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基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法技术

技术编号:40423000 阅读:22 留言:0更新日期:2024-02-20 22:42
本发明专利技术提供了一种基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,包括:步骤S1:将超表面单元划分为三层,上下两层为光栅,并对中间层进行像素化编码,将单元中间层划分为预设尺度的网格;步骤S2:利用MATLAB与HFSS联合仿真采集数据;步骤S3:构建神经网络结构,对采集的数据进行特征学习,学习单元结构与单元透射响应的对应关系,根据期望的传输响应,得到对应的超表面单元的结构编码。本发明专利技术通过像素化表示超表面透射单元,并利用一层图案,两层光栅的单元结构,结合智能算法对超表面单元进行逆设计,可以实现对不同透射幅度相位要求的单元的快速设计,对设计幅相独立调控的超表面透射阵具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超表面透射天线,具体地,涉及一种基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法


技术介绍

1、随着基于人工智能(ai)的新兴技术的发展,机器学习(ml)和深度学习(dl)算法在解决遥感、逆散射、微波器件设计、天线设计等电磁学领域的复杂问题方面受到了广泛关注。

2、超表面(metasursurface,mts)被认为是一种二维的超材料,它是一种具有自然界中没有的独特电磁特性的人工工程结构。mts为电磁波的控制提供了很大的机会。近年来也有众多学者采用人工神经网络(anns)、粒子群优化(pso)和遗传算法(ga)等机器学习算法对mts天线进行优化和逆设计。

3、天线几何优化主要有两大类。第一种方法是使用ml算法,利用预定义的模式优化天线的尺度。例如,配置为三层等大小正方形贴片的元表面被优化为最优尺度,即贴片的边长。元表面在优化过程中保持其原始的方形几何形状。第二种方法是优化元表面的几何模式。这是通过将平面天线几何图形像素化成具有1b单元状态的二进制矩阵来实现的。通过优化二值矩阵,生成几何复杂度更高的天线。将像素化优化优本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,所述步骤S2中,利用MATLAB生成超表面单元编码矩阵并HFSS联合仿真采集数据,并在N×N像素尺度下进行数据采集与网络训练。

3.根据权利要求1所述的基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,所述神经网络主体由多层感知机构成,所需的传输响应被馈入网络,所述神经网络输出一个矩阵,该矩阵表示像素化超表面单元的模式,所需的传输响应引导网络生成具有这种电磁特性的超表面单元;

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【技术特征摘要】

1.一种基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,所述步骤s2中,利用matlab生成超表面单元编码矩阵并hfss联合仿真采集数据,并在n×n像素尺度下进行数据采集与网络训练。

3.根据权利要求1所述的基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,所述神经网络主体由多层感知机构成,所需的传输响应被馈入网络,所述神经网络输出一个矩阵,该矩阵表示像素化超表面单元的模式,所需的传输响应引导网络生成具有这种电磁特性的超表面单元;

4.根据权利要求3所述的基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,所述神经网络主体为一个全连接神经网络,该网络具有四层,分别由1024、1024、512和n×n个输出组成;

5.根据权利要求1所述的基于多层感知机的幅相独立调控的透射阵单元优化方法,其特征在于,所述神经网络选择使用bceloss作为损失函数,将每个像素的取值看作一个二分类问题。

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【专利技术属性】
技术研发人员:徐光辉杨江黄志祥杨利霞李迎松丁大维赵鲁豫
申请(专利权)人:安徽大学
类型:发明
国别省市:

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