數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中功率放大器的設(shè)計(jì)方法

３ 測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和反復(fù)調(diào)試，實(shí)測(cè)結(jié)果如圖６所示。該驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器工作于線性狀態(tài)。由圖６增益曲線圖可知，整個(gè)頻帶內(nèi)增益平坦，為１２ｄＢ左右，與仿真結(jié)果大致一樣?；夭〒p耗小于１５ｄＢ，帶內(nèi)駐波比小于１．３。輸入功率２瓦時(shí)，用功率計(jì)測(cè)得輸出功率２５Ｗ，信號(hào)幅度穩(wěn)定，其交調(diào)抑制小于－３５ｄＢ。各項(xiàng)指標(biāo)滿足系統(tǒng)要求，與國(guó)外同類(lèi)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中放大器的指標(biāo)接近，成本大大降低，為今后數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的國(guó)產(chǎn)化研制奠定了基礎(chǔ)。

可用于移動(dòng)接收地面數(shù)字電視的天線設(shè)計(jì)

1、在移動(dòng)中接收數(shù)字電視，因?yàn)樾盘?hào)是隨不同地理位置變化，而信道特性是作動(dòng)態(tài)變化的，這就要求天線對(duì)不同信道的動(dòng)態(tài)特性變化的穩(wěn)定可靠性作出實(shí)時(shí)反映，在移動(dòng)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(zhǎng)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(chē))共形，同時(shí)可以設(shè)計(jì)成任何規(guī)格(50Ω，75Ω)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。

選擇具有一定厚度(h)的介質(zhì)，是為了增加輻射電導(dǎo)使輻射對(duì)應(yīng)的Qr值和總的QT值下降，從而增加帶寬。當(dāng)介質(zhì)基片選定后介電常數(shù)εr和損耗角正切tanδ這一對(duì)數(shù)據(jù)就同時(shí)給出，當(dāng)εr減小時(shí)介質(zhì)對(duì)場(chǎng)的“束縛”就減小，此時(shí)天線就易于輻射，但相對(duì)于天線的儲(chǔ)能就減小，Qr值下降，頻帶加寬，但εr的減小會(huì)使介質(zhì)基片尺寸加大，選擇大的損耗角正切才能使Qr下降頻帶加寬，但此時(shí)天線效率卻降低很多，所以要統(tǒng)籌考慮。

因?yàn)?epsilon;r和tanδ是頻率的函數(shù)，所以選擇好介質(zhì)基片后要進(jìn)行實(shí)測(cè)，以免設(shè)計(jì)饋電點(diǎn)的位置出現(xiàn)偏差而影響阻抗匹配。我們選用的介質(zhì)材料是聚四氟乙烯(PTFE)，按設(shè)計(jì)尺寸一次沖壓而成型，然后用蒸發(fā)，離子鍍銅工藝鍍帶線和地板。

2、對(duì)微帶帶寬W的確定

因?yàn)閹Ь€長(zhǎng)度λg/4與εe(等效介電常數(shù)，λg＝λ0／εe)有關(guān)，當(dāng)εr和h為已知時(shí)，W就取決于εe，可按下列公式計(jì)算：W＝C*fr(εr＋12)－12
式中，fr——工作頻率；
C——光速；
εr——相對(duì)介電常數(shù)。

數(shù)字電視一般工作在470～860MHz范圍內(nèi)，帶寬為6～8MHz，增益在4dB左右。當(dāng)選用小于上式計(jì)算出的寬度時(shí)，其天線效率將會(huì)降低，大于上式時(shí)雖然效率較高但易產(chǎn)生高次模影響圖像的清晰度。為避免工程上的復(fù)雜計(jì)算，在設(shè)計(jì)微帶線時(shí)對(duì)不同介質(zhì)、不同尺寸的帶線特性阻抗，可查閱微帶天線工程手冊(cè)中給出的W/h，εe，Z0值。

