11、超宽带天线优化与分层差分进化算法研究

超宽带天线优化与分层差分进化算法研究

在当今科技飞速发展的时代，天线技术作为无线通信的关键组成部分，其性能的优化对于提升整个通信系统的效率和质量至关重要。本文将深入探讨超宽带天线基于粒子群优化（PSO）算法的优化过程，以及一种新型的分层差分进化算法（DMDE），旨在为天线设计和优化提供新的思路和方法。

超宽带天线基于PSO算法的优化

在天线优化设计实验中，我们采用了粒子群优化（PSO）算法对超宽带天线进行参数优化。具体操作步骤如下：
1. 确定目标函数 ：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）。
2. 选择仿真平台 ：在MATLAB 2014a和HFSS 13.0仿真平台上进行仿真实验。
3. 确定优化参数 ：将天线结构参数的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）。
4. 设计天线 ：使用HFSS设计中心频率为2.45 GHz的矩形微带天线，并进行快速扫描，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。
5. 计算初始化参数值