專利名稱：移動(dòng)數(shù)字電視專用天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及便攜式智能移動(dòng)終端中用于接收移動(dòng)數(shù)字電視信號(hào)的天 線，尤其涉及可在多個(gè)城市接收不同波段數(shù)字電視信號(hào)的移動(dòng)數(shù)字電視專用天 線。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展和中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，在手機(jī)中融入各種諸如 CDMA技術(shù)、GPRS分組交換技術(shù)、3G技術(shù)、Bluetooth技術(shù)、Wifi技術(shù)、數(shù) 字廣播、電視播放、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、雙卡雙待等技術(shù)成為發(fā)展趨勢(shì)。加上 手機(jī)在中國(guó)迅速普及，人們生活水平的快速提高，消費(fèi)者對(duì)便攜式、多功能、 高度集成、智能化、低功耗的移動(dòng)終端產(chǎn)生了極大的興趣。尤其國(guó)家對(duì)于數(shù)字 電視取代模擬電視的規(guī)劃，以及08年奧運(yùn)會(huì)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，在現(xiàn)有的多功能手 機(jī)中實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視成為整個(gè)手機(jī)市場(chǎng)的迫切的需求。天線作為無(wú)線通訊中不可 或缺的射頻前端器件，其各項(xiàng)技術(shù)也面臨著更高的技術(shù)和性能指標(biāo)要求。便攜 式終端的天線也在向多樣化、多頻化、小型化、智能化方向發(fā)展。
數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展和國(guó)家相關(guān)規(guī)劃的發(fā)布，使得數(shù)字電視必將取代 模擬電視。目前國(guó)內(nèi)數(shù)字電視信號(hào)的波段有兩個(gè)Band-3波段，頻率范圍為 174-274MHz; Band-L波段，頻率范圍為1452-1492MHz。然而，欲使同一部便 攜式智能移動(dòng)終端，尤其手機(jī)，既能接受L-Band又能接受Band-3的數(shù)字電視 信號(hào)，通常需要使用兩個(gè)天線分別接收，這就必然會(huì)涉及到兩個(gè)饋點(diǎn)，占用更 多空間，對(duì)手機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和PCB的元器件擺放、布線更多限制，增加射 頻設(shè)計(jì)難度，也勢(shì)必會(huì)增加開發(fā)成本、開發(fā)難度、開發(fā)周期、整機(jī)功耗等。目 前也有只有一個(gè)饋點(diǎn)的芯片式天線，但由于天線理論上發(fā)展的限制，靈敏度通 常達(dá)不到應(yīng)用需求，價(jià)格也比較昂貴，不能滿足商業(yè)化手機(jī)數(shù)字電視的技術(shù)指 標(biāo)和低成本需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為便攜式智能移動(dòng)終端，尤其是手機(jī)提供了一種小尺寸、多頻、
人性化設(shè)計(jì)的天線系統(tǒng)。該天線系統(tǒng)既可以接收Band-L波段的數(shù)字電視信號(hào)， 又可以接收Band-3波段的數(shù)字電視信號(hào)
本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種移動(dòng)數(shù)字 電視專用天線，包括與便攜式移動(dòng)終端的內(nèi)部電路連接的連接部、具有多個(gè)伸 縮關(guān)節(jié)的主體部、以及連接主體部與連接部的肘接部，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié) 處于縮合狀態(tài)時(shí)，天線的總長(zhǎng)在8.0 12.0cm之間，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處 于展開狀態(tài)時(shí)，天線的總長(zhǎng)在25.0 46.0cm之間。
在上述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線中，所述的天線的主體部共有5個(gè)伸縮關(guān)節(jié)。
