基于分形技術(shù)的多頻超寬帶天線的研究.pdf

1、1975年B.B.Mandelbrot首次正式提出分形理論，自此之后，分形理論以其自身獨(dú)特的性質(zhì)，不僅成為解釋自然和無規(guī)則“數(shù)學(xué)怪物”的有用語言，也促進(jìn)了分形電動(dòng)力學(xué)的極大發(fā)展。作為分形電動(dòng)力學(xué)應(yīng)用之一的分形天線也得到學(xué)者的普遍關(guān)注。分形結(jié)構(gòu)的自相似和分?jǐn)?shù)維這兩個(gè)特性在實(shí)現(xiàn)天線的小型化、寬頻帶、多頻帶方面有著不同于一般天線的巨大潛力。本文主要利用分形迭代產(chǎn)生的自相似特性，重點(diǎn)研究了此性質(zhì)應(yīng)用到天線設(shè)計(jì)中所產(chǎn)生的多頻和寬帶特性。
　

2、　分形結(jié)構(gòu)的自相似性應(yīng)用到天線設(shè)計(jì)中可以產(chǎn)生多個(gè)諧振頻率，如果適當(dāng)?shù)恼{(diào)整分形結(jié)構(gòu)、迭代次數(shù)和饋電方式，就可以利用分形產(chǎn)生的多頻實(shí)現(xiàn)超寬帶。本文以橢圓為基本結(jié)構(gòu)，將分形技術(shù)應(yīng)用到天線設(shè)計(jì)中，得到了較好的性能。
　　第一，基于分形迭代的思想，設(shè)計(jì)了非同心嵌套橢圓分形多頻天線。首先研究嵌套各層橢圓的長(zhǎng)、短軸，嵌套的層數(shù)以及各層嵌套的環(huán)寬對(duì)于天線諧振特性的影響;然后根據(jù)嵌套橢圓尺寸參數(shù)與頻帶的關(guān)系，設(shè)計(jì)了適用于WLAN/WiMAX的2.4

3、、3.5、5.2GHz的三頻嵌套橢圓分形對(duì)稱振子天線和印刷天線。這兩款天線均有較好的諧振特性、頻率可控性、H面的全向輻射特性。
　　第二，設(shè)計(jì)了一款橢圓超寬帶分形天線。天線的工作頻帶為1.8-19.3GHz，滿足了超寬帶系統(tǒng)的頻帶要求，且在整個(gè)工作頻帶內(nèi)，方向圖也具有一定的穩(wěn)定性，同時(shí)分形的優(yōu)勢(shì)也使得該超寬帶天線具有較小的尺寸。而后研究了分形嵌套的內(nèi)層相對(duì)角度和饋電位置改變，導(dǎo)致天線的表面電流隨之改變，從而對(duì)于天線的諧振特性和輻射