[发明专利]一种Hilbert分形超高频天线的设计方法

权利要求书

1.一种Hilbert分形超高频天线的设计方法，其特征是，所述方法在介质基板的两侧分别设置接地板和Hilbert分形导线层，确定导线层内导线段各部分尺寸时将平行双导线、短路终端和附加导线段的长度列为参数，同时考虑导线宽度、介质厚度和介质介电常数，建立天线的谐振频率和驻波比的计算方程，并在谐振频率和驻波比的可用范围内对上述参数进行仿真优化，得到三类导线段长度及导线段宽度的最佳值，最后根据仿真结果制作Hilbert分形天线。

2.根据权利要求1所述的Hilbert分形超高频天线的设计方法，其特征是，所述Hilbert分形超高频天线为四阶，其具体设计步骤如下：

a.按传统方法将天线的导线段划分为64对平行双导线、64条短路终端和63条附加导线，平行双导线、短路终端、附加导线的长度分别用M、N、A表示；三类导线段的宽度相同，用W表示；

b.建立天线谐振频率f_r和驻波比VSWR的计算方程：

，

，

其中，c 为光速，c＝3×10⁸m/s，k∈{0,R⁺}；Z_c为自由空间的本征阻抗，Z_c=120πΩ；ω为角频率，ω=2πf，β为相位常数，β=2πλ，P为平行双导线的对数，P=4^n-1=64；S为短路终端所有导线段长度总和，S=4^n-1×N；D为附加导线段长度总和，D=(4^n-1-1) ×A，n为Hilbert分形阶数，n＝4；μ₀为真空磁导率，μ₀＝4π×10^－7Hm^－1，λ为接收电磁波的波长；为馈线的特性阻抗；

c.对于不同的W，M，N，A值，分别计算天线谐振频率f_r和驻波比VSWR，然后根据谐振频率f_r和驻波比VSWR的可用范围确定W，M，N，A的最佳值；

d. 根据W，M，N，A的最佳值制作Hilbert分形天线。

3.根据权利要求1或2所述的Hilbert分形超高频天线的设计方法，其特征是，所述介质基板的材质为FR4，厚度为1.6mm，所述接地板和导线层的材质为铜。

4.根据权利要求2所述的Hilbert分形超高频天线的设计方法，其特征是，计算天线谐振频率f_r和驻波比VSWR时，各参数的取值如下：W起始值为1mm，步进长度为0.5mm，终止值为3mm；M、N和A起始值均为2mm，步进长度为5mm，终止值为6mm。