分形天线

分形天线一种新颖的天线小型化技术及其应用

摘要: 分形几何具有重要的特性, 即自相似性和分数维, 可以成功的应用于天线的设计。本文主要介绍了分形的基

本概念, 并对典型的分形天线及其小型化原理进行了简要介绍。

1 引言

近年来, 无线通信技术以惊人的速度发展, 无论用户身在何处都能够时刻处于连接状态, 这就是所说的“任何时间、任何地点的无线电通信”。而天线和射频设备是决定整个系统性能的关键元件。由于传统的天线已经无法满足

未来的挑战, 这就意味着必须相应地发展天线技术以适应无线系统发展的要求。目前分形正成为满足未来产品要求的一种有效方法。他能够使得我们有效地设计小型化天线或把多个无线电通信元件集成到一块设备上。在用于无线应用中的下一代天线中, 小型化是必须的。因为他必须集成多个设备( 如蜂窝、无线局域网、地理定位、无线电广播装置) , 并需要安置在多个地点( 如机场、办公室、商场、地下场所) , 同时很多设备也需用到小型化天线, 如手机、笔记本电脑、个人数字助理、汽车、手表等。在这种情况下, 用户希望采用尽可能小的天线以便

于方便使用无线设备。此外, 在基站和设备的接入点处, 小型化的天线有助于减少周围环境对无线网络设施的影响。

2 分形几何背景知识

“分形”这一概念是由法国数学家B.Mandelbrot 于1975 年首次提出的, “分形( Fract al) ”这个名词源于拉丁文的“破碎”。分形具有两大主要特征: 自相似性和空间填充性( 即分数维) 。自相似就是说适当的放大或缩小几何尺寸, 整个结构并不改变, 在各种尺度上都有相同程度的不规则性。分数维是指用一个特征数( 不一定是整数) 来测定其不平度、复杂性或卷积度。自然界中的许多物体都能用分形来模拟, 如山脉、树分形技术是得益于数学上分形物体的一些特殊性质发展起来的。无论是自然界中的分形还是数学上的分形物体, 都能够通过简单的算法一步步迭代生成, 最终能够具有惊人的复杂结构。分形的特性之一就是“分数维”。这种特性使得分形能够在很小的体积内充分的利用空间, 也是他能够用于天线小型化设计的一个关键原因。

2. 1 分形曲线生成过程举例

以Koch 曲线的生成方法为例, 把一条直线等分为三

段, 将中间的一段用具有一定夹角的两条等长折线来代

替, 形成一个生成元, 然后再把每个直线段用生成元进行

替换, 经多次迭代后就形成了Koch 曲线( 如图2 所示) 。由

此可见, 在保持高度基本不变时, 曲线的长度却能够做到

无限长。

高艳华等: 分形天线一种新颖的天线小型化技术及其应用

3 几种经典的分形天线

3. 1 Koch 单极天线

分形用于天线小型化设计的第一个例子是Koch 单极

天线( 如图3 所示) , 得名于分形Koch 曲线。当在天线的

设计中应用Koch 曲线时, 谐振频率相对于传统的线性单

极天线以1. 65 的因数降低。所以Koch 单极天线的高度比

传统的线性单极天线小40%[ 1] 。

3. 3 分形环天线

欧氏几何中的环天线有一定的局限性: 谐振环要求巨

大的空间, 小环的输入阻抗很低等。而分形环天线与之相

比有如下优势:

( 1) 天线小型化。在占用空间相同的情况下分形环能

够使天线环的周长为无限长; 在频率较低时, 天线可以在

很小的空间内利用分形曲线实现。

( 2) 使得天线的辐射阻抗增加。

( 3) 分形环天线具有更强的方向性。

目前的分形环天线主要有Koch 分形环、Minkowski

分形环等, 如图6 所示。

图

3. 4 分形天线阵列

分形几何应用于天线阵列的设计主要有两种方式, 分

形单元可用于均匀分布阵列中, 也可以将阵列间距用分形

形式来布局。分形阵列与传统的阵列设计相比有如下特

点:

( 1) 多频、宽频特性。

( 2) 可用迭代算法快速计算方向图。

( 3) 可系统的稀疏阵列。

( 4) 可有效地设计大的平面阵列。

( 5) 可实现低副瓣设计策略。

目前两种典型的分形阵列天线是Cabt or 集阵列和

Weierst ras s 线性阵列[2] 。

4 分形天线的应用举例

对于欧氏几何天线, 要增大定相阵列的扫描角度, 就要减小阵列单元之间的中心距离。然而单元中心距离减小了, 边与边的间距也减小了, 从而相互的耦合干扰却多了;同时, 为减小阵列天线所占空间, 除了减小单元距离, 还要减小单元宽度, 即使单元小型化。但是使欧氏几何天线小型化会单纯地减小其输入阻抗, 使之难以匹配。如果运用同阻抗的分形天线, 单元宽度可以减小很多, 小型化的问题会迎刃而解。用具体的例子来比较一下标准正方形环形单元与分形环形单元( 如图7 所示) , 他们的输入阻抗相同, 远场区图近似, 响应频率相同。分形单元线阵的单元边距明显大于正方形单元线阵, 有效减小了互耦合。和传统的天线相比, 分形天线除了在减小尺寸方面具有独特优势外, 还有其他优点。如: 分形天线可以增加工作频带( 应用自相似性) ; 具有“自加载”的性质, 不需要额外的调谐线圈、电容等元器件或匹配电路来使其在宽带工作情况下达到阻抗匹配; 采用分形天线还可以简化电路设计、降低系统造价。目前, 基于分形几何设计出的天线已经在UHF ( 862928 MHz ) 频带的无线通信设备中和GSM + DCS( 900 M Hz, 1800 MHz) 双频移动天线系统中得到了应用。更进一步的研究主要集中在GSM ( 900 MHz) , PCS( 1 900 MHz ) 、蓝牙无线通信系统( 2. 4 GHz) 等方面。他不仅可以在个人手持无线设备(如蜂窝电话) 和其他无线移动设备( 如无线局域网中的laptops、车载天线系统) 中得到应用, 还可以用于卫星通信系统、相控阵雷达系统中,前景十分广阔。

