新型小型化宽频带分形天线与多频天线的研究

摘要

随着移动通信业务向多样化和个性化发展，移动终端集成的功能越来越多，如何实现小型化、多频带、宽频带的移动终端天线日益成为天线工程领域的重要课题。分形因为具有空间填充性和自相似性而成为天线小型化、多频带、宽频带的新技术，也是近年来天线技术研究的热点。 本文首先系统综述了分形的定义、分形结构的生成以及分形结构在天线设计中的应用，重点分析了不同分形阶数和迭代因子对Minkowski分形贴片天线谐振及辐射特性的影响，分析了Minkowski分形贴片天线的多频特性。在此基础上，本文提出了一种改进型短路探针加载Minkowski单极子天线，分析了介质参数、分形阶数、极子高度等参数对改进型Minkowski单极子天线谐振频率和输入阻抗的影响。 其次，本文讨论了Koch分形对天线尺寸的缩减作用及：Koch单极子的多频特性，并首次将Koch分形用于极化分集天线的设计，从数值仿真和实验两方面分析了Koch分形极化分集天线，实验与仿真结果比较吻合。分析结果表明，Koch分形用于极化分集并采用微带馈电方式，可使端口包络相关系数远小于0.5，有良好的分集性能，能对抗移动通信信道的多径衰落。 本文还创新性地提出可产生多频和宽频的新型。PIFA(Plannar Inverted-F Antenna)天线，并详细分析各参数对天线的回波损耗、输入阻抗等性能的影响。该新型PIFA天线采用在接地板开缝和相邻谐振点融合的方法实现多频、宽带和小型化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景与意义

1.2分形的定义与特性

1.3本文的主要工作与章节安排

第二章分形结构与分形天线

2.1分形的生成与IFS系统

2.2天线设计中有用的分形结构

2.3分形天线的研究现状

2.3.1分形极子天线

2.3.2分形环天线

2.3.3分形贴片天线

2.3.4多层分形天线

2.3.5分形与EBG

2.3.6分形应用于天线阵列

2.3.7分形天线的理论研究

2.4本章小结

第三章Minkowski分形天线

3.1 Minkowski分形的生成

3.2 Minkowski分形环天线

3.3 Minkowski分形贴片天线及其特性

3.4短路探针加载Minkowski单极子天线

3.5改进型探针加载Minkowski单极子天线及其特性

3.6本章小结

第四章Koch极化分集天线

4.1分集天线的基本原理

4.2分集天线的性能指标

4.3用于移动终端的分集天线的研究现状

4.4 Koch极化分集天线

4.4.1 Koch单极子天线及其特性

4.4.2基于Koch单极子的极化分集天线的设计及其特性

4.5本章小结

第五章新型多频天线

5.1多频天线概述

5.1.1多频微带天线技术

5.1.2应用于移动终端的多频天线举例

5.2新型多频天线的结构

5.3新型多频天线的性能分析

5.3.1贴片的尺寸参数对谐振性能影响的分析

5.3.2接地板缝隙的尺寸参数对谐振性能影响的分析

5.4应用于UMTS和2.4GHz双频段的新型宽带多频天线的设计

5.4.1天线结构参数

5.4.2天线的谐振特性

5.4.3天线的电流分布

5.4.4增益及辐射效率

5.4.5实验结果分析

5.5本章小结

结束语

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见