[發明專利]一種月牙分形圓形貼片天線

有效

• 申請號: 202110981324.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113745825B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 陳永忠
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種月牙分形圓形貼片天線，包括月牙分形圓形貼片天線(1)、基底(2)、饋線(3)、地板(4)，其特征在于：

a、所述的月牙分形圓形貼片天線(1)根據分形幾何理論，在參照半徑為R的完整基本圓的邊緣沿徑向挖360度n單元圓周陣列的分形月牙孔,其中基本圓的直徑為Φ，分形迭代因子為1/n，n為大于2的自然數，理想一階分形在基本圓圓周內側相切一個月牙孔，月牙孔輪廓是由一個半徑為R₁＝R/n的半圓和一段長半徑a₁＝R₁＝R/n、短半徑b₁＝a₁/2的半個橢圓弧圍成，半個橢圓弧的兩個端點和半圓的兩個端點重合，其中一個重合點和基本圓的一個象限點重合，并且半圓、橢圓弧和基本圓在這個點相切，半個橢圓弧的長軸及和它重合的半圓直徑延長線通過基本圓圓心，然后360度n單元圓周陣列月牙孔理想二階分形在一階的基礎上，沿基本圓徑向在一階分形月牙孔內側的尖點即一階月牙孔的半圓和半個橢圓弧重合的端點和一階月牙孔相切一個二階月牙孔，二階月牙孔也是由一個半圓半個橢圓弧圍成，二階月牙孔半圓半徑為R₂＝R₁/n＝R/n²，半個橢圓弧的長半徑a₂＝R₂、短半徑b₂＝a₂/2，二階月牙孔的半個橢圓弧的兩個端點和半圓的兩個端點重合，其中一個重合點和一階月牙孔內側的一個尖點重合，并且一階、二階月牙孔的半圓、橢圓弧在這個點相切，二階月牙孔的半個橢圓弧的長軸及和它重合的半圓直徑延長線通過基本圓圓心，然后也360度n單元圓周陣列，以此類推可以有三階、四階……,月牙分形圓形貼片天線(1)位于基底(2)上表面中心，地板(4)位于基底(2)下表面和基底(2)對齊；

b、實際應用中對理想一階分形月牙孔沿基本圓徑向往外移動Δ₁，與基本圓相交切割，使半徑為R的基本圓和一階分形月牙“破碎”且局部和整體自相似，在一階分形的基礎上二階分形月牙孔沿徑向往外側移動Δ₂，二階分形月牙孔與實際應用一階分形月牙孔相交切割，舍棄相交之后一階月牙孔在二階月牙孔內側的尖角，使實際應用的一階分形月牙孔和二階分形月牙孔也“破碎”且局部和整體自相似，以此類推可以有三階、四階……；

c、所述的饋線(3)位于基底(2)上表面月牙分形圓形貼片天線(1)的一個一階月牙分形月牙孔的外側，和月牙分形圓形貼片天線(1)共面，采用共面耦合饋電方式，饋線(3)為一段直線的微帶線和一段圓弧形微帶線連接而成，直線的微帶線末端和圓弧形微帶線圓弧中點相連，直線的微帶線中心線、圓弧形微帶線圓弧中點和基本圓圓心、各階月牙分形月牙孔的半個橢圓的長軸、半圓直徑對齊，圓弧形微帶線的圓弧和基本圓圓形貼片天線的圓同心，直線的微帶線和圓弧形微帶線線寬相等。

2.根據權利要求1所述的一種月牙分形圓形貼片天線，其特征在于此天線相對參照完整的基本圓圓形貼片天線具有縮減尺寸的效果，當所述的基本圓半徑R取15mm，迭代因子1/n取1/3，基底(2)為邊長為55mm正方形的厚度為1.5mm的二氧化硅，月牙分形圓形貼片天線(1)、饋線(3)、地板(4)厚度均為0.01mm，材料均為金時，理想一階分形月牙孔沿基本圓徑向往外移動Δ₁＝0.11mm，二階分形月牙孔也沿徑向往外側移動Δ₂＝0.4mm，一階分形時饋線(3)線寬取0.07mm，圓弧形微帶線內側半徑取15.49mm，圓弧夾角取63.8°，二階分形時饋線(3)線寬取0.08mm，圓弧形微帶線內側半徑取15.55mm，圓弧夾角取63.7°時，一階月牙分形圓形貼片天線經過HFSS電磁場仿真軟件仿真計算諧振于2.33GHZ，S11回波損耗為-14.962421db，二階月牙分形圓形貼片天線經過HFSS電磁場仿真軟件仿真計算諧振于1.97GHZ，S11回波損耗為-16.038474db，對比參照半徑為R基本圓完整的圓形貼片天線經過HFSS電磁場仿真軟件仿真計算諧振于2.85GHZ，S11回波損耗為-17.280718db，一階月牙分形圓形貼片天線相對參照半徑為R＝15mm基本圓完整的圓形貼片天線相當于有18.2％的尺寸縮減，二階月牙分形圓形貼片天線相對參照半徑為R＝15mm基本圓完整的圓形貼片天線相當于有30.9％的尺寸縮減。