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一种矩形Minkowski分形微带天线设计

2017/4/5    来源:互联网    作者:卫冬冬      
关键字:微带天线  分形Minkowski  
本课题先介绍微带天线,再介绍分形理论的定义,分形维数的概念及其分形结构的函数迭代生成。最后以矩形微带天线开始设计,具体分析矩形微带线的辐射机理,分析分形微带天线的辐射机理根据Minkowski分形理论设计矩形分形微带天线。

    如图19所示为二阶分形天线的E面的方向图,由图可知其方向图的产生大量的毛刺,其主要的原因是由于在天线测量的时候没有调节好微波矢量网络分析仪输出和输入的端口。从图20可大概判断出E面的方向图。其最大副瓣的增益值为3.36dB相对于方形的微带贴片天线的最大副瓣来说有很好的减少。其波束宽度为32.7度相对于方形的天线的波束宽度有一定的提高。

    但是其方向系数为7.073dBi较差。其最大值增益为53dB相对来说也比较小。总体来说分形天线的E面的方向图相对于方形贴片天线来说有所提高,但是存在比较大误差。

方形天线的E面的方向图

图18 方形天线的E面的方向图

二阶分形天线的E面的方向图

图19 二阶分形天线的E面的方向图

    4.5 总结

    通过天线的测试可知,由其回波损耗可知实物的工作中心频率相对于HFSS的仿真的数据均有下降,可能是介电常数高于HFSS软件中的FR4的板材的4.4的介电常数。在方形微带天线的回波损耗图中可知多出了1.24GHz的工作频率,但是其回波损耗为6dB小于10dB的,在分形天线中也出现了1.23GHz的工作频率其回波损耗为9.6dB接近于10dB。产生的原因可能是由介电常数与软件的板材参数不同和焊接处的并没有焊接好,以及馈点直径与仿真不同。

    天线的方向图是在微波暗室所测的E面的方向图。由方形微带天线工作于f11时,其方向图类似于一个蝴蝶形,相似与偶极子天线。其分形天线的f11的工作频点时,相对于方形天线其拟合偶极子天线较好。

责任编辑:程玥
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