本發(fā)明涉及一種用于直播衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的LNB模塊及相應(yīng)的PIFA天線。

背景技術(shù)：

全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem，GPS)是利用衛(wèi)星為用戶提供定位、導(dǎo)航、測(cè)繪、監(jiān)測(cè)、授時(shí)服務(wù)。衛(wèi)星定位具有全時(shí)空、全天侯、高精度、連續(xù)實(shí)時(shí)提供導(dǎo)航、定位和授時(shí)的特點(diǎn)，因此在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)建設(shè)及管理、科學(xué)研究、災(zāi)害評(píng)估及防控以及軍事領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用，關(guān)系國(guó)防安全和人們生活的方方面面。目前全球有四大全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)：美國(guó)的GPS(GlobalPositioningSystem)、俄羅斯的GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem)、歐洲的Galileo和中國(guó)的北斗COMPASS。在民用導(dǎo)航方面，四大導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段為：美國(guó)GPS的L1(1575.42±1.023MHz)、俄羅斯GLONASS的G1(1602±0.5625MHz)、歐洲Galileo的E1(1561.098±2.046MHz)和中國(guó)北斗二代的B1(1561.098±2.046MHz)頻段。由于這些系統(tǒng)的衛(wèi)星分布在不同的軌道平面，對(duì)每一個(gè)用戶而言，單個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星在空間的分布有限，定位服務(wù)的精確度、安全性、可靠性和可用性無(wú)法得到保障；因政治、軍事的需要，衛(wèi)星系統(tǒng)的主控方還可能暫停服務(wù)或提供錯(cuò)誤信息；未來(lái)的衛(wèi)星定位導(dǎo)航必將是多模式兼容，多系統(tǒng)聯(lián)合定位，多個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星形成互補(bǔ)和相互驗(yàn)證，能夠增加可見(jiàn)衛(wèi)星的數(shù)量，提高定位的精度、可靠性和安全性。特別是在城市峽谷、密林深處等信號(hào)受到嚴(yán)重遮擋的情況下優(yōu)勢(shì)很明顯，衛(wèi)星定位接收機(jī)向著多模兼容的方向發(fā)展。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，直播星電視高頻頭產(chǎn)品在農(nóng)村區(qū)域得到極大的推廣，但由于市場(chǎng)山寨機(jī)，黑盒子越來(lái)越多，甚至更有國(guó)家招標(biāo)的盒子被拿到城市使用，沖擊當(dāng)?shù)赜芯€數(shù)字機(jī)頂盒的市場(chǎng)，給市場(chǎng)和管理造成混亂。因而廣電總局推出了北斗直播衛(wèi)星電視高頻頭的產(chǎn)品，其最終目的是向廣電戶戶通用戶提供滿足其技術(shù)需求的、穩(wěn)定的、高質(zhì)量的產(chǎn)品且要成本低，給客戶提供滿意產(chǎn)品和服務(wù)。

天線位于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的前端，主要功能是用于接收衛(wèi)星定位信號(hào)，其性能的優(yōu)劣在一定程度上決定著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的性能。如今的定位天線不僅要滿足用戶對(duì)接收衛(wèi)星定位信號(hào)質(zhì)量的要求，還要符合定位終端體積小型化的要求，因此天線盡可能占用較小的空間體積，同時(shí)保證較好的天線性能。目前在國(guó)家新聞出版廣電總局(簡(jiǎn)稱廣電總局)科技司的統(tǒng)一部署下，戶戶通準(zhǔn)備采用北斗定位方式，全面替代GPRS定位。即北斗二代與GPS結(jié)合的頻段再與LNB組合在一起通過(guò)一根同軸線纜傳輸，接入到數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)中供用戶使用。其中北斗頻點(diǎn)是主信號(hào)，GPS頻點(diǎn)在直播星電視高頻頭產(chǎn)品起檢測(cè)及校準(zhǔn)北斗的作用。

目前應(yīng)用的定位天線主要采用陶瓷天線，它有較明顯的優(yōu)缺點(diǎn)。陶瓷天線為窄帶天線、低回波損耗、偏振方式為圓極化、制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而采用的一種低成本、制作工藝簡(jiǎn)單的應(yīng)用于直播衛(wèi)星電視高頻頭上的LNB模塊及相應(yīng)的PIFA天線。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明提供一種用于直播衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的LNB模塊，所述LNB模塊包括，LNB電路；定位衛(wèi)星信號(hào)接收天線及定位衛(wèi)星信號(hào)接收電路(9，10)；所述定位衛(wèi)星信號(hào)接收天線為PIFA天線，所述PIFA天線包括天線振子及短路環(huán)路徑，所述短路環(huán)路徑包括饋線饋電點(diǎn)及短路環(huán)接地點(diǎn)。

