[发明专利]用于移动数字电视的阵列分形石墨烯天线

说明书

技术领域

本发明属于天线领域，具体涉及一种用于移动数字电视的阵列分形石墨烯天线。

背景技术

移动数字电视是移动互联网时代的全新技术，可以实现在各种快速行驶的车辆中收看数字电视，并通过数字电视渠道开展视频点播、电视购物、宣传推广、远程咨询、互动游戏等业务。移动数字电视已覆盖了全国多个主要城市，在公共交通工具和私人汽车上已广泛使用，成为公认的具有较大影响力的新兴媒体。

天线设计及制造技术是移动数字电视系统的核心关键技术之一，天线的性能极大地影响了移动数字电视系统的工作性能及应用领域。根据国际电信联盟的频段划分，基于卫星传输的移动数字电视频段为11.700～12.200 GHz。移动数字电视天线必须完全覆盖11.700～12.200 GHz频段，并满足移动数字电视系统信号稳定、接收迅速、画面清晰、移动性强等要求。移动数字电视系统主要应用于各种车辆，其工作环境较为复杂，在多种不可预知的恶劣环境下工作的几率较高，这就要求移动数字电视天线具有优良的物理机械性能，有较好的耐腐蚀性能，有较好的耐高、低温性能，在户外工作环境下具有稳定可靠的工作性能。

生长树分形偶极子天线是一种基于生长树分形结构的偶极子天线，具有分形结构的自相似性，每“生长”一次，在高频段就会多一个谐振频点，一个天线的多个较为接近的工作频段彼此叠加，可以获得较大的工作频段。以生长树分形偶极子天线作为阵元天线，按照矩形阵列结构排列组成天线阵列，可以在保留较大工作带宽的同时，让阵元天线的辐射相叠加，增强天线的辐射强度。

聚对苯二甲酸乙二酯（Polyethylene Terephthalate, PET）薄膜基质是一种性能非常稳定的天线基质材料，可以耐油、耐稀酸、耐稀碱，耐大多数溶剂，可在-70℃到150℃的温度范围内正常工作，且高、低温时对其机械性能影响很小。使用聚对苯二甲酸乙二酯薄膜基质作为天线基质材料，可以保证天线在各种恶劣环境下都具有稳定的工作性能。

石墨烯导电墨水是由石墨烯导电填料、粘合剂、溶剂组成的高性能导电墨水。石墨烯是由碳原子组成的单层石墨，具有非常好的导热性、电导性、透光性，而且具有高强度、超轻薄、超大表面积等特性。石墨烯具有很高的电子迁移率，能够容纳强度很高的射频电流，以石墨烯作为导电填料制成的导电墨水，比传统的金属导电填料墨水质量更轻、成本更低、电导率更高、耐热性更好。

发明内容

本发明的目的是提供一种小尺寸、宽频带，具有优良的物理机械性能，在户外工作环境下具有稳定可靠的工作性能，能够完全覆盖移动数字电视11.700～12.200 GHz工作频段，有较大性能冗余的用于移动数字电视的阵列分形石墨烯天线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于移动数字电视的阵列分形石墨烯天线，其包括薄膜基质和贴覆在该薄膜基质正面上的生长树分形阵列辐射贴片，所述生长树分形阵列辐射贴片由生长树分形偶极子小天线按照矩形阵列结构排列组成的天线阵列。

在本发明一实施例中，所述生长树分形偶极子小天线由相互对称的一对偶极子臂构成；偶极子臂之间的对称中心线上开设有断开间隙；每个偶极子臂由馈电点和生长树分形辐射结构所组成；在断开间隙的两侧设有馈电点。

进一步的，所述生长树分形辐射结构使用至少3阶的生长树分形结构。

在本发明一实施例中，所述生长树分形阵列辐射贴片使用矩形阵列结构作为基本阵列排布结构。

进一步的，所述基本阵列排布结构至少包括8行8列共64个生长树分形偶极子小天线。

在本发明一实施例中，所述薄膜基质为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜基质。

在本发明一实施例中，所述薄膜基质的形状为矩形。

在本发明一实施例中，所述薄膜基质由至少8行8列共64个小区域组成。

进一步的，每个薄膜基质小区域的相对介电常数沿着薄膜基质长、宽两个方向渐变；相对介电常数最小的小区域位于薄膜基质左上角；相对介电常数最大的小区域位于薄膜基质右下角；每个薄膜基质小区域的相对介电常数按照从左到右、从上到下的顺序逐渐增加，相邻两个薄膜基质小区域的相对介电常数的差值为0.1。

在本发明一实施例中，所述天线辐射贴片由石墨烯导电墨水印制而成。