浅谈用于第四代移动通信的复合分形天线设计

本文基于4G网运行要求,设计了基于康托尔分形结构和希尔伯特分形结构的符合天线,并命名为康托尔-希尔伯特复合分形天线,对天线的设计过程,工作带宽,相对带宽,天线回波损耗最小值等基本参数进行介绍.该天线具体损耗小,抗干扰能力强等优点,可以满足4G网的运行需求.     

一种向外延伸矩形的Minkowski分形超宽带天线

设计了一种向外延伸的闵科夫斯基(Minkowski)分形超宽带天线。该天线采用二阶向外延伸矩形的Minkowski分形,矩形结构的有限接地面使天线获得良好的阻抗匹配,进而实现天线的超宽带性能。经过优化,天线的工作频带可达到3.1~11.2 GHz,相对带宽为113.3%,天线的尺寸为38 mm×32 mm×1 mm。满足了超宽带通信对天线的要求,而且结构简单,尺寸小,易于集成。     

UWB信号射频特性分析及分形天线的应用

UWB信号具有相当宽的信号带宽,UWB辐射场是方向角,时间和信号波形的三维函数,传统天线设计很难满足设计要求。通过分析UWB系统的特点,将分形天线应用于UWB的射频设计中,并仿真验证了其宽带效应。     

RFID分形阅读器天线设计

研究了不同阶数的Minkowski分形微带贴片天线的性能,给出了一种双层2阶Minkowski分形阅读器天线,仿真结果表明,天线在谐振频率点处具有良好的性能,且尺寸大小为30mm×30mm,与普通的方形贴片天线相比,其面积大约减少了43．75％,宽度减少了25％,具有较好的尺寸缩减特性,天线的性能和尺寸能满足手持RFID阅读器的要求。该天线设计具有结构简单、易于制作等特点,适合用于RFID阅读器天线的小型化设计。     

分形天线的研究进展

论述了分形天线的发展状况，介绍了分形天线的分析方法和最新 的研究成果。天线的分形设计是电磁理论与几何学的融合。分形天线可以实现多频工作和尺寸减缩，在军用与民用方面都有很大的发展潜力。     

分形天线的IFS实现与特性分析

分形最基本的特征就是自相似特性与分数维，可以很好的用于设计天线。文章讲述了用IFS(迭代函数系统)实现分形天线的过程。并对一些典型的分形天线及分形天线阵列的特性进行了分析。     

中短波段船用小型天线的电磁特性分析

海上无线电导航系统基于扩频体制,工作在中短波段,利用地波进行测距定位,具有定位精度高,保密性好,工作范围大的特点。由于中短波段信号波长长,系统存在接收天线尺寸大,难于安装与维护的问题。为此,提出并设计了一种基于双Hilbert分形的小型天线作为系统接收天线。利用时域有限差分法中的细导线算法、同轴线分析等关键技术建立了天线模型并进行了分析。仿真结果表明:所设计天线高度为13 cm,实现了全向接收,可满足中短波段导航系统要求。     

分形环单元八木天线的特性

介绍了应用分形原理设计环八木天线,采用分形环单元来替代传统环八木天线的圆环或方环,利用分形图形的空间填充特性来减小横向设计尺寸,以实现天线的小型化设计.以中心频率为900 MHz的Minkowski分形环单元八木天线为例,说明了天线的设计过程,设计结果表明该天线具有较为理想的技术指标,同时,相对于传统的环八木天线,采用分形结构可以使尺寸明显减小.     

机载小型化Koch八木阵列天线设计

利用Koch分形结构,设计了一款工作在VHF频段的低剖面天线,该天线工作在280～320MHz,垂直极化。天线采用八木形式满足前向辐射,利用分形结构的空间填充特性来减小天线的纵向尺寸。此外,通过顶端加载,进一步减小天线的剖面,从而更好地满足机载使用。较于传统的垂直极化类型天线,该天线拥有极低的剖面,仅为10%λ,其中λ为最低工作频点在自由空间中对应的波长。该结构单元组成的1×4阵列能够在水平面实现±20°扫描,峰值增益带内大于11dBi。     

用于无线传输的分形折叠偶极子天线

无线传输系统是可视化网络服务平台的重要组成部分,直接决定了可视化网络服务平台的应用前景,而天线设计是决定无线传输系统性能的关键技术之一。本文针对无线传输系统对天线的要求,设计了一款π型分形折叠偶极子天线,用矩量法对所设计的天线进行仿真分析;用腐蚀工艺制版法制作天线样品,并对天线的性能进行测试。测试结果显示该天线能够同时实现小尺寸、低厚度、低回波损耗、大工作带宽和全向辐射这五个要求。     

分形天线的特性分析及其在MIMO天线中的应用

分形最基本的特征是自相似特性与分数维,可以很好地应用于设计天线.与传统天线相比,在性能保持相近的情况下,分形天线表现出两个突出的优势:减小天线尺寸和使天线在多频带下工作.文中以Koch天线、分形树天线和分形环天线为例,说明了分形天线减小天线尺寸的优势;以Sierpinski基垫天线为例,说明了分形天线增加天线工作频带的优势.还对Minkowski分形天线阵列进行了分析,表明作为天线阵列单元的分形天线,可以提高天线阵的辐射特性.文中提出了将Minkowski分形天线应用于多输入输出(MIMO)天线中.     