更進(jìn)一步，所述LNB電路和所述PIFA天線焊接在同一RF PCB上。

更進(jìn)一步，所述LNB電路和所述PIFA天線焊接在所述RF PCB的正面，所述定位衛(wèi)星信號(hào)接收電路(9，10)焊接在所述RF PCB的背面。

更進(jìn)一步，所述天線振子為多邊形平面。

更進(jìn)一步，所述LNB模塊還包括，設(shè)置于所述RF PCB正面的金屬框架(15)，所述金屬框架(15)包括Spacer平面及隔離所述PIFA天線和所述LNB電路的肋條(16)。

更進(jìn)一步，所述LNB模塊還包括，所述PIFA天線四周與所述肋條(16)保持一定的間距，所述天線振子高出所述Spacer平面一定的距離。

更進(jìn)一步，所述RF PCB上設(shè)置有與所述天線振子相適應(yīng)的金屬反射面，以及隔離所述LNB電路和所述PIFA天線的環(huán)路地(13)。

更進(jìn)一步，所述定位衛(wèi)星信號(hào)接收電路用于接收北斗定位衛(wèi)星信號(hào)。

更進(jìn)一步，所述LNB模塊還包括F頭，所述F頭與所述PIFA天線分別位于所述LNB模塊徑向相對(duì)的兩側(cè)。

本發(fā)明還提供一種用于直播衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的LNB模塊的PIFA天線，所述PIFA天線用于定位衛(wèi)星信號(hào)，所述PIFA天線包括天線振子和短路環(huán)路徑，所述短路環(huán)路徑包括饋線饋電點(diǎn)及短路環(huán)接地點(diǎn)，所述天線振子為多邊形平面。

更進(jìn)一步，所述天線振子與所述短路環(huán)路徑一體化垂直連接。

更進(jìn)一步，所述PIFA天線還包括振子支撐架(5，8)，所述振子支撐架(5，8)與所述天線振子一體化垂直連接。

更進(jìn)一步，所述PIFA天線(20)總長(zhǎng)度為25.0mm左右，總高度為6.0mm左右，總寬度為7.0mm左右；所述天線振子(1)的厚度0.5mm左右，所述天線振子(1)的多邊形平面的倒角(18，19)的度數(shù)為45°，所述倒角(18，19)邊長(zhǎng)為5.0mm左右；所述饋線饋電點(diǎn)(2)與所述短路環(huán)接地點(diǎn)(3)之間的距離為2.5mm左右。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案后，可以提供一種低成本、制作工藝簡(jiǎn)單的PIFA天線，其應(yīng)用于直播衛(wèi)星電視高頻頭上的LNB模塊后，也能大大降低產(chǎn)品成本，簡(jiǎn)化制造工藝，適應(yīng)國(guó)內(nèi)北斗定位以及直播衛(wèi)星電視定位應(yīng)用的需求。

附圖說(shuō)明

圖1是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線的俯視示意圖；

圖2是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線的正視示意圖；

圖3是應(yīng)用PIFA天線20于北斗直播衛(wèi)星高頻頭上的RF PCB背面電路圖；

圖4是應(yīng)用PIFA天線20于北斗直播衛(wèi)星高頻頭上的RF PCB正面電路中的實(shí)物前方位照片；

圖5是應(yīng)用PIFA天線20于北斗直播衛(wèi)星高頻頭上的RF PCB正面電路中實(shí)物的后方位照片；

圖6是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線在LNB電路中外圍金屬框架Spacer(間隔柱)實(shí)物正面圖；

圖7是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線在LNB電路中外圍金屬框架Spacer(間隔柱)實(shí)物反面圖；

圖8是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線與LNB電路組合之后裝配外圍所有金屬框架實(shí)物圖；

圖9是圖8所示實(shí)物的背面圖；

圖10為上述較優(yōu)實(shí)施例的PIFA天線駐波圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以北斗直播衛(wèi)星電視高頻頭作為本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線20的俯視示意圖，PIFA天線20包括天線振子1、振子支撐架5和8，以及短路環(huán)路徑4。本發(fā)明的天線振子1為多邊形平面臂。

圖2是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線20的正視示意圖，它包括天線振子1、振子支撐架5和振子支撐架8，短路環(huán)路徑4，短路環(huán)路徑4包括饋線饋電點(diǎn)2及短路環(huán)接地點(diǎn)3。

多邊形PIFA天線振子1的長(zhǎng)度為諧振頻率的四分之一波長(zhǎng)，天線振子1長(zhǎng)度與天線的工作頻率相匹配，目前北斗的工作頻率為1561MHz。天線短路環(huán)4的尺寸與天線的阻抗相匹配，且天線的阻抗為50歐姆。放大電路及元件位于RF PCB的背面，短路環(huán)接地點(diǎn)3設(shè)在RF PCB的正面。

