用于移动数字电视的光子晶体阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线。
【背景技术】
[0002]数字电视是数字信息技术的产物，以数字化、交互性为特色，它把电视传播方式与信息技术集于一身。移动数字电视就是可在移动状态中收看的电视，是全新概念的信息型移动户外数字电视传媒，是传统电视媒体的延伸。移动数字电视是国际公认的新兴媒体，目前全国已有多个城市地区开通了移动数字电视。从长远来看，这项技术跟互联网、通讯等技术结合，还可应用于上网、点播、网上购物、远程教育的推广普及、远程医疗、电子商务、互动游戏等新业务。
[0003]天线设计及制造技术是数字电视系统的核心关键技术之一，天线的各项特性及形态大小，极大程度地影响了数字电视系统的工作性能及应用领域，随着数字电视系统的飞速发展，人们对移动数字电视系统安装简便、覆盖广泛、信号稳定、反映迅速、画面清晰、移动性强等方面提出了更高的要求。天线在数字电视系统中具有举足轻重的地位，对其进行深入的研宄具有重要的实用意义。
[0004]移动数字电视接收天线的工作频率在Ku波段内，Ku波段是受到国际相关法律的保护，主要用于接收卫星数字电视信号(DTV)，其频率很高，工作频段覆盖11.7-12.7GHz，这就要求用于移动数字电视的天线能够完全覆盖此频段。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，能够覆盖移动数字电视接收天线工作频段，尺寸小、剖面低，能够放入手持或车载移动数字电视里。
[0006]本实用新型的目的通过如下技术方案实现:一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，它包括基板、贴覆在基板正面的天线辐射贴片和贴覆在基板背面的天线接地结构，所述天线辐射贴片是主要由若干个光子晶体小天线组成的微带天线阵列。
[0007]所述光子晶体小天线的大小为3.25mmX 4mm。
[0008]所述光子晶体小天线的光子晶体结构是由3.25mmX4mm的矩形金属片上的4行共6个开孔组成的，第一行两个开孔大小为1_X0.5_，两个开孔的间距为0.5mm ;第二行开孔大小为0.5mmX 0.5mm ;第三行开孔大小为0.5mmX 0.5mm ;第二行开孔与第三行开孔间距为0.5mm ;第四行两个开孔大小为lmmX0.5mm，两个开孔的间距为0.5mm ;第一行开孔和第二行开孔之间以及第三行开孔和第四行开孔之间是紧邻。
[0009]利用不同介电常数的材料在空间中周期性排列而形成的结构会使在其中传播的光波形成许多光子能带，在光子能带之间可能出现频率带隙，这种具有光子带隙的周期性结构叫做光子晶体结构。对光而言，光子带隙将阻止特定频段的光波传输，而应用于微波领域，能够使得特定频率段内的电磁波完全不能在其中传播。将微波光子晶体结构与微带天线相结合，只要设计合理，即可使光子晶体结构产生的光子带隙频率与微带天线的谐振频率基本一致，这时光子带隙将部分阻止微带天线在原谐振频率辐射能量，而使能量在临近的频率辐射，从而增加了天线辐射能量的频率范围，实现天线的宽频带工作。
[0010]所述微带天线阵列是由微带功分网络馈电的均匀平面阵，共有4行4列共16个光子晶体小天线。
[0011]在移动数字电视信号传输中，最重要的是点对点之间的传输通信，这就要求我们提高天线增益，需要高增益的定向性波束。将多个微带天线的阵元(光子晶体小天线)排布成特定的阵，就可以产生有着固定辐射方向的波，所得波的方向性越好，那么其增益也就越高。天线增益越大，整个发射机的功率就可以越小，移动数字电视系统就可以工作的越稳定。使用天线阵列对于改进移动数字电视系统的性能起到了关键的作用。将天线阵列设计为由微带功分网络馈电的均匀平面阵，可以使每个阵元天线都获得均匀馈电，保证天线具有较大工作带宽和较强的增益。
[0012]所述天线接地结构是与基板大小相等的矩形金属全地结构。
[0013]在天线辐射贴片的正中心设有天线馈电点。
[0014]所述基板为FR4介质基板，其相对介电常数最好为2±10%。
[0015]所述基板的形状优先为矩形，尺寸是24mm± ImmX 24mm± 1mm，厚度为0.8mm +0.1mm0
[0016]所述偶极子臂的材质可以为铜、银、金或铝，优选为铜。
[0017]较之现有技术而言，本实用新型的优点在于:用于移动数字电视的光子晶体阵列天线尺寸小、剖面低、工作带宽大，能够放入手持或车载移动数字电视里，能够完全覆盖移动数字电视的11.7-12.7GHz频段，满足信号稳定、覆盖广泛、接收迅速、画面清晰、移动性强等要求，天线结构具有很大的性能冗余，阵列中的16个光子晶体小天线即使损坏了一半，天线仍然能够正常工作。
【附图说明】
[0018]图1是用于移动数字电视的光子晶体阵列天线结构示意图。
[0019]图2为本发明实施例的回波损耗(S11)性能图，图中的横坐标表示频率，纵坐标表示回波损耗强度。
[0020]标号说明:1天线馈电点
【具体实施方式】
[0021]下面结合说明书附图和实施例对本【实用新型内容】进行详细说明:
[0022]一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，它包括基板、贴覆在基板正面的天线辐射贴片和贴覆在基板背面的天线接地结构，所述天线辐射贴片是主要由若干个光子晶体小天线组成的微带天线阵列。
[0023]所述光子晶体小天线的大小为3.25mmX 4mm。
[0024]所述光子晶体小天线的光子晶体结构是由3.25mmX4mm的矩形金属片上的4行共6个开孔组成的，第一行两个开孔大小为1_X0.5_，两个开孔的间距为0.5mm ;第二行开孔大小为0.5mmX 0.5mm ;第三行开孔大小为0.5mmX 0.5mm ;第二行开孔与第三行开孔间距为0.5mm ;第四行两个开孔大小为lmmX0.5mm，两个开孔的间距为0.5mm ;第一行开孔和第二行开孔之间以及第三行开孔和第四行开孔之间是紧邻。
[0025]所述微带天线阵列是由微带功分网络馈电的均匀平面阵，共有4行4列共16个光子晶体小天线。
[0026]所述天线接地结构是与基板大小相等的矩形金属全地结构。
