新型树状分形天线多频特性分析

提出了一种新型树状分形天线结构。通过对叶脉进行模拟,天线具有良好的多频特性 ,二阶分形天线可以在3个频带内良好工作。给出了天线回波损耗、方向图结果。对各阶分形 天线进行了加工与测试,仿真结果与测试结果基本吻合,为多频天线的设计提供了新的思路 。     

一种新型微带分形贴片天线的设计

采用两点格式法构造了一种新型的分形结构,并利用其设计了微带分形贴片天线,采用AnsoftHFSS软件对天线进行仿真优化,然后制作了实物并完成实验测量。仿真结果和测量数据表明:一阶和二阶微带分形贴片天线的面积尺寸较传统微带贴片天线分别能够缩减46.85%和60.01%,这与传统的Koch微带分形贴片天线和Minkowski微带分形贴片天线比较,具有良好的尺寸缩减性。因此,该结构在天线小型化领域具有研究价值。     

一种新颖的树状分形超宽带天线

该文设计一种新颖的树状分形超宽带天线,该天线采用梯形结构的有限接地面。增加树状分形结构的迭代次数和优化有限接地面的形状可以使天线获得良好的阻抗匹配,进而实现天线的超宽带性能。该天线的工作频带为4.2~17.5 GHz(相对带宽为122.6%),天线的电尺寸为0.350.35,可应用于C波段、X波段、Ku波段和超宽带(UWB)波段通信,具有广泛的应用前景。实测结果和仿真结果吻合,证明了该天线的有效性。     

具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线

结合超宽带缝隙天线和分形结构的优点,设计了一种具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线.选择E形缝隙结构,并在缝隙下边缘采用树状分形,构造半波长谐振结构,实现了天线的陷波功能,有效地避免了超宽带频带范围内的系统干扰.给出了天线设计的总体思路,通过理论分析和仿真测试,对天线的阻抗特性、增益进行了研究.结果表明,该陷波天线的阻抗频带为3 GHz ～12 GHz,在5 GHz～6.25 GHz频带内具有陷波特性.同时,分形结构的引入极大地缩小了天线的尺寸.     

偶极子分形天线的驻波特性

提出一种新型偶极子分形天线，给出该分形天线的驻波曲线，同时讨论自相似性与驻波频段的对应关系及该分形天线与其对应的偶极子天线的驻波变化关系。     

基于平面分形结构的方向图可重构天线设计

设计了一种基于二阶Hilbert分形曲线的方向图可重构天线,缩小了天线尺寸,加宽了频带,简化了制作工艺.采取有效措施改善了天线性能,使天线相对带宽由11.8％提高到87.3％,且谐振频率分别减小1.49GHz和2.14GHz.经过实物测试与仿真的结果比较可见,该天线具有频带宽,结构简单、易制作加工、性能良好等特点.     

基于矩量法的分形环八木天线的特性分析

八木天线是一种常用的天线形式.本文将Minkowski分形环应用于八木天线设计中,利用分形结构的空间填充特性来减小天线的横向尺寸,从而实现天线小型化设计.设计了工作于880～960MHz的6元二阶Minkowski分形环八木天线,以矩量法为核心对设计天线进行数值分析,将线天线模拟为细带线模型,天线表面采用三角单元进行剖分,RwG基函数作为电流展开函数.同方环八木天线进行了比较,在驻波特性、辐射特性相似情况下,分形环八木天线的尺寸缩减了29.8%.     

用于毫米波/红外复合制导的分形FSS设计与研制

提出了一种新型Y环分形频率选择表面(FSS),基于FDTD算法对二阶分形FSS进行了仿真分析,并设计研制了一个Ku波段和Ka波段双频FSS.测试结果表明,该分形FSS具有稳定的中心频率和带宽,并具有很好的圆极化性能.Y环分形FSS可用作毫米波,红外复合制导共口径天线的二向色镜.     

基于领带结Sierpinski分形结构的RFID标签天线

基于三角形Sierpinski微带分形贴片,提出了一种新型的小尺寸领带结RFID标签天线设计。通过仿真,给出了该分形天线的端口特性,同时给出了该领带结型Sierpinski标签天线的谐振频率、方向图以及天线效率。结果表明,采用不同维数的分形结构,可以实现多频段的工作特性,因而该天线可以很方便地应用于RFID电子标签中。     

一种新型分形印刷折合振子的设计

首先采用递归法构造了一种新型的分形结构,并利用其设计了分形印刷折合振子,然后对传统印刷巴伦进行了结构调整,有效地缩减了馈电电路的物理尺寸.使用Ansoft HFSS和Serenade软件对天线进行仿真优化,制作了实物并完成实验测量.仿真结果和测量数据表明:该新型分形印刷折合振子的横向尺寸较传统的半波印刷振子能够缩减68%,这与Hilbert分形印刷折合振子比较,具有良好的尺寸缩减性.     