圖3是應(yīng)用PIFA天線20于北斗直播衛(wèi)星高頻頭上的RF PCB背面電路示意圖，它包括天線振子1背面區(qū)域71，振子支撐架5在電路中的焊接點(diǎn)51和振子支撐架8在電路中的焊接點(diǎn)81，饋線饋電點(diǎn)2在電路中的焊接點(diǎn)21，短路環(huán)接地點(diǎn)3在電路中的焊接點(diǎn)31，饋線饋電點(diǎn)2輸出的匹配電路9，有源放大電路及元件10及RF PCB 11。放大電路及元件10位于RF PCB 11的背面，短路環(huán)接地點(diǎn)3設(shè)在RF PCB 11的正面。

圖4是應(yīng)用PIFA天線20于北斗直播衛(wèi)星高頻頭上的RF PCB正面電路中的實(shí)物前方位照片，它包括天線振子1及其所在區(qū)域7，饋線饋電點(diǎn)2在電路中的焊接點(diǎn)21，短路環(huán)接地點(diǎn)3在電路中的焊接點(diǎn)31，金屬反射面12，LNB電路14及RF PCB 11，以及隔離LNB電路14和PIFA天線20的環(huán)路地13。

圖5是應(yīng)用PIFA天線20于北斗直播衛(wèi)星高頻頭上的RF PCB正面電路中實(shí)物的后方位照片，它包括天線振子1及其所在區(qū)域7，振子支撐架5及振子支撐架8，金屬反射面12，以及隔離LNB電路14和PIFA天線20的環(huán)路地13，LNB電路14及RF PCB 11。其中，饋線饋電點(diǎn)2與背面的匹配電路9相連接，短路環(huán)接地點(diǎn)3和饋線饋電點(diǎn)2與匹配電路9相連接，振子支撐架5、振子支撐架8以及天線短路環(huán)路徑4與金屬反射面12是相互垂直的，天線振子1與RF PCB 14面平行，天線振子1與短路環(huán)路徑4一體化垂直連接，振子支撐架5和振子支撐架8與短路環(huán)路徑4一體化垂直連接。

圖6是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線在LNB電路中外圍金屬框架Spacer(間隔柱)25實(shí)物正面圖，它包括Spacer平面15，Spacer 25中隔離PIFA天線1和LNB電路的肋條16。

圖7是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線在LNB電路中外圍金屬框架Spacer(間隔柱)25實(shí)物反面圖，可以看到Spacer 25中用于隔離PIFA天線1和LNB電路的肋條16。

圖8是應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星高頻頭產(chǎn)品上的PIFA天線與LNB電路組合之后裝配外圍所有金屬框架實(shí)物圖，它包括Spacer 25，Spacer平面15，天線振子1，天線下蓋17。天線振子1四周與Spacer肋條16有一定的安全間距，一般為0.5mm及以上。天線振子1要高出Spacer平面15一定的距離，一般為1mm及以上。

圖9是圖8所示實(shí)物的背面圖，它包括天線下蓋17，F(xiàn)頭26。F頭26用于外接同軸電纜，將合成后的衛(wèi)星電視信號(hào)及衛(wèi)星定位信號(hào)輸出到機(jī)頂盒。

下面，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明中，應(yīng)用于北斗直播衛(wèi)星電視高頻頭上的RF PCB 11的尺寸為55*25，位于其上的PIFA天線的尺寸為：PF天線20總長(zhǎng)度為25.0mm左右，總高度為6.0mm左右，總寬度為7.0mm左右；天線振子1的厚度0.5mm左右，天線振子1的多邊形平面的倒角18及倒角19的度數(shù)為45°，倒角邊長(zhǎng)為5.0mm左右；饋線饋電點(diǎn)2與短路環(huán)接地點(diǎn)3之間的距離為2.5mm左右，天線四周距離Spacer肋條16約0.5mm左右，天線振子1的多邊形平面高出Spacer平面約1mm左右。

圖10為上述較優(yōu)實(shí)施例的PIFA天線駐波圖。該P(yáng)IFA天線裝配為圖7所示，但未連接有源放大電路。經(jīng)測(cè)試，在1541～1581MHz范圍內(nèi)，駐波小于2.0，帶寬達(dá)40MHz，效果良好。

此外，需要指出的是，本發(fā)明的天線振子1為多邊形平面臂，除了圖中所示的形狀外，還可以是菱形、正六邊形、等等，本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例不應(yīng)視作對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，本發(fā)明的技術(shù)方案不僅可以用于北斗定位的LNB模塊，還可以用于GPS、Galileo、以及Glonass等衛(wèi)星定位，或者雙模、多模衛(wèi)星定位。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。