專利名稱：一種寬頻平面數(shù)字電視接收天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種數(shù)字電視接收天線，尤其是有關于一種寬頻平面數(shù)字 電視接收天線。
背景技術：
過去電視節(jié)目傳送是以模擬信號通過高頻無線電波(UHF與VHF)傳送到 接收端，再經(jīng)由模擬電視將其圖像與聲音呈現(xiàn)出來，但由于以模擬傳送方式 在傳送過程中容易遭受干擾，在畫面清晰度、抗噪聲與鬼影等表現(xiàn)均不佳， 且占用一定頻寬，使得在頻寬使用上沒有效率；反觀數(shù)字廣播，可在傳輸前 先進行壓縮，大大提高頻寬使用效率，且在接收端可針對傳輸過程中信號衰 減進行除錯與更正功能，使得數(shù)字廣播具有較高的視頻與音頻質(zhì)量，且大大 增加頻道數(shù)，因此電視廣播相關技術數(shù)字化為必然趨勢。目前全球數(shù)字電視 相關標準的發(fā)展，主要有三大標準，分別為歐洲廣播聯(lián)盟(European Broadcast Union; EBU)所制定的DVB (Digital Video Broadcasting)、美國 的ATSC (Advanced Television Systems Committee),以及日本的ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting)。我國交通部原于1998年明 定采行ATSC標準，但由于地面廣播業(yè)者反應試播不佳，遂于2001年決議保 持技術中立，而后由電視學會選定采用歐規(guī)DVB規(guī)格。歐規(guī)DVB為歐洲廣播 聯(lián)盟所統(tǒng)籌制定的標準，且獲得歐洲電信標準協(xié)會(European Telecomrauiiications Standard Institute; ETSI)的認可，其DVB相關標準 包含直播衛(wèi)星的DVB-S、有線電視的DVB-C與地面廣播的DVB-T。歐規(guī)的編碼 方式，視頻采MPEG-2技術、音頻亦是采MPEG-2技術，而調(diào)制方式以編碼正 交步貞分調(diào)制方式(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing; C0FDM),可傳輸頻寬為8 MHz(23. 5 Mbps)。 DVB-T的主要特色包含可建立單 頻網(wǎng)(Single Frequency Network; SFN)以增加可用的頻譜資源；具回傳功能， 在未來互動電視等相關服務發(fā)展上具優(yōu)勢；及抗多重路徑(Multipath)干擾能
力強等特色。其中對于抗回波及多路徑干擾的特性，使其移動接收能力佳。
DVB-T的技術中(例如MOTIVATE Project)，早期是為了改善安裝于車輛上的 DVB-T接收機的移動接收性能，衍生出先進通道估測及利用雙天線接收再作 分集合并等技術，所付出的代價是較高的復雜度、硬件成本與功耗。數(shù)字電 視接收天線是市售的數(shù)字電視調(diào)諧器的標準配備，常見的數(shù)字電視接收天線 多為單極天線形式，其缺點為占據(jù)立體空間以及頻寬不足，因此若能將接收 天線平面化，但仍符合寬頻操作需求，將是一個關鍵性的突破。
臺灣專利公告號第521，455號"數(shù)字電視的平面縮小化天線"，其揭示一 種利用縮小化天線以接收數(shù)字電視信號的例子，不過該天線雖可接收數(shù)字電 視系統(tǒng)，但體積過大，使其在實際運用上的便利性較低。為解決此一問題， 我們提出一種數(shù)字電視天線的創(chuàng)新設計，不僅可產(chǎn)生操作頻寬涵蓋數(shù)字電視 操作頻帶(470 - 806 MHz),同時本發(fā)明天線結構簡單、制作容易，且利于與 平面物體結合，具有節(jié)省空間的優(yōu)點。
發(fā)明內(nèi)容
