[發明專利]一種橢圓分形圓形貼片天線

有效

• 申請號: 202110981348.3
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113745826B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 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

1.一種橢圓分形圓形貼片天線，包括橢圓分形圓形貼片天線(1)、基底(2)、饋線(3)、地板(4)，其特征在于：

a、所述的橢圓分形圓形貼片天線(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周向挖分形橢圓孔,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長半徑a_1＝R/n、短半徑b₁＝a₁/n的橢圓孔，并且橢圓孔長軸延長線通過基本圓圓心，然后360度n單元圓周陣列，n個一階橢圓孔的橢圓長軸內側的象限點位于和基本圓同心的直徑為Φc＝(n-2)×Φ/n的圓周上，理想二階分形在一階的基礎上，沿基本圓周向與一階分形橢圓兩側各相切一個長半徑a_2＝a₁/n、短半徑b₂＝a₂/n的橢圓孔，并且二階橢圓孔長軸延長線也通過基本圓圓心，然后也360度n單元圓周陣列，二階橢圓孔的橢圓長軸內側的象限點也位于和基本圓同心的直徑為Φc＝(n-2)×Φ/n的圓周上，以此類推可以有三階、四階……,橢圓分形圓形貼片天線(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橢圓孔沿基本圓徑向往外移動Δ，與基本圓相交切割，使半徑為R的基本圓和一階分形橢圓“破碎”且局部和整體自相似，n個一階橢圓孔的橢圓長軸內側的象限點位于和基本圓同心的直徑為Φc₁＝(n-2)×Φ/n+2×Δ的圓周上，實際應用一階分形橢圓孔兩側的二階分形橢圓孔也沿徑向往外側移動Δ，同時向一階分形橢圓孔內側旋轉使得二階分形橢圓長軸和一階分形橢圓長軸夾角為α，二階分形橢圓孔與實際應用一階分形橢圓孔相交切割，使實際應用的一階分形橢圓孔和二階分形橢圓孔也“破碎”且局部和整體自相似，一階橢圓孔的橢圓長軸內側的象限點以及二階橢圓孔的橢圓長軸內側的象限點都位于和基本圓同心的直徑為Φc₁＝(n-2)×Φ/n+2×Δ的圓周上，以此類推可以有三階、四階……；

c、所述的饋線(3)位于基底(2)上表面橢圓分形圓形貼片天線(1)的一個一階橢圓分形橢圓孔的外側，和橢圓分形圓形貼片天線(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、一階橢圓分形橢圓孔橢圓的長軸對齊，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所述的一種橢圓分形圓形貼片天線，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，橢圓分形圓形貼片天線(1)、饋線(3)、地板(4)厚度均為0.01mm，材料均為金時，理想一階分形橢圓孔沿基本圓徑向往外移動Δ＝0.11mm，二階分形橢圓孔也沿徑向往外側移動Δ＝0.11mm，同時向一階分形橢圓孔內側旋轉使得二階分形橢圓長軸和一階分形橢圓長軸夾角為α＝14.48°，一階分形時饋線(3)線寬取0.05mm，圓弧形微帶線內側半徑取15.2mm，圓弧夾角取64°，二階分形時饋線(3)線寬取0.06mm，圓弧形微帶線內側半徑取15.16mm，圓弧夾角取64.5°時，一階橢圓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2.28GHZ，

S11回波損耗為-16.869260db，二階橢圓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2.10GHZ，S11回波損耗為-13.085143db，對比參照半徑為R基本圓完整的圓形貼片天線過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，一階橢圓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20.0％的尺寸縮減，二階橢圓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26.3％的尺寸縮減。