[实用新型]一种用于地面数字电视发射系统的垂直极化组阵天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于地面数字电视发射系统的垂直极化组阵天线，尤其涉及一种应用于分米波波段的地面数字电视发射系统的垂直极化组阵天线。

背景技术

天线与其馈电设备是收、发设备与空间无线电波连接的重要环节，是将发射机的功率变换为电磁波，向远处传播的重要装置。建立一个理想的小型电视差转台，除了具有高质量的电视差转机外，还必须有性能良好的发射与接收天线。采用高质量的天线，可以有效地利用发射机的功率并降低对接收机的要求。随着全球电视数字化和移动化步伐的不断加快，我国近几年数字电视发展迅速，已在大多数大中城市开通了数字电视业务，在这场广播、电视数字化和移动化的革命中，研究开发适应高性能移动数字电视的发射与接收天线是提高地面数字电视覆盖率的重要环节。

随着地面数字电视的发展，需要宽频带、大功率、高增益、低成本的发射天线应用于地面数字电视发射系统。目前，用于我国地面数字电视系统的发射天线有四偶极子天线、缝隙天线、蝙蝠翼天线等，这些天线的加工和调试都比较复杂，因此成本较高。因平板天线具有体积小、重量轻、低剖面、低成本和易共形等优点，已得到广泛应用。然而，在许多应用中最主要的障碍是平板天线的有限带宽和承受功率小，典型的平板天线驻波比小于1.1的带宽只有百分之零点几量级，而且馈电网络基本都是由微带功分器组成，因此承受功率小。由于这个原因，平板天线未能在广播电视发射系统中得到应用。所以必须提高平板天线的阻抗带宽和承受功率，才能满足地面数字电视广播发射系统的要求。

有鉴于此，确有必要提出一种新型的地面数字电视发射系统天线装置，以降低地面数字电视广播发射系统的成本。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，研制了一种用于地面数字电视发射系统的垂直极化组阵天线，尤其是指应用于分米波波段的地面数字电视发射系统的垂直极化组阵天线。本实用新型采用的技术原理为：

采用叠层平板辐射单元1的结构，以提高普通平板天线的阻抗带宽；采用以空气为介质、特性阻抗为100欧姆的微带线构成非对称宽带反相馈电网络，以增大叠层平板天线阵的承受功率。为了提高叠层平板天线单元工作频带内输入阻抗的平整度，改善输入阻抗的频带特性，阻抗调节器安置在下层板的两个矩形板连接中心附近，为下层板进行馈电，上层板通过下层板耦合馈电。由于采用叠层结构，反射系数曲线呈现双频特性，通过在上层板开槽，使之成为“凹”形板，可以改善反射系数曲线的对称特性；在下层板增加一个小矩形板，使之成为“凸”形板，不仅可以起微调频率的作用，而且可以改善阻抗调节器附近的阻抗特性，使之取得良好的匹配效果。为了便于设计馈电网络，同时减小馈电网络对叠层平板辐射单元1辐射特性的影响，两个叠层平板辐射单元1采用齐平、反相排列方式。非对称宽带反相馈电网络呈非对称的“S”形，采用以空气为介质基板、特性阻抗为100欧姆的微带线构成，这样不仅加工方便、成本低廉、承受功率大，而且馈电网络的长度不受四分之一波长的限制，从而使得阻抗带宽更宽。馈电方式采用能承受大功率的L27型接头，接头的内导体偏向于非对称宽带反相馈电网络的某一端口，使其两输出端的相位相差180度，从而使得两个叠层平板辐射单元1的辐射特性完全相同。输入连接器的外导体固定在地层板上，内导体穿透地层板与非对称宽带反相馈电网络连接。非对称宽带反相馈电网络、上层板、下层板、地层板通过固定螺丝固定在一起，其中叠层平板辐射单元1中心处采用金属螺丝，四周采用塑料螺丝固定。本实用新型采用的技术手段如下：

一种用于地面数字电视发射系统的垂直极化组阵天线，其特征在于其特征在于包括：叠层平板辐射单元、垂直极化天线阵、非对称宽带反相馈电网络、阻抗调节器、输入连接器和固定螺丝；所述叠层平板辐射单元的结构自上而下依次为上层板、下层板和地层板；所述垂直极化天线阵由两个叠层平板辐射单元构成，通过非对称宽带反相馈电网络相连接；所述非对称宽带反相馈电网络位于叠层平板辐射单元的下层板和地层板之间，呈非对称“S”形；所述阻抗调节器的一端与非对称宽带反相馈电网络连接，另一端与下层板连接；所述输入连接器的外导体固定在地层板上，内导体穿透地层板与非对称宽带反相馈电网络连接；所述非对称宽带反相馈电网络、上层板、下层板和地层板通过固定螺丝进行固定。

于所述叠层平板辐射单元的上层板上开有凹槽，为“凹”形板；下层板上设有凸起，为“凸”形板。

组成所述垂直极化天线阵的两个叠层平板辐射单元呈齐平、反相排列。

所述阻抗调节器为无尖的金属圆锥结构或圆柱结构。