數字電視發射機中功率放大器的設計方法

３ 測試結果

經過大量實驗和反復調試，實測結果如圖６所示。該驅動級放大器工作于線性狀態。由圖６增益曲線圖可知，整個頻帶內增益平坦，為１２ｄＢ左右，與仿真結果大致一樣。回波損耗小于１５ｄＢ，帶內駐波比小于１．３。輸入功率２瓦時，用功率計測得輸出功率２５Ｗ，信號幅度穩定，其交調抑制小于－３５ｄＢ。各項指標滿足系統要求，與國外同類數字電視發射機中放大器的指標接近，成本大大降低，為今后數字電視發射機的國產化研制奠定了基礎。

可用于移動接收地面數字電視的天線設計

1、在移動中接收數字電視，因為信號是隨不同地理位置變化，而信道特性是作動態變化的，這就要求天線對不同信道的動態特性變化的穩定可靠性作出實時反映，在移動中天線須在全方位范圍內保證一定的帶寬和增益。為此我們設計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，同時可以設計成任何規格(50Ω，75Ω)與同軸電纜聯結，不須匹配網絡，且空芯內部可以安裝有源電子器件。

選擇具有一定厚度(h)的介質，是為了增加輻射電導使輻射對應的Qr值和總的QT值下降，從而增加帶寬。當介質基片選定后介電常數εr和損耗角正切tanδ這一對數據就同時給出，當εr減小時介質對場的“束縛”就減小，此時天線就易于輻射，但相對于天線的儲能就減小，Qr值下降，頻帶加寬，但εr的減小會使介質基片尺寸加大，選擇大的損耗角正切才能使Qr下降頻帶加寬，但此時天線效率卻降低很多，所以要統籌考慮。

因為εr和tanδ是頻率的函數，所以選擇好介質基片后要進行實測，以免設計饋電點的位置出現偏差而影響阻抗匹配。我們選用的介質材料是聚四氟乙烯(PTFE)，按設計尺寸一次沖壓而成型，然后用蒸發，離子鍍銅工藝鍍帶線和地板。

2、對微帶帶寬W的確定

因為帶線長度λg/4與εe(等效介電常數，λg＝λ0／εe)有關，當εr和h為已知時，W就取決于εe，可按下列公式計算：W＝C*fr(εr＋12)－12
式中，fr——工作頻率；
C——光速；
εr——相對介電常數。

數字電視一般工作在470～860MHz范圍內，帶寬為6～8MHz，增益在4dB左右。當選用小于上式計算出的寬度時，其天線效率將會降低，大于上式時雖然效率較高但易產生高次模影響圖像的清晰度。為避免工程上的復雜計算，在設計微帶線時對不同介質、不同尺寸的帶線特性阻抗，可查閱微帶天線工程手冊中給出的W/h，εe，Z0值。

3、對螺旋微帶線的修正

因為螺旋微帶線的終端是開路的，我們理論上認為終端開路具有無限大的開路負載阻抗，實際上它不是真正的開路，在開路端存在著電場的邊緣效應，相當于在終端附加了一個終端電容，為了抵消這個終端電容的影響，開路端要比理想設計計算值縮短一個Δl長度。因為終端負載阻抗為無窮大λg/4傳輸線的輸入阻抗為零，當終端負載接有一個附加電容時，如果仍要保持輸入阻抗為零，此時微帶線就要縮短一個Δl長度。

因為λg/4微帶線是呈螺旋狀纏繞在圓柱體上，在末端產生突變(變尖)，這種突變會引入附加的電抗，所以要針對這種突變對微帶線進行修正來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，用微帶線修正理論分析與計算要引入許多復變函數極為復雜，同時又給出許多假設條件，不易得出準確的結果，實際工作中要經過反復實驗與積累的經驗來修正，Δl一般取微帶線的0.2倍。

我們設計的λg/4螺旋貼片天線用切掉微帶線的一個角來抵消終端電容，附加電抗的影響，同時它還能微調諧振頻率，當切掉T1時會使頻率增加，對阻抗匹配影響甚微。當切掉T2時也使頻率降低，但對阻抗影響很大，需重新調整，所以設計時將諧振工作頻率略往低一點考慮，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)。經驗證明兩帶之間(S)的空間間隔至少為微帶寬度(W)的一半時，天線工作效率最好，因此可簡單地確定螺旋圈數，為了保證全向方向圖，微帶寬度不應小于圓柱的直徑(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聯結，接地端與圓柱體內壁地板相連。為使螺旋微帶線不受外界環境的影響，在螺旋貼片微帶天線外部加一個玻璃外罩保護，預防雨雪侵害。天線底部加一塊磁鐵吸在汽車頂部。

4、 結束語
我國發展數字電視起步較晚，但發展速度非常快，市場特別大，但是缺乏自己專有產權的技術標準，盡管清華正在研制數字多媒體廣播地面(DMB-T)標準，交大也正在開發高級數字電視廣播地面(ADTB-T)標準，但都還在不斷完善之中，中國必須要有自己的自主知識產權的標準。目前，國內廠商已有能力提供業內人士認可的DVB核心設備，也開播了不少數字電視頻道的試播節目，所以希望有關部門盡快地公布我國自己的地面數字視頻廣播標準，創造更好的數字電視環境，讓人們享受高科技帶來的高清晰度數字電視節目。