基于分形理论弯折线对称振子天线的研究

２０１４年６月　第３７卷第３期　舰船电子对抗　ＳＨＩＰＢＯＡＲＤ　ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ　Ｃ０ＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥ　Ｊｕｎ．２０１４　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．３　

Ｋｏｃｈ岛分形天线基模和高次模研究　

陈　宏　

（船舶重工集团公司７２３所，扬州２２５００１）　

摘要：主要研究了Ｋｏｃｈ岛分形天线的基模和高次模。研究表明，Ｋ０ｃｈ岛分形天线高次模和基模都具有良好的辐射　

性能，且２种模式频比可达４．６：１。基模的电流分布在天线的中间区域；高次模的电流分布在分形不规则的边界，形　成强烈谐振。对Ｋｏｃｈ岛分形天线的基模和高次模的深入研究，为设计出性能优良的大频差天线打下了基础。　关键词：分形天线；基模；高次模；大频差　

中图分类号：ＴＮ８２１．４　文献标识码：Ａ　文章编号：ＣＮ３２—１４１３（２０１４）０３—００９４—０３　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎｔｏ　Ｔｈｅ　Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　Ｍｏｄｅ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈ－ｏｒｄｅｒ　Ｍｏｄｅ　ｏｆ　

Ｋｏｃｈ　Ｉｓｌａｎｄ　Ｆｒａｃｔａｌ　Ａｎｔｅｎｎａ　

ＣＨＥＮ　Ｈｏｎｇ　

（Ｔｈｅ　７２３　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＣＳＩＣ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ　２２５００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ—ｏｒｄｅｒ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　Ｋｏｃｈ　ｉｓｌａｎｄ　ｆｒａｃ—　

ｔａｌ　ａｎｔｅｎｎａ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｂｏｔｈ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ—ｏｒｄｅｒ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　Ｋｏｃｈ　ｉｓｌａｎｄ　

ｆｒａｃｔａｌ　ａｎｔｅｎｎａ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｍｏｄｅｓ　ｃａｎ　ｒｅａｃｈ　４．６：　

１．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｍｏｄｅ，ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉＳ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ａｒｅａ　ｏｆ　ａｎｔｅｎｎａ，ａｎｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　

２０１１年第１期　总第１１３期　通　信　Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　对　抗　Ｃ０ＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥＳ　Ｎｏ．１　２０１１　Ｓｕｍ．１１３　

基于分形的低副瓣天线阵列研究　

何志国，徐风清　

（中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江嘉兴３１４０３３）　

摘　要：通过对Ｃａｎｔｏｒ集线阵及其补集、同心圆环分形阵的阵列因子方向图特性的分析，指出大　间距的分形阵列方向图具有高副瓣的缺点，提出了通过分形阵列阵元的锥削密度加权和少量大间距单　

元幅度加权相结合的方法来抑制副瓣，改善分形阵的方向图性能，给出了两种具有分形特点的高效率、　

低副瓣阵列形式和实际测试结果，为分形天线阵列的工程化应用提供了思路。　关键词：分形；低副瓣；大间距；天线阵列　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｌｏｗ　Ｓｉｄｅ－Ｌｏｂｅ　Ｆｒａｃｔａｌ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ａｒｒａｙｓ　

ＨＥ　Ｚｈｉ－ｇｕｏ，ＸＵ　Ｆｅｎｇ—ｑｉｎｇ　

（Ⅳ０．３６　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣＥＴＣ，Ｊｉａｘｉｎｇ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３１４０３３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　Ｃａｎｔｏｒ　ｓｅｔ　ａｒｒａｙ，ｉｔｓ　ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ　ｒｉｎｇ　ａｒｒａｙ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｈｉｇｈ　ｓｉｄｅ—ｌｏｂｅ　ｏｎ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｗｉｔｈ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｓｐａｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｒａｃｔａｌ　ａｒｒａｙ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　

ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｓｕｐｐｒｅｓｓ　ｓｉｄｅ——ｌｏｂｅ　ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｎｓｉｔｙ—　ｗｅｉｇｈｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ　ｏｆ　

ｐａｒｔ　ｏｆ　ａｒｒａｙ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｉｔ　ｓｈｏｗｓ　ＯＡｒＯ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｌｏｗ　ｓｉｄｅ—ｌｏｂｅ　ｆｒａｃｔａｌ　ａｒｍｙ５　ａｎｄ　ａｃｔｕａｌ　ｍｅａｓｕｒｅ—　