结语

作为分形几何和天线技术的交叉产物, 分形天线的减少天线尺寸的特有优势,在

很多领域都大有用途并有广阔的发展前景, 目前对他的研究还十分有限。如何将分形天线技术融入到现有的无线通信市场的实际应用中去, 是很值得大家深入探讨的。

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机载天线综述

直升机平台机载天线研究综述李雪健摘要:直升机作为一种快速灵活的机动装备，近几年在城市反恐处突及应急灾害救援等场合作用明显。机载天线作为通信系统的重要一环，它的性能好坏对直升机通信效果影响极大。本文介绍了机载天线的分类及特点，综述国内外当前对机载天线的主要研究方向和研究进展。介绍了以FEKO和HFSS软件为基础的直升机平台天线研究方法。关键词：直升机平台；机载天线；研究现状 0、引言自1907年法国人保罗·科尔尼发明直升机以来，直升机就作为人造飞行器中重要一支在人类历史上扮演着重要角色。机动灵活和起落条件要求低等特点使直升机在现代社会得到广泛应用。机载天线是飞机系统与其它系统进行电磁能量交换的转换设备，是飞机感知系统的一部分[1]。从广义角度而言，以载机为工作平台的天线均可称为机载天线。机载天线在现代飞行器上应用十分广泛，如飞机上的通信、导航、敌我识别、电子战、雷达等。机载天线的好坏决定着整个系统通信的质量，研究机载天线有着重要的意义[2]。关于机载天线的研究的文献众多，从事相关研究的专家学者和科研院所也非常之多。但大部分研究都是基于固定翼飞机作为平台研究的，专门以直升机作为平台研究机载天线的文章较少。但固定翼飞机与直升机所处的通信环境及对天线的要求相似，可以进行类比研究。本文以机载天线的主要研究方向及发展情况为主结合直升机平台特点进行综述。一、机载天线研究背景 1.1机载天线的国内外研究现状近一个世纪以来,无线电通信技术发展迅速,天线作为无线电波的入口与出口,是一切无线系统中必不可少的组成部分。天线性能的好坏直接影响整个无线系统的性能。飞机作为一种高新科技集成的载体，飞机上通信设备的数量和种类都达到了前所未有的程度，并且现代社会对各种载人、载物飞行器的功能的要求越来越高。并且随着新一代飞机的飞行速度高度等的提高以及现代社会电磁环境的日益复杂，实现飞机通信的顺畅难度变大。这就对机载天线的性能提出来更高的要求。飞机上有很多天线，如：各式各样的导航通信系统、着陆系统、测高雷达等系统的天线。机载天线按照工作频段分类，可以分为机载中波天线、机载短波天线、机载超短波(VHF/UHF)通信天线、飞机导航天线，还有机载共形微带天线及飞机通信用的自适应阵天线等。如图1.1所示，是一个典型军用飞机上具有多达70多副天线[3]。

多孔陶瓷材料在天线罩上的应用进展

《陶瓷学报》 JOURNAL OF CERAMICS 第29卷第4期2008年12月 Vol.29,No.4Dec.2008 文章编号：1000-2278（2008）04-0384-06 多孔陶瓷材料在天线罩上的应用进展邬浩雷景轩赵中坚胡伟王萍萍（上海玻璃钢研究院，上海：２０１４０４）摘要现代导弹的发展对天线罩的性能提出了更高的要求，多孔陶瓷材料有着优良的介电性能及耐热性能，是理想的天线罩用材料；介绍了多孔陶瓷材料的分类方法及制备工艺，综述了几种体系多孔陶瓷材料在天线罩上的应用进展情况，并指出了今后多孔陶瓷材料在天线罩领域的重点研究方向。关键词多孔陶瓷，天线罩，进展中图分类号：TQ174.75文献标识码：A 收稿日期：2008-04-19 通讯联系人：邬浩，男，E-mail:scwuhao@https://www.360docs.net/doc/a28972489.html, １前言导弹天线罩是制导武器弹头结构的重要组成部分，是安装在导弹雷达导引头天线外面、起保护作用的外罩，又是保护天线系统不受高速飞行造成的恶劣气动环境影响、正常进行信号传输工作的屏障[1]。随着导弹飞行马赫数的增加以及新一代导弹向宽频多模方向发展，对导弹天线罩材料的性能提出了新的要求。多孔陶瓷透波材料本身密度低，气孔率高，介电常数较小，抗腐蚀耐热性能良好，使用寿命长，且介电常数可以根据气孔率的多少进行调节，能在较大温度范围内正常使用，优异的性能使其在航天透波天线罩方面有很大的应用空间，是一种理想的新型高性能天线罩候选材料。２多孔陶瓷材料分类及制备方法多孔陶瓷材料的分类方法很多，以材质分类可将多孔陶瓷分为[2]： (1)高硅质硅酸盐材料；(2)铝硅酸盐材料；(3)精陶质材料瓷材料；(4)硅藻土质材料；(5)纯碳质材料；(6)刚玉和金刚砂材料；(7)堇青石、钛酸铝材料；(8)采用工业废料、尾矿和石英玻璃或普通玻璃为原料构成的材料。根据孔径大小可将多孔陶瓷分为三类[3]:微孔陶瓷(孔径尺寸小于2nm)，介孔陶瓷(孔径尺寸在2nm 和50nm 之间)，宏孔陶瓷(孔径尺寸大于50nm)。而根据结构又通常将多孔陶瓷材料分为两类[4]：网状（或开孔）陶瓷材料以及泡沫（或闭孔）陶瓷材料。但随着缠结纤维网络结构（或粘结纤维）多孔陶瓷的发展以及在多孔陶瓷膜方面取得的进展，D.A.Hirschfeld 等将这两种结构的多孔陶瓷单独分类，将多孔陶瓷分为了以下四类[4]:开孔结构、闭孔结构、缠结纤维网结构、膜。由于材料的应用要求各不相同，而多孔陶瓷材料的气孔率、孔径及其分布对材料的性能和功能有着重大的影响，因此多孔陶瓷的制备工艺除具有普通陶瓷工艺的特点外，还具有一些特有的工艺机制。其中工艺比较成熟，应用比较广泛的制备方法有粉末烧结法、添加造孔剂法、料浆发泡法、有机泡沫浸浆法、溶胶凝胶法等[5]，后来又发展了微波加热工艺、水热－热静压工艺、注凝成型工艺、颗粒堆积工艺、凝胶铸造工艺等新的制备技术[6-9]。３多孔陶瓷材料在天线罩方面应用的研究进展陶瓷材料在天线罩上的应用始于20世纪50年代，从第一种商业化天线罩材料氧化铝至今，陶瓷天

