一种六边形分形宽带天线的设计
2020年电子技术应用第11期
张广海，汪立新，陈茂洋
杭州电子科技大学 通信工程学院，浙江 杭州310018
摘要： 提出了一款应用于L波段、S波段和C波段的六边形分形宽带微带天线，该天线采用二阶六边形Sierpinski分形结构作为辐射贴片，使用微带馈电技术进行馈电。通过仿真分析与模型优化，天线的最终尺寸为36 mm×28 mm×1.6 mm，-10 dB阻抗相对带宽为150.3%(1.10~7.76 GHz)，在1.10 GHz处有最大峰值增益7.80 dB。该天线具有结构简单、体积小、带宽大、增益良好的特点，可以适用于各种宽频带通信系统中。
中图分类号： TN82
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200317
中文引用格式： 张广海，汪立新，陈茂洋. 一种六边形分形宽带天线的设计[J].电子技术应用，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.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200317
中文引用格式： 张广海，汪立新，陈茂洋. 一种六边形分形宽带天线的设计[J].电子技术应用，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
当代无线通信系统的快速发展，特别是通信速率的大幅提高，对天线工作频带宽度提出了越来越高的要求。微带天线[1]由于结构简单、价格低廉、容易加工等优势，在无线通信系统中得到了广泛应用。由于微带天线属于窄带天线[2]，因此展宽微带天线的工作频带，使其适应当代通信系统的要求具有重要意义。对此，人们进行了大量研究，也提出了许多方法，例如文献[3]中采用了引入带有缝隙耦合的多层结构的方法，文献[4]采用了增加寄生单元的方法，文献[5]采用了新型的分形互补型结构来改进天线辐射贴片的方法，文献[6]采用二阶六边形分形结构和共面波导技术。但是这几款宽带天线都不能同时适用于L波段[7]、S波段[8]和C波段[9]的通信要求，而且天线结构比较复杂。
本文对文献[6]所提到的天线结构进行改进，提出了一款可以同时适用于L波段、S波段和C波段的六边形分形宽带天线。将辐射贴片的2阶六边形分形结构(图1(c))替换为如图1(d)所示的2阶六边形分形结构，并采用普通的微带线馈电方式[10]进行馈电，实现了一款带宽为1.10 GHz~7.76 GHz的分形宽带天线。
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作者信息：
张广海，汪立新，陈茂洋
(杭州电子科技大学 通信工程学院，浙江 杭州310018)
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