在上述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線中，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處于縮合狀態(tài) 時(shí)，天線的總長(zhǎng)為9.6cm。
在上述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線中，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處于展開狀態(tài) 時(shí)，天線的總長(zhǎng)為45.2cm。
在上述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線中，主體部的各伸縮關(guān)節(jié)的最大直徑為 4.3mm，最小直徑為1.2mm。
本實(shí)用新型為便攜式智能移動(dòng)終端，尤其是手機(jī)提供了一種小尺寸、多頻、 人性化設(shè)計(jì)的天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該實(shí)用新型既可以接收Band-L波段的數(shù)字電視 信號(hào)，又可以接收Band-3波段的數(shù)字電視信號(hào)，并且只需一個(gè)饋點(diǎn)，可以滿 足在空間要求苛刻的便攜數(shù)字終端，尤其是手機(jī)上，在國(guó)內(nèi)不同的城市實(shí)現(xiàn)所 有數(shù)字電視信號(hào)的收播。


為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì) 本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中 圖1為本實(shí)用新型的天線的折合狀態(tài)圖。 圖2為本實(shí)用新型的天線展開狀態(tài)圖。圖3本實(shí)用新型配合匹配網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用圖。
圖4為圖3所示典型應(yīng)用的L-Band等效電路圖。 圖5為圖3所示典型應(yīng)用的Band-3等效電路圖。 圖6為本實(shí)用新型的天線的諧振頻譜圖。 圖7為本實(shí)用新型應(yīng)用在一部手機(jī)中的功能框圖。
具體實(shí)施方式
數(shù)字電視信號(hào)，相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬電視信號(hào)，采用QAM調(diào)制方式，能夠 有效的抑制載波，數(shù)字電視信號(hào)能避免系統(tǒng)的非線性失真的影響，而且信號(hào)穩(wěn) 定可靠。在國(guó)內(nèi)，手機(jī)數(shù)字電視的天線系統(tǒng)的基本功能是捕捉到這Band-3和 L-Band兩個(gè)波段的信號(hào)，有足夠的帶寬保證能在中心頻率附近產(chǎn)生諧振。要能 較好的接收到數(shù)字電視信號(hào)L-Band波段要求天線長(zhǎng)度范圍是10.05-10.33cm， 而Band-3則要求天線長(zhǎng)度范圍是27.4-43.lcm。本實(shí)用新型的目的就是設(shè)計(jì)這 樣一種能夠通過在這兩個(gè)長(zhǎng)度間伸縮的天線。
如圖l所示，本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的天線100為線性極化方式拉桿天線， 一共有5節(jié)，縮合時(shí)長(zhǎng)度為/"展開總長(zhǎng)度為/2。第一部分為與便攜式移動(dòng)終 端的內(nèi)部PCB板電連接的連接部102，第二部分為天線的主體部104，主體部 104由多個(gè)可自由伸縮以改變長(zhǎng)度的伸縮關(guān)節(jié)106組成，在主體部的末端還有 一天線帽108。主體部104通過一個(gè)肘接部110與連接部102連接，當(dāng)連接部 102固定于便攜式移動(dòng)終端上時(shí)，主體部104可圍繞連接部102旋轉(zhuǎn)，呈0。臥 置狀態(tài)(如圖1)或90。直立狀態(tài)，并配合長(zhǎng)度伸縮，以達(dá)到所要接收的信號(hào)的 尺寸要求。
下面將推導(dǎo)目前常用的Band-3和L-Band這兩個(gè)波段對(duì)天線的尺寸要求，
以揭示本天線的尺寸設(shè)計(jì)。
Band-3的頻率f,的范圍是174-274MHz;波長(zhǎng)X尸c/f!，計(jì)算得范圍為 1.095-1.724米。因此，1/4、范圍為0.274-0.43lm，艮卩27.4-43.lcm。
