UHF波段Peano分形单极子天线的分析与设计

采用在单极子天线顶部加载印制Peano分形结构和短路探针的方法,缩小了单极子天线的尺寸,展宽了阻抗带宽。印制Peano分形单极子天线具有结构简单,容易实现和无需额外的阻抗匹配网络等优点。在分析研究分形曲线迭代阶数、地板尺寸、微带线宽、探针尺寸以及天线高度对天线性能影响的基础上,设计并研制了UHF频段的印制Peano分形单极子天线。仿真和实测数据表明该天线电压驻波比小于2的相对阻抗带宽达到了14.1%,而其电尺寸仅为λmax/14。

Peano分形加载单极子辐射性能的研究

对有限地板尺寸和介质填充情况下Peano分形加载单极子天线的辐射特性进行了研究。利用HFSS分析了地板尺寸和填充介质材料对天线反射系数、辐射方向图和增益的影响。仿真表明:随着地板尺寸的减小,天线的阻抗带宽和增益明显减小,H面方向图变化不大,而E面方向图的半功率波束宽度增大,波束仰角减小;填充材料的介电常数过大会导致天线性能的恶化。在分析研究的基础上,设计并研制了地板尺寸为220mm×220mm的一阶和二阶Peano分形加载单极子天线。天线分别实现了45°和36°的波束仰角,50°和45°的半功率波束宽度。仿真与实测结果均表明调节地板尺寸是控制Peano分形加载单极子天线E面半功率波束宽度和波束仰角的一种简单而有效的方法。

可延展电子Peano型通用互连结构对角拉伸延展性分析

运用分形几何学设计了可双轴拉伸的Peano型通用互连结构。运用能量法推导了一阶Peano型通用互连结构对角方向的拉伸与弯曲位移。根据一阶Peano型与二阶Peano型的分形几何关系,推导了二阶Peano型通用互连结构对角拉伸刚度。通过数值计算结果与有限元仿真结果进行对比验证,两者吻合良好。分析表明：对于Peano型通用互连结构在对角拉伸的情况下,其圆弧的开口与半径越大,同时在直线段与斜线段不影响应力集中的前提下,适当提高直线段和斜线段的长度,其互连结构的延展性越好。