分形技术在超宽带和多频天线中的应用

摘要

分形技术在天线小型化、多频、超宽带应用方面均有很大潜力，本文主要研究的是分形技术在超宽带和多频天线方面的应用。首先详细的介绍了分形的基本概念和主要性质，列举了分形维数的类型及各种定义方法。另外，本章还给出了经常应用到的几种分形结构的生成方法即分形生成的迭代函数系统。
　　然后，根据分形理论并基于Sierpinski分形结构提出一种新型结构的三角形分形单极子天线，运用电磁场仿真软件MicrowaveStudio?对所设计的天线单元进行仿真，研究了这种结构天线的阻抗带宽和方向图带宽，并与普通的领结形天线作比较。并对天线的各项技术指标进行改进优化。在研究了单极子基础之上，分析并仿真了基于单极子结构的三角形分形偶极子天线的阻抗特性和方向图特性。此外研究并仿真了王冠型三角形分形天线和王冠型正方形分形天线，研究了这两种分形结构的带宽特性并与共面波导馈电的圆片单极子天线进行比较。
　　接着，本文基于Sierpinski分形结构设计并研究了无限大地板的嵌套型三角形分形单极子天线的多频特性，通过改变嵌套三角形的高度、角度和嵌套数量研究这些参数对通频带的中心频率、反射系数大小和带宽的影响。根据天线参数和频带关系，设计出了具有900MHz、1.8GHz、2.4GHz三个通频带的天线。另外通过仿真研究了嵌套型三角形分形偶极子天线和微带线馈电的嵌套型三角形分形单极子天线的反射损耗等各电特性指标。随着对于该天线的不断研究，可以总结出描述天线参数和通带关系公式方便天线的精确应用设计。
　　在以上分形天线的仿真和分析的基础上，分别加工和测试了一种分形超宽带天线和分形多频天线，测试结果基本与仿真结果相符，验证了仿真结果，表明分形天线具有超宽带和多频特性。

目录

分形技术在超宽带和多频天线中的应用

THE APPLICATION OF FRACTAL TECHNOLOGY ON UWB ANTENNA AND MULTIPLE FREQUENCIES ANTENNA

摘 要

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.3 主要研究内容

第2章 分形理论与生成算法

2.1 分形概念的提出及其发展

2.2 分形维数

2.3 分形的迭代函数生成系统

2.4 本章小结

第3章 分形技术在超宽带天线中的应用

3.1 超宽带概念及相关理论

3.2 三角形分形天线

3.3 王冠型分形天线

3.4 本章小结

第4章 分形技术在多频天线中的应用

4.1 多频天线技术

4.2 嵌套型分形天线的仿真研究

4.3 本章小结

第5章 分形超宽带和多频天线的测量

5.1 引言

5.2 三角形分形天线的测量

5.3 嵌套型三角形分形天线的测量

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致 谢