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天线作为通信系统的基石,一直是通信研发的重点领域。超宽带技术是天线中一项较为成熟也倍受关注的的技术,该种类天线的制造成本相较于其他类型的天线有着巨大的节省空间。其工作频带中还存在着其他的通信系统,也就是说这项技术和其他系统共用频带,这便可以有效缓解频带资源匮乏的问题。随着天线朝着多频化、宽带化方向发展,小型化和集成化技术成为研究的热点。分形天线是分形领域的一大应用成果,通过天线结构规律性的迭代产生一种自相似的几何构型,因此是与标度无关的结构。随着通信技术的变革,人们对现代通信的需求也日新月异。现代终端设备上,往往涵盖着几个通信系统,这便要求终端配备多个收发系统。一台小型终端很难保证涵盖多个收发天线,能工作在多个频带的多频天线恰好解决了这一问题。 首先论述超宽带、分形和多频天线背景和研究现状,对超宽带和分形天线的发展做了简要的介绍。超宽带的部分主要包含超宽带定义、标准要求、优势特点等。论述超宽带天线产生陷波特性的方法。论述分形技术的相关概念和原理,特别是对维数的概念进行介绍。最后对多频天线的原理和相关研究技术进行举例分析。 详细介绍了三种基于分形结构的天线,采用最基本的树形结构作为分形迭代基础,三款天线均属于UWB天线范畴。第一部分介绍一款花朵形超宽带天线,通过基本树形单元四阶迭代和旋转复制得到。在软件中优化阶次和单元组数等关键影响要素,最终形成的天线有着良好的阻抗带宽且天线的尺寸明显缩小,符合超宽带天线的要求。第二部分是一款缝隙双陷波超宽带天线,天线的主体辐射部分依然是基于二阶分形树状结构,缝隙地板的引入使天线产生陷波特性。在分形贴片内部加入环形寄生单元,最终天线实现双陷波功能。这款天线的陷波频段对应着C波段和WLAN系统的高频段。第三部分是一款缝隙单陷波天线,辐射贴片的馈线采用渐变的微带线来改善匹配。通过分析贴片上分形树状槽的阶次和槽形的特性,使天线的陷波频段对应着WLAN系统的高频段。加工制作这几款天线,测试并给出结论。 针对多频天线领域,设计了几款运用在WLAN和WiMAX系统的天线。第一款印刷天线使用双圆环结构,在环形内部加入单枝节并调整单枝节的位置实现三频功能。第二款天线采用不完整圆弧形结构,并在内环形中加入单枝节,此双C形印刷天线有两个工作频段,对应着WLAN和WiMAX其中的两个频段。基于第二款天线的形状,将C形改成对称的U形结构并加入对称枝节使天线产生三频特性。对天线进行测试对比,三款天线均能覆盖指标要求的频带。