CN101465460A - 分形偶极天线 - Google Patents
分形偶极天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101465460A CN101465460A CNA2007101597490A CN200710159749A CN101465460A CN 101465460 A CN101465460 A CN 101465460A CN A2007101597490 A CNA2007101597490 A CN A2007101597490A CN 200710159749 A CN200710159749 A CN 200710159749A CN 101465460 A CN101465460 A CN 101465460A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiation part
- fractal
- ring
- shaped radiation
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
一种分形偶极天线，操作于WiMAX频段，包含一介质基板、一第一环形辐射部、一第一分形辐射部、一第二环形辐射部及一第二分形辐射部。介质基板具有相反的一第一面及一第二面；第一环形辐射部是设于所述介质基板的第一面；第一分形辐射部是设于所述介质基板的第一面并位于所述第一环形辐射部所环绕的空间中，且与所述第一环形辐射部相连；第二环形辐射部是与所述第一环形辐射部对称且相间隔地设于所述介质基板的第一面；第二分形辐射部是设于所述介质基板的第一面并位于所述第二环形辐射部所环绕的空间中，且与所述第二环形辐射部相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种分形偶极天线，特别是涉及一种应用于WiMAX的分形偶极天线。
背景技术
1983年数学家波努瓦·B·芒德勃罗(Benoit B.Mandelbrot)在其所写的《自然界中的分形几何学》(“The Fractal Geometry ofNature”)探讨了自然界中的分形结构，以及分形可用来诠释、定义某些现象及形状。其后他还定义了分形，并使分形成为一门新兴理论。
而利用分形来设计天线相比于一般欧几里德几何形状的天线来说，天线的尺寸可以较为缩小，一般以欧几里德几何形状设计的天线长度在1/2或1/4波长，而分形天线可将尺寸缩小到1/8波长；另外，分形天线本身结构的自我相似性(self-similarity)也辗转地反映在它在空间上的电磁行为，可以使带宽增宽，例如美国专利第US7113141号专利就揭露了一种分形天线。
目前关于WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，微波存取全球互通)技术的研发正进行得如火如荼，并且就将推出市场，因此，利用分形天线来设计符合WiMAX规格的天线是值得研发的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种缩小天线尺寸且增加操作带宽的分形偶极天线。
本发明分形偶极天线，包含：介质基板、第一环形辐射部、第一分形辐射部、第二环形辐射部及第二分形辐射部。
介质基板具有相反的第一面及第二面。
第一环形辐射部是设于所述介质基板的第一面。
第一分形辐射部是设于所述介质基板的第一面并位于所述第一环形辐射部所环绕的空间中，且与所述第一环形辐射部相连。
第二环形辐射部是与所述第一环形辐射部对称且相间隔地设于所述介质基板的第一面。
第二分形辐射部是设于所述介质基板的第一面并位于所述第二环形辐射部所环绕的空间中，且与所述第二环形辐射部相连。
优选地，所述的分形偶极天线还包含第一耦合部及第二耦合部，所述第一及第二耦合部是相对称且相间隔地设于所述介质基板的第二面，并与所述第一环形辐射部与第二环形辐射部间的空隙相对。
优选地，所述第一分形辐射部包括对称且相间隔的第一分形辐射段及第二分形辐射段。
优选地，所述第一分形辐射部连接于所述第一环形辐射部邻近所述第二环形辐射部的内侧边，所述第二分形辐射部连接于所述第二环形辐射部邻近所述第一环形辐射部的内侧边。
优选地，所述第一环形辐射部邻近所述第二环形辐射部的外侧边凸出形成概呈T字型的第一凸块，所述第二环形辐射部邻近所述第一环形辐射部的外侧边凸出形成概呈T字型的第二凸块，所述第一凸块与所述第二凸块的其中的一个为信号馈入端，另一个为接地端。
优选地，所述第一分形辐射部与所述第二分形辐射部相对称。
优选地，所述分形辐射段为毕达哥拉斯树(Pythagorean Trees)、康托尔集合(Cantor Set)、希尔比斯基镂垫(Sierpinski Gasket)、希尔比斯基地毡(Sierpinski Carpet)、科赫曲线(Koch Curve)、塞斯罗曲线(Ceasro Curve)、利维曲线(Levy Curve)、皮诺曲线(PeanoCurve)、龙状曲线(Dragon Curve)、希尔伯特曲线(Hilbert Curve)、H分形(H-Fractal)、树状分形(Tree Fractal)P型式的其中一种。
优选地，所述第一环形辐射部及第二环形辐射部可以为矩形、圆形、椭圆形、三角形其中一种。
优选地，所述的分形偶极天线是工作于WiMAX频段。
优选地，所述第一耦合部及第二耦合部概呈T字型。
本发明的有益效果在于：借由分形结构的设计解决了天线尺寸过大的问题，可以确实缩小天线的尺寸。
附图说明
图1是一立体图，说明本发明分形偶极天线的一个优选实施例的结构；
图2是第二阶的希尔伯特曲线的图形；
图3是本优选实施例的反射损失量测结果图；
图4是本优选实施例在频率为3570MHz时的辐射场型图形；
图5是本优选实施例的增益的量测结果图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
参阅图1，本发明分形偶极天线1是应用于WiMAX频段，由于其尺寸短小，所以可应用于有尺寸要求的电子装置，如手机、PDA等，其较佳实施例包含一介质基板2、一第一环形辐射部3、一第一分形辐射部4、一第二环形辐射部5及一第二分形辐射部6。
介质基板2呈矩形，材质可为玻璃纤维或其它绝缘材质，具有相反的一第一面21及一第二面22。
