三叉樹弧形分形偶極子天線的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在RFID通信技術(shù)快速發(fā)展的今天，對系統(tǒng)中的標簽和閱讀器的精度要求越高，并且隨著制造業(yè)能力的不斷提高，對芯片中的硬件集成度也更高，這就要求設(shè)計出能夠滿足小型化的天線。
　　本文通過對分形理論的理解，以及其在天線設(shè)計中所具有的特性進行分析之后，介紹了二叉樹分形閱讀器天線、矩形分形標簽天線、樹狀結(jié)構(gòu)分形天線等天線的情況，并在二叉樹弧形分形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計了三叉樹弧形分形結(jié)構(gòu)的天線。所做的工作、創(chuàng)新點以及實現(xiàn)的結(jié)果主要有以下幾點：

2、>　　(1)采用HFSS軟件對三叉樹弧形天線進行設(shè)計，首先設(shè)置驅(qū)動模式求解，再添加設(shè)計過程中所需要的變量，接下來對天線的結(jié)構(gòu)進行建模，并且設(shè)置激勵、輻射邊界條件、2.45GHz工作頻率以及掃頻。設(shè)置完成之后，對天線進行仿真，并且對仿真結(jié)果進行分析是否滿足天線特性參數(shù)的要求。此外對天線的巴倫結(jié)構(gòu)、振子結(jié)構(gòu)以及阻抗匹配結(jié)構(gòu)的參數(shù)分別進行優(yōu)化分析，設(shè)計出一個性能更好的三叉樹弧形分形天線。
　　(2)該天線主要是將二叉樹的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為三叉樹的

3、結(jié)構(gòu)，并且將三叉樹中每個分支的弧形結(jié)構(gòu)由90度增至180度，這兩種結(jié)構(gòu)相互結(jié)合，相對增加了貼片天線的面積，能夠在一定程度上加強天線的輻射特性。利用這種特殊的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)在同等面積的情況下，增加天線振子的長度，在一定程度上減小天線的尺寸。
　　(3)所設(shè)計的三叉樹弧形結(jié)構(gòu)的天線采用采用相對介電常數(shù)εr=4.4，介質(zhì)損耗角正切tanδ=0.035的環(huán)氧玻璃板為介質(zhì)基片，利用簡單的微帶巴倫結(jié)構(gòu)進行饋電，通過平行雙線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)更優(yōu)的阻抗匹

4、配。軟件HFSS電磁性能仿真分析結(jié)果表明，天線的諧振中心頻率為2.45GHz，在中心頻率出的S11參數(shù)的值為-36dB，阻抗匹配效果比較理想，在S11小于-10dB的頻率范圍為2.28GHz到2.49GHz，帶寬為210MHz，相對帶寬為8.5%，增益的大小為1.49dBi。對該天線進行實物加工與測試，它的輸入反射系數(shù)S11和方向圖實測結(jié)果與軟件仿真非常吻合，天線的尺寸有所降低，滿足天線小型化的要求，在未來RFID領(lǐng)域有更廣闊的應(yīng)用前景