[发明专利]一种新型曼德尔布罗特天线设计方法

说明书

本发明提出一种新型曼德尔布罗特天线设计方法，包括以下步骤：步骤一、生成曼德尔布罗特分形；步骤二、提取曼德尔布罗特分形轮廓为行矩阵；步骤三、基础轮廓简化；步骤四、样条曲线轮廓简化；步骤五、生成可执行脚本。上述技术方案采用曼德尔布罗特分形的程序化设计方法，该方法可以快速参数化获取高精度可用于天线仿真和设计图纸的二维曼德勃罗分形。本发明提供的生成方法速度远超传统方法，且精度上具有决定性优势。

技术领域

本发明属于天线设计领域，具体涉及一种新型曼德尔布罗特分形天线设计方法。

背景技术

曼德尔布罗特分形是一种基于曼德尔布罗特集(Mandelbrot Set)绘制的分形图形，基于分形数学理论描述。可参考文献[3]：介绍了曼德勃罗分形的基本定义和数学性质，以及在MATLAB中生成曼德勃罗分形图形的一般方法。在天线设计领域，曼德尔布罗特分形具备许多独特的射频性质，具有良好的应用前景，但是曼德尔布罗特分形由于其本身形状复杂，基于曼德尔布罗特分形的天线设计研究十分有限。

传统上，曼德尔布罗特分形天线设计需要采用徒手描图方法或者基于商用图形软件如Adobe illustrator进行设计，可见参考文献[1]、[2]：前者需要大量精力，后者则需要多次转换格式，且二者均具有图形不准确、细部结构精度低的问题。

参考文献：[1]M.Bhanarkar and G.Waghmare,Fractal Antenna:Introduction,Mathematical Validation and Characterisation.LAP LAMBERT Academic Publishing,2016.

[2]Y.C.Xu and M.Song Tong,A Novel Mandelbrot Fractal MicrochipAntenna with Different Iteration Numbers,2022IEEE International Symposium onAntennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting(AP-S/URSI),Denver,CO,USA,2022,pp.197-198,doi:10.1109/AP-S/USNC-URSI47032.2022.9886705.

[3]C.B.Moler,“Experiments with MATLAB”.MathWorks,Inc.,2011.

发明内容

本发明提出了一种新型曼德尔布罗特分形贴片天线设计方法，能够设计基于二维曼德尔布罗特分形的天线。本发明提供的生成方法速度快，精度高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型曼德尔布罗特天线设计方法，包括以下步骤：

步骤一、生成曼德尔布罗特分形；

步骤二、提取曼德尔布罗特分形轮廓为行矩阵；

步骤三、基础轮廓简化；

步骤四、样条曲线轮廓简化；

步骤五、生成可执行脚本；

上述技术方案采用曼德尔布罗特分形的程序化设计方法，该方法可以快速参数化获取高精度可用于天线仿真和设计图纸的二维曼德勃罗分形。

本发明提供的生成方法速度远超传统方法，且精度上具有决定性优势。

附图说明

图1为实施例图形局部每个步骤对应的图形状态。

图2为实施例步骤三中述及的极细枝杈处理方法。

图3为实施例基于简化前、后的路径生成的样条插值曲线。