L-Band的頻率f2的范圍是1452-1492MHz;波長(zhǎng)X2=c/f2，計(jì)算得范圍為 0.201-0.207米。因此，1/2X2的范圍為10.05-10.33cm。
本天線的設(shè)計(jì)取縮合長(zhǎng)度A接近L-Band的中心波長(zhǎng)的1/2，即1/2X2，因此/,可介于8.0 12.0cm之間。舉例來說，/,9.6cm，其中主體部長(zhǎng)91mm (即 9.1cm)，連接部長(zhǎng)5.0mm (即0.5cm)，如圖1所示。另外，取天線展開總長(zhǎng) 度/2 (如圖2所示)接近Band-3中心波長(zhǎng)的1/4，即1/4入!，因此/2可介于25.0 46.0cm之間。舉例來說，/2=45.2cm。此外，主體部104的最大直徑取4.3mm， 最小直徑取1.2mm。肘接部110的直徑取4.2mm。
圖3為該天線系統(tǒng)配合匹配電路的典型應(yīng)用圖。如圖3所示，在匹配電路 200中，Ll、 L2為匹配電感，Cl、 C2、 C3為匹配電容。天線100、電感Ll和 電容Cl組成L-Band的天線系統(tǒng)；天線、電感Ll、 L2以及電容C1、 C2、 C3 組成Band-3的天線系統(tǒng)。容易理解的是，為保證天線在Band-3和L-Band兩個(gè) 頻帶都可以效率較高地接收到電視信號(hào)，天線100和匹配電路200的具體參數(shù) 設(shè)計(jì)須滿足較高的增益、較低的反射率和較低的電壓駐波比等。
圖4為圖3所示典型應(yīng)用的L-Band等效電路圖；圖5為Band-3等效電路 圖；如圖4和5所示，L為天線等效電感，隨天線長(zhǎng)度發(fā)生變化；C為天線等 效電容；R為天線等效電阻，很??；
天線IOO的特性阻抗
ZO=fO (R， L， C) =R+l/jwC+jwL;
無(wú)匹配電路時(shí)天線的諧振頻率 F=l/ (2:n (R*C) 1/2);
增加匹配電路200后本天線系統(tǒng)的諧振頻率 Fs=l/ (2 Ti (Rs*Cs) 1/2);
其中，Rs為整個(gè)天線系統(tǒng)的等效電阻，Cs為整個(gè)天線系統(tǒng)的等效電容。 可以理解的是，對(duì)于圖4所示等效電路300而言，其諧振頻率應(yīng)當(dāng)落在L-Band 頻帶附近，對(duì)于圖5所示等效電路400而言，其諧振頻率應(yīng)當(dāng)落在Band-3頻帶 附近。
天線系統(tǒng)的增益為
G=kD，
其中，D—天線的定向性，收發(fā)電磁波波束的方向性特征；k—效率因子， 為0-1;
天線系統(tǒng)的反射率為p= (ZL-Z0) /(Z0+ZL);
其中，Zo為天線本身的特性阻抗，ZL為整個(gè)電路的負(fù)載電阻。
對(duì)于圖4所示電路300， ZL=fL(R,L，C,RLl,Cl,Ll); 對(duì)于圖5所示電路400， ZL'=fL'(R，L,C,RL2,C 1 ，C2，C3,L 1 ，L2)。
應(yīng)當(dāng)指出的本實(shí)用新型并不意圖對(duì)上述等效電路中的元件參數(shù)進(jìn)行限制， 本領(lǐng)域技術(shù)人員大可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用既有的設(shè)計(jì)理論和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
圖6為本實(shí)用新型天線在縮合和展開兩種狀態(tài)下的諧振頻譜圖，由圖6可 見，本天線系統(tǒng)的兩個(gè)諧振的頻帶分別在174-274MHz (Band-3)，和 1452-1492MHz(L-Band)。
圖7為本實(shí)用新型在一部手機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例。如圖7所示，能夠播放移動(dòng) 電視的手機(jī)1000主要包括天線100、天線匹配電路200、射頻電路500和基帶 電路600。射頻電路500包括內(nèi)部匹配電路510、低噪放大器520、帶通濾波器 530、數(shù)字電視信號(hào)解信道解碼芯片540。為簡(jiǎn)明起見，圖中未示出與本實(shí)用新 型無(wú)關(guān)的其他細(xì)節(jié)。其中，匹配電路510的作用是，調(diào)整天線系統(tǒng)的諧振頻率 到最佳點(diǎn)，降低信號(hào)反射率，排除高頻諧波的干擾，匹配電路510可以是L型、 PI型或者T型電路。由于地面建筑物等的吸收反射等，天線系統(tǒng)過來的信號(hào)往 往比較微弱；低噪放大器520首先將這種微弱的信號(hào)進(jìn)行放大。放大的射頻信 號(hào)中又有很多種頻率的信號(hào)，需要用帶通濾波器530將不感興趣的信號(hào)過濾， 供中頻電路降頻后給基帶電路600。需要特別注意的是，帶通濾波器530的寬 度必須足夠?qū)?，保證能夠通過L-Band和Band-3兩個(gè)波段的射頻信號(hào)，過濾掉 這兩個(gè)波段主頻較遠(yuǎn)的信號(hào)?？梢钥吹剑帽驹O(shè)計(jì)進(jìn)行兩個(gè)頻段數(shù)字電視信 號(hào)的采集，不再需要另一路并列的接收電路，因此本實(shí)用新型解決了在空間要 求苛刻和成本控制嚴(yán)格的便攜數(shù)字設(shè)備，尤其是手機(jī)設(shè)計(jì)所面臨的迫在眉睫的 問題。
