CN201146237Y

CN201146237Y - 移动数字电视专用天线

Info

Publication number: CN201146237Y
Application number: CNU2008200550054U
Authority: CN
Inventors: 季存维; 吴坚; 唐泽鹏; 陈树东
Original assignee: SHANGHAI MORSUN COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI MORSUN COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2018-01-23

Abstract

本实用新型涉及一种移动数字电视专用天线，包括与便携式移动终端的内部电路连接的连接部、具有多个伸缩关节的主体部、以及连接主体部与连接部的肘接部，当主体部的各伸缩关节处于缩合状态时，天线的总长在8.0～12.0cm之间，适于接收L－Band波段数字电视信号，当主体部的各伸缩关节处于展开状态时，天线的总长在25.0～46.0cm之间，适于接收Band－3波段数字电视信号。

Description

移动数字电视专用天线

技术领域

本实用新型涉及便携式智能移动终端中用于接收移动数字电视信号的天线，尤其涉及可在多个城市接收不同波段数字电视信号的移动数字电视专用天线。

背景技术

随着移动通讯技术的发展和中国经济的迅猛发展，在手机中融入各种诸如CDMA技术、GPRS分组交换技术、3G技术、Bluetooth技术、Wifi技术、数字广播、电视播放、GPS卫星导航技术、双卡双待等技术成为发展趋势。加上手机在中国迅速普及，人们生活水平的快速提高，消费者对便携式、多功能、高度集成、智能化、低功耗的移动终端产生了极大的兴趣。尤其国家对于数字电视取代模拟电视的规划，以及08年奥运会进入倒计时，在现有的多功能手机中实现数字电视成为整个手机市场的迫切的需求。天线作为无线通讯中不可或缺的射频前端器件，其各项技术也面临着更高的技术和性能指标要求。便携式终端的天线也在向多样化、多频化、小型化、智能化方向发展。

数字电视技术的飞速发展和国家相关规划的发布，使得数字电视必将取代模拟电视。目前国内数字电视信号的波段有两个：Band-3波段，频率范围为174-274MHz；Band-L波段，频率范围为1452-1492MHz。然而，欲使同一部便携式智能移动终端，尤其手机，既能接受L-Band又能接受Band-3的数字电视信号，通常需要使用两个天线分别接收，这就必然会涉及到两个馈点，占用更多空间，对手机整体结构的设计和PCB的元器件摆放、布线更多限制，增加射频设计难度，也势必会增加开发成本、开发难度、开发周期、整机功耗等。目前也有只有一个馈点的芯片式天线，但由于天线理论上发展的限制，灵敏度通常达不到应用需求，价格也比较昂贵，不能满足商业化手机数字电视的技术指标和低成本需求。

实用新型内容

本实用新型为便携式智能移动终端，尤其是手机提供了一种小尺寸、多频、人性化设计的天线系统。该天线系统既可以接收Band-L波段的数字电视信号，又可以接收Band-3波段的数字电视信号

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种移动数字电视专用天线，包括与便携式移动终端的内部电路连接的连接部、具有多个伸缩关节的主体部、以及连接主体部与连接部的肘接部，当主体部的各伸缩关节处于缩合状态时，天线的总长在8.0～12.0cm之间，当主体部的各伸缩关节处于展开状态时，天线的总长在25.0～46.0cm之间。

在上述的移动数字电视专用天线中，所述的天线的主体部共有5个伸缩关节。

在上述的移动数字电视专用天线中，当主体部的各伸缩关节处于缩合状态时，天线的总长为9.6cm。

在上述的移动数字电视专用天线中，当主体部的各伸缩关节处于展开状态时，天线的总长为45.2cm。

在上述的移动数字电视专用天线中，主体部的各伸缩关节的最大直径为4.3mm，最小直径为1.2mm。

本实用新型为便携式智能移动终端，尤其是手机提供了一种小尺寸、多频、人性化设计的天线系统设计。该实用新型既可以接收Band-L波段的数字电视信号，又可以接收Band-3波段的数字电视信号，并且只需一个馈点，可以满足在空间要求苛刻的便携数字终端，尤其是手机上，在国内不同的城市实现所有数字电视信号的收播。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为本实用新型的天线的折合状态图。