天线发展简史

天线发展简史天线是无线电通信、无线电广播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无线电系统中不可缺少的设备。从天线发明至今经历了100多年的时间。纵观天线的发展，其大致可分为三个历史阶段。第一阶段：线天线时期（19世纪末至20世纪30年代初）第一个天线是德国物理学家在1887年为验证英国数学家及物理学家麦克斯韦预言的电磁波而设计的。其发射天线是两根30cm 长的金属杆，杆的终端连接两块40cm见方的金属板，采用火花放电激励电磁波，接收天线是环天线。此外，1888年赫兹还用锌片制作了一个抛物柱面反射器天线，它由沿着焦线放置的振子馈电，工作在455MHz。 1901年，意大利发明家马可尼（1874-1937）采用一种大型天线实现了远洋通信，其发射天线为50根下垂铜线组成的扇形结构，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个高150英尺，相距200英尺的塔上，电火花放电式发射机接在天线和地之间。这可认为是付诸实用的第一副单极天线。早期无线电的主要应用是长波远洋通信，因此天线的发展也主要集中在长波波段上。自1925年以后，中、短波无线电广播和通信开始实际应用，各种中、短波天线得到迅速发展。第二阶段：面天线时期（20世纪30年代初至50年代末）二战前夕，微波速调管和磁控管的发明，导致了微波雷达的出现，厘米波得以普及，无线电频谱才得到更为充分的利用。这一时期广泛采用了抛物面天线或其他形式的反射面天线，这些天线都是面天线或称口径天线。此外，还出现了波导缝隙天线、介质棒天线、螺旋天线等。1940年后有关长、中、短波线状天线的理论基本成熟，主要的天线形式沿用至今。第二次世界大战中，雷达的应用促进了微波天线特别是反射面天线的发展，微波中继通信、散射通信、电视广播的迅速发展，使面天线和线天线技术进一步得到发展、提高。这时期建立了口径天线和基本理论，如几何光学、口径场法等，发明了天线测试技术，开发了天线阵的综合技术。

天线设计毕业汇报总结

第一章绪论一、绪论 1.1课题的研究背景及意义自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，已成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送方式。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的现代通信技术引起了人们的极大关注，我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力，我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前，电力系统光纤通信网已成为我国规模较大，发展较为完善的专用通信网，其数据、语音，宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载，电力系统的生产生活，显然，已离不开光纤通信网。无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属，无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网（WLAN）技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是3G 时代，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足，适用于无固定场所，或有线局域网架设受限制的场合，当然，同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN，目前广泛应用IEEE802.11 系列标准。其中，工作于2.4GHZ 频段的820.11 可支持11Mbps 的共享接入速率；而802.11a 采用5GHZ频段，速率高达54Mbps，它比802.11b 快上五倍，并和820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。在整个无线通信系统中，用来辐射或接收无线电波的装置成为天线，而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的，均需要有无线电波的辐射和接收，因此，同发射机和接收机一样，天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或

天线罩的研究

天线罩的研究 ------应用电磁学与电磁兼容大作业天线罩主要有航空天线罩、地面天线罩、充气天线罩、壳体结构天线罩及空间骨架天线罩五种结构。天线罩是保护天线系统免受外部环境影响的结构物。它在电气上具有良好的电磁透过性能，在结构上能经受外部恶劣环境的作用。天线通常置于露天工作，直接受到自然界中暴风雨、冰雪、沙尘以及太阳辐射等的侵袭，致使天线精度降低、寿命缩短和工作可靠性差。使用天线罩的目的是：保护天线系统免受风雨、冰雪、沙尘和太阳辐射等的影响，使天线系统工作性能比较稳定可靠，同时减轻天线系统的磨损、腐蚀和老化，延长使用寿命；消除风负荷和风力矩，减小转动天线的驱动功率，减轻机械结构重量，减小惯量，提高固有频率；有关设备和人员可在罩内工作，不受外界环境影响，提高设备的使用效率和改善操作人员的工作条件；对于高速飞行的飞行器，天线罩可以解决高温、空气动力负荷和其他负荷给天线带来的问题。但是,天线罩是天线前面的障碍物,对天线辐射波会产生吸收和反射,改变天线的自由空间能量分布,并在一定程度上影响天线的电气性能。其原

