论文部分内容阅读
随着无线通信技术的快速发展,天线在工程中的应用也越来越广,性能要求越来越高。在制作天线前,我们通常需要用电磁仿真软件来设计器件的结构和尺寸,然后根据仿真结果进行优化设计找到最佳尺寸。天线的优化设计可以省去许多重复工作,并提高设计者的工作效率。大多数的微波仿真软件都带有优化功能,例如Ansoft公司开发的电磁仿真软件HFSS,我们可以利用软件的Optimistic模块选择需要优化的工程变量,然后根据设计意图进行优化设计。但是使用这种优化方法有一定的局限性,得到的最优值可能是局部最优而非全局最优,而且只能优化一个变量。HFSS使用VBS语言作为宏命令来进行二次开发,这为编写外部优化程序提供了可能。本文使用粒子群算法作为外部优化程序,粒子群算法(简称PSO)是一种具有全局优化功能的群智能算法。与其他群智能算法相比,具有容易编写程序、参数数量少、计算速度快等优点。本文使用MATLAB软件编写粒子群算法程序,利用hfssapi库函数和fprintf编写HFSS-VBS建模语言,在MATLAB环境中启动HFSS软件计算模型性能参数,并将HFSS计算结果返回给MATLAB进行迭代优化。本文选择天线作为PSO联合HFSS优化电磁问题的切入点,使用PSO算法对HFSS中建立的天线模型进行优化。主要工作归纳如下:(1)用PSO算法优化ENZ圆波导天线,使天线的谐振点频率位于设计的1.1GHz;(2)用PSO算法优化ENZ微带天线带宽,并在工作频率下产生全向辐射;(3)用PSO算法优化UWB寄生结构微带天线,使天线的回波损耗系数得到改善;