如上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字電視接收天線的創(chuàng)新設計， 不僅可以產(chǎn)生操作頻寬涵蓋數(shù)字電視操作頻帶(470 - 806固z)，同時本發(fā)明 天線結構簡單、制作容易，利于與平面物體結合，具有節(jié)省空間的優(yōu)點。
本發(fā)明天線包含介質(zhì)基板、輻射金屬片、狹縫、二饋入點及一同軸饋 入傳輸線。輻射金屬片是以印刷或蝕刻的技術形成于介質(zhì)基板上，且其形狀 大致為長條狀，并具有第一長邊及相對于該第一長邊的第二長邊。狹縫的長 度至少為該輻射金屬片的寬度的二倍長，并具有二末端開口，其中一末端開 口位于輻射金屬片的第 一長邊的中心點附近，另 一末端開口位于輻射金屬片 的第二長邊，且狹縫將輻射金屬片分隔為第一子金屬片與第二子金屬片；二
饋入點則是位于輻射金屬片的第一長邊上，并由狹縫分隔而分別位于第一子 金屬片與第二子金屬片上；作為信號饋入的同軸饋入傳輸線，具有中心導體
與外層接地導體，且其中心導體與外層接地導體分別電氣連接至二饋入點。
本發(fā)明的實驗結果顯示，本發(fā)明的實施例適用于數(shù)字電視頻道(470 - 806 MHz)操作需求，且天線輻射場型與增益可符合數(shù)字電視接收天線的應用。
在本項設計中，通過一個長度至少為輻射金屬片寬度二倍的狹縫，使其 二末端開口大致分別位于該天線前二個共振模態(tài)的最佳位置，再通過調(diào)整狹
縫的總長度來控制第二 (較高頻率)模態(tài)的中心頻率，使其趨近第 一 (較低頻率)
模態(tài)的中心頻率，以及選擇適當?shù)谋壤齺韽澱郦M縫，以調(diào)整第二模態(tài)的匹配。 經(jīng)由以上設計，即可達成由該天線的第 一及第二模態(tài)所合成的寬頻操作頻寬，
涵蓋數(shù)字電視頻道(470 - 806 MHz)。同時本設計結構簡單、制作容易，且利 于與平面物體結合，具有節(jié)省空間的優(yōu)點。
茲配合下列圖式、實施例的詳細說明及申請專利范圍，將上述及本發(fā)明 的其它目的與優(yōu)點詳述于后。
圖1為本發(fā)明天線的主要實施例結構圖。 圖2為本發(fā)明天線的先前技術結構圖。
圖3為本發(fā)明天線一實施例與先前技術的返回損失實驗結果。
圖4為本發(fā)明天線一實施例于530 MHz的輻射場型圖。
圖5為本發(fā)明天線一實施例于740 MHz的輻射場型圖。
圖6為本發(fā)明天線一實施例的增益圖。
圖7為本發(fā)明天線的第一其它實施例結構圖。
圖8為本發(fā)明天線的第二其它實施例結構圖。
圖9為本發(fā)明天線的第三其它實施例結構圖。
1: 本發(fā)明天線一實施例
7: 本發(fā)明天線的第 一其它實施例
8: 本發(fā)明天線的第二其它實施例
9: 本發(fā)明天線的第三其它實施例10: 介質(zhì)基板
11: 輻射金屬片
111:輻射金屬片的第一長邊
112:輻射金屬片的第二長邊
12:第一子金屬片
13: 第二子金屬片
14: 狹縫
141、 142:狹縫的末端 15、 16:饋入點17:同軸饋入傳輸線
171:同軸饋入傳輸線的中心導體
172:同軸饋入傳輸線的外層接地導體
31:本發(fā)明 一 實施例的返回損失曲線
32:先前技術一的返回損失曲線
33:先前技術二的返回損失曲線
L:狹縫14的長度
W:輻射金屬片11的寬度
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明天線主要實施例1結構圖。本發(fā)明天線主要實施例1包含
介質(zhì)基板IO、輻射金屬片11、狹縫14、 二饋入點15、 16及一同軸饋入傳輸
線n。輻射金屬片ii是以印刷或蝕刻的技術形成于介質(zhì)基板io上，且其形 狀大致為長條狀，并具有第一長邊111及相對于該第一長邊111的第二長邊
