[发明专利]一种月牙分形圆形贴片天线

权利要求书

1.一种月牙分形圆形贴片天线，包括月牙分形圆形贴片天线(1)、基底(2)、馈线(3)、地板(4)，其特征在于：

a、所述的月牙分形圆形贴片天线(1)根据分形几何理论，在参照半径为R的完整基本圆的边缘沿径向挖360度n单元圆周阵列的分形月牙孔,其中基本圆的直径为Φ，分形迭代因子为1/n，n为大于2的自然数，理想一阶分形在基本圆圆周内侧相切一个月牙孔，月牙孔轮廓是由一个半径为R₁＝R/n的半圆和一段长半径a₁＝R₁＝R/n、短半径b₁＝a₁/2的半个椭圆弧围成，半个椭圆弧的两个端点和半圆的两个端点重合，其中一个重合点和基本圆的一个象限点重合，并且半圆、椭圆弧和基本圆在这个点相切，半个椭圆弧的长轴及和它重合的半圆直径延长线通过基本圆圆心，然后360度n单元圆周阵列月牙孔理想二阶分形在一阶的基础上，沿基本圆径向在一阶分形月牙孔内侧的尖点即一阶月牙孔的半圆和半个椭圆弧重合的端点和一阶月牙孔相切一个二阶月牙孔，二阶月牙孔也是由一个半圆半个椭圆弧围成，二阶月牙孔半圆半径为R₂＝R₁/n＝R/n²，半个椭圆弧的长半径a₂＝R₂、短半径b₂＝a₂/2，二阶月牙孔的半个椭圆弧的两个端点和半圆的两个端点重合，其中一个重合点和一阶月牙孔内侧的一个尖点重合，并且一阶、二阶月牙孔的半圆、椭圆弧在这个点相切，二阶月牙孔的半个椭圆弧的长轴及和它重合的半圆直径延长线通过基本圆圆心，然后也360度n单元圆周阵列，以此类推可以有三阶、四阶……,月牙分形圆形贴片天线(1)位于基底(2)上表面中心，地板(4)位于基底(2)下表面和基底(2)对齐；

b、实际应用中对理想一阶分形月牙孔沿基本圆径向往外移动Δ₁，与基本圆相交切割，使半径为R的基本圆和一阶分形月牙“破碎”且局部和整体自相似，在一阶分形的基础上二阶分形月牙孔沿径向往外侧移动Δ₂，二阶分形月牙孔与实际应用一阶分形月牙孔相交切割，舍弃相交之后一阶月牙孔在二阶月牙孔内侧的尖角，使实际应用的一阶分形月牙孔和二阶分形月牙孔也“破碎”且局部和整体自相似，以此类推可以有三阶、四阶……；

c、所述的馈线(3)位于基底(2)上表面月牙分形圆形贴片天线(1)的一个一阶月牙分形月牙孔的外侧，和月牙分形圆形贴片天线(1)共面，采用共面耦合馈电方式，馈线(3)为一段直线的微带线和一段圆弧形微带线连接而成，直线的微带线末端和圆弧形微带线圆弧中点相连，直线的微带线中心线、圆弧形微带线圆弧中点和基本圆圆心、各阶月牙分形月牙孔的半个椭圆的长轴、半圆直径对齐，圆弧形微带线的圆弧和基本圆圆形贴片天线的圆同心，直线的微带线和圆弧形微带线线宽相等。

2.根据权利要求1所述的一种月牙分形圆形贴片天线，其特征在于此天线相对参照完整的基本圆圆形贴片天线具有缩减尺寸的效果，当所述的基本圆半径R取15mm，迭代因子1/n取1/3，基底(2)为边长为55mm正方形的厚度为1.5mm的二氧化硅，月牙分形圆形贴片天线(1)、馈线(3)、地板(4)厚度均为0.01mm，材料均为金时，理想一阶分形月牙孔沿基本圆径向往外移动Δ₁＝0.11mm，二阶分形月牙孔也沿径向往外侧移动Δ₂＝0.4mm，一阶分形时馈线(3)线宽取0.07mm，圆弧形微带线内侧半径取15.49mm，圆弧夹角取63.8°，二阶分形时馈线(3)线宽取0.08mm，圆弧形微带线内侧半径取15.55mm，圆弧夹角取63.7°时，一阶月牙分形圆形贴片天线经过HFSS电磁场仿真软件仿真计算谐振于2.33GHZ，S11回波损耗为-14.962421db，二阶月牙分形圆形贴片天线经过HFSS电磁场仿真软件仿真计算谐振于1.97GHZ，S11回波损耗为-16.038474db，对比参照半径为R基本圆完整的圆形贴片天线经过HFSS电磁场仿真软件仿真计算谐振于2.85GHZ，S11回波损耗为-17.280718db，一阶月牙分形圆形贴片天线相对参照半径为R＝15mm基本圆完整的圆形贴片天线相当于有18.2％的尺寸缩减，二阶月牙分形圆形贴片天线相对参照半径为R＝15mm基本圆完整的圆形贴片天线相当于有30.9％的尺寸缩减。