本實(shí)用新型為便攜式智能移動(dòng)終端，尤其是手機(jī)提供了一種小尺寸、多頻、 人性化設(shè)計(jì)的天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該實(shí)用新型既可以接收Band-L波段的數(shù)字電視 信號(hào)，又可以接收Band-3波段的數(shù)字電視信號(hào)，并且只需一個(gè)饋點(diǎn)，可以滿足在空間要求苛刻的便攜數(shù)字終端，尤其是手機(jī)上，在國(guó)內(nèi)不同的城市實(shí)現(xiàn)所 有數(shù)字電視信號(hào)的收播。
需要說明的是，本實(shí)用新型不限于在這里所述的和所表明的實(shí)例。這個(gè)實(shí) 例只是舉例說明實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的最好方式，并且允許修改形式、尺寸、器件 安排和工作細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型更包括在如權(quán)利要求所明確說明的本實(shí)用新型的 范圍之內(nèi)的所有類似的修改。
權(quán)利要求1.移動(dòng)數(shù)字電視專用天線，用于使便攜式移動(dòng)終端能夠接收至少2個(gè)波段的移動(dòng)數(shù)字電視信號(hào)，其特征在于，所述天線包括與便攜式移動(dòng)終端的內(nèi)部電路連接的連接部、具有多個(gè)伸縮關(guān)節(jié)的主體部、以及連接主體部與連接部的肘接部，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處于縮合狀態(tài)時(shí)，所述天線的總長(zhǎng)在8.0～12.0cm之間，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處于展開狀態(tài)時(shí)，所述天線的總長(zhǎng)在25.0～46.0cm之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線，其特征在于，所述的天 線的主體部共有5個(gè)伸縮關(guān)節(jié)。
3. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線，其特征在于，當(dāng)主體部 的各伸縮關(guān)節(jié)處于縮合狀態(tài)時(shí)，所述天線的總長(zhǎng)為9.6cm。
4. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線，其特征在于，當(dāng)主體部 的各伸縮關(guān)節(jié)處于展開狀態(tài)時(shí)，所述天線的總長(zhǎng)為45.2cm。
5. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字電視專用天線，其特征在于，主體部的 各伸縮關(guān)節(jié)的最大直徑為4.3mm，最小直徑為1.2mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)數(shù)字電視專用天線，包括與便攜式移動(dòng)終端的內(nèi)部電路連接的連接部、具有多個(gè)伸縮關(guān)節(jié)的主體部、以及連接主體部與連接部的肘接部，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處于縮合狀態(tài)時(shí)，天線的總長(zhǎng)在8.0～12.0cm之間，適于接收L-Band波段數(shù)字電視信號(hào)，當(dāng)主體部的各伸縮關(guān)節(jié)處于展開狀態(tài)時(shí)，天線的總長(zhǎng)在25.0～46.0cm之間，適于接收Band-3波段數(shù)字電視信號(hào)。
文檔編號(hào)H01Q1/10GK201146237SQ20082005500
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者堅(jiān) 吳, 唐澤鵬, 季存維, 陳樹東 申請(qǐng)人:上海全一通訊技術(shù)有限公司