图2为本实用新型的天线展开状态图。

图3本实用新型配合匹配网络的典型应用图。

图4为图3所示典型应用的L-Band等效电路图。

图5为图3所示典型应用的Band-3等效电路图。

图6为本实用新型的天线的谐振频谱图。

图7为本实用新型应用在一部手机中的功能框图。

具体实施方式

数字电视信号，相对于传统的模拟电视信号，采用QAM调制方式，能够有效的抑制载波，数字电视信号能避免系统的非线性失真的影响，而且信号稳定可靠。在国内，手机数字电视的天线系统的基本功能是捕捉到这Band-3和L-Band两个波段的信号，有足够的带宽保证能在中心频率附近产生谐振。要能较好的接收到数字电视信号L-Band波段要求天线长度范围是10.05-10.33cm，而Band-3则要求天线长度范围是27.4-43.1cm。本实用新型的目的就是设计这样一种能够通过在这两个长度间伸缩的天线。

如图1所示，本实用新型一个实施例的天线100为线性极化方式拉杆天线，一共有5节，缩合时长度为l₁，展开总长度为l₂。第一部分为与便携式移动终端的内部PCB板电连接的连接部102，第二部分为天线的主体部104，主体部104由多个可自由伸缩以改变长度的伸缩关节106组成，在主体部的末端还有一天线帽108。主体部104通过一个肘接部110与连接部102连接，当连接部102固定于便携式移动终端上时，主体部104可围绕连接部102旋转，呈0°卧置状态(如图1)或90°直立状态，并配合长度伸缩，以达到所要接收的信号的尺寸要求。

下面将推导目前常用的Band-3和L-Band这两个波段对天线的尺寸要求，以揭示本天线的尺寸设计。

Band-3的频率f₁的范围是174-274MHz；波长λ₁＝c/f₁，计算得范围为1.095-1.724米。因此，1/4λ₁范围为0.274-0.431m，即27.4-43.1cm。

L-Band的频率f₂的范围是1452-1492MHz；波长λ₂＝c/f₂，计算得范围为0.201-0.207米。因此，1/2λ₂的范围为10.05-10.33cm。

本天线的设计取缩合长度l₁接近L-Band的中心波长的1/2，即1/2λ₂，因此l₁可介于8.0～12.0cm之间。举例来说，l₁＝9.6cm，其中主体部长91mm(即9.1cm)，连接部长5.0mm(即0.5cm)，如图1所示。另外，取天线展开总长度l₂(如图2所示)接近Band-3中心波长的1/4，即1/4λ₁，因此l₂可介于25.0～46.0cm之间。举例来说，l₂＝45.2cm。此外，主体部104的最大直径取4.3mm，最小直径取1.2mm。肘接部110的直径取4.2mm。

图3为该天线系统配合匹配电路的典型应用图。如图3所示，在匹配电路200中，L1、L2为匹配电感，C1、C2、C3为匹配电容。天线100、电感L1和电容C1组成L-Band的天线系统；天线、电感L1、L2以及电容C1、C2、C3组成Band-3的天线系统。容易理解的是，为保证天线在Band-3和L-Band两个频带都可以效率较高地接收到电视信号，天线100和匹配电路200的具体参数设计须满足较高的增益、较低的反射率和较低的电压驻波比等。

图4为图3所示典型应用的L-Band等效电路图；图5为Band-3等效电路图；如图4和5所示，L为天线等效电感，随天线长度发生变化；C为天线等效电容；R为天线等效电阻，很小；

