，另一端悬空，天线馈线和接地部均固定于水平基板的上表面。
6.根据权利要求5所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的水平辐射部与第一垂直辐射部的夹角小于等于90°。
7.根据权利要求5或6所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的第一垂直辐射部和水平辐射部之间设有若干条相互平行的斜辐射条，该斜辐射条的两端分别与第一垂直辐射部和水平辐射部相连。
8.根据权利要求5所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的连接部、延伸部、第一垂直辐射部、水平辐射部、第二垂直辐射部、末端辐射部、第一斜辐射条和第二斜辐射条均固定于垂直基板覆有金属层的一面。
9.根据权利要求5所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的水平辐射部的中部设有第一开槽及跨接于第一开槽上的贴片电阻。
10.根据权利要求5所述的低轮廓车载地面无线天线，其特征是，所述的天线馈线的中部设有第二开槽、跨接于第二开槽上的第一贴片电容、跨接于天线馈线与接地部之间的第二贴片电容和贴片电感，所述的贴片电容和贴片电感构成一个π型匹配网络。
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