天線集成技術(shù)中的多頻與寬帶分形微帶天線研究.pdf

1、分形微帶天線具有多頻工作特性，在新興的天線集成技術(shù)中有著良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。本文首先介紹了微帶天線的基本理論和工程設(shè)計(jì)方法，包括傳統(tǒng)的微帶天線理論模型、用于微帶天線研究的典型電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法和一些天線設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式，簡(jiǎn)要介紹了目前流行的電磁分析商用軟件。在此基礎(chǔ)上，基于HFSS和Ensemble等先進(jìn)的電磁分析軟件，完成了以下兩方面的研究工作：(1)著重研究了典型的分形微帶貼片天線的多頻特性，探討了分形結(jié)構(gòu)的微帶天線產(chǎn)生多頻特性的機(jī)理

2、，對(duì)一至三階單層Sierpinskicarpet分形微帶天線進(jìn)行了大量仿真計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)這種分形微帶天線的諧振曲線，帶寬，阻抗特性和方向性等天線參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的考察和分析。加工了一至三階的單層Sierpinskicarpet分形微帶天線樣品，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)和仿真計(jì)算結(jié)果一致。(2)為了克服單層分形微帶天線頻帶窄的缺點(diǎn)，利用不同的分形微帶結(jié)構(gòu)單元的多頻諧振特性，提出了一種新型的準(zhǔn)分形多層微帶天線，有效地展寬了天線的阻抗帶寬

3、。這種新型的寬帶多層天線采用Sierpinskicarpet分形貼片，并通過(guò)修改貼片形狀來(lái)調(diào)整不同層面上的天線的諧振特性。在進(jìn)行了充分的仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上，選取了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，分別加工和測(cè)試了一個(gè)雙層分形微帶天線和三層分形微帶天線。測(cè)試結(jié)果和仿真優(yōu)化計(jì)算結(jié)果一致性良好，兩個(gè)天線分別達(dá)到了28％和24％的相對(duì)帶寬，有效地增大了分形微帶天線的帶寬。本文研究結(jié)果表明，分形微帶天線具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)微帶天線展寬頻帶的方法，可以設(shè)計(jì)寬帶分形微