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随着信息时代发展,信息传输已经成为了至关重要的一环,天线的应用领域正在不断增加,对于天线也在不断的提出新要求。某些场景可能要求天线有足够宽的工作频带、或者需要天线在多个频段同时工作等特性,希望天线在工作频段内具有良好的辐射特性和辐射增益。同时也对天线的尺寸提出了新的期望,力求其趋向于小型化、集成化。因此研制出小型化、宽频带、高增益的圆极化天线具有极其重要的意义。本文的主要研究是基于Minkowski分形结构和Sierpinski分形结构展开的,具体包括以下工作:
(1)绪论,阐述课题的研究背景和意义,介绍微带贴片天线和分形天线的发展历程和国内外研究现状。
(2)介绍微带天线的特点、工作原理以及常见的馈电方法,并阐述微带天线的分析方法,为后续分析分形微带贴片天线做一些理论铺垫。
(3)介绍分形天线的理论基础,分形维数以及多种常见的分形结构。本文在现有的分形结构上进行改进,并和微带贴片天线进行结合设计成分形微带天线。
(4)提出了一款应用于L波段的类Sierpinski分形圆极化微带天线,该天线采用类Sierpinski分形结构和π型枝节技术,通过延长贴片表面辐射电流路径,降低天线的谐振频率,实现天线小型化。天线工作在1.48GHz的中心频率下,具有良好的圆极化性能。基于这种类Sierpinski分形结构,将其作为阵列的基础阵元,利用二叉树形微带线作为馈电网络,设计了一款四元方形平面阵列天线。通过HFSS仿真软件进行仿真分析,设计出来的阵列天线实现了可在多频带同时进行工作,并且工作频带内的最大增益可达到7.87dBi。
(5)提出了一款应用于ISM2.4G(2.4-2.4835GHz),Bluetooth,GPS,WLAN(2.4-2.48GHz)等多频段同时工作的类Minkowski分形宽带天线。该天线对原有的Minkowski分形结构和接地板进行改进。通过仿真分析与优化设计使得天线尺寸实现小型化,最终天线能够和输入端进行良好的阻抗匹配,调高天线的增益,并拓宽天线的带宽,使其达到超宽带天线的要求。基于这种新型类Minkowski分形微带天线,利用H形微带线作为馈电网络,将其设计成四单元均匀直线阵列天线。通过仿真分析,设计出来的阵列天线实现了在多频带同时进行工作,工作频带内的最大增益可达到7.89dBi。
(1)绪论,阐述课题的研究背景和意义,介绍微带贴片天线和分形天线的发展历程和国内外研究现状。
(2)介绍微带天线的特点、工作原理以及常见的馈电方法,并阐述微带天线的分析方法,为后续分析分形微带贴片天线做一些理论铺垫。
(3)介绍分形天线的理论基础,分形维数以及多种常见的分形结构。本文在现有的分形结构上进行改进,并和微带贴片天线进行结合设计成分形微带天线。
(4)提出了一款应用于L波段的类Sierpinski分形圆极化微带天线,该天线采用类Sierpinski分形结构和π型枝节技术,通过延长贴片表面辐射电流路径,降低天线的谐振频率,实现天线小型化。天线工作在1.48GHz的中心频率下,具有良好的圆极化性能。基于这种类Sierpinski分形结构,将其作为阵列的基础阵元,利用二叉树形微带线作为馈电网络,设计了一款四元方形平面阵列天线。通过HFSS仿真软件进行仿真分析,设计出来的阵列天线实现了可在多频带同时进行工作,并且工作频带内的最大增益可达到7.87dBi。
(5)提出了一款应用于ISM2.4G(2.4-2.4835GHz),Bluetooth,GPS,WLAN(2.4-2.48GHz)等多频段同时工作的类Minkowski分形宽带天线。该天线对原有的Minkowski分形结构和接地板进行改进。通过仿真分析与优化设计使得天线尺寸实现小型化,最终天线能够和输入端进行良好的阻抗匹配,调高天线的增益,并拓宽天线的带宽,使其达到超宽带天线的要求。基于这种新型类Minkowski分形微带天线,利用H形微带线作为馈电网络,将其设计成四单元均匀直线阵列天线。通过仿真分析,设计出来的阵列天线实现了在多频带同时进行工作,工作频带内的最大增益可达到7.89dBi。