一种宽带分形自互补单极子天线的设计

提出一种结合分形与自互补理论的新型宽带单极子天线。辐射部分由Sierpinski分形图案的金属贴片和互补的缝隙贴片印刷在FR-4 介质板上构成,由微带线经阻抗变换后馈电。分形技术的利用使得该天线实现了20%的尺寸缩减,自互补结构则大大拓展了天线的带宽,两者的结合使得该天线在保持平面结构的同时取得优良的性能。仿真与测试得到该天线在4.98-9.93 GHz 频带内反射系数小于-10dB,具有66.4%的带宽,带内增益在1.3-3.3dBi 之间。该天线具有平面、宽带、小型化的优点,在小型化通信系统中具有良好的应用前景。     

分形天线的特性分析及其在MIMO天线中的应用

分形最基本的特征是自相似特性与分数维,可以很好地应用于设计天线.与传统天线相比,在性能保持相近的情况下,分形天线表现出两个突出的优势:减小天线尺寸和使天线在多频带下工作.文中以Koch天线、分形树天线和分形环天线为例,说明了分形天线减小天线尺寸的优势;以Sierpinski基垫天线为例,说明了分形天线增加天线工作频带的优势.还对Minkowski分形天线阵列进行了分析,表明作为天线阵列单元的分形天线,可以提高天线阵的辐射特性.文中提出了将Minkowski分形天线应用于多输入输出(MIMO)天线中.     

新型WLAN双频天线的研究与设计

针对无线局域网(WLAN)通信技术的要求,设计了一副小型化WLAN双频天线。利用Hilbert分形曲线和倒L型加载分别在低频和高频段获得了98 MHz(2395 MHz～2503 MHz)和2 200 MHz(4160 MHz～6360 MHz)的阻抗带宽(S11≤10 dB)。制作了天线实物并测量,仿真与测试结果吻合良好,天线在工作频带内具有全向辐射性能。天线整体尺寸仅为0.16λl×0.128λl,非常有利于WLAN天线的小型化应用。     

寄生分形多三角形结构在多频天线领域的应用推广

将寄生分形多三角形结构(Triangular Shaped Fractal Parasitic Elements,TSFPE)进行了改进和应用推广,提出一种基于TSFPE 的新型双频段振子天线,其具体结构为在振子天线的顶端两边对称地加载多个分形三角形。振子天线两臂控制低频段的辐射,而所加载的TSFPE 控制高频段的辐射。仿真和实测结果表明,天线在两个频段都具有良好的性能。新型天线结构的研制成功丰富了多频天线的种类,验证了TSFPE 在多频天线领域应用推广的可行性。该研究还将为TSFPE 在多频天线领域的进一步应用推广提供参考。     

分形理论在雷达天线中的应用

分形维数大于其相应的拓扑维数,使得分形结构在空间中能够充分填充,以八木天线阵为例,详细说明了分形理论在雷达天线中的应用,并仿真设计了一个一次迭代的六元分形八木天线。所得实测结果与仿真结果一致,说明了分形理论在雷达天线小型化设计应用的可行性和准确性,也为雷达提供了一种性能优良的天线。     

一种基于新型组合加载方式的大频差三频段蝶形天线

将分形技术和槽加载技术相结合,文中提出了一种基于新型组合加载方式的大频差三频段蝶形天线,其加载方式为开口圆环缝隙和寄生分形多三角形结构(TSFPE)的组合加载。新型天线可同时工作于X/ Ku/ Ka 三个频段,其中,蝶形天线两三角形臂控制X 频段,加载于三角形臂上的开口圆环缝隙和位于蝶形天线三角形臂顶点位置附近的TSFPE 分别控制Ku 和Ka 频段。新型组合加载方式充分合理地利用了天线各部分的空间,减小了各频段之间的互相影响,确保了每个频段的性能。验证了新型组合加载方式的可行性,丰富了多频天线的结构形式和种类。     

Peano分形加载单极子辐射性能的研究

对有限地板尺寸和介质填充情况下Peano分形加载单极子天线的辐射特性进行了研究.利用HFSS分析了地板尺寸和填充介质材料对天线反射系数、辐射方向图和增益的影响.仿真表明:随着地板尺寸的减小,天线的阻抗带宽和增益明显减小,H面方向图变化不大,而E面方向图的半功率波束宽度增大,波束仰角减小;填充材料的介电常数过大会导致天线性能的恶化.在分析研究的基础上,设计并研制了地板尺寸为220mm×220mm的一阶和二阶Peano分形加载单极子天线.天线分别实现了45°和36°的波束仰角,50°和45°的半功率波束宽度.仿真与实测结果均表明凋节地板尺寸是控制Peano分形加载单极子天线E面半功率波束宽度和波束仰角的一种简单而有效的方法.