本文關(guān)鍵詞：天線與微波器件的空間映射優(yōu)化方法研究　出處：《南京理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：對(duì)于復(fù)雜的天線或微波器件,當(dāng)采用基于全波電磁仿真的數(shù)值方法或軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí),通常計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng);在對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),由于需要反復(fù)調(diào)用全波電磁仿真對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)價(jià),必將導(dǎo)致計(jì)算代價(jià)過(guò)高的問(wèn)題。因此,如何以較少的高精度全波電磁仿真次數(shù)快速獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)解,成為復(fù)雜電磁器件優(yōu)化問(wèn)題亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。其中,采用各種替代模型來(lái)構(gòu)建設(shè)計(jì)變量與目標(biāo)函數(shù)之間的映射關(guān)系,避免大量的高精度適應(yīng)度函數(shù)評(píng)價(jià),已成為當(dāng)前解決此類優(yōu)化問(wèn)題的有效途徑。本文采用空間映射和流形映射方法,解決了上述問(wèn)題,并對(duì)天線陣列、基片集成波導(dǎo)濾波器以及集總加載天線進(jìn)行了高效的優(yōu)化�？臻g映射方法與傳統(tǒng)的電磁優(yōu)化不同,它將需要優(yōu)化的結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)模型,仿真精度低而耗時(shí)少的模型作為粗模型,仿真精度高卻耗時(shí)的模型作為細(xì)模型。通過(guò)建立兩模型的映射關(guān)系,將優(yōu)化工作放到耗時(shí)少的粗模型空間中進(jìn)行,在細(xì)模型空間里驗(yàn)證優(yōu)化的結(jié)果,保證在不失精度的前提下,提高優(yōu)化效率。流形映射算法是對(duì)空間映射算法的一種改進(jìn),構(gòu)造既包含粗模型信息又包含細(xì)模型信息的替代模型,直接優(yōu)化替代模型。與空間映射算法相比較,提高了收斂性,迭代過(guò)程中不需要參數(shù)提取,簡(jiǎn)化了優(yōu)化過(guò)程。論文的主要貢獻(xiàn)如下:首先,將空間映射算法應(yīng)用到天線陣列的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。解決了傳統(tǒng)天線陣列優(yōu)化費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題,使得天線陣列散射和輻射問(wèn)題得到高效的優(yōu)化。以天線陣列雷達(dá)散射截面的減縮和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)星載低剖面天線陣列的賦形為例,說(shuō)明了空間映射方法在天線陣列優(yōu)化中的高效性。再次,將空間映射算法應(yīng)用到基片集成波導(dǎo)濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中�；刹▽�(dǎo)由于其結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn),有兩排周期性的金屬化通孔,在全波分析時(shí)未知量大大增加,計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存的消耗也隨之增加。為了實(shí)現(xiàn)高效的優(yōu)化,采用空間映射算法將等效電路和全波分析方法結(jié)合起來(lái),從改善濾波器的阻帶特性出發(fā),分別對(duì)基片集成波導(dǎo)帶通和高通濾波器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后,提出了自適應(yīng)交叉近似算法加速的矩量法結(jié)合流形映射優(yōu)化集總加載天線的方法。針對(duì)集總加載天線問(wèn)題的分析和優(yōu)化,采用自適應(yīng)交叉近似算法加速的矩量法來(lái)靈活控制待優(yōu)化天線的精度。通過(guò)控制自適應(yīng)交叉近似算法的精度來(lái)構(gòu)建待優(yōu)化天線的粗模型和細(xì)模型。此外,流形映射算法克服了空間映射方法不收斂以及映射關(guān)系的建立需要額外的參數(shù)提取過(guò)程的問(wèn)題,提高了優(yōu)化的效率。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN820.15;TN713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1352424