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无线通信技术的快速发展对通信设备提出了越来越高的要求。如今通信设备正朝着集成化与宽带化的方向发展,因此在通信设备中的天线,也必须具备小型化与宽带化的特点。实现天线小型化与宽带化的目标有多种方法,但是传统天线通常是以牺牲天线某种性能来达到天线的某一方面的指标,不能满足现代通信的综合指标。本文采用分形技术与天线结合,对天线进行改进,在不影响天线其他性能的前提上来实现超宽带天线小型化的目标,因此对基于分形结构的超宽带天线的研究有着广泛的应用场景。本文首先介绍了超宽带天线的研究背景及国内外发展现状,并详细说明了实现天线的小型化与宽带化的多种方式,接着介绍了分形的基本理论,并分析了几种典型的分形天线的迭代生成的规律。这些研究为设计基于分形的超宽带天线提供了理论基础与思路。其次,本文采用分形技术与天线结合的方式,设计出两款小型化分形天线。分形结构自身有两个重要的特性:空间填充性和自相似性。分形天线由于空间填充性可以使天线的表面电流路径增大,使天线的电长度增大,进而实现天线的小型化的目标。分形天线的自相似性特点可以增加天线的谐振频点,进而来拓宽天线的频段。第一款天线是采用Cantor分形与Minkowski分形结合的一种分形天线,该天线的地板采用Minkowski分形结构,贴片采用Cantor分形结构,来实现天线的小型化与宽带化。最终天线是实现了3.1-12.6GHz频段,满足超宽带的要求,天线尺寸仅为14mm?20mm;第二款天线是采用Sierpinski分形结构,通过增加分形的迭代次数,改变天线表面电流流动,降低中心频率,来实现天线的小型化,最终天线工作频率为2.8-12.17GHz,天线的尺寸为14mm?25mm,该天线在满足超宽带的情况下,实现了天线小型化的要求。最后,对天线进行加工,并对其关键指标进行测量,测量结果与仿真结果基本吻合,基本满足超宽带通信系统的要求,从而验证基于分形结构的超宽带天线可以有效减少天线的尺寸。文章中设计的天线具有性能良好、结构简单、体积小、易于集成等优点,具有一定的实用价值。