第一环形辐射部3概呈中空矩形，设于介质基板2的第一面21，具有与介质基板2的边缘对齐的三个外侧边31、32、33及另一个邻近介质基板2中心处的外侧边34，由此外侧边34凸出形成一个概呈T字型的第一凸块35，此第一凸块35的凸端351可作为信号馈入端。
第一分形辐射部4是设置于介质基板2的第一面21，且位于第一环形辐射部3所环绕的空间36中，其包括相间隔的一第一分形辐射段41及一第二分形辐射段42。此两个分形辐射段41、42是由第一环形辐射部3邻近外侧边34的一内侧边37向空间36内曲折延伸，且分别由两个第二阶的希尔伯特曲线所构成(第二阶的希尔伯特曲线形状可参考图2)，另外，第一分形辐射段41及第二分形辐射段42是对称于一第一直线I。
第二环形辐射部5是设置于介质基板2的第一面21，其结构与第一环形辐射部3相似且间隔地对称于一与第一直线I垂直的第二直线II，而其邻近第一环形辐射部3的一外侧边51凸出形成一概呈T字型的第二凸块52，此第二凸块52与第一凸块35间隔地对称于第二直线II，且其凸端521可作为一接地端；或者凸端521作为一信号馈入端，则此时凸端351就作为一接地端。
第二分形辐射部6是设置于介质基板2的第一面21，并位于第二环形辐射部5所环绕的空间53中，且与第二环形辐射部5相连。其与第一分形辐射部4结构相同且对称于第二直线II，所以其结构可参照前述。
优选地，在介质基板2的第二面22增设一第一耦合部71及一第二耦合部72可增加分形偶极天线1的操作带宽。两个耦合部71、72是相间隔地对称于第一直线I，且位于第一环形辐射部3与第二环形辐射部5间的空隙8的正下方，其形状概呈T字型。
本发明由于采用分形结构，所以可将天线的尺寸缩小，第一环形辐射部3的外侧边31长度约为16mm，另一外侧边32的长度约为15mm，第二环形辐射部5的大小是与第一环形辐射部3相同，图3、图4、图5的实验图形便是以上述的尺寸量测出来。
图3是本优选实施例的反射损失量测结果图，纵轴表示反射损失(dB)，横轴表示操作频率(MHz)。图4是本优选实施例于3570MHz的天线辐射场型量测结果；其中，在E平面量测图中得到辐射场型为一良好的双向辐射场型，而H平面量测图中得到辐射场型为一良好的全向性辐射场型。图5是本优选实施例于操作带宽范围内的增益实验量测结果，纵轴表示增益(dBi)，横轴表示操作频率(MHz)，由实验结果中得知，本天线在体积缩小下，仍可以得到良好的增益值，而具有良好的收发效果。
在此要再说明的是，第一环形辐射部3及第二环形辐射部5的形状不以矩形为限，也可以是圆形、椭圆形、三角形等其它形状；另外，第一及第二分形辐射段41、42除了以希尔伯特曲线来实现外，也可以以毕达哥拉斯树(Pythagorean Trees)、康托尔集合(Cantor Set)、希尔比斯基镂垫(Sierpinski Gasket)、希尔比斯基地毡(SierpinskiCarpet)、科赫曲线(Koch Curve)、塞斯罗曲线(Ceasro Curve)、利维曲线(Levy Curve)、皮诺曲线(Peano Curve)、龙状曲线(DragonCurve)、H分形(H-Fractal)、树状分形(Tree Fractal)等型式来实现。
综上所述，本发明借由分形结构的设计解决了天线尺寸过大的问题，又加入第一及第二耦合部71、72，以解决操作带宽不足的问题，确实可以缩小天线尺寸、增加操作带宽，所以确实能达成本发明的目的。
Claims (10)
1、一种分形偶极天线，包含：介质基板、第一环形辐射部、第一分形辐射部、第二环形辐射部及第二分形辐射部；其特征在于：所述介质基板具有相反的第一面及第二面；所述第一环形辐射部设于所述介质基板的第一面；所述第一分形辐射部设于所述介质基板的第一面并位于所述第一环形辐射部所环绕的空间中，且与所述第一环形辐射部相连；所述第二环形辐射部与所述第一环形辐射部对称且相间隔地设于所述介质基板的第一面；所述第二分形辐射部设于所述介质基板的第一面并位于所述第二环形辐射部所环绕的空间中，且与所述第二环形辐射部相连。
2、如权利要求1所述的分形偶极天线，其特征在于：还包含第一耦合部及第二耦合部，所述第一及第二耦合部是相对称且相间隔地设于所述介质基板的第二面，并与所述第一环形辐射部与第二环形辐射部间的空隙相对。
3、如权利要求2所述的分形偶极天线，其特征在于：所述第一分形辐射部包括对称且相间隔的第一分形辐射段及第二分形辐射段。
4、如权利要求3所述的分形偶极天线，其特征在于：所述第一分形辐射部连接于所述第一环形辐射部邻近所述第二环形辐射部的内侧边，所述第二分形辐射部连接于所述第二环形辐射部邻近所述第一环形辐射部的内侧边。
5、如权利要求4所述的分形偶极天线，其特征在于：所述第一环形辐射部邻近所述第二环形辐射部的外侧边凸出形成概呈T字型的第一凸块，所述第二环形辐射部邻近所述第一环形辐射部的外侧边凸出形成概呈T字型的第二凸块，所述第一凸块与所述第二凸块的其中的一个为信号馈入端，另一个为接地端。
6、如权利要求1-5所述的分形偶极天线，其特征在于：所述第一分形辐射部与所述第二分形辐射部相对称。
7、如权利要求1-5所述的分形偶极天线，其特征在于：所述分形辐射段为毕达哥拉斯树、康托尔集合、希尔比斯基镂垫、希尔比斯基地毡、科赫曲线、塞斯罗曲线、利维曲线、皮诺曲线、龙状曲线、树状分形型式的其中一种。
8、如权利要求1-5所述的分形偶极天线，其特征在于：所述第一环形辐射部及第二环形辐射部可以为矩形、圆形、椭圆形、三角形其中一种。
9、如权利要求1-5所述的分形偶极天线，其特征在于：其工作于WiMAX频段。
10、如权利要求2-5所述的分形偶极天线，其特征在于：所述第一耦合部及第二耦合部概呈T字型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007101597490A CN101465460A (zh) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | 分形偶极天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007101597490A CN101465460A (zh) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | 分形偶极天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101465460A true CN101465460A (zh) | 2009-06-24 |