[0027]在天线辐射贴片的正中心设有天线馈电点。
[0028]所述基板为FR4介质基板，其相对介电常数最好为2±10%。
[0029]所述基板的形状优先为矩开多，尺寸是24mm土 ImmX 24mm土 1mm，厚度为0.8mm±0.1mm0
[0030]所述偶极子臂的材质可以为铜、银、金或铝，优选为铜。
[0031]下面给出本实用新型的一具体实施例:
[0032]参见图1，本实施例上设有天线的FR4基板、贴覆在基板正面的天线辐射贴片和贴覆在基板背面的天线接地结构，所述天线辐射贴片是由16个光子晶体小天线组成的4X4的微带天线阵列。
[0033]本实施例上的光子晶体小天线的大小为3.25mmX4mm。光子晶体小天线的光子晶体结构是由3.25mmX4mm的矩形金属片上的4行共6个开孔组成的，第一行两个开孔大小为lmmX0.5mm，两个开孔的间距为0.5mm ;第二行开孔大小为0.5mmX0.5mm ;第三行开孔大小为0.5mmX0.5mm ;第二行开孔与第三行开孔间距为0.5mm ;第四行两个开孔大小为lmmX0.5mm，两个开孔的间距为0.5mm ;第一行开孔和第二行开孔之间以及第三行开孔和第四行开孔之间是紧邻。
[0034]本实施例在天线辐射贴片的正中心设有天线馈电点I。
[0035]本实施例上的FR4介质基板相对介电常数为2± 10%，形状为矩形，尺寸是24mm+ 1 mm X 24mm + 1mm,厚度为 0.8mm+ 0.1mm。
[0036]本实施例上的天线辐射贴片和天线接地结构的材质为铜。
[0037]参见图2，图2给出了本发明实施例的回波损耗(S11)性能图。从图2可以看出，天线的谐振频率在12GHz处，谐振频率处的回波损耗(S11)值为一 15.89dB。天线的工作频带为11.207-12.831GHz，天线的工作带宽为1.624GHz。
[0038]与用于移动数字电视系统的常规天线比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果:天线尺寸很小，在拥有16个光子晶体小天线的情况下，天线的尺寸仅为24mmX 24mmX0.8mm，面积比一个一元硬币还小，厚度还不到一元硬币的一半，能够放入各种手持或车载移动数字电视里，对移动数字电视终端的小型化具有巨大的意义。天线工作带宽高达1.624GHz，完全覆盖了移动数字电视的11.7-12.7GHz频段，满足信号稳定、覆盖广泛、接收迅速、画面清晰、移动性强等要求，天线结构具有很大的性能冗余，阵列中的16个光子晶体小天线即使损坏了一半，天线仍然能够正常工作。
【主权项】
1.一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:它包括基板、贴覆在基板正面的天线辐射贴片和贴覆在基板背面的天线接地结构，所述天线辐射贴片是主要由若干个光子晶体小天线组成的微带天线阵列。2.根据权利要求1所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述光子晶体小天线的大小为3.25mmX4mm。3.根据权利要求1所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述微带天线阵列是由微带功分网络馈电的均匀平面阵，共有4行4列共16个光子晶体小天线。4.根据权利要求1所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述天线接地结构是与基板大小相等的矩形金属全地结构。5.根据权利要求1所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:在天线辐射贴片的正中心设有天线馈电点。6.根据权利要求1所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述基板为FR4介质基板。7.根据权利要求6所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述FR4介质基板的相对介电常数为2±10%。8.根据权利要求6所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述基板的形状为矩形，尺寸是24mm土 ImmX 24mm土 1mm，厚度为0.8mm±0.1mm09.根据权利要求1所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述天线辐射贴片和天线接地结构的材质为铜、银、金或铝。10.根据权利要求1-9任意一项所述的用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，其特征在于:所述光子晶体小天线的光子晶体结构是由3.25mmX4mm的矩形金属片上的4行共6个开孔组成的，第一行两个开孔大小为1_X0.5_，两个开孔的间距为0.5mm ;第二行开孔大小为0.5mmX 0.5mm ;第三行开孔大小为0.5mmX 0.5mm ;第二行开孔与第三行开孔间距为0.5mm ;第四行两个开孔大小为lmmX0.5mm，两个开孔的间距为0.5mm ;第一行开孔和第二行开孔之间以及第三行开孔和第四行开孔之间是紧邻。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，它包括基板、贴覆在基板正面的天线辐射贴片和贴覆在基板背面的天线接地结构，所述天线辐射贴片是主要由若干个光子晶体小天线组成的微带天线阵列。本实用新型的目的在于提供一种用于移动数字电视的光子晶体阵列天线，能够覆盖移动数字电视接收天线工作频段，尺寸小、剖面低，能够放入手持或车载移动数字电视里。
【IPC分类】H01Q21/00, H01Q1/38
【公开号】CN204651494
【申请号】CN201520420399
【发明人】林斌, 陈娴, 林宏健, 林子健, 寇国芃, 乔丹洋, 陈秉泽, 王征增, 朱巧丽
【申请人】厦门大学嘉庚学院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月17日