112。狹縫14的長度則至少為該輻射金屬片ll的寬度W的二倍長，并具有二 末端開口 141、 142,其中一末端開口 141位于輻射金屬片ll的第一長邊lll 的中心點附近，另一末端開口 142位于輻射金屬片11的第二長邊112,且狹 縫14將輻射金屬片11分隔為第一子金屬片12與第二子金屬片13; 二饋入 點15、 16則是位于輻射金屬片ll的第一長邊lll上，并由狹縫14分隔而分 別位于第一子金屬片12與第二子金屬片13上；作為信號饋入的同軸饋入傳 輸線17,具有中心導體171與外層接地導體172,且其中心導體171與外層 接地導體172分別電氣連接至二饋入點15、 16。
圖2為本發(fā)明天線的先前技術一與先前技術二的結構圖。先前技術一與 先前技術二除了狹縫14的二末端開口位置相異外，其余結構大致相同，皆分 別包含介質(zhì)基板IO、輻射金屬片11、狹縫14、 二饋入點15、 16及同軸饋入 傳輸線17。輻射金屬片11是以印刷或蝕刻的技術形成于介質(zhì)基板10上，且 輻射金屬片11的形狀大致為長條狀，并具有第一長邊111及相對于該第一長 邊111的第二長邊112。狹縫14的長度則大致與輻射金屬片11的寬度W相 等，并具有二末端開口 141、 142;其中先前技術一的狹縫14的末端開口 141 位于輻射金屬片11的第一長邊111的中心點附近，另一末端開口 142亦位于 輻射金屬片11的第二長邊112的中心點附近，使狹縫14垂直于輻射金屬片 11的第一、第二長側邊111、 112;而先前技術二的狹縫14的末端開口 141 位于輻射金屬片11的第一長側邊111上，距離中心點60ram處，另一末端開 口 142則是位于輻射金屬片11的第二長側邊112上，距離中心點60 mm處， 使狹縫14垂直于輻射金屬片11的第一、第二長側邊lll、 112。狹縫14將 輻射金屬片ll分隔為第一子金屬片12與第二子金屬片13; 二饋入點15、 16 則是位于輻射金屬片11的第一長邊111上，并由狹縫14分隔而分別位于第 一子金屬片12與第二子金屬片13上；作為信號饋入的同軸饋入傳輸線17， 具有中心導體171與外層接地導體172,且其中心導體171與外層接地導體 172分別電氣連接至二饋入點15、 16。
圖3是本發(fā)明天線一實施例1、先前技術一與先前技術二的返回損失實 驗測量結果。本實驗選擇下列尺寸進行測量輻射金屬片11的長度皆約為 2 35 mm、寬度約為20 mm,狹縫的寬度約為1 mm;實施例1的狹縫14總長度 約為80 mm,其一末端開口位于輻射金屬片11的第一長側邊lll中心點附近， 另一末端開口 112則位于輻射金屬片112的第二長側邊上，距離中心點約60 mm處；先前技術一的狹縫14的長度與輻射金屬片11的寬度相同，故約為20 隱，其一末端開口位于輻射金屬片11的第一長側邊lll中心點附近，另一末 端開口 112則位于輻射金屬片ll的中心點附近；先前技術二的狹縫14的長 度與輻射金屬片11的寬度相同，故約為20 mm，其一末端開口位于輻射金屬 片11的第一長側邊111上，距離中心點約60mm處，另一末端開口 112則位 于輻射金屬片11的第二長側邊112上，距離中心點約60 mm處。參考圖3， 縱軸表示返回損失值，橫軸表示操作頻率。實施例1的返回損失曲線為31， 先前技術一的返回損失曲線為32,而先前技術二的返回損失曲線則為33。由 返回損失的測量結果可觀察到，先前技術一由于饋入位置在輻射金屬片11中 央，于圖式的觀察頻率范圍(400 ~ 1600 MHz)內(nèi)，僅在大約550 MHz處有半波 長模態(tài)被激發(fā)；至于先前技術二，由于狹縫14位于距離輻射金屬片11中央 60隱，可避開全波長模態(tài)的零點位置，故在圖式的觀察頻率范圍(400 ~ 1600 匪z)內(nèi)，除了可激發(fā)半波長模態(tài)(550 MHz),還可激發(fā)全波長模態(tài)(1150 MHz)。 本天線設計結合二個先前技術的狹縫置放方式，并利用狹縫14 二末端大致分 別位于該二個先前技術的狹縫放置處，并配合適當?shù)莫M縫彎折，使得該天線 的前二個共振模態(tài)(半波長及全波長模態(tài))得以被激發(fā)在相鄰的頻率，而合成 一寬頻模態(tài)，涵蓋數(shù)字電視頻道(470 - 806固z)的操作頻帶。
