1 方形角缺陷分形结构简介

方形角缺陷分形结构由正四边形按照图1所示的方 法迭代得到。初始的正四边形分为16个大小相等的小正 四边形,删去4个边角处的小正四边形,得到1阶方形角 缺陷分形。对1阶方形角缺陷分形的每个小正四边形分 别做上述迭代,可得到2阶方形角缺陷分形结构。这样 依次迭代下去,可以得到高阶方形角缺陷分形结构。在 天线设计中使用方形角缺陷分形结构,可以让天线辐射 贴片内部有均匀分布的射频电流,保证天线有良好的超 宽频带工作能力。

2 生长环阵列结构简介

生长环阵列结构是一种具有自相似性的、迭代生成 的多环阵列结构,其迭代过程如图2所示。生长环阵列 结构是由40个阵元天线组成的、外圈边长为11、内圈边 长为9的正方形环阵列。在初始结构的四个边角生长出4 个外圈边长为5、内圈边长为3的小正方形环阵列,可以 得到1阶生长环阵列结构。在1阶生长环阵列结构的每个 小正方形环阵列的边角生长出3个外圈边长为3、内圈边 长为1的微型正方形环阵列,可以得到2阶生长环阵列结 构。使用生长环阵列结构组成天线阵列,可以利用辐射 叠加原理有效提高天线的辐射强度,并利用生长环阵列 结构的自相似性使阵列天线具有和阵元天线相似的超宽 频带工作能力。

生长环阵列超宽频带天线设计

3 天线结构设计

天线基板为εr=6的矩形低损耗FR4基板,它的尺寸 是36.8 mm×36.8 mm×1 mm。天线基板正面贴覆着方 形角缺陷分形生长环阵列辐射贴片。天线基板背面贴覆 着由金属全导电接地结构组成的天线接地板。