11、基于PSO的UWB天线优化与分裂多级差分进化算法研究

基于PSO的UWB天线优化与分裂多级差分进化算法研究

在当今的电子技术领域，天线的性能优化以及高效的优化算法研究至关重要。本文将围绕基于粒子群优化（PSO）算法的超宽带（UWB）天线优化以及分裂多级差分进化（DMDE）算法展开详细探讨。

基于PSO的UWB天线优化

在天线优化设计实验中，为了提升天线的性能，采用了PSO算法对天线参数进行优化。以下是具体的实验设置与结果分析。
- 实验设置
- 目标函数 ：优化问题的目标函数可表示为 (f(x) = \min_{1\leq i\leq N}{S_{11,i}(x)})，其中 (N) 为采样点数量，(S_{11,i}(x)) 是目标函数在第 (i) 个频率点取 (x) 时的反射系数（即回波损耗）。
- 仿真平台 ：使用MATLAB 2014a和HFSS 13.0进行仿真实验。
- 优化参数 ：将天线结构参数变量作为待优化参数，天线的回波损耗（(S_{11})）作为优化目标。优化算法初始化参数为 (N = 30)（种群大小），(FEs = 1500)（最大评估次数），(C_1 = C_2 = 2.05)（加速因子）。
- 天线设计 ：使用HFSS设计中心频率为2.45 GHz的矩形微带天线，扫描范围设置为1.5 GHz - 3.5 GHz。介质基板采用厚度为1.6 mm的FR4环氧板，选择50Ω作为功率馈电同轴天线的馈电模式。
- 参数范围
| 参数 | 最小值