分形天线一种新颖的天线小型化技术及其应用

摘 要: 分形几何具有重要的特性, 即自相似性和分数维, 可以成功的应用于天线的设计。本文主要介绍了分形的基

本概念, 并对典型的分形天线及其小型化原理进行了简要介绍。

1 引 言

近年来, 无线通信技术以惊人的速度发展, 无论用户身在何处都能够时刻处于连接状态, 这就是所说的“任何时间、任何地点的无线电通信”。而天线和射频设备是决定整个系统性能的关键元件。由于传统的天线已经无法满足

未来的挑战, 这就意味着必须相应地发展天线技术以适应无线系统发展的要求。

目前分形正成为满足未来产品要求的一种有效方法。他能够使得我们有效地设计小型化天线或把多个无线电通信元件集成到一块设备上。在用于无线应用中的下一代天线中, 小型化是必须的。因为他必须集成多个设备( 如蜂窝、无线局域网、地理定位、无线电广播装置) , 并需要安置在多个地点( 如机场、办公室、商场、地下场所) , 同时很多设备也需用到小型化天线, 如手机、笔记本电脑、个人数字助理、汽车、手表等。在这种情况下, 用户希望采用尽可能小的天线以便

于方便使用无线设备。此外, 在基站和设备的接入点处, 小型化的天线有助于减少周围环境对无线网络设施的影响。

2 分形几何背景知识

“分形”这一概念是由法国数学家B.Mandelbrot 于1975 年首次提出的, “分形( Fract al) ”这个名词源于拉丁文的“破碎”。分形具有两大主要特征: 自相似性和空间填充性( 即分数维) 。自相似 就是说适当的放大或缩小几何尺寸,

整个结构并不改变, 在各种尺度上都有相同程度的不规则性。分数维 是指用一个特征数( 不一定是整数) 来测定其不平度、复杂性或卷积度。自然界中的许多物体都能用分形来模拟, 如山脉、树分形技术是得益于数学上分形物体的一些特殊性质发展起来的。无论是自然界中的分形还是数学上的分形物体, 都能够通过简单的算法一步步迭代生成, 最终能够具有惊人的复杂结构。分形的特性之一就是“分数维”。这种特性使得分形能够在很小的体积内充分的利用空间, 也是

第２８卷第１期　计算机仿真　２０１１年１月　

文章编号：１００６—９３４８（２０１１）０１—０１６２—０４　

弯折线偶极子射频识别标签天线设计方法研究　

胡中皓，张麟兮，郭斌　

（西北工业大学，陕西西安７１００６８）　

摘要：由于弯折线偶极子天线具有体积小，辐射效率相对较高等优点，常常被用来设计射频识别标签天线。提出了一种通过　弯折线偶极子天线尺寸计算其电感值，从而问接求解谐振频率的方法，分析了设计一般弯折线偶极子天线尤其是应用于射　频识别标签的弯折线偶极子天线的局限性，辐射效率低。针对上述问题，提出了改进方法。并利用仿真软件和实验对此改　进方法进行验证。仿真及实验结果表明，改进后的计算方法能够跟据已知的谐振频率设计出相应的弯折线偶极子标签天线　外形，从而简化了设计步骤，缩短了设计周期，提高天线的效率和准确性。　关键词：弯折线偶极子天线；相对有效介电常数；平行双线；射频识别　中图分类号：ＴＮ９１１　文献标识码：Ａ　

Ｏｎｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｍｅａｎｄｅｒ——ｌｉｎｅ　Ｄｉｐｏｌｅ　

Ａｎｔｅｎｎａｓ　ｆｏｒ　ＲＦＩＤ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　

ＨＵ　Ｚｈｏｎｇ—ｈａｏ．ＺＨＡＮＧ　ｌｉｎ—ｘｉ．ＧＵＯ　Ｂｉｎ　

（Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　７１００６８，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｍｅａｎｄｅｒ　ｌｉｎｅ　ｄｉｐｏｌｅ　ａｎｔｅｎｎａｓ（ＭＤＡ）ａｒｅ　ｕｓｅｆｕｌ　ａｓ　ｒａｄｉｏ￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）ｔａｇ　ａｎｔｅｎｎａｓ　

ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｉｇｈ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｓｉｚｅ．Ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｒｅｃｅｎｔｌｙ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｔｈｅ　

ｒｅｓｏｎａｎｔ￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ａ　ＭＤＡ　ｂｙ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｉｔｓ　ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＭＤＡ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｉｒ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｉｎ　ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