[发明专利]一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线

权利要求书

1.一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线，包括旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)、基底(2)、馈线(3)、地板(4)，其特征在于：

a、所述的一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)根据分形几何理论以及既有的MINKOWSKI分形方法，在参照边长为L完整的基本正多边形的边缘中点向内侧挖分形正多边形孔，多边形边数为n，分形迭代因子为1/m，m、n为自然数，且n2,当n3时m≥n,当n＝3时m≥4，理想一阶分形在基本正多边形一条边中点内侧挖一个边数为n，边长为L₁＝L/m的正多边形孔，这个一阶分形正多边形孔的正多边形的一个顶点和边长为L的基本正多边形的这个边的中点重合，一阶正多边形孔连接这个点的一条边和基本正多边形通过这个点的边夹角为α，α取值范围为(0°，180°)，然后以边长为L的基本正多边形的中心为旋转中心360度n单元环形阵列这个一阶正多边形孔，理想二阶分形在一阶的基础上，在边长为L基本正多边形一条边的中点两侧的中点，即被一阶正多边形孔分割的点的两侧的中点—即基本正多边形边长的1/4、3/4处，分别向内侧挖正多边形二阶孔a，正多边形二阶孔a边数为n，边长为L_2a＝L/2m，正多边形二阶孔a的一个顶点和基本正多边形这条边边长的1/4、3/4处的点重合，正多边形二阶孔a连接这个点的一条边和基本正多边形通过这个点的边夹角为α，α取值范围为(0°，180°)，同时在一阶分形正多边形孔一条边的中点外侧挖一个边数为n，边长为L_2b＝L/m/m＝L/m²的正多边形二阶孔b，正多边形二阶孔b的一个顶点和一阶正多边形孔这条边边长的中点重合，正多边形二阶孔b连接这个点的一条边和一阶正多边形孔通过这个点的边夹角为α，α取值范围为(0°，180°)，然后以这个边长为L₁的一阶正多边形孔的中心为旋转中心360度n单元环形阵列这个正多边形二阶孔b，并且当n比较大，比如n≥5时排除这个二阶孔b阵列中与这一阶的二阶孔a及基本正多边形、之前各阶有交叉切割的阵列单元，排除的阵列单元不挖孔,最后以边长为L的基本正多边形的中心为旋转中心360度n单元环形阵列正多边形二阶孔a和二阶孔b，以此类推，在前一阶分形的基础上挖分形孔，并且排除孔阵列中与同阶其它孔、之前各阶孔及基本正多边形有交叉切割的阵列单元中尺寸较小的阵列单元，排除的阵列单元不挖孔，可以有三阶、四阶…；

b、实际应用中对理想一阶正多边形分形孔的位置以理想一阶正多边形分形孔和基本正多边形相应边重合的点为基点沿垂直于基本正多边形这条边的方向往内侧或者外侧外移动δ₁，相交切割破碎，使基本正多边形和一阶分形正多边形局部和整体自相似，在一阶分形的基础上，实际应用中对理想正多边形二阶孔a的位置以它与基本正多边形相应边重合的点为基点沿垂直于基本正多边形这条边的方向往内侧或者外侧外移动δ₃，相交切割破碎，使基本正多边形和分形正多边形二阶孔a局部和整体自相似，同时在一阶分形的基础上，实际应用中对理想正多边形二阶孔b的位置以它与一阶正多边形相应边重合的点为基点沿垂直于一阶正多边形孔这条边的方向往内侧或者外侧外移动δ₂，相交切割破碎，使基本正多边形和分形正多边形二阶孔b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)上表面旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)的一个一阶分形正多边形孔中间，和旋转MINKOWSKI分形贴片天线(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正多边形环形的微带线连接而成，直线段微带线中心线与旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)基本正多边形中心对齐并且与旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)基本正多边形和基底(2)边线平行的那一条边垂直并且通过其中点，正多边形环形段微带线几何中心和对应一阶分形正多边形孔中心重合，正多边形环形段微带线的外侧边线和旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)的对应一阶分形正多边形孔边线平行且有等距缝隙gap，直线段微带线和正多边形环形段微带线线宽相等，实际应用中在一阶正多边形孔向基本正多边形内侧移动δ₁时，在直线段微带线两侧开等距缝隙gap并且与正多边形环形段微带线和一阶分形正多边形孔的等距缝隙gap相同并连通。

2.根据权利要求1所述的一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线，其特征在于：此天线相对参照边长为L完整的基本正方形贴片天线具有缩减尺寸的效果，当所述的基本正多边形边长L取30mm，边数n取4，迭代因子1/m取1/4，基底(2)为边长为55mm正方形的厚度为1.5mm的二氧化硅，旋转MINKOWSKI分形贴片天线(1)、馈线(3)、地板(4)厚度均为0.01mm、材料均为金时，实际应用中一阶分形的馈线(3)线宽取0.06mm，一阶分形时缝隙gap为gap₁＝0.045mm，δ₁≈0.6967mm(向基本正多边形内侧)，实际应用中二阶分形的馈线(3)线宽取0.01mm，二阶分形时缝隙gap为gap₂＝0.095mm，δ₁≈0.6967mm(向基本正多边形内侧)，δ₂＝0.11mm(向一阶正多边形内侧)，δ₃＝0.05mm(向基本正多边形外侧)一阶、二阶分形正多边形孔及基本正多边形相互相交切割、破碎，一阶一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线经过HFSS电磁场仿真软件仿真计算谐振于2.18GHZ，S11回波损耗为-24.613797db，二阶一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线经过HFSS电磁场仿真软件仿真计算谐振于1.84GHZ，S11回波损耗为-13.374515db，对比参照边长为L完整的基本正方形贴片天线经过HFSS电磁场仿真软件仿真计算谐振于2.43GHZ，S11回波损耗为-12.399686db，一阶一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线相对参照边长为L完整的基本正方形贴片天线相当于有10.3％的尺寸缩减，二阶一种旋转MINKOWSKI分形贴片天线相对参照边长为L完整的基本正方形贴片天线相当于有24.3％的尺寸缩减。