基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法技术

技术编号:40202212 阅读:26 留言:0更新日期:2024-02-02 22:15
本发明专利技术公开了一种基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,该方法首先通过拉丁超立方技术对输入变量进行采样,导入全波仿真对其响应数据进行收集;然后利用K‑Means聚类算法将天线性能相似的样本划分到同一类别,将各子空间样本送到相应的子网络,学习它们的共性,从而产生基于它们的高性能结构,多个子网络并联构成整个模型框架,提高了整个网络系统的学习速度;整个代理模型在建立过程中必须经过遗传算法的多次迭代和全波分析校准,实现对部分子网络模型的微调。本发明专利技术主要考虑相邻天线单元之间互耦效用,忽略非相邻天线单元之间的影响,实现天线阵列S矩阵的简化,可以减少训练集的大小,节约计算时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域,具体涉及一种基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法


技术介绍

1、无线电技术的快速发展要求增加频谱分配,但是通信系统的频谱资源日益稀缺。不同模态的oam波束彼此正交且携带一个独立的信道空间,可以减少信号串扰,提高频谱利用率。

2、均匀圆阵列(uca)因结构简单,可以产生多模态等优点常被用来产生涡旋波,模态数l和阵元数n的关系为:|l|<n/2。模态数的增多伴随着天线单元数目增多,阵列空间有限时,阵元间距变窄,导致强烈的相互耦合。

3、在天线上方加载一块介质,可以操纵电磁波的散射来减少天线阵列单元之间的耦合以增强天线隔离度。但是介质板的引入会破坏天线阵列的阻抗匹配,同时增加了结构的复杂性。共同模拟介质表面和天线阵列导致全波仿真的迭代时间延长。因此,快速设计一个令人满意的介质加载型轨道角动量天线阵列是一项具有挑战性的任务。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,从而加速天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,基于反向传播神经网络建立一个忽略非相邻天线单元之间相互耦合效应的简约式S矩阵的多目标代理模型,该方法包括:训练样本的收集,对样本集进行分类,搭建基于反向传播神经网络的多目标代理模型并训练,调用遗传算法寻找全局最优值,通过仿真验证判断是否满足设计指标,将验证样本收集后进行分类,并对该基于反向传播神经网络的多目标代理模型的部分子网络进行微调。

2.根据权利要求1所述的基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,介质加载型轨道角动量天线阵列中,6个天线单元呈环形排列。

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【技术特征摘要】

1.一种基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,基于反向传播神经网络建立一个忽略非相邻天线单元之间相互耦合效应的简约式s矩阵的多目标代理模型,该方法包括:训练样本的收集,对样本集进行分类,搭建基于反向传播神经网络的多目标代理模型并训练,调用遗传算法寻找全局最优值,通过仿真验证判断是否满足设计指标,将验证样本收集后进行分类,并对该基于反向传播神经网络的多目标代理模型的部分子网络进行微调。

2.根据权利要求1所述的基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,介质加载型轨道角动量天线阵列中,6个天线单元呈环形排列。

3.根据权利要求2所述的基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,6个天线单元产生的s参数矩阵包含36个s参数值,忽略非相邻天线单元之间相互耦合效应,进行子阵列划分,每个子阵列仅计算3个s参数,则该s矩阵的计算目标降为18个。

4.根据权利要求3所述的基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,介质加载型轨道角动量天线阵列关于y轴对称,s参数的关系为:sij=sji,s矩阵的计算目标降低为12个。

5.根据权利要求1所述的基于多目标代理模型的介质加载型轨道角动量天线阵列的设计方法,其特征在于,利用k-means聚类算法对数据集按特征变量进行分类,三个特征变量分别为:s11、s21和增益。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡俊王静晓吴文
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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