一種用于移動接收地面數(shù)字電視的天線設(shè)計(jì)(04-100)

　　前言

　　全球電視事業(yè)從模擬向數(shù)字化平移過程中，產(chǎn)生了許多國際標(biāo)準(zhǔn)，比如：地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)DVB-T；衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)DVB-S；有線數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)DVB-C。DVB組織最近又專門針對移動中接收數(shù)字電視的傳輸系統(tǒng)公布了DVB-H標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)不僅克服了以往采用DVB-T標(biāo)準(zhǔn)在移動中接收地面數(shù)字電視的局限性和功耗大等缺點(diǎn)，而且成為專門用來向移動設(shè)備中傳輸視音頻、多媒體內(nèi)容的“點(diǎn)對多點(diǎn)”的廣播系統(tǒng)，為移動中接收數(shù)字電視開辟了一條廣闊大道，這樣數(shù)字電視從根本上改變了模擬電視的傳統(tǒng)概念，把消費(fèi)電子、個人計(jì)算機(jī)、通訊工具真正地融合在一起，把電視機(jī)成為一個顯示器加一塊超大規(guī)模集成電路芯片的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)(這塊集成電路包括了RISC CPU，MPEG音/視頻，各種接口、存儲器和可升級換代的視頻圖形卡VGA等)，它可以直接使用計(jì)算機(jī)語言，能接入互聯(lián)網(wǎng)，加入視頻游戲以及多媒體業(yè)務(wù)，于是在美國最近宣布將要淘汰機(jī)頂盒和聯(lián)結(jié)它的額外電纜，它把數(shù)字電視信號直接插入數(shù)字電視機(jī)中(如果要收看收費(fèi)電視或條件接收CA電視，用戶只須面向電視機(jī)中插入由有線數(shù)字電視服務(wù)商提供的即插即用卡，即可收看電視)。

　　這樣的電視機(jī)沒有射頻調(diào)諧器、中放、制式解碼器、機(jī)頂盒，可以大幅度地降低高清晰度數(shù)字電視機(jī)的成本，更容易普及。

　　我國發(fā)展數(shù)字電視的時間表已定，借奧運(yùn)之風(fēng)2008年數(shù)字電視將在全國全面展開，2015年全國停止模擬電視的播送。

　　移動地面數(shù)字電視系統(tǒng)

　　發(fā)射系統(tǒng)

　　發(fā)射系統(tǒng)一般是采用歐洲的數(shù)字視頻廣播地面標(biāo)準(zhǔn)(DVB-T)組建成的單頻網(wǎng)系統(tǒng)SFN(Single Frequency Networks)，也有采用專門為地面移動設(shè)備中接收數(shù)字電視的廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-H。它是在一個城市建立3~4個不同功率的發(fā)射臺，然后用GPS上的原子鐘秒信號進(jìn)行同步和單頻網(wǎng)適配器進(jìn)行延時調(diào)整，以確保不同點(diǎn)上同時同頻同步播出，并引入編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)COFDM和保護(hù)間隔等概念。這樣保證在半徑50km左右和一個城市的90%覆蓋范圍內(nèi)，以及汽車以180km/h速度行駛中，安全穩(wěn)定地接收到地面數(shù)字電視信號。

　　接收系統(tǒng)

　　移動接收系統(tǒng)主要包括：移動接收天線、移動接收機(jī)、移動接收控制軟件、移動存儲軟硬件以及顯示器件。在機(jī)頂盒末淘汰之前，系統(tǒng)仍采用MPEG-4的視/音頻流和數(shù)據(jù)流的接收與回放系統(tǒng)，使得在原有信道中傳輸更多的有用信息。采有大容量存儲器是為了節(jié)目快速更新和節(jié)目的存取，從而改善在惡劣的地面環(huán)境中所帶來的節(jié)目播放不連續(xù)問題，也解決了在有限信道資源內(nèi)傳輸更多的節(jié)目。

　　移動接收地面數(shù)字電視的天線

　　當(dāng)淘汰了機(jī)頂盒，把電視機(jī)視為一種計(jì)算機(jī)以后，只要把全向天線直接插入數(shù)字電視機(jī)就能收看電視節(jié)目，在移動中接收數(shù)字電視，因?yàn)樾盘柺请S不同地理位置變化，而信道特性是作動態(tài)變化的，這就要求天線對不同信道的動態(tài)特性變化的穩(wěn)定可靠性作出實(shí)時反映，在移動中天線須在全方位范圍內(nèi)保證一定的帶寬和增益。為此我們設(shè)計(jì)出一種全方位圓柱體螺旋微帶天線，它把1/4波長的微帶諧振器呈螺旋狀地繞在具有一定厚度(h)的空心圓柱體上，其微帶貼片與地板構(gòu)成同軸圓柱體，體積比較短小，可以和任何載體(例如汽車)共形，同時可以設(shè)計(jì)成任何規(guī)格(50W，75W)與同軸電纜聯(lián)結(jié)，不須匹配網(wǎng)絡(luò)，且空芯內(nèi)部可以安裝有源電子器件，圖1就是1/4波長全方位微帶螺旋天線的示意圖，其中(a)是lg/4的微帶諧振器，(b)是lg/4微帶螺旋貼片天線的示意圖。