基于分形技術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特的性質，不僅成為解釋自然和無規(guī)則“數(shù)學怪物”的有用語言，也促進了分形電動力學的極大發(fā)展。作為分形電動力學應用之一的分形天線也得到學者的普遍關注。分形結構的自相似和分數(shù)維這兩個特性在實現(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，重點研究了此性質應用到天線設計中所產(chǎn)生的多頻和寬帶特性。
　

2、　分形結構的自相似性應用到天線設計中可以產(chǎn)生多個諧振頻率，如果適當?shù)恼{整分形結構、迭代次數(shù)和饋電方式，就可以利用分形產(chǎn)生的多頻實現(xiàn)超寬帶。本文以橢圓為基本結構，將分形技術應用到天線設計中，得到了較好的性能。
　　第一，基于分形迭代的思想，設計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、短軸，嵌套的層數(shù)以及各層嵌套的環(huán)寬對于天線諧振特性的影響;然后根據(jù)嵌套橢圓尺寸參數(shù)與頻帶的關系，設計了適用于WLAN/WiMAX的2.4

3、、3.5、5.2GHz的三頻嵌套橢圓分形對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，設計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，且在整個工作頻帶內，方向圖也具有一定的穩(wěn)定性，同時分形的優(yōu)勢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層相對角度和饋電位置改變，導致天線的表面電流隨之改變，從而對于天線的諧振特性和輻射