基于替代模型的微波器件优化方法研究

发布时间：2023-03-23 01:13

　　随着新技术、新材料、新工艺设计制造的微波器件不断出现,对设计方法提出了更严峻的挑战。目前主要面临的问题是微波器件设计变量数目多,电磁仿真时间长和设计优化收敛慢等。替代模型是微波领域常用的优化方法,它解算速度快且具有一定的精确度,可以在优化过程中替代全波电磁仿真模型(或称为“精细模型”)。因此,研究基于替代模型的微波器件优化技术能大大提高优化效率,具有重要的实际意义。本文通过研究“粗糙模型”精度选取原则和替代模型构建方法,提出了一种多精度局部替代模型优化算法,该算法稳健且计算效率高,尽可能地减少在优化过程中粗糙模型和精细模型的求解次数,提高算法的优化速度和最优解精确度。本算法基于响应面近似原理,利用多精度粗糙模型的样本点仿真数据和多项式插值构建局部替代模型。在优化过程中,局部区域建模和寻优同时进行,局部区域的更新(移动方向和区域大小)由当前局部最优解出现的位置来决定。本算法引入判断因子对区域更新提供定量计算的依据,自适应地改变寻优路径和步长,使算法快速收敛于替代模型最优解。最后,利用空间映射技术对最优解所在区域的替代模型进行修正,再对其优化得到精度较高的最优设计参数。本文利用带通滤波器和...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作及结构安排
        1.3.1 本文主要工作
        1.3.2 本文结构安排
第2章 替代模型优化技术及空间映射
    2.1 引言
    2.2 优化问题描述
        2.2.1 粗糙模型和精细模型
        2.2.2 微波器件优化问题描述
    2.3 基于近似的替代模型构建方法
        2.3.1 训练样本的分配方法
        2.3.2 多项式回归
        2.3.3 径向基函数
        2.3.4 克里金插值法
        2.3.5 人工神经网络
    2.4 替代模型优化方法
    2.5 空间映射理论概述
    2.6 宽频带器件优化实例
        2.6.1 优化阻抗变换器
        2.6.2 扩宽频带分段替代模型优化
    2.7 本章小结
第3章 多精度局部替代模型优化算法
    3.1 引言
    3.2 构造局部替代模型
        3.2.1 设置粗网格模型的精度
        3.2.2 响应面近似原理
    3.3 单精度局部替代模型算法
    3.4 多精度局部替代模型寻优算法
        3.4.1 添加判断因子的自适应区域更新
        3.4.2 多精度局部替代模型算法
        3.4.3 多初始点的搜索方法
    3.5 修正替代模型及算法流程
    3.6 “七段线”阻抗匹配器优化测试
    3.7 本章小结
第4章 微带带通滤波器的优化
    4.1 引言
    4.2 微带带通滤波器
        4.2.1 微带滤波器的性能参数
        4.2.2 带通滤波器工作原理
    4.3 通过MATLAB调用CST
    4.4 带通滤波器的优化
        4.4.1 模型的设置
        4.4.2 多精度局部替代模型算法验证
        4.4.3 多初始点搜索方法的验证
    4.5 本章小结
第5章 高隔离度MIMO天线的优化
    5.1 引言
    5.2 超宽带小型化天线
        5.2.1 超宽带天线的性能参数
        5.2.2 微带贴片天线的工作原理
        5.2.3 高隔离度MIMO天线的设计
    5.3 超宽带单极天线的设计优化
    5.4 紧凑型高隔离度的MIMO天线的优化
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3767968