一種六邊形分形寬帶天線的設計
2020年電子技術應用第11期
張廣海，汪立新，陳茂洋
杭州電子科技大學 通信工程學院，浙江 杭州310018
摘要： 提出了一款應用于L波段、S波段和C波段的六邊形分形寬帶微帶天線，該天線采用二階六邊形Sierpinski分形結構作為輻射貼片，使用微帶饋電技術進行饋電。通過仿真分析與模型優化，天線的最終尺寸為36 mm×28 mm×1.6 mm，-10 dB阻抗相對帶寬為150.3%(1.10~7.76 GHz)，在1.10 GHz處有最大峰值增益7.80 dB。該天線具有結構簡單、體積小、帶寬大、增益良好的特點，可以適用于各種寬頻帶通信系統中。
中圖分類號： TN82
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200317
中文引用格式： 張廣海，汪立新，陳茂洋. 一種六邊形分形寬帶天線的設計[J].電子技術應用，2020，46(11)：74-78.
英文引用格式： Zhang Guanghai，Wang Lixin，Chen Maoyang. Design of a hexagonal fractal broadband antenna[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(11)：74-78.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200317
中文引用格式： 張廣海，汪立新，陳茂洋. 一種六邊形分形寬帶天線的設計[J].電子技術應用，2020，46(11)：74-78.
英文引用格式： Zhang Guanghai，Wang Lixin，Chen Maoyang. Design of a hexagonal fractal broadband antenna[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(11)：74-78.
Design of a hexagonal fractal broadband antenna
Zhang Guanghai，Wang Lixin，Chen Maoyang
School of Communication Engineering，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018，China
Abstract： A hexagonal fractal broadband microstrip antenna for L-band, S-band and C-band is proposed. The second-order hexagonal Sierpinski fractal structure is used as the radiation patch, and the microstrip feeding technology is used for feeding. Through simulation analysis and model optimization, the final size of the antenna is 36 mm×28 mm×1.6 mm, the relative bandwidth of -10 dB impedance is 150.3%(1.10~7.76 GHz), and the maximum peak gain is 7.80 dB at 1.10 GHz. The antenna has the advantages of simple structure, small size, large bandwidth and good gain, which can be used in various broadband communication systems.
Key words : fractal antenna；broadband；Sierpinski fractal；microstrip antenna；impedance matching
0 引言
當代無線通信系統的快速發展，特別是通信速率的大幅提高，對天線工作頻帶寬度提出了越來越高的要求。微帶天線[1]由于結構簡單、價格低廉、容易加工等優勢，在無線通信系統中得到了廣泛應用。由于微帶天線屬于窄帶天線[2]，因此展寬微帶天線的工作頻帶，使其適應當代通信系統的要求具有重要意義。對此，人們進行了大量研究，也提出了許多方法，例如文獻[3]中采用了引入帶有縫隙耦合的多層結構的方法，文獻[4]采用了增加寄生單元的方法，文獻[5]采用了新型的分形互補型結構來改進天線輻射貼片的方法，文獻[6]采用二階六邊形分形結構和共面波導技術。但是這幾款寬帶天線都不能同時適用于L波段[7]、S波段[8]和C波段[9]的通信要求，而且天線結構比較復雜。
本文對文獻[6]所提到的天線結構進行改進，提出了一款可以同時適用于L波段、S波段和C波段的六邊形分形寬帶天線。將輻射貼片的2階六邊形分形結構(圖1(c))替換為如圖1(d)所示的2階六邊形分形結構，并采用普通的微帶線饋電方式[10]進行饋電，實現了一款帶寬為1.10 GHz~7.76 GHz的分形寬帶天線。
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作者信息：
張廣海，汪立新，陳茂洋
(杭州電子科技大學 通信工程學院，浙江 杭州310018)
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