基于免疫算法的方向图和频率双可重构微带天线

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可重构天线技术是目前天线领域的研究热点,它可以在同一副天线上实现多副天线的功能,这一技术是为了满足近年来无线通信系统进一步向大容量、多功能、超宽带方向发展的需求而提出的。目前这一研究领域还处于发展阶段,仍然有许多难题需要解决。由于天线结构特征和它的电磁特征之间的关系具有高度非线性、多极值、不可微分等明显特点。因此天线研究是一种非常复杂的电磁问题。而可重构天线的设计更需要高效的电磁分析手段,它不是简单的等同于多个传统天线的叠加。免疫算法是免疫信息机理与遗传算法结合起来的产物,是在遗传算法的基础上发展起来的,但是它克服了遗传算法中的一些缺点,有着比遗传算法更多的优点:搜索效率高、可以避免过早收敛、群体优化、保持个体多样性、自适应自学习等。正是由于遗传算法对待优化函数没有线性、可微性等条件的限制,使得它非常适合于优化高度非线性的天线参数。免疫算法作为遗传算法的改进,在收敛性,全局性和优化精度方面都优于遗传算法,可以提高算法精度,节省迭代次数。本文将可重构天线设计中常用的矩量法(MOM)与免疫算法结合来对可重构天线进行了优化设计,在简要介绍了微带可重构天线及各种优化算法后,本文分析了免疫算法在可重构天线设计中的优势。随后在归纳总结了近几年基于遗传算法的天线的研究成果的基础上,通过免疫算法设计出了两种既可以在固定频率点上进行方向图的扫描变化又可以在特定的方向上实现频率的灵活变化的微带可重构天线。
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