一种小型UHF RFID读写器天线设计

基于RFID系统对天线的要求,提出了一种适用于UHF频段上的RFID读写器天线。该天线采用背馈馈电方法,通过在分形结构上采用非对称矩形切角来实现天线的小型化和圆极化。利用电磁仿真软件分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好。     

一种X 和Ka 波段频率可重构Koch分形振子天线研究*

将射频开关和Koch分形振子相结合,设计了一款结构紧凑的可工作于X和Ka两个波段的频率可重构天线,所设计的天线长度约为相同谐振频率普通振子天线的80％.天线工作于Ka频段时,由于天线中被射频开关断开的其它部分对其辐射性能的影响严重,会使Ka频段的方向图发生严重变形,因此我们又对天线进行了改进优化.改进后的天线由Koch分形振子和其前端另外延伸增加的一普通振子构成,改进天线在X频段和Ka频段的性能分别由Koch分形振子和普通振子所决定.仿真和实测结果表明:改进优化后的天线在X和Ka两个频段都具有良好的性能.     

加短路过孔的谢尔宾斯基毯式分形贴片天线研究

在传统谢尔宾斯基（Sierpinski）毯式分形贴片天线的基础上,加上两个短路过孔,使天线能够工作于更多的频段,并且在保持天线体积不变的情况下,使天线的第一频点降低到原来的一半。对所加短路过孔的位置和直径与天线的工作频点之间的关系进行了研究。使用高频电磁仿真软件（HFSS）仿真软件给出了天线S11和方向图的仿真结果,制作了实际的天线,给出了S11实验结果。实验结果与仿真结果基本吻合。     

Frequency notched ultra-wideband microstrip slot antenna with fractal tuning stub

A frequency notched ultra-wideband (UWB) microstrip slot antenna with a fractal tuning stub is proposed. The antenna is similar to a conventional microstrip slot antenna, and by introducing a fractal tuning stub, frequency notched function is achieved. The antenna was studied experimentally regarding impedance bandwidth, radiation patterns and gain. The operation bandwidth of the antenna is from 2.66 to 10.76 GHz, in which a frequency notched band from 4.95 to 5.85 GHz was achieved, along with good radiation performance over the entire frequency range.     

新型平面树状分形偶极子贴片天线的设计

提出了一种采用弧形分支的新型树状分形偶极子天线,简要介绍了树状分形天线的研究进展,设计了一种新型树状分形天线,并采用一种简单的巴伦馈电结构.二阶分形天线与0阶相比,工作频率下降了37.5%.对二阶分形天线进行了实物加工与测量,实验结果与仿真结果吻合较好.     

具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线

结合超宽带缝隙天线和分形结构的优点,设计了一种具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线.选择E形缝隙结构,并在缝隙下边缘采用树状分形,构造半波长谐振结构,实现了天线的陷波功能,有效地避免了超宽带频带范围内的系统干扰.给出了天线设计的总体思路,通过理论分析和仿真测试,对天线的阻抗特性、增益进行了研究.结果表明,该陷波天线的阻抗频带为3 GHz ～12 GHz,在5 GHz～6.25 GHz频带内具有陷波特性.同时,分形结构的引入极大地缩小了天线的尺寸.     

超宽带Koch分形缝隙天线的陷波特性研究

提出了超宽带Koch分形缝隙天线的设计方法。通过引入Koch分形,可显著缩小超宽带缝隙天线的体积,同时还可以通过调整分形缝隙的边界花样长度获得灵活的陷波功能。给出了Koch分形天线的设计过程,通过理论计算和尺度放大实验,研究了天线的陷波性能。实验与理论计算的良好吻合表明文中提出的方法是正确有效的。     

具有陷波功能的超宽带缝隙天线的设计与研究

提出了一种具有陷波功能与分形调谐支节的新型超宽带缝隙天线.该天线的结构类似于一般的微带缝隙天线,通过采用分形调谐支节引入半波长谐振结构,使得该天线不仅具备了超宽带缝隙天线的优点,还具备灵活可调的陷波功能.通过计算、测量和尺度放大实验,充分考察了天线的频域特性.实验结果表明该天线的工作频带为2.66～10.76 GHz,在4.95～5.85 GHz频段上具有陷波功能,同时具有相对稳定的辐射方向性和近似的全向特性.该研究对设计小型超宽带天线具有一定的价值.     

基于领带结Sierpinski分形结构的RFID标签天线

基于三角形Sierpinski微带分形贴片,提出了一种新型的小尺寸领带结RFID标签天线设计。通过仿真,给出了该分形天线的端口特性,同时给出了该领带结型Sierpinski标签天线的谐振频率、方向图以及天线效率。结果表明,采用不同维数的分形结构,可以实现多频段的工作特性,因而该天线可以很方便地应用于RFID电子标签中。