分形理论应用于天线设计的研究

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1、哈尔滨下稃大学硕十学位论文摘要“分形”是法国数学家Mandelbrot于1975年提出的全新几何分支，它可以有效地用于描述自然界中广泛存在的一大类Euclid几何所难以定义的复杂对象。分形独有的空间填充能力和自相似属性用于天线的设计时，就得到了分形天线，可以实现天线的尺寸减缩性和多频特性。近年来分形理论在射频技术领域的应用取得了一些有价值的成果，展示了其良好的应用前景。这在军用和民用方面都有着非常广泛的应用前景。本文从分形理论的概念和性质出发，简单介绍了分形几何及分形天线的一些基本理论，如分形天线的背景、分形的基本概念、分形结构的生成方法等。在总

2、结和讨论分形天线现有的研究成果基础上，将分形理论应用于两种天线的设计中，实现了分形天线独有的特性，提高了天线的性能。首先，提出了一种超宽带平面圆形单极子印刷天线的改进方案，通过在圆形贴片上蚀刻分形几何中的Sierpinski垫，使天线满足2．8～15．1GHz的超宽带频带要求，并且实现了4．5"5．9GHz的频率缺口功能，大大提高了天线的抗干扰性。通过仿真表明天线的远场辐射方向图、驻波比VSWR均满足要求，并且分形特有的尺寸缩减性实现了超宽带天线的小型化。然后，设计一种基于分形理论的弯折线对称振子天线，利用基于有限积分法的电磁仿真软件CSTMIC

3、ROWAVESTUDIO分别对天线的谐振频率，谐振点输入阻抗，天线带宽，天线定向性等天线特性进行仿真，并对天线参数进行了最优配置。通过仿真得到的实验数据，在不改变天线外部长度的情况下，通过改变天线的弯折次数、弯折角度、弯折高度、弯折置向等方法可有效地降低天线的谐振频率，控制天线的输入参数，从而实现天线的电小化设计。关键词：分形；分形天线：超宽带；超宽带天线；对称振子天线哈尔滨T稃大学硕十学何论文ABSTRACT”Fractal”isanewbranchofgeometryproposedbyaFrenchmathematicianMandelbr

4、otin1975．ItcailbeeffectivelyusedtodescribethewidelyexistedcomplexobjectsinnaturewhicharedifficulttodefinebyEuclid’Sgeometry．Fractalhasuniquespace-fillingcapacityandself-similarproperties．Whenitisusedtodesigntheantenna,fractalantennacanbegained．Thefractalantennacanrealizethemi

5、niaturationandmulti-frequencycharacteristicsofantenna．Inrecentyears，fractaltheoryobtainssomevaluableachievementsinthefieldofRFtechnology,anddemonstratesitsgoodapplicationprospects．Italsohasextendedapplicationfutureinmilitaryandciviliandomains．Thisarticleembarksfromtheconcepta

6、ndpropertiesoffractaltheory．Thebasictheoriesoffractalgeometryandfractalantennaarebrieflyintroduced，suchasthebackgroundoffractalantenna,thebasicconceptsoffractal，thegenerationmethodsoffractalstructure。Atthesametime，theresearchstatusoffractalantennaisbrieflyexpounded．Onthebasic

7、ofsummarizinganddiscussingtheexistingresearchresultsofthefractalantennas，thefractaltheoriesareappliedtodesigntwotypesofantennas．Itrealizestheuniquecharacteristicsoffractalantennaandenhancestheperformanceoftheantenna．Firstofall，thisarticlehasputforwardanimprovingmethodforalldt

8、ra-widebandplanarmonopoleantenna．Theantennameetstherequirementsofthe