因有：天线罩壁的反射和不均匀部分的绕射会引起天线主波瓣电轴偏移，从而产生瞄准误差；天线罩对高频能量的吸收和反射会引起传输损耗，从而影响天线增益（接收时使系统噪声温度增加）；天线罩引起的天线波瓣畸变,使天线主瓣宽度改变、零点深度提高和旁瓣电平增加。天线罩分类方面：从使用上分为航空型和地面(含舰载)型两大类；航空型天线罩气动载荷分析的目的，首先是保证飞机良好的气动外形。其二，为天线罩强度/刚度设计提供载荷依据。从电气上根据天线辐射波的入射角分为垂直入射天线罩和大入射角天线罩。辐射波射线与罩壁法线的夹角为入射角。入射角小于30°的称垂直入射天线罩。天线在罩内扫描到任何位置、入射角的变化范围都比较大（从0～75以上）,称为大入射角天线罩。后者电气性能比前者大为降低；按天线罩壁横断面形状，天线罩分为均匀单壁结构、夹层结构和空间骨架结构三种；根据天线罩的成形方式，地面天线罩分为充气罩和刚性罩两种。天线罩的结构和其他建筑结构的不同点在于，设计时对结构型式、构件尺寸、罩壁厚度、材料选择以及结构细节等都必须考虑电气特性。罩壁厚度：与工作波长有关。在电气上，为了使反射最小，必须按工作波长设计均匀单壁壁厚或夹层结构的夹芯厚度。但所选择的壁厚必须能承受预计的最大空气动力负荷和其他负荷而不被破坏或不产生大的变形。壁厚的具体选择应根据工作波长、天线罩尺寸和形状、环境条件、所用材料等在电气和结构性能上互相兼顾；材料选择：对天线罩壁所用介质材料要考虑的

天线设计毕业论文

第一章绪论一、绪论 1.1 课题的研究背景及意义自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，已成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送方式。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的现代通信技术引起了人们的极大关注，我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力，我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前，电力系统光纤通信网已成为我国规模较大，发展较为完善的专用通信网，其数据、语音，宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载，电力系统的生产生活，显然，已离不开光纤通信网。无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属，无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网（ WLAN ）技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是 3G时代，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足，适用于无固定场所，或有线局域网架设受限制的场合，当然，同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN ，目前广泛应用 IEEE802.11 系列标准。其中，工作于 2.4GHZ频段的 820.11可支持 11Mbps 的共享接入速率；而802.11a 采用 5GHZ 频段，速率高达 54Mbps ，它比802.11b 快上五倍，并和 820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。在整个无线通信系统中，用来辐射或接收无线电波的装置成为天线，而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的，均需要有无线电波的辐射和接收，因此，同发射机和接收机一样，天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能 (多频段、多极化 )、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

分形算法与应用

《分形算法与应用》教学大纲 1 课程的基本描述课程名称：分形算法与应用Algorithm and Application of Fractal 课程编号：5301A36 课程性质：专业课适用专业：计算机专业教材选用：孙博文编著，《分形算法与程序设计》，科学出版社，2004.11 总学时：32学时理论学时：32学时实验学时：0学时课程设计：无学分：2学分开课学期：第七学期前导课程：算法分析后续课程：毕业设计 2 教学定位 2.1 能力培养目标通过本课程的学习，培养学生的认知和理解能力、逻辑思维能力，以及算法设计与分析能力，程序设计和实现能力。一方面使学生掌握非规则图形的计算机绘制的基本方法，以便实现对不规则对象的算法设计。另一方面，学习本课程的过程也是进行复杂程序设计的训练过程。 2.2 课程的主要特点本课程是一门重要的专业课，有理论性、设计性与实践性的特点。介绍分形的基本概念及算法设计的基本方法。它是介于计算机软件、程序设计和数学三门课程之间的核心课程。不仅为后续专业课提供了必要的知识基础，也为计算机、软件工程的专业人员提供了必要的技能训练。

2.3 教学定位通过本课程的学习，使学生达到知识和技能两方面的目标： 1．知识方面：从算法设计及其实现这两个层次的相互关系的角度，系统地学习和掌握非规则图形的算法设计方法，了解并掌握分析、比较和选择不同非规则结构的设计方案，不同运算实现的原则和方法。 2．技能方面：系统地学习和掌握在不同非规则对象实现的不同算法及其设计思想，从中体会并掌握结构选择和算法设计的思维方式及技巧，使分析问题和解决问题的能力得到提高。 3 知识点与学时分配 3.1掌握分形的基本概念分形简介分形分维分形的测量共2学时 3.2分形图生成算法之一分形图的递归算法 Cantor三分集、Koch曲线、Sierpinski垫片、 Peano曲线、分形树等的递归算法。共2学时 3.3分形图生成算法之二文法构图算法 LS文法、单一规则的LS文法生成、多规则的LS文法生成、随机LS文法生成。共2学时 3.4分形图生成算法之三迭代函数系统

