分形天線及其多頻段特性研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)天線不斷提出新的要求比如小型化和多頻段。為此可以將分形的概念應(yīng)用于天線設(shè)計(jì)來(lái)滿足這一要求，分形具有空間自填充能力和自相似屬性，當(dāng)把分形的概念用于天線設(shè)計(jì)時(shí)就得到了分形天線。分形天線具有小型化和多頻特征，因此特別適合于當(dāng)前寬帶、超寬帶通信領(lǐng)域。當(dāng)前，對(duì)分形單元天線的研究主要集中在對(duì)其基本分形性質(zhì)的了解。實(shí)際應(yīng)用的分形天線都是確定性的預(yù)分形天線，有確定的迭代算法，都是通過(guò)有限次迭代生成而不是數(shù)學(xué)上的無(wú)窮迭代

2、的概念，因此必須考慮其有限截取效應(yīng)。有限截取效應(yīng)對(duì)分形天線的性能有著重大的影響，因此為了有效開(kāi)發(fā)分形天線的特點(diǎn)并得到預(yù)期的性能往往需要對(duì)基本的分形結(jié)構(gòu)做相應(yīng)的調(diào)整。 傳統(tǒng)的SicrpinsM墊片單極子天線因具有多頻段工作特性而廣為人知，然而其第二個(gè)諧振頻率與第一個(gè)諧振頻率之比約為3.5，并不等于其幾何縮放因子。本文首先提出并分析了普通的加載式SierpinsM墊片單極子天線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩頻率的比值已下降至2，接近其幾何相似性因子，

3、同時(shí)天線的高端諧振頻率也大大下降，這在天線高端諧振頻率需要應(yīng)用時(shí)是非常有價(jià)值的。文章還分析了一些重要參數(shù)對(duì)天線性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)增大天線的張角可以進(jìn)一步降低天線的諧振頻率。接著文章提出并著重分析了混合分形天線，它由Koch元加載Sicrpinski墊片而形成，由于發(fā)揮了兩種分形的優(yōu)勢(shì)，混合分形天線能進(jìn)一步降低天線的諧振頻率而且不影響天線的多頻特性。最后還分析了基于K0ch加載式Sierpinski墊片的MEMS可重構(gòu)分形天線，結(jié)果表明

4、將MEMS技術(shù)和分形技術(shù)相結(jié)合能增加天線的工作頻段而保持相似的輻射特征。 傳統(tǒng)的SierpinsM墊片單極子天線一般只有一個(gè)縮放因子而不能改變，它使得天線相臨諧振頻率比值始終受制于該縮放因子而不利于實(shí)際的應(yīng)用。為此本文提出并分析了多縮放因子的Parany墊片天線，Parany墊片天線是Sierpinski墊片天線的擾動(dòng)形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且它只需在天線底部通過(guò)微帶線饋電而不采用任何匹配網(wǎng)絡(luò)就能實(shí)現(xiàn)和Sierpinski墊片天線相似