● 摘要
天线是通信系统中辐射或接收电磁波的器件，天线性能影响着通信系统的总体性能，一个与通信系统匹配较好的天线可以降低通信系统的要求并且改善整个通信系统的性能。当代通信系统对天线设计不断提出新的要求，比如小型化、多频带、宽频带或超宽带等设计要求已经成为天线设计的主要因素。虽然现阶段的欧几里得几何天线能够满足大部分的天线设计要求，但它往往占据比较大的空间，具有比较复杂的天线结构。而分形天线技术能够满足现代天线设计的新要求，已经成为一种天线设计的新方法。
首先本文总结了分形天线的基本理论，概述了树分形天线的国内外研究现状，通过与传统欧几里得几何天线的相比分析，阐述了分形天线的优势和广阔的应用前景；验证了树分形几何结构在设计小型化、多频带、宽带和超宽带方向上的可行性。
然后，采用树状分形几何结构设计了两款多频带天线。其中一款是工作于1.7-1.93 GHz 和2.4-2.63 GHz双频段树分形天线，该天线可以应用于GSM和WLAN；另一款是工作于2.1-2.5 GHz、3.26-3.68 GHz和5.7-6.05 GHz 频段的三频段树分形微带天线，该树分形微带天线可以应用于WiMAX频段通信。
接着，采用树状分形几何结构设计了两款宽频带天线。其中一款是工作于1.95-3.70 GHz频段的宽频带树分形天线，该天线可以应用于Wi-Fi、Bluetooth和WiMAX频段通信；另一款是工作于2.3-6.0 GHz频段的树分形天线宽带天线，该天线可以应用于WLAN和WiMAX频段通信。
最后，采用树状分形几何结构设计了两款超宽频带天线。其中一款是工作于2.4-12.67 GHz的树分形超宽带天线，可应用于UWB无线通信系统；另一款应用于4-55 GHz频段通信的超宽带树分形天线。
通过天线实际测量数据和仿真数据的对比验证，证明了本文设计的树分形几何结构在设计小型化、多频带、宽带和超宽带方面的可行性，该方法满足现代天线设计的新要求。