基于神经网络的天线快速设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于神经网络的天线快速设计方法，包括构建天线初始模型；选取若干组天线设计参数天线初始模型并得到对应的模型响应；设置时变传递函数并建立基于时变传递函数的神经网络模型；构建若干组天线设计参数变量和天线设计目标函数；将天线设计参数变量输入基于时变传递函数的神经网络模型，得到各组天线设计参数变量的响应并求解对应的目标函数值；选定最终的天线设计参数完成天线设计。本发明专利技术极大提高了天线设计效率，方法简单可靠，客观科学，成本相对较低，而且本发明专利技术方法适用于各类天线结构连续参数变量设计问题，尤其是求解复杂的高维多目标天线设计问题，其优势更加明显。

Fast Design Method of Antenna Based on Neural Network

The invention discloses a fast antenna design method based on neural network, which includes constructing antenna initial model, selecting several groups of antenna design parameters antenna initial model and obtaining corresponding model response, setting time-varying transfer function and establishing neural network model based on time-varying transfer function, constructing several groups of antenna design parameters variables and antenna design objective function, and selecting antenna design parameters to obtain corresponding model response. The design parameters are input into the neural network model based on time-varying transfer function, and the response of each group of antenna design parameters is obtained and the corresponding objective function values are solved. The final antenna design parameters are selected to complete the antenna design. The invention greatly improves the efficiency of antenna design, and the method is simple, reliable, objective and scientific, and the cost is relatively low. The method of the invention is applicable to the design of continuous parameter variables of various antenna structures, especially for solving the complex multi-dimensional and multi-target antenna design problems, and its advantages are more obvious.

【技术实现步骤摘要】
基于神经网络的天线快速设计方法
本专利技术具体涉及一种基于神经网络的天线快速设计方法。
技术介绍
随着无线电通信技术的快速发展，无线通信设备的小型化、智能化和多功能一体化设计逐渐引起人们的重视。天线作为无线通信设备的重要组成部分，实现了导行波与自由空间波之间的能量转换，为电磁波的辐射和接收提供了保障，天线性能的好坏对整个无线系统的性能由很大的影响。现代无线通信系统的发展不仅要求天线具有重量轻、成本低、易于制造和易于集成等特点，还对天线的小型化、宽频带、多频带、共形和一体化设计提出了前所未有的要求。常规天线设计一般基于规则结构，利用现有的经验公式，结合天线工程师的设计经验和实物测量与调试。这样天线设计周期长，而且严重依赖于设计人员的经验和素质，其设计的结果不稳定；更重要的是，这些常规的天线设计方法对非规则结构、新型结构和高性能要求的天线设计显得无能为力。且当优化设计多参数多目标的天线结构时，设计过程冗长、优化能力和效率变得很差。因此，具有寻求高效的天线设计方法成为必要。启发式优化算法可被认为是简单而通用的目标优化策略，通常是模仿各种生物或社会现象(如群体智能、遗传过程等)。这些算法的优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于神经网络的天线快速设计方法，包括如下步骤：S1.根据天线的设计要求，构建天线初始模型；S2.在天线设计空间内选取若干组天线设计参数作为输入样本输入到步骤S1构建的天线初始模型并进行仿真，从而得到各输入样本所对应的模型响应；S3.设置时变传递函数，并根据步骤S2得到的输入样本及其对应的模型响应，建立基于时变传递函数的神经网络模型；S4.初始化若干组天线设计参数变量，同时根据天线设计需求构造若干组天线设计的目标函数；S5.将步骤S4构建的天线设计参数变量输入步骤S3得到的基于时变传递函数的神经网络模型，得到各组天线设计参数变量的响应，并求解对应的目标函数值；S6.根据步骤S5得到的目标...

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的天线快速设计方法，包括如下步骤：S1.根据天线的设计要求，构建天线初始模型；S2.在天线设计空间内选取若干组天线设计参数作为输入样本输入到步骤S1构建的天线初始模型并进行仿真，从而得到各输入样本所对应的模型响应；S3.设置时变传递函数，并根据步骤S2得到的输入样本及其对应的模型响应，建立基于时变传递函数的神经网络模型；S4.初始化若干组天线设计参数变量，同时根据天线设计需求构造若干组天线设计的目标函数；S5.将步骤S4构建的天线设计参数变量输入步骤S3得到的基于时变传递函数的神经网络模型，得到各组天线设计参数变量的响应，并求解对应的目标函数值；S6.根据步骤S5得到的目标函数值，选定最终的天线设计参数，完成天线的设计。2.根据权利要求1所述的基于神经网络的天线快速设计方法，其特征在于步骤S2所述的在天线设计空间内选取若干组天线设计参数，具体为在天线设计空间内，采用拉丁超立方采样方法选取若干组天线设计参数。3.根据权利要求1所述的基于神经网络的天线快速设计方法，其特征在于步骤S2所述的模型响应，具体包括天线的回波损耗值、天线的增益和天线的驻波比。4.根据权利要求1所述的基于神经网络的天线快速设计方法，其特征在于所述的神经网络为BP神经网络。5.根据权利要求1～4之一所述的基于神经网络的天线快速设计方法，其特征在于步骤S3所述的设置时变传递函数，具体为采用如下步骤设置时变传递函数：A.设定时变转移因子的取值范围；B.采用如下算式构造时变转移因子：式中α(k)为神经网络第k次训练代数的时变转移因子，k为神经网络的训练代数，αmax为时变转移因子的最大取值，αmin为时变转移因子的最小取值；C.对原始传递函数引入步骤B构造的时变转移因子得到时变传递函数s(xi(k))：式中xi(k)为神经网络第k次训练代数时，天线结构设计变量中...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，钦文雯，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43