圖4為本發(fā)明天線一實施例1于5 30 MHz的輻射場型圖。由所得的結果， 天線于x-z平面、y-z平面、x-y平面皆具有近似傳統(tǒng)偶極天線的輻射場型， 符合數(shù)字電^L頻道(470 - 806國z)的操作需求。
圖5為本發(fā)明天線一實施例1于740 MHz的輻射場型圖。由所得的結果， 天線于x-z平面、y-z平面、x-y平面皆具有近似傳統(tǒng)偶極天線的輻射場型， 符合數(shù)字電視頻道(470 - 806國z)的操作需求。
圖6為本發(fā)明天線一實施例1的增益圖。參考圖6，縱軸表示天線增益， 橫軸表示操作頻率。由所得的結果，在數(shù)字電視頻道(470 - 806 MHz)內(nèi)，天 線的增益約為1.5-3.0 dBi, —般而言，滿足實際應用需求。
圖7為本發(fā)明天線的第一其它實施例7結構圖。實施例7與實施例1的 主要不同在于其形狀大致為邊緣圓滑的長條狀。
圖8及圖9分別為本發(fā)明天線的第二其它實施例及第三其它實施例結構 圖。除了狹縫14形狀的差異外，本發(fā)明天線的實施例8和實施例9的整體結 構相同。在實施例7中，狹縫14的形狀大致為平滑曲線。在實施例8中，狹 縫14則是具有一次彎折。這兩種可能的狹縫形狀皆可達成與實施例1同樣的 功效。
綜合上述的說明，本發(fā)明天線的結構簡單，制作成本低，功能明確，因 此本發(fā)明天線甚具高度產(chǎn)業(yè)應用價值，足以符合發(fā)明的范疇。
惟，以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā) 明實施的范圍。即大凡依本發(fā)明權利要求范圍所作的均等變化與修飾，皆應 仍屬本發(fā)明權利要求涵蓋的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種寬頻平面數(shù)字電視接收天線，包含介質(zhì)基板；輻射金屬片，大致為長條狀，具有第一長邊及相對于該第一長邊的第二長邊；狹縫，其長度至少為該輻射金屬片的寬度的二倍長，并具有二末端開口，其中一末端開口位于該輻射金屬片的第一長邊的中心點附近，另一末端開口位于該輻射金屬片的第二長邊上，且該狹縫將該輻射金屬片分隔為第一子金屬片與第二子金屬片；二饋入點，位于該輻射金屬片的第一長邊上，由該狹縫分隔而分別位于該第一子金屬片與該第二子金屬片上；及同軸饋入傳輸線，具有中心導體與外層接地導體，且其中心導體與外層接地導體分別電氣連接至該二饋入點。
2. 根據(jù)權利要求l所述的寬頻平面數(shù)字電視接收天線，其中該輻射金屬 片是以印刷或蝕刻的技術形成于該介質(zhì)基板上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的寬頻平面數(shù)字電視接收天線，其中該狹縫具有 至少一次彎折。
4. 根據(jù)權利要求1所述的寬頻平面數(shù)字電視接收天線，其中該狹縫大致 為平滑曲線形狀。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種寬頻平面數(shù)字電視接收天線，包含介質(zhì)基板、輻射金屬片、狹縫、二饋入點及一同軸饋入傳輸線。該輻射金屬片形成于該介質(zhì)基板上，其形狀大致為長條狀，具有第一及第二長邊。該狹縫具有二末端開口，一末端開口位于該輻射金屬片的第一長邊的中心點附近，另一末端開口位于該輻射金屬片的第二長邊上。該輻射金屬片被該狹縫分隔為第一與第二子金屬片；二饋入點由該狹縫分隔而分別位于該第一子金屬片與該第二子金屬片上。本發(fā)明天線的一實施例可產(chǎn)生寬頻操作頻寬，涵蓋數(shù)字電視頻道(470-806MHz)的操作需求。
文檔編號H01Q13/10GK101110495SQ20061010564
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權日2006年7月17日
發(fā)明者翁金輅, 蘇紹文, 郗韻文 申請人:光寶科技股份有限公司;中山大學