天线100的特性阻抗：

Z0＝f0(R，L，C)＝R+1/jωC+jωL；

无匹配电路时天线的谐振频率：

F＝1/(2π(R*C)^1/2)；

增加匹配电路200后本天线系统的谐振频率：

Fs＝1/(2π(Rs*Cs)^1/2)；

其中，Rs为整个天线系统的等效电阻，Cs为整个天线系统的等效电容。可以理解的是，对于图4所示等效电路300而言，其谐振频率应当落在L-Band频带附近，对于图5所示等效电路400而言，其谐振频率应当落在Band-3频带附近。

天线系统的增益为：

G＝kD，

其中，D-天线的定向性，收发电磁波波束的方向性特征；k-效率因子，为0-1；

天线系统的反射率为：

ρ＝(Z_L-Z₀)/(Z₀+Z_L)；

其中，Z₀为天线本身的特性阻抗，Z_L为整个电路的负载电阻。

对于图4所示电路300，

Z_L＝f_L(R，L，C，RL1，C1，L1)；

对于图5所示电路400，

Z_L′＝f_L′(R，L，C，RL2，C1，C2，C3，L1，L2)。

应当指出的本实用新型并不意图对上述等效电路中的元件参数进行限制，本领域技术人员大可根据设计要求，利用既有的设计理论和经验进行设计。

图6为本实用新型天线在缩合和展开两种状态下的谐振频谱图，由图6可见，本天线系统的两个谐振的频带分别在174-274MHz(Band-3)，和1452-1492MHz(L-Band)。

图7为本实用新型在一部手机中的应用实例。如图7所示，能够播放移动电视的手机1000主要包括天线100、天线匹配电路200、射频电路500和基带电路600。射频电路500包括内部匹配电路510、低噪放大器520、带通滤波器530、数字电视信号解信道解码芯片540。为简明起见，图中未示出与本实用新型无关的其他细节。其中，匹配电路510的作用是，调整天线系统的谐振频率到最佳点，降低信号反射率，排除高频谐波的干扰，匹配电路510可以是L型、PI型或者T型电路。由于地面建筑物等的吸收反射等，天线系统过来的信号往往比较微弱；低噪放大器520首先将这种微弱的信号进行放大。放大的射频信号中又有很多种频率的信号，需要用带通滤波器530将不感兴趣的信号过滤，供中频电路降频后给基带电路600。需要特别注意的是，带通滤波器530的宽度必须足够宽，保证能够通过L-Band和Band-3两个波段的射频信号，过滤掉这两个波段主频较远的信号。可以看到，利用本设计进行两个频段数字电视信号的采集，不再需要另一路并列的接收电路，因此本实用新型解决了在空间要求苛刻和成本控制严格的便携数字设备，尤其是手机设计所面临的迫在眉睫的问题。

需要说明的是，本实用新型不限于在这里所述的和所表明的实例。这个实例只是举例说明实现本实用新型的最好方式，并且允许修改形式、尺寸、器件安排和工作细节。本实用新型更包括在如权利要求所明确说明的本实用新型的范围之内的所有类似的修改。

Claims

1.移动数字电视专用天线，用于使便携式移动终端能够接收至少2个波段的移动数字电视信号，其特征在于，所述天线包括与便携式移动终端的内部电路连接的连接部、具有多个伸缩关节的主体部、以及连接主体部与连接部的肘接部，当主体部的各伸缩关节处于缩合状态时，所述天线的总长在8.0～12.0cm之间，当主体部的各伸缩关节处于展开状态时，所述天线的总长在25.0～46.0cm之间。

2.如权利要求1所述的移动数字电视专用天线，其特征在于，所述的天线的主体部共有5个伸缩关节。

3.如权利要求1所述的移动数字电视专用天线，其特征在于，当主体部的各伸缩关节处于缩合状态时，所述天线的总长为9.6cm。

4.如权利要求1所述的移动数字电视专用天线，其特征在于，当主体部的各伸缩关节处于展开状态时，所述天线的总长为45.2cm。

5.如权利要求1所述的移动数字电视专用天线，其特征在于，主体部的各伸缩关节的最大直径为4.3mm，最小直径为1.2mm。