3、對(duì)螺旋微帶線的修正

因?yàn)槁菪Ь€的終端是開(kāi)路的，我們理論上認(rèn)為終端開(kāi)路具有無(wú)限大的開(kāi)路負(fù)載阻抗，實(shí)際上它不是真正的開(kāi)路，在開(kāi)路端存在著電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，相當(dāng)于在終端附加了一個(gè)終端電容，為了抵消這個(gè)終端電容的影響，開(kāi)路端要比理想設(shè)計(jì)計(jì)算值縮短一個(gè)Δl長(zhǎng)度。因?yàn)榻K端負(fù)載阻抗為無(wú)窮大λg/4傳輸線的輸入阻抗為零，當(dāng)終端負(fù)載接有一個(gè)附加電容時(shí)，如果仍要保持輸入阻抗為零，此時(shí)微帶線就要縮短一個(gè)Δl長(zhǎng)度。

因?yàn)?lambda;g/4微帶線是呈螺旋狀纏繞在圓柱體上，在末端產(chǎn)生突變(變尖)，這種突變會(huì)引入附加的電抗，所以要針對(duì)這種突變對(duì)微帶線進(jìn)行修正來(lái)抵消這種電抗的影響。

其修正值所去掉的Δl值與W、h，εr值有關(guān)，用微帶線修正理論分析與計(jì)算要引入許多復(fù)變函數(shù)極為復(fù)雜，同時(shí)又給出許多假設(shè)條件，不易得出準(zhǔn)確的結(jié)果，實(shí)際工作中要經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)與積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)修正，Δl一般取微帶線的0.2倍。

我們?cè)O(shè)計(jì)的λg/4螺旋貼片天線用切掉微帶線的一個(gè)角來(lái)抵消終端電容，附加電抗的影響，同時(shí)它還能微調(diào)諧振頻率，當(dāng)切掉T1時(shí)會(huì)使頻率增加，對(duì)阻抗匹配影響甚微。當(dāng)切掉T2時(shí)也使頻率降低，但對(duì)阻抗影響很大，需重新調(diào)整，所以設(shè)計(jì)時(shí)將諧振工作頻率略往低一點(diǎn)考慮，比較有利。為使螺旋微帶天線容易輻射和接收，在邊緣地帶留有一定距離的輻射縫隙(B)。經(jīng)驗(yàn)證明兩帶之間(S)的空間間隔至少為微帶寬度(W)的一半時(shí)，天線工作效率最好，因此可簡(jiǎn)單地確定螺旋圈數(shù)，為了保證全向方向圖，微帶寬度不應(yīng)小于圓柱的直徑(D)。饋電方式直接影響到微帶線的輻射特性，我們選用50Ω BNC型接插件，背饋輸出，接插頭的中心線與微帶線饋電點(diǎn)聯(lián)結(jié)，接地端與圓柱體內(nèi)壁地板相連。為使螺旋微帶線不受外界環(huán)境的影響，在螺旋貼片微帶天線外部加一個(gè)玻璃外罩保護(hù)，預(yù)防雨雪侵害。天線底部加一塊磁鐵吸在汽車(chē)頂部。

4、 結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)發(fā)展數(shù)字電視起步較晚，但發(fā)展速度非?？?，市場(chǎng)特別大，但是缺乏自己專(zhuān)有產(chǎn)權(quán)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，盡管清華正在研制數(shù)字多媒體廣播地面(DMB-T)標(biāo)準(zhǔn)，交大也正在開(kāi)發(fā)高級(jí)數(shù)字電視廣播地面(ADTB-T)標(biāo)準(zhǔn)，但都還在不斷完善之中，中國(guó)必須要有自己的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)廠商已有能力提供業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可的DVB核心設(shè)備，也開(kāi)播了不少數(shù)字電視頻道的試播節(jié)目，所以希望有關(guān)部門(mén)盡快地公布我國(guó)自己的地面數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造更好的數(shù)字電視環(huán)境，讓人們享受高科技帶來(lái)的高清晰度數(shù)字電視節(jié)目。