应用于数位电视之共平面波导宽频天线.PDF

應用於數位電視之共平面波導寬頻天線 2014.05.11 Outline 摘要 介紹 天線結構 結果與討論 結論 參考文獻 摘要 本文提出以共平面波導(CPW)饋入配合矩形槽孔 (slot) 製作出新型數位電視寬頻天線。從模擬結果得知矩形 槽孔能增加新的諧振點。本文設計以頻寬 300MHz為 目標 ，製作出頻寬300MHz(500~800MHz)寬頻天線， 反射損耗 (return loss)滿足低於-10dB進行實際電路之 實測頻寬比(△f/fo) 等於46.15% ，此寬頻天線可適用在 目前數位電視 (DTV)接收更可應用於未來新增頻道使 用。 介紹 國家通訊傳播委員會發布將於民國101年7月起全台電視數 位化。近年來，各國已積極進行頻道回收，並改為使用數 位通訊 方式。有別於傳統式有線電視由同軸電纜 (Cable line)進行電視訊號的傳輸 ，在傳送過程中容易受到干擾， 導致畫面清晰度不佳、影像延遲等問題，數位電視系統提 供 一個更有效率的傳輸方式，以相同的頻寬提供較佳的畫 面 與聲音品質，數位電視由基地台發射電視訊號再以寬頻 天線進行接收，所以數位電視寬頻接收天線是每一個接收 機必要的接收元件，現行數位電視頻段設於(530~590MHz) ，由於全台電視數位化後電視頻道也隨之增加，天線的接 收頻寬也勢必增加此天線對於未來新增頻道也可接收。 介紹 市售數位電視天線多以偶極 天線與環形天線居多，本 文採用共平面波導CPW-fed進行設計，此結構擁有寬 廣的頻寬、良好的阻抗 匹配、簡單的單一金屬結構不 需搭配任何元件，且具有方便製造等優點，並在輻射 面加入矩形槽 孔以利增加諧振點。藉由槽孔面積大小 的改變調整天線之頻寬，以較大操作頻寬之優點縮小 天線面積。結合以上特性以電磁模擬軟體 (IE3D)進行 模擬 ，以FR4單面板實現 ，並在備有數位電視接收機 液晶電視量測，結果顯示具有良好的信號強度與信號 品質。 天線結構 本文所提出之數位電視寬頻接收天 線結構如圖一所示，以 FR4單面板 , 相對介電系數4.3 ，板材厚度 1.6mm 單面板輸入端阻抗為, 75Ω的 F-type接 頭 。 天線結構 如圖所示天線尺寸結構方面1 ， 75Ω Port饋入點傳輸線(P1=1.5mm) T型饋入輻射面(W1=65mm 、L1=55mm) ， T型饋入輻射面槽孔(W2=57mm 、L2=37mm) ， 微 擾矩形元素(W3=1.5mm 、L3=7mm) ， 接地面(W4=31.45mm 、L4=135mm) ， 接地面槽孔(W5=13.55mm 、L5=119.5mm) 、 W6=11.75mm 、W7=1mm 、G1=5.5mm ， 接地面與T型饋入輻射面間 Gap寬度 (G2=0.3mm) 。 結果與討論 在以電磁模擬軟體(IE3D)進行模擬S11(Return loss)藉 此得知天線上的反射損耗，在中心頻率650MHz有較 深的頻率響應曲線，且天線在500~800MHz之間反射 損耗(return loss)均滿足低於-10dB之要求，具有 300MHz的頻寬，並以電磁模擬軟體(IE3D)模擬天線中 心頻率於650MHz ，phi= 0 °如圖 2 與phi=90 °如圖3場 型圖接近全向性(omni-directional)幅射場型，因此能全 方位接收數位電視訊號 ，此天線能有效運用在數位電 視接收。 結果與討