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在全面完善地面数字电视覆盖网、彻底完成地面电视模拟化向数字化过渡的攻坚时期,数字电视发射系统应覆盖更广的范围、占用更小的空间资源、承载更多的频道数。天线是数字电视发射机的重要组成部分,并且,能覆盖全频段(470MHz-862MHz)的低驻波比、高增益数字电视发射天线可以提高电视节目的质量、增加系统的可靠性、有效降低运营成本。因此,对全频段数字电视发射天线的研究具有十分广阔的前景。论文研究课题来源于辽宁普天数码股份有限公司的“数字电视发射系统无源器件的开发”项目,设计了全频段的数字电视发射天线。论文完成的主要工作如下:(1)提出了一种双层领结结构天线单元。采用领结结构的偶极子作为单元天线,为展宽频带,加入了寄生的领结结构偶极子,实现了双层领结结构偶极子天线单元。由于引入新的谐振模式,拓宽了天线单元的阻抗带宽。再将两个天线单元组合在一起形成子阵列单元,进一步优化了阻抗平坦度,提高了增益。(2)设计并实现了一款基于双层领结结构的水平极化数字电视发射天线阵。将两个子阵列天线单元以齐平方式排列,并采用T型宽带匹配网络进行等功分馈电,构成1×4的四元天线阵。T型宽带匹配网络包括两个阶梯型复阻抗变换器,同时引入L型巴伦结构,共同实现了天线阵的全频段匹配。测试结果与仿真结果较为一致,在470MHz-862MHz的范围内,电压驻波比小于1.13。增益为11.6dBi-12.6dBi,均满足了数字电视发射天线的指标要求。(3)设计了一款基于双层领结结构的全频段垂直极化数字电视发射天线阵。将两个子阵列单元以共轴线方式排列,经过T型宽带匹配网络,构成2×2的四元阵列天线。引入的两个阶梯型复阻抗变换器以及巴伦结构,使天线阵在全频带内达到良好匹配。仿真结果表明,在全频带范围内,电压驻波比均在1.10以下,增益均大于11.6dBi,且最大增益为13.3dBi,达到了数字电视发射天线指标要求。然后,分析了垂直极化天线阵的多面和多层组合方式,并对天线进行合理布置,实现了垂直面场强的零点填充。