基于Koch雪花分形结构的缝隙平面阵列天线设计
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山西大学物理电子工程学院

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中图分类号:

TN823+.27

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山西省高等学校大学生创新创业训练计划项目(项目编号:S202210108030)资助


High-Gain Slot Array Antenna Design Utilizing Koch Snowflake Fractal Structure
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    摘要:

    本文提出了一种基于Koch雪花六边分形结构的缝隙单元,基于该分形单元设计了一款工作于5.8 GHz的缝隙阵列天线。天线采用并行功分网络馈电,获得了高定向性、高增益特性。根据设计结果加工制作了天线样品并测试。测量结果表明,天线阻抗带宽5.7% (5.56-5.89 GHz),阻抗匹配良好。在工作频率处,天线呈现良好的定向辐射特性和稳定增益,辐射增益达到19.85 dBi,对应口径效率为80.69%。3-dB增益带宽达到18.40%(5.13-6.20 GHz)。

    Abstract:

    Abtract: This paper presents a novel approach to the design of a 4×4 slot array antenna operating at 5.8 GHz, utilizing a slot element based on the Koch Snowflake hexagonal fractal structure. The antenna is fed by a parallel feeding network, resulting in characteristics of high directivity. The proposed design was experimentally validated through fabrication and testing. Measurement results indicate a 5.7% impedance bandwidth (5.56-5.89 GHz) with well-matched impedance. At the operating frequency, the antenna exhibits commendable directional radiation characteristics and stable gain, achieving a peak gain of 19.85 dBi and a corresponding aperture efficiency of 80.69%. Moreover, the 3-dB gain bandwidth extends to 18.40% (5.13-6.20 GHz), demonstrating the efficacy of the Koch Snowflake fractal structure in enhancing the performance of slot array antennas.

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  • 收稿日期:2023-11-23
  • 最后修改日期:2024-04-12
  • 录用日期:2024-04-15
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