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分形具有空间自填充能力和自相似属性,当把分形的概念用于天线设计时就得到了分形天线。分形天线具有小型化和多频带特征,特别适合于宽带、超宽带无线通信领域。 本文的主要工作是设计能同时工作在1.3GHz~1.8GHz、4.4GHz~5GHz以及7.4GHz~8.2GHz频段的全向波束赋型机载天线,要求体积小、重量轻。本文采用了Parany分形天线,Parany分形天线结构简单,而且它只需在天线底部通过同轴馈电而不采用任何匹配网络就能实现频带较宽的多频特性。因为传统的Parany分形天线只有一个缩放因子不利于工作频段的灵活配置,于是对Parany分形天线进行改进,分析了双缩放因子的Parany分形天线,但发现第二与第一频段的比值f2/f1的局限性,不能完全满足本文的设计要求。接着继续改进Parany分形天线,对双缩放因子的Parany分形天线进行截取,结果表明截取式天线不但没有改变Parany分形天线的多频特性而且减小了天线的尺寸,最重要的一点是其截取形式能达到更小的f2/f1比值(即接近于3)。最后基于截取式双缩放因子Parany分形设计机载全向天线,采用CST软件进行仿真及优化,仿真结果满足设计要求。根据优化结果实际制作了天线,对天线驻波比、方向图和增益等参数进行测试,其中方向图和增益在微波暗室中进行,输入驻波比在频带范围内小于2,增益大于4dBi,H面不圆度在3dB以内,实测结果与仿真结果比较一致。 本文采用天线的驻波比参数来评价天线罩性能,在采用微波网络理论对天线罩进行分析的基础上来选定具体形式的天线罩。对选定的圆柱天线罩进行了仿真,分析了天线罩的介电常数、宽度、高度及厚度等参数与天线驻波比的关系。设计了符合设计要求的天线罩,最后对加罩天线进行驻波比测试,测试结果相对未加罩天线的参数略有下降,但基本满足天线的技术指标。