分形微带天线多频和宽频特性的研究

论文摘要

近年来,通信系统向着小型化、更大容量、多功能和智能化的趋势发展,微带天线的多频带和宽频带特性成为研究的热点。本文为解决微带天线带宽窄的缺点,采用分形技术对贴片形式进行改造,从而展宽其频带,使其满足多频通信的要求。首先综述了微带天线的理论分析方法,多频带技术和宽频带技术的主要研究方向,简要介绍了微带天线的特点,馈电技术及分析微带天线的一些常用方法:其次介绍了分形理论,分形天线的理论分析方法和几种常用的分形结构,以及基于分形理论设计的分形天线。分形天线由于其局部和整体、局部与局部之间都存在形状上的自相似特性,将Sierpinski分形应用于天线的设计表现出了良好的多频带特性。本文重点分析了一种新型的矩形分形微带贴片天线,并对其多频特性进行了系统分析,通过电磁仿真软件CST分别研究了由内至外和由外至内两种典型情况下的迭代特点,着重分析了由外至内迭代情况下,天线谐振点随迭代次数的变化规律。另外,通过对不同参数下的天线进行仿真研究,分别对宽长比、基板厚度、介质损耗角正切和相对介电常数对微带天线带宽的影响进行了仿真分析。仿真结果表明:增大天线宽长比、增大介质基板的厚度、增大介质损耗角正切、减小介质相对介电常数,都可以扩展天线的带宽。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 微带天线的发展方向
• 1.2.1 多频带技术
• 1.2.2 宽频带技术
• 1.2.3 提高增益技术
• 1.2.4 小型化技术
• 1.3 分形天线的发展现状
• 1.4 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 微带天线基础
• 2.1 微带天线特点
• 2.2 微带天线馈电技术
• 2.2.1 微带线馈电
• 2.2.2 同轴线馈电
• 2.3 微带天线的分析方法
• 2.3.1 传输线模型理论
• 2.3.2 腔模理论
• 2.3.3 全波分析理论
• 2.3.4 微带天线的数值分析方法
• 2.3.5 分析方法的评论
• 2.4 本章小结
• 第3章 分形天线理论
• 3.1 分形理论
• 3.2 理论分析方法
• 3.3 常用的分形天线
• 3.4 Sierpinski分形微带天线的研究
• 3.4.1 Sierpinski分形微带天线的理论分析
• 3.4.2 Sierpinski微带天线的建模、设计与模拟
• 3.4.3 小结
• 3.5 本章小结
• 第4章 多频带分形微带天线的仿真分析
• 4.1 一般微带天线的设计
• 4.2 分形微带天线仿真分析
• 4.2.1 天线结构
• 4.2.2 仿真结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 分形微带天线宽带特性的分析
• 5.1 影响微带天线带宽的基本因素
• 5.2 分形微带天线宽带的仿真分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