数字音频广播(DAB)微带天线设计与实现

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DAB是继AM、FM传统模拟广播之后的第三代广播,它是新一代的广播,具有CD级的好音质,可以提供便捷的数字信息服务。依据WARC-92标准,DAB系统的工作频率覆盖FM频段和L波段1452-1492MHz的频段。本文研究设计的就是工作于L波段的DAB天线。微带天线具有重量轻、体积小、剖面低等优点成为一种有吸引力的天线类型。然而,在许多应用中最主要的障碍是微带天线的有限带宽,典型的微带天线驻波比小于1.2带宽只有百分之零几量级。因此,本文提出了一种悬置式馈电结构,有效地展宽了微带天线驻波比小于1.2的带宽,且H面交叉极化较小,这使得微带天线适合于DAB发射系统的应用。文中首先利用矩量法对微带天线进行了初步的计算,验证微带天线在DAB系统应用的可行性,然后在HFSS中对新型结构的DAB单元天线优化仿真,研究了天线结构对天线性能影响,继而完成了天线阵列的设计仿真,结果说明该天线结构具有良好的特性,该天线在DAB的工作频段内S11<-22dB(相当于VSWR<1.15),H面的3dB波瓣宽度达到65°以上,单元天线、二元线阵、四元线阵的E面3dB波瓣宽度也分别达到了57°、29.2°、14.09°,满足DAB系统的标准要求。利用ADS 2005版本仿真软件,设计的DAB系统天线阵馈电网络也满足系统的设计要求。完成了软件仿真后,对DAB单元天线进行了实际的加工和测试,测试结果与仿真结果具有合理的一致性,表明所设计天线具有驻波比小、增益高、交叉极化性能好等特点,另外所设计天线体积小、重量轻、成本低,因而较好地满足了DAB系统对天线的性能要求。
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