一种新型分形印刷折合振子的设计

首先采用递归法构造了一种新型的分形结构,并利用其设计了分形印刷折合振子,然后对传统印刷巴伦进行了结构调整,有效地缩减了馈电电路的物理尺寸.使用Ansoft HFSS和Serenade软件对天线进行仿真优化,制作了实物并完成实验测量.仿真结果和测量数据表明:该新型分形印刷折合振子的横向尺寸较传统的半波印刷振子能够缩减68%,这与Hilbert分形印刷折合振子比较,具有良好的尺寸缩减性.     

新型分形结构在印刷振子中的应用

为了设计小型化、多频化的印刷振子,采用递归法构造了一种新型的分形结构,并设计了单层分形印刷振子,利用Ansoft HFSS软件对天线进行仿真优化,结果表明:新型单层分形印刷振子尺寸缩减性优于Hilbert单层分形印刷振子.针对单层分形印刷振子频比固定的不足,提出了双层分形印刷振子模型,仿真结果表明:除具备单层分形印刷振子的所有特性外,双层分形印刷振子还具备频比可调特性,这将大大解决目前印刷振子所面临的小型化、多频化难题.     

一种新型的hilbert分形rfid标签天线

随着射频识别技术研究的迅速发展,寻求具有尺寸缩减特性的天线结构成为RFID设计的实际需要,Hilbert分形结构是天线小型化设计的一种有效解决方案.本文论述了Hilbert分形天线的基本原理,对弯折偶极子天线采用Hilbea分形结构进行小型化设计,并对实物进行仿真.经测试与仿真后结果表明:标签天线尺寸约为25.6mm*16.2mm,工作在中心频率915MHz处,增益达到2.19dB,相对阻抗带宽为90MHz.天线能保持较好的工作性能,可应用于酒瓶盖防伪RFID标签中.     

基于平面分形结构的方向图可重构天线设计

设计了一种基于二阶Hilbert分形曲线的方向图可重构天线,缩小了天线尺寸,加宽了频带,简化了制作工艺.采取有效措施改善了天线性能,使天线相对带宽由11.8％提高到87.3％,且谐振频率分别减小1.49GHz和2.14GHz.经过实物测试与仿真的结果比较可见,该天线具有频带宽,结构简单、易制作加工、性能良好等特点.     

矿用RFID标签天线的分析与设计

本文提出了一种用于矿井人员定位系统的结构紧凑的Hilbert分形倒F标签天线.通过HFSS软件仿真,分别给出了普通倒F天线和Hilbert分形倒F天线的回波损耗、方向图及天线增益.仿真结果表明,这2种天线性能相当,但Hilbert分形倒F天线具有更小的尺寸,更符合矿用RFID标签天线小尺寸、低功耗的要求.制作的Hilbert分形天线经测试,在2.425 GHz的中心频率下,回波损耗为-38.28 dB,带宽为190 MHz.     

一种有限空间内中短波宽带接收天线设计

一种适用于全球数字广播DRM系统移动终端的中短波宽带接收天线,能够集成于接收机机壳表面,在机壳表面的三维方向上分别设计有Hilbert分形天线、弯折线天线、多环环形天线,将三种天线在馈电端相连,向射频前端电路馈电.Hilbert分形由于其自相似性和空间填充性,应用于天线设计能够实现多频带、低谐振频率等特性.通过计算和大量实验,研究了这种天线的尺寸缩减特性和灵敏度特性.测试结果表明:与专业公司提供的两款DRM接收机天线相比较,该中短波宽带接收天线在1～20 MHZ频率范围内,以缩小的尺寸获得了高的接收灵敏度.     

分形天线的特性与应用

分形天线是分形几何和天线技术交叉的产物。与传统天线比较,在性能保持相近的情况下,它表现出两个突出的优点:能够在多频段下工作、可以缩小天线尺寸。本文以Sierpinski Gasket天线为例,介绍了它的多频段特性;以Koch分形天线为例,说明了分形天线在缩小天线尺寸方面的优势。介绍了分形天线在UHF频段的应用现状,指出了进一步研究分形天线需要解决的若干问题。     

星载5G小型化天线的设计与分析

针对卫星通信中5G天线安装空间和结构尺寸存在限制的问题,文中基于梯形振子结构和L形弯折方式实现了星载5G天线的小型化设计。通过将对数周期天线的振子由矩形转变为长度更短的梯形,采用两个梯形结合1个90°扇形结构进一步合成该天线,优化振子结构,实现天线尺寸的横向缩减和小型化设计。文中将所设计天线应用于某型卫星平台中,研究不同摆放位置下的天线耦合度。结果表明,相较于传统结构,该小型化LPDA的横向尺寸从90 mm缩小到了65 mm,拥有更好的端口阻抗匹配特性和辐射性能,可以较好地满足5G卫星通信中载荷紧凑化、轻量化和频带集约化的应用要求。     

一种新型微带分形贴片天线的设计

采用两点格式法构造了一种新型的分形结构,并利用其设计了微带分形贴片天线,采用AnsoftHFSS软件对天线进行仿真优化,然后制作了实物并完成实验测量。仿真结果和测量数据表明:一阶和二阶微带分形贴片天线的面积尺寸较传统微带贴片天线分别能够缩减46.85%和60.01%,这与传统的Koch微带分形贴片天线和Minkowski微带分形贴片天线比较,具有良好的尺寸缩减性。因此,该结构在天线小型化领域具有研究价值。     

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.     