精细结构对分形天线小型化的影响

精细结构对分形天线小型化的影响刘成1，雷虹2，何慧芬1 （1.沈阳航空航天大学辽宁沈阳110136；2.沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035）摘要：为了了解分形技术中的精细结构在分形天线的小型化设计中，对分形天线小型化的影响状况，本文采用对比的方法，通过改变Koch 分形单极子天线和普通单极子天线的结构参数，对比分析了不同的结构参数下天线上电流分布的仿真结果，得出的结论是精细结构的精细程度越精细，分形结构就能够进行越多次数的分形，分形天线小型化的程度也就越好。关键词：分形技术；精细结构；分形天线；小型化中图分类号：TN82 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2013）03-0130-03 Impact of the fine structure in the fractal antenna miniaturization LIU Cheng 1，LEI Hong 2，HE Hui -fen 1 （1.Shenyang Aeronautics and Astronautics University ，Shengyang 110136，China ； 2.Shenyang Aircraft Design and Research Institute ，Shenyang 110035，China ） Abstract:In order to understand the impact condition of fine structure in fractal technology on fractal antenna miniaturization in miniaturized fractal antenna design ，this paper uses the method of comparison ，by changing the structure parameters of the Koch fractal monopole antenna and the ordinary monopole antenna ，and by comparing and analyzing the simulation results of current distribution of different structural parameters on the antenna ，summarizes a conclusion that the finer of the fine degree in fine structure ，the more number of the fractal structure can be carry out ，the better of the degree in fractal antenna miniaturization. Key words:fractal technology ；fine structure ；fractal antenna ；miniaturization 收稿日期：2012-10-18稿件编号：201210119 作者简介：刘成（1989—），男，河南南阳人，硕士研究生。研究方向：航空电子系统。无线通讯技术的飞速发展，通讯设备的小型化设计有了更高的要求，天线作为辐射和接收电磁波的重要媒介，也作为系统的最不可或缺的部分，则随着电子设备的发展趋势，也有着小型化的要求。小型化天线是指天线在保证带宽不变的前提下，与具有相同带宽的天线的尺寸相比较小的天线。天线的小型化中，天线的尺寸指的是天线的三维尺寸，无论是在哪个维度缩减了天线的尺寸，都可认为天线实现了小型化的目的[1]。而通常所使用的普通天线，由于天线的性能与其波长尺寸有着紧密的联系，天线尺寸的改变，总会使天线的带宽、增益等技术指标发生改变，因此，天线要实现其小型化设计总体上是很困难的[2]。分形技术是近些年出现的一种新型的天线小型化技术，由于分形技术所使用的分形结构具有自相似特性和空间填充性，使得在将其应用到天线的设计中后，所设计的天线不仅具有很好的小型化效果，而且，天线的各种指标也有可能变得更好[3]。 1分形技术和分形天线 1975年，美籍法国数学家B.Mandelbrot 首次提出了分形（Fractal ）的概念，其拉丁文原意为“破碎”，用来研究自然界中非线性科学里的不光滑、不规则的物体对象[4]。分形几何学是分形理论的最初始的形式，也是专门研究无限复杂但具有特定意义的自相似图形或结构的几何学。 20世纪80年代以来，电磁理论与分形结构之间相互作用的研究变得越来越多，可是直到1990年，D.L.Jaggard 提出了分形电动力学，才正式确定了分形结构和电磁理论结合的新方向[5]。分形天线，就是天线的几何结构是分形结构的天线，而分形结构，大都是通过迭代产生的具有较强的空间填充型和自相似性的几何结构。分形结构由于其整体与局部以及局部与局部之间具有较强的自相似性，是一种与标度无关的几何结构，在用于天线的设计后可以使天线具有多频和宽频特性；而其还具有的较强的空间填充性，可以在较小的空间内具有较长的几何长度，在用于天线设计后，可以相应的增加天线的电长度，从而降低天线的谐振频率，因此可以用作小型化天线的设计[6]。目前，在天线的小型化设计中常用的分形结构有：树形分形曲线、Koch 曲线、Hilbert 曲线，Peano 曲线、Minkowski 曲线、3/2维曲线等。电子设计工程 Electronic Design Engineering 第21卷 Vol.21 第3期No.32013年2月Feb.2013 －130－

天线设计毕业论文,DOC

欢迎阅读第一章绪论一、绪论 1.1课题的研究背景及意义自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

因此，一副实用且性能良好的天线既要满足系统易于集成化的要求，同时也要满足各个系统的兼容性、可靠性要求，即为对天线小型化、宽频带、多频带的设计要求，因此本文主要对现代无线通信系统的多频带、宽带、超宽带天线进行研究和设计。 1.2微带天线的发展概述早在1953年G. A. DcDhamps教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。直到1972年，由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线[1]。随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线 80 年代中， 1.3 1.4 第三章多频带天线设计 3.1天线多频化实现技术 3.2基于分形结构的多频微带天线设计 3.1.1 三、微带天线的小型化技术天线作为无线收发系统的一部分，其性能的优劣对整个系统的性能有着重要的影响。微带天线带宽相对较窄，通常低于3%，而无线通信技术的发展，特别是高速数据传输系统以及军用宽带无线系统的发展，要求天线具有更高的带宽。同时在随着电路集成度的提高，系统对天线的体积有着

风景园林文化与美学

风景文化与审美万艳华

内容 1. 山水文化与审美 2. 田地文化与审美 3. 植物文化与审美 4. 石景文化与审美 5. 声光文化与审美 6. 大地艺术文化与审美 7. 分形景观文化与审美 8. 园林景观文化与审美

