【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种优化方法和系统，尤其涉及一种紧缩场边反射面优化方法和系统。
技术介绍
1、紧缩场反射面设计的技术背景源于对高性能天线测试的需求。在毫米波和亚毫米波频段，传统室外远场和室内近场测试存在难以克服的缺陷，如测试范围不足、精度低、受环境干扰影响大等。为了解决这些问题，研究人员开始探索紧缩场技术，以实现更高精度的天线测试。紧缩场反射面设计是一种基于几何光学原理的反射面设计方法。它的核心思想是通过选择合适的反射面形状和位置，将馈源发出的球面波经过反射面反射后形成平面波，以模拟无限远距离的测试环境。这种设计方法能够大大提高测试精度和效率，同时降低制造成本。
2、其中，卷边反射型设计思路结合了抛物面反射型和曲面反射型的优点，采用连续曲面段组成的结构，以实现高精度和稳定的反射。卷边反射型的优点是精度高、稳定性好，可以适用于不同频率的波，但缺点是加工难度较大。为了提高卷边反射型的性能，需要优化曲率半径和位置等参数，同时加强对于加工和安装过程中的质量控制。
3、目前应用于电波暗室紧缩场中的卷边反射面在设计时大多采用迭代的方式对设计参数进行优化。然而迭代法存在局部搜索能力不强，计算量大，潜在的不收敛，初始值影响大，以及解决负责问题时计算时间过长的问题，已经不能满足人们的需求，亟需得到改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种紧缩场边反射面优化方法和系统，解决现有技术存在的缺憾。
2、本专利技术提供了下述方案：
3、一种基于粒子群
4、确定基础设计参数和优化目标函数，确定约束条件，所述约束条件包括高度约束条件和工作频率波长；
5、利用粒子群优化算法进行计算，对曲率半径残差εn、高度约束条件、工作频率波长的和求最优解，使达到曲率半径残差εn最小值，所述曲率半径残差εn满足如下公式：
6、
7、其中：ae为椭圆半长轴，be为椭圆半短轴，xm为扩展抛物线延伸线在局部坐标系中的最大值，γm为卷边角变量，α为混合函数类型常数，fc为焦距，k为波束，n为求解的曲率阶数；
8、建立二维模型，根据最优解确定二维坐标系中的卷边形状；
9、建立三维曲面模型，计算出其余全部二维坐标系中的卷边，从而合成至三维卷边反射面。
10、进一步的，高度约束条件满足公式：(yt-ymax)2，工作频率波长满足公式：其中yt为反射器整体设计高度，rsh为入射波在阴影边界处的曲率半径。
11、进一步的，所述确定约束条件，具体为：卷边曲率的半径需大于其设计工作频率波长的四分之一。
12、进一步的，所述利用粒子群优化算法进行计算，进一步包括：
13、确定主反射面与卷边连接处两侧的曲率半径残差为优化目标；
14、确定约束条件：包含卷边在内的最大反射面尺寸条件，以及曲率半径与设计波长的关系限制条件；
15、对初始自变量参数进行设定：椭圆半长轴、椭圆半短轴，主抛物线延长线的最大值、角变量；
16、初始化粒子群；计算每个粒子的适应度；
17、根据适应度更新pbest，gbest和粒子位置速度；
18、判断是否达到全局最优位置满足最小界限，如果未满足最小界限，则重新初始化粒子群；
19、如果满足了全局最优位置最小界限，则结束，输出最优自变量参数。
20、进一步的，所述建立二维模型，，根据最优解确定二维坐标系中的卷边形状，具体为：
21、满足二维坐标系中卷边的坐标方程：
22、
23、
24、其中：x(γ)输出的结果为卷边上其中一个点在x轴上的坐标，y(γ)输出的结果为卷边上另一个点在x轴上的坐标，xp1、xp2、yp1、yp2
25、分别为坐标系转换参数。
26、进一步的，所述建立三维曲面模型，计算出其余全部二维坐标系中的卷边，从而合成至三维卷边反射面，包括：
27、
28、进一步的，在仿真软件内搭建理想仿真环境，并在静区范围内设定检测区间。
29、一种紧缩场卷边反射面优化系统，包括：
30、基础设计参数和优化目标函数确定模块，用于确定基础设计参数和优化目标函数，确定约束条件，所述约束条件包括高度约束条件和工作频率波长；
31、粒子群优化算法计算模块，利用粒子群优化算法进行计算，对曲率半径残差εn、高度约束条件、工作频率波长的和求最优解，使达到曲率半径残差εn最小值，所述曲率半径残差εn满足如下公式：
32、
33、其中：ae为椭圆半长轴，be为椭圆半短轴，xm为扩展抛物线延伸线在局部坐标系中的最大值，γm为卷边角变量，α为混合函数类型常数，fc为焦距，k为波束，n为求解的曲率阶数；
34、二维模型建立模块，用于建立二维模型，根据最优解确定二维坐标系中的卷边形状；
35、三维曲面模型建立模块，用于建立三维曲面模型，计算出其余全部二维坐标系中的卷边，从而合成至三维卷边反射面。
36、本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：
37、优化反射面形状：通过对反射面的形状进行迭代计算，可以逐渐逼近理想的反射面形状，提高反射面的精度和稳定性。
38、优化反射面结构：在反射面设计中，有时需要采用多个曲面段或锯齿状的结构。通过迭代计算，可以逐渐优化这些结构的形状和位置，以提高反射面的性能。
39、调整馈源位置：在紧缩场反射面设计中，馈源的位置对于反射面的性能有着重要的影响。通过迭代计算，可以逐渐调整馈源的位置，以实现最佳的测试效果。
40、校准频率响应：在高频段测试中，不同频率的波的反射效果可能不同。通过迭代计算，可以逐渐校准反射面的频率响应，以提高测试结果的准确性和可靠性。
41、基于粒子群优化算法的紧缩场卷边反射面优化方法相比于传统的迭代算法有着并行化处理能力强，易于快速收敛，不依赖于优化问题本身的严格数学性质，具有良好的鲁棒性和适应性，以及具有记忆功能的特点。
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1.一种基于粒子群优化算法的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于粒子群优化算法的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，高度约束条件满足公式：(yt-ymax)2，工作频率波长满足公式：其中yt为反射器整体设计高度，Rsh为入射波在阴影边界处的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，所述确定约束条件，具体为：卷边曲率的半径需大于其设计工作频率波长的四分之一。
4.根据权利要求1所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，所述利用粒子群优化算法进行计算，进一步包括：
5.根据权利要求1所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，所述建立二维模型，，根据最优解确定二维坐标系中的卷边形状，具体为：
6.根据权利要求1所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，所述建立三维曲面模型，计算出其余全部二维坐标系中的卷边，从而合成至三维卷边反射面，包括：
7.根据权利要求6所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，在仿真软件内搭建理想仿真环境，并在静区
8.一种紧缩场卷边反射面优化系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于粒子群优化算法的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于粒子群优化算法的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，高度约束条件满足公式：(yt-ymax)2，工作频率波长满足公式：其中yt为反射器整体设计高度，rsh为入射波在阴影边界处的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，所述确定约束条件，具体为：卷边曲率的半径需大于其设计工作频率波长的四分之一。
4.根据权利要求1所述的紧缩场卷边反射面优化方法，其特征在于，所述利用粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：王卫东，郭家骏，向永红，仲米雪，武杰，史鹏飞，肖茜今，
申请(专利权)人：航天长屏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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