Novel Fractal DGS Based on MEMS and Its Application in Miniaturization of Microstrip Antenna Arrav

An uncommon fractal construction method is applied in the microwave element design.A novel fractal defected ground structure (DGS) based on micro electro-mechanical system (MEMS) is proposed.The size of this novel fractal DGS can achieve 86％ size reduction compared with the conventional dumbbell type DGS.This novel fractal DGS is used in the miniaturization design of L-band microstrip antenna array.The simulation result shows that this novel fractal DGS can effectively reduce the mutual coupling between the antenna elements,so it is helpful to the miniaturization of microstrip array,namely the approximately same gain value can be achieved with the shorter distance between elements.     

Novel Fractal DGS Based on MEMS and Its Application in Miniaturization of Microstrip Antenna Array

An uncommon fractal construction method is applied in the microwave element design. A novel fractal defected ground structure (DGS) based on micro electro-mechanical system (MEMS) is proposed. The size of this novel fractal DGS can achieve 86% size reduction compared with the conventional dumbbell type DGS. This novel fractal DGS is used in the miniaturization design of L-band microstrip antenna array. The simulation result shows that this novel fractal DGS can effectively reduce the mutual coupling between the antenna elements, so it is helpful to the miniaturization of microstrip array, namely the approximately same gain value can be achieved with the shorter distance between elements.     

新型WLAN双频天线的研究与设计

针对无线局域网(WLAN)通信技术的要求,设计了一副小型化WLAN双频天线。利用Hilbert分形曲线和倒L型加载分别在低频和高频段获得了98 MHz(2395 MHz～2503 MHz)和2 200 MHz(4160 MHz～6360 MHz)的阻抗带宽(S11≤10 dB)。制作了天线实物并测量,仿真与测试结果吻合良好,天线在工作频带内具有全向辐射性能。天线整体尺寸仅为0.16λl×0.128λl,非常有利于WLAN天线的小型化应用。     

Development of PSO-ANN Ensemble Hybrid Algorithm and Its Application in Compact Crown Circular Fractal Patch Antenna Design

The traditional methods of designing antennas are not suitable in case of fractal antennas due to non availability of accurate mathematical design expressions. Recently, ANN model relating the physical and electromagnetic parameters of the fractal antenna to be designed is used as objective function of the optimization algorithm and it has been shown as an effective approach. In presented paper, ANN ensemble model has been used as the objective function of a PSO algorithm to calculate the optimal dimensions of a circular fractal antenna for desired resonant frequency. It has been established that ANN ensemble has better performance than the constituent ANN models. The design accuracy of the proposed hybrid algorithm is validated through the simulation and experimental results of the designed antenna. The size reduction capability of the proposed fractal antenna is used to design an antenna for 5.8 GHz WLAN band with a size reduction of 41.64% compared to simple circular microstrip antenna. The miniaturization of the antenna will lead to the design of compact devices for wireless communication systems.     

Genetically engineered multiband fractal antennas

Fractal antenna engineering concepts have been successfully combined with genetic algorithms to develop a powerful design optimisation tool. The genetic optimisation approach developed can simultaneously optimise the geometry of a fractal antenna, locations of loads, component values of loads, and projected length of the fractal antenna. The results suggest that a 30 to 55% size reduction can be achieved by optimising the fractalisation of a given antenna. The knowledge gained from this study is directly applicable to the design of miniature multiband fractal antennas     

用于天线RCS减缩的分形微带贴片天线

本文给出一种分形微带天线在天线雷达散射截面(RCS)减缩中应用的示例.分形结构具有独特的空间填充性能,利用该性能可以探索分形天线在天线RCS减缩中的应用.设计出的分形天线与常规天线的辐射性能进行了比较,可以看出分形天线基本保持了原辐射性能.同时比较了两者的散射性能,可以看出分形天线有一定的RCS减缩效果.本文的内容对天线隐身有一定的借鉴作用.     

基于Hilbert分形结构的电子标签天线设计研究

基于分形理论思路,设计了一款Hilbert分形结构的无源电子标签天线,分析研究了天线基板材料和封装材料的相对介电常数大小与介质厚度对天线性能的影响。仿真结果表明:随着介质厚度和材料相对介电常数的增加,谐振频率下降,但是对第一谐振频率点的方向图影响不大。这在电子标签的设计、仿真和制作中具有重要的参考意义。     

一种宽带分形自互补单极子天线的设计

提出一种结合分形与自互补理论的新型宽带单极子天线。辐射部分由Sierpinski分形图案的金属贴片和互补的缝隙贴片印刷在FR-4 介质板上构成,由微带线经阻抗变换后馈电。分形技术的利用使得该天线实现了20%的尺寸缩减,自互补结构则大大拓展了天线的带宽,两者的结合使得该天线在保持平面结构的同时取得优良的性能。仿真与测试得到该天线在4.98-9.93 GHz 频带内反射系数小于-10dB,具有66.4%的带宽,带内增益在1.3-3.3dBi 之间。该天线具有平面、宽带、小型化的优点,在小型化通信系统中具有良好的应用前景。