1. 山水文化与审美

化是中国传统文化中重要而独特的一部分，同时也是构成中华民族形象的重要精神支柱，对风景的影响最为直接和深刻。神、山神、水神等。在如此之多的自然崇拜中，对山川河流的祭祀与人类关系最密切。驻足山水。受宗教的影响，山水名胜广为扩展，山水文化迅速发展，山水诗画、游记蓬勃发展。等方面内容。山水是中国古代文化的重要组成，同时文化也是山水的灵魂。山水文化是中国传统文化中重要而独特的一部分，同时也是构成中华民族形象的重要精神支柱，对风景的影响最为直接和深刻。1.1 中国山水文化与审美的源流 1.1.1 自然崇拜先人对自然的困惑不解形成了种类繁多的自然神崇拜，如日神、月神、山神、水神等。在如此之多的自然崇拜中，对山川河流的祭祀与人类关系最密切。1.1.2 宗教与审美伴随着人们认识与改造自然能力的提高，人与自然的关系渐渐改变，从恐慌、崇拜渐渐过渡到亲近与喜爱。人们开始以审美的心境关注自然、驻足山水。受宗教的影响，山水名胜广为扩展，山水文化迅速发展，山水诗画、游记蓬勃发展。1.1.3 科学与审美清末，西方自然科学流入中国，对山水的认识逐渐涉及到地质、水文等方面内容。

1.2 中国山水文化 1.2.1 水文化水被中国人认为是高尚品格的象征。《韩诗外传》云： “夫水者，缘理而行，不遗小，似有智者；重而下，似有礼者；蹈深不疑，似有勇者；漳防而清，似知命者；历险致远，卒成不毁，似有德者……此智者所以乐水也。” 水的品格及特征使文人雅士亲近于水，从而有了“卧石听泉”、“曲水流觞”、“寄情山水”这样的娱乐活动。更在《高山流水》、《春江花月夜》、《雨打芭蕉》等著名古乐中阐述自然山水之美。《画鉴》中云“意中有水，方许作山”，强调了水在山水画中的重要性。

分形天线

分形天线一种新颖的天线小型化技术及其应用摘要: 分形几何具有重要的特性, 即自相似性和分数维, 可以成功的应用于天线的设计。本文主要介绍了分形的基本概念, 并对典型的分形天线及其小型化原理进行了简要介绍。 1 引言近年来, 无线通信技术以惊人的速度发展, 无论用户身在何处都能够时刻处于连接状态, 这就是所说的“任何时间、任何地点的无线电通信”。而天线和射频设备是决定整个系统性能的关键元件。由于传统的天线已经无法满足未来的挑战, 这就意味着必须相应地发展天线技术以适应无线系统发展的要求。目前分形正成为满足未来产品要求的一种有效方法。他能够使得我们有效地设计小型化天线或把多个无线电通信元件集成到一块设备上。在用于无线应用中的下一代天线中, 小型化是必须的。因为他必须集成多个设备( 如蜂窝、无线局域网、地理定位、无线电广播装置) , 并需要安置在多个地点( 如机场、办公室、商场、地下场所) , 同时很多设备也需用到小型化天线, 如手机、笔记本电脑、个人数字助理、汽车、手表等。在这种情况下, 用户希望采用尽可能小的天线以便于方便使用无线设备。此外, 在基站和设备的接入点处, 小型化的天线有助于减少周围环境对无线网络设施的影响。 2 分形几何背景知识 “分形”这一概念是由法国数学家B.Mandelbrot 于1975 年首次提出的, “分形( Fract al) ”这个名词源于拉丁文的“破碎”。分形具有两大主要特征: 自相似性和空间填充性( 即分数维) 。自相似就是说适当的放大或缩小几何尺寸, 整个结构并不改变, 在各种尺度上都有相同程度的不规则性。分数维是指用一个特征数( 不一定是整数) 来测定其不平度、复杂性或卷积度。自然界中的许多物体都能用分形来模拟, 如山脉、树分形技术是得益于数学上分形物体的一些特殊性质发展起来的。无论是自然界中的分形还是数学上的分形物体, 都能够通过简单的算法一步步迭代生成, 最终能够具有惊人的复杂结构。分形的特性之一就是“分数维”。这种特性使得分形能够在很小的体积内充分的利用空间, 也是他能够用于天线小型化设计的一个关键原因。 2. 1 分形曲线生成过程举例以Koch 曲线的生成方法为例, 把一条直线等分为三段, 将中间的一段用具有一定夹角的两条等长折线来代替, 形成一个生成元, 然后再把每个直线段用生成元进行替换, 经多次迭代后就形成了Koch 曲线( 如图2 所示) 。由此可见, 在保持高度基本不变时, 曲线的长度却能够做到无限长。高艳华等: 分形天线一种新颖的天线小型化技术及其应用 3 几种经典的分形天线 3. 1 Koch 单极天线分形用于天线小型化设计的第一个例子是Koch 单极天线( 如图3 所示) , 得名于分形Koch 曲线。当在天线的设计中应用Koch 曲线时, 谐振频率相对于传统的线性单极天线以1. 65 的因数降低。所以Koch 单极天线的高度比传统的线性单极天线小40%[ 1] 。 3. 3 分形环天线

