思维进化算法在微带天线设计中的应用

【摘要】： 随着无线通信领域的飞速发展,网络覆盖区域不断增多,各种数据业务的需求也急剧增加,以往的通信设备和模式已经无法适应现代通信多业务、高速率、高质量的要求,天线设计正面临着新的挑战。进化算法对天线进行优化设计已经成为天线设计的新方向和新热点。 本文利用思维进化算法结合高频仿真软件HFSS对微带天线进行优化设计,针对微带天线中双频U型槽加载PIFA天线、双频共面波导馈电的T型天线、双频共面波导馈电的E型天线、共面波导馈电的超宽带缝隙天线和Pre_Minkowski分形微带天线分别进行了研究和仿真。 本文研究内容主要分为三部分。一是思维进化算法的研究及微带天线理论介绍;二是思维进化算法结合高频仿真软件HFSS的优化算法及其在微带天线优化设计中的应用;三是对分形理论及三种常用的分形结构的研究,并对Pre_Minkowski分形微带天线进行仿真设计。具体内容如下: (1)在研究思维进化算法的基础上,提出思维进化算法结合高频仿真软件HFSS的优化算法,将微带天线的设计转化为思维进化算法的搜索寻优过程,用适应度函数反映天线的设计条件,引导思维进化的优化方向。并利用该算法优化设计了双频U型槽加载PIFA天线、双频共面波导馈电的T型微带天线、双频共面波导馈电的E型微带天线和共面波导馈电的超宽带缝隙天线。 (2)分形理论及分形结构研究,并采用本文提出的优化算法对Pre_Minkowski分形微带天线进行了优化设计,证明了该算法在天线设计中的有效性。