Family
ID=40805901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007101597490A Pending CN101465460A (zh) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | 分形偶极天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101465460A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102270778A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种中短波段船用小型天线 |
| WO2012119304A1 (zh) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | 深圳市嘉瑨电子科技有限公司 | 微型天线的辐射组件 |
| CN110797623A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-14 | 成都信息工程大学 | 一种用于介质探测和共形天线的平面微带谐振器 |
| CN113745826A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-03 | 电子科技大学 | 一种椭圆分形圆形贴片天线 |
-
2007
- 2007-12-21 CN CNA2007101597490A patent/CN101465460A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102270778A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种中短波段船用小型天线 |
| WO2012119304A1 (zh) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | 深圳市嘉瑨电子科技有限公司 | 微型天线的辐射组件 |
| CN110797623A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-14 | 成都信息工程大学 | 一种用于介质探测和共形天线的平面微带谐振器 |
| CN110797623B (zh) * | 2019-11-14 | 2020-12-15 | 成都信息工程大学 | 一种用于介质探测和共形天线的平面微带谐振器 |
| CN113745826A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-03 | 电子科技大学 | 一种椭圆分形圆形贴片天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3471208B1 (en) | Dual band antenna module | |
| US7898486B2 (en) | Fractal antenna for vehicle | |
| CN109037935B (zh) | 毫米波低剖面宽带天线 | |
| CA2534734A1 (en) | Phased array antenna with discrete capacitive coupling and associated methods | |
| CN108493589A (zh) | 一种用于可穿戴设备的滤波天线 | |
| CN205069851U (zh) | 天线系统及其移动终端 | |
| KR102280159B1 (ko) | 통신모듈 및 이를 포함하는 통신장치 | |
| CN206134936U (zh) | 一种入耳式蓝牙耳机天线 | |
| CA2550969A1 (en) | Phased array antenna with edge elements and associated methods | |
| CN207611862U (zh) | 一种实现多模态涡旋电磁波的阵列天线 | |
| CN204088565U (zh) | Wifi天线及应用该wifi天线的无线通信装置 | |
| CN101465460A (zh) | 分形偶极天线 | |
| CN104377426A (zh) | 一种lte耦合式金属边框手机天线 | |
| DE112021002376T5 (de) | Elektronische Vorrichtungen mit Breitbandantennen | |
| CN107834210B (zh) | 天线安装结构件及其引向器 | |
| US10553935B2 (en) | Planar RF antenna with duplicate unit cells | |
| KR20090072100A (ko) | Ｕｗｂ용 칩 안테나 | |
| CN201498593U (zh) | 印刷天线及使用其的电子设备 | |
| CN103390791B (zh) | 一种可用于人体通信系统的双频天线 | |
| CN105119057B (zh) | 一种多频段微带天线 | |
| Suganthi et al. | Design and simulation of miniaturized multiband fractal antennas for microwave applications | |
| CN205646143U (zh) | 三重复合分形移动通信天线 | |
| CN104898769A (zh) | 一种穿戴式电子设备 | |
| CN209747717U (zh) | 一种天线装置及无线通信设备 | |
| CN109346822B (zh) | 一种双辐射臂wifi天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090624 |