[发明专利]一种类Minkowski分形超宽带天线及其设计方法

权利要求书

1.一种类Minkowski分形超宽带天线，其特征在于：包括介质基板，所述介质基板的一面上贴合有辐射单元、馈电单元和接地单元；

所述辐射单元为至少经过3次迭代分形形成的分形贴片；

所述馈电单元与所述辐射单元的底部连接而形成整体；

所述接地单元包括2个接地板，且2个接地板对称设置在所述馈电单元的两侧，且在一个所述接地板的底部靠近介质基板的边缘开设有矩形凹槽；

其中，所述分形贴片为Minkowski分形结构；

所述分形贴片为Minkowski分形结构的3阶结构，1阶结构为在矩形的初始贴片的四角切除相同面积的第一矩形而在初始贴片上形成一次十字形状贴片，所述一次十字形状贴片由4个矩形的一次分形单元和1个一次中心单元组成，且4个所述一次分形单元设置在一次中心单元的外边缘且向外延伸；2阶结构为在1阶结构的基础上，4个所述一次分形单元采用相同切除方法对每个一次分形单元的四角切除相同面积的第二矩形，而形成4个二次十字形状贴片，每个所述二次十字形状贴片由4个矩形的二次分形单元和1个二次中心单元组成；3阶结构为在2阶结构的基础上，4个所述二次十字形状贴片的16个二次分形单元采用相同切除方法对每一个二次分形单元的四角切除相同面积的第三矩形，而形成16个三次十字形状贴片，每个所述三次十字形状贴片由4个矩形的三次分形单元和1个三次中心单元组成。

2.根据权利要求1所述的类Minkowski分形超宽带天线，其特征在于：所述馈电单元位于所述介质基板的中间。

3.根据权利要求2所述的类Minkowski分形超宽带天线，其特征在于：所述馈电单元为梯形，所述馈电单元的顶边长度为1mm-1.2mm，底边长度为1.4mm-1.6mm，所述馈电单元的高度为6.5mm-7.5mm。

4.根据权利要求3所述的类Minkowski分形超宽带天线，其特征在于：所述接地板为梯形，所述接地板的顶边长度为3.8mm-4mm，底边长度为4mm-4.2mm，所述接地板的高度为6.2mm-7mm。

5.根据权利要求4所述的类Minkowski分形超宽带天线，其特征在于：所述接地板的矩形凹槽的长度为0.5mm-1.5mm，宽度为0.2mm*0.5mm。

6.根据权利要求5所述的类Minkowski分形超宽带天线，其特征在于：所述介质基板采用聚酰亚胺介质板，所述介质基板的尺寸为16mm*10mm*0.025mm。

7.一种基于权利要求6所述的类Minkowski分形超宽带天线的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用Minkowski分形方法，对辐射单元进行3次迭代分形以得到分形贴片；

(2)对所述接地单元的结构进行改进和优化，对称设置的2个接地板为梯形，且该其中一个接地板的底部开设有矩形凹槽；

(3)将馈电单元与辐射单元的底部连接而形成整体。

8.根据权利要求7所述的设计方法，其特征在于：所述Minkowski分形方法进行3次分形包括以下步骤：

(1-1)在初始结构为矩形贴片的四个角分别切除相同面积的第一矩形，形成由4个矩形的一次分形单元和1个一次中心单元组成的一次十字形状贴片，从而形成了第一次迭代结构；

(1-2)在所述第一次迭代结构的基础上，对向外延伸的4个所述一次分形单元的四个角采用相同方式切除相同面积的第二矩形，形成4个二次十字形状贴片，每个所述二次十字形状贴片包括4个二次分形单元和1个二次中心单元，从而形成了第二次迭代结构；

(1-3)在所述第二次迭代结构的基础上，4个所述二次十字形状贴片的向外延伸的16个二次分形单元的四个角采用相同方式切除相同面积的第三矩形，形成16个三次十字形状贴片，每个所述三次十字形状贴片包括4个三次分形单元和1个三次中心单元，形成了第三次迭代结构，从而形成了所述分形贴片。