分形几何的应用

分形几何及其应用【摘要】分形几何作为一门新兴的学科已经开始逐渐发展，分形研究深入到各学科领域。本文介绍了分形几何在地图学中、天线设计中的一些应用。【关键词】分形几何；天线；研究分形几何是美籍法国数学家芒德勃罗在20世纪70年代创立的一门数学新分支，它研究的是广泛存在于自然界和人类社会中一类没有特征尺度却有自相似结构的复杂形状和现象，它与欧氏几何不同。欧氏几何是关于直觉空间形体关系分析的一门学科，它研究的是直线、圆、正方体等规则的几何形体，这些形体都是人为的。但是，“云彩不是球体、山岭不是锥体、海岸线不是圆周”，自然界的众多形状都是如此的不规则和支离破碎。对这些形状的认识，欧几里得并未能给后人留下更多的启示，传统的欧氏几何在它们面前显得那样的苍白无力。对大自然的这种挑战，二千年来，激励着一代又一代的数学家上下求索，探寻从欧氏几何体系中解放出来的道路。终于在1975年，芒德勃罗发表了被视为分形几何创立标志的专著《分形：形、机遇和维数》。从此，一门崭新的数学分支——分形几何学跻身于现代数学之林。一、分形几何学在地图中的应用欧几里得几何在规则、光滑形状（或有序系统）的研究中相当有效。然而，现实世界中却有许多问题不能用欧氏几何去解决。英国

人l.理查森考察海岸线的长度问题，发现在西班牙、葡萄牙、比利时、荷兰等国出版的百科全书记录的一些海岸长度竟相差20%。法国数学家蒙德尔罗布采用瑞典数学家柯克发现的“柯克曲线”作为思考海岸线问题的数学模型，通过深入研究并引进了分数维概念，1977年正式将具有分数维的图形称为“分形”，并建立了以这类图形为对象的数学分支——分形几何。现实空间和地图上有许多类似海岸线那样的不规则曲线，分形几何为这类曲线的度量提供了数学工具。二、分形几何在天线设计中的应用分形几何两个独特的特征：自相似性（或自仿射性）和空间填充性，结合天线的特征，使得分形几何在天线工程领域中的应用有了突破性的发展。分形天线的自相似性能减小分形天线元的整体宽度，同时和欧几里德几何天线元保持同样的性能，因为各个天线元具有同样的谐振频率和相同的辐射方向图。分形元能够改善运用欧氏几何天线元的线性天线阵列的设计，运用分形元来改善和提高天线阵列的性能。这里讨论两种方法：一种方法就是减小天线元之间的相互耦合。因为线性阵列中天线元之间的相互耦合导致整个天线的辐射方向图性能下降。相互耦合还能改变天线元的激发电流。因此，如果在阵列天线的设计过程中忽略天线元之间的内部耦合作用，那么天线的辐射方向图就会受到影响，通常表现为副瓣电平的提高甚至导致零信号的填充。

“分形景观”的艺术魅力——以苏州工业园区创意园景观设计方案为例

分形景观的艺术魅力 ——以苏州工业园区创意园景观设计方案为例 The artistic charm of “Fractal landscape” ___take the plan of Chuang Yi Garden ,Suzhou Industrial Park as an example 设计单位：苏州园林设计院有限公司项目负责人及主要设计人：廖生安，中央美术学院建筑学院硕士研究生毕业，风景园林专业高级工程师。论文撰写：杨柳、廖生安完成时间：2007年1月概要：本文以苏州工业园区创意园景观设计方案为例，论述了现代艺术其中之一——分形艺术的定义，以及分形艺术对现代景观的影响，分形景观的艺术特征。 Abstract ：t his article mainly idea is taking the plan of Chuang Yi Garden, Suzhou Industrial Park as an example, to define what is “Fractal art” which is one of modern art , and to discuss it′s affection to modern landscape, this article also discuss the character of Fractal Landscape. 关键词：分形艺术分形景观 Keywords: Fractal art, Fractal Landscape 一、现代艺术对现代景观的影响现代景观自二十世纪初，美国景观设计之父奥姆斯特得在设计纽约中央公园时提出景观设计的目的是为了给公众创造身心再生的场所起，历尽美国哈佛三子埃可博（Garret Eckbo）、罗斯（James Rose）、丹．凯利（Dan Kily）三人倡导的强调景观功能性的“哈佛革命”，和二十世纪七十年代初，麦克哈格（Mcharg）在《设计遵从自然》（Design with Nature）中提倡生态学在景观设计中的应用，以及二十世纪八十年代现代艺术对现代景观的渗透，逐步现成了现代景观设计以景观生态功能、景观社会功能、景观艺术审美功能的三元价值观。现代景观成为多种学科相互揉和大综合性学科。生态学、环境行为学、环境心理学、经济学、社会学、美学、场地设计学、建筑学等都成为景观专业不可缺少的组成部分，无论现代景观价值观从一元、二元、到三元，美学一直占据着重要地位，特别是现代艺术对现代景观的影响非常明显。艺术以其自身的发展规律演变到今天，它几乎深入到了人类心灵和思维的各个方面。并通过艺术家的实践，产生了大量的艺术观念，艺术思想和艺术语言。现代艺术中的抽象派艺术、极简主义艺术、大地艺术、波普艺术、超现实主义艺术、光效应艺术等，因其艺术观念和艺术语言本身就具有设计的意味，因此景观设计师比较容易从中吸收营养，借鉴其创造方法和艺术语言。比如极简主义艺术对美国景观设计大师彼得·沃克的影响，超现实主义艺术对景观设计大师布雷·马克斯的影响；波普艺术对景观设计大师玛萨·施互茨的影响，抽象派艺术对美国景观设计大师丹·凯利和哈普林的影响；大地艺术对景观设计大师哈格里夫斯和荷兰景观设计大师高伊策的影响；现代雕塑艺术对日本著名景观设计师野口勇的影响等等。分形艺术是最近几年才兴起的一门新的艺术门类，目前还主要是借助于电脑的便捷用于服装、包装、工业产品图案等平面设计上。分形艺术在景观设计上的应用目前在国内还比较陌生，但在国外最近几年已提出将分形艺术用于景观设计上的概念。

