3。 4 分形的维数 14

3。 5 几种经典的分形 15

3。 6 分形天线 18

4 分形天线的设计与仿真 19

4。 1 分形天线的结构设计 19

4。 2 分形天线的仿真 21

4。 3 天线尺寸对天线的阻抗带宽性能影响 26

结论 30

致谢 31

参 考 文 献 32

1 引言

1。 1 研究背景及意义

自从德国科学家赫兹利用天线成功的接收电磁波后，天线技术飞速发展。天线逐渐成为 了接收和辐射无线电技术设备中不可缺少的组成部分。例如手机通讯、雷达侦测、数据传输 等都离不开天线装置。尤其是进入 21 世纪后，随着电路等硬件技术的发展，无线电通信设备 的体积进一步减小，因此迫切需求体积小，重量轻的新型天线来满足现代通讯系统的小型化 要求。除此之外，现代通信系统对天线还有更多的要求，如紧凑、多频带、低成本等，这些 要求对天线的发展都很有意义。比如，美国苹果公司最新推出 的 iPhone 手机体积及造价都 和平常手机差不多，但是其功能强大，能同时工作于 UMTS／HSDPA(850，1 900，2 100 MHz)、 GSM／EDGE(850，900，1 800， 1 900 MI-Iz)、Wi—Fi(802．1lb／g)、Bluetooth2．0+EDR 以 及 GPS(1 575 MHz)。论文网

采用传统的欧式几何结构来设计这种新型的天线是极其复杂的，相反，由于分形几何结 构具有空间填充和自相似的特性，选择分形几何结构来设计这种新型天线却变简单了不少。 分形天线的自相似性可以实现多频带或超宽带特性，空间填充性可以实现天线的小型化，而 且不需要特殊的材料，造价便宜。因此采用分形结构来设计天线可以提高天线的性能，可以 有效地增加谐振点、展宽带宽、减小天线尺寸。

综上所述，将分形几何学应用到天线的设计中，开展分形结构在天线中的应用研究，具 有重要的实际意义，而且具有广阔的发展前景。

1。 2 国内外研究现状

1。 3 高频电磁仿真软件

(1) ADS 电磁仿真软件，由美国著名软件厂商安捷伦公司设计生产，是一款功能极其强大 的电子设计软件，包含时域电路仿真 (SPICE-like Simulation)、频域电路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真 (EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)和数字信号处理仿真设计（DSP）。ADS 是高频设计的工业领袖。ADS 仿 真软件支持各种类型的电磁仿真，利用它可以对诸如微带滤波器、各种天线等元器件进行模 拟，在电磁环境下对其进行设计。总体来说，ADS 是一款功能极其强大的电磁仿真软件，被 许多电磁专业人士及业余爱好者广泛使用

(2) HFSS – High Frequency Structure Simulator,Ansoft 公司推出的三维电磁仿真软件,目前 已被 ANSYS 公司收购。HFSS 是世界上首个用于商业化的电磁仿真软件，其功能多种多样。 在信号完整性分析、电磁兼容、微波电路的建模以及天线的仿真方面都有良好的运用。另外， HFSS 操作简单，用户界面简洁明了，有利于初学者更好地上手学习。利用 HFSS 工具可以高 效的对微波电路、天线、电磁兼容等方向进行模拟仿真，是广大电磁爱好者的首选电磁仿真 工具。文献综述