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近年来，局部放电超高频监测法因其抗低频电磁干扰能力强，灵敏度高等特点，得到了广泛的关注与研究。针对传统超高频天线尺寸大、频带窄的缺点，本文设计了一种适合于变压器局部放电在线监测的尺寸小、多频带的超高频天线。通过结合天线理论和分形理论，以四阶Hilbert分形曲线为基础，在Ansoft Designer电磁场仿真软件中建立平板天线模型，通过软件仿真计算，选取了天线的几何参数，设计制作出平板结构的四阶Hilbert分形天线。利用设计的超高频四阶Hilbert分形天线对四种典型油纸绝缘缺陷局放超高频信号进行监测，分析了天线实测效果。实验结果表明该天线能够有效应用于变压器局部放电超高频在线监测。