天线设计毕业论文

第一章绪论一、绪论课题的研究背景及意义自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，已成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送方式。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的现代通信技术引起了人们的极大关注，我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力，我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前，电力系统光纤通信网已成为我国规模较大，发展较为完善的专用通信网，其数据、语音，宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载，电力系统的生产生活，显然，已离不开光纤通信网。无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属，无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网（WLAN）技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是3G 时代，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足，适用于无固定场所，或有线局域网架设受限制的场合，当然，同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN，目前广泛应用系列标准。其中，工作于频段的可支持11Mbps 的共享接入速率；而采用5GHZ频段，速率高达54Mbps，它比快上五倍，并和兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。在整个无线通信系统中，用来辐射或接收无线电波的装置成为天线，而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的，均需要有无线电波的辐射和接收，因此，同发射机和接收机一样，天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

分形图程序

（1）Koch曲线程序koch.m function koch(a1,b1,a2,b2,n) %koch(0,0,9,0,3) %a1,b1,a2,b2为初始线段两端点坐标,n为迭代次数 a1=0;b1=0;a2=9;b2=0;n=3; %第i-1次迭代时由各条线段产生的新四条线段的五点横、纵坐标存储在数组A、B中 [A,B]=sub_koch1(a1,b1,a2,b2); for i=1:n for j=1:length(A)/5; w=sub_koch2(A(1+5*(j-1):5*j),B(1+5*(j-1):5*j)); for k=1:4 [AA(5*4*(j-1)+5*(k-1)+1:5*4*(j-1)+5*(k-1)+5),BB(5*4*(j-1)+5*(k-1)+1:5*4*(j-1)+5*(k-1)+5)]=sub_koch1(w(k,1),w(k,2),w(k,3),w(k,4)); end end A=AA; B=BB; end plot(A,B) hold on axis equal %由以(ax,ay),(bx,by)为端点的线段生成新的中间三点坐标并把这五点横、纵坐标依次分别存%储在数组A,B中 function [A,B]=sub_koch1(ax,ay,bx,by) cx=ax+(bx-ax)/3; cy=ay+(by-ay)/3; ex=bx-(bx-ax)/3;

ey=by-(by-ay)/3; L=sqrt((ex-cx).^2+(ey-cy).^2); alpha=atan((ey-cy)./(ex-cx)); if (ex-cx)<0 alpha=alpha+pi; end dx=cx+cos(alpha+pi/3)*L; dy=cy+sin(alpha+pi/3)*L; A=[ax,cx,dx,ex,bx]; B=[ay,cy,dy,ey,by]; %把由函数sub_koch1生成的五点横、纵坐标A,B顺次划分为四组,分别对应四条折线段中 %每条线段两端点的坐标,并依次分别存储在4*4阶矩阵k中,k中第i(i=1,2,3,4)行数字代表第%i条线段两端点的坐标 function w=sub_koch2(A,B) a11=A(1);b11=B(1); a12=A(2);b12=B(2); a21=A(2);b21=B(2); a22=A(3);b22=B(3); a31=A(3);b31=B(3); a32=A(4);b32=B(4); a41=A(4);b41=B(4); a42=A(5);b42=B(5); w=[a11,b11,a12,b12;a21,b21,a22,b22;a31,b31,a32,b32;a41,b41,a42,b42];

天线发展简史

天线发展简史天线是无线电通信、无线电广播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无线电系统中不可缺少的设备。从天线发明至今经历了100多年的时间。纵观天线的发展，其大致可分为三个历史阶段。第一阶段：线天线时期（19世纪末至20世纪30年代初）第一个天线是德国物理学家在1887 年为验证英国数学家及物理学家麦克斯韦预言的电磁波而设计的。其发射天线是两根30cm 长的金属杆，杆的终端连接两块40cm 见方的金属板，采用火花放电激励电磁波，接收天线是环天线。此外，1888 年赫兹还用锌片制作了一个抛物柱面反射器天线，它由沿着焦线放置的振子馈电，工作在455MHz。 1901 年，意大利发明家马可尼（1874-1937）采用一种大型天线实现了远洋通信，其发射天线为50根下垂铜线组成的扇形结构，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个高150 英尺，相距200 英尺的塔上，电火花放电式发射机接在天线和地之间。这可认为是付诸实用的第一副单极天线。早期无线电的主要应用是长波远洋通信，因此天线的发展也主要集中在长波波段上。自1925 年以后，中、短波无线电广播和通信开始实际应用，各种中、短波天线得到迅速发展。第二阶段：面天线时期（20世纪30 年代初至50年代末）二战前夕，微波速调管和磁控管的发明，导致了微波雷达的出现，厘米波得以普及，无线电频谱才得到更为充分的利用。这一时期广泛采用了抛物面天线或其他形式的反射面天线，这些天线都是面天线或称口径天线。此外，还出现了波导缝隙天线、介质棒天线、螺旋天线等。1940 年后有关长、中、短波线状天线的理论基本成熟，主要的天线形式沿用至今。第二次世界大战中，雷达的应用促进了微波天线特别是反射面天线的发展，微波中继通信、散射通信、电视广播的迅速发展，使面天线和线天线技术进一步得到发展、提高。这时期建立了口径天线和基本理论，如几何光学、口径场法等，发明了天线测试技术，开发了天线阵的综合技术。第三阶段：大发展时期（20世纪50年代至今）