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思维进化算法在微带天线设计中的应用

作　者: 杨永庆
导　师: 刘建霞
学　校: 太原理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 微带天线思维进化算法 HFSS 共面波导分形天线
分类号: TN820
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着无线通信领域的飞速发展,网络覆盖区域不断增多,各种数据业务的需求也急剧增加,以往的通信设备和模式已经无法适应现代通信多业务、高速率、高质量的要求,天线设计正面临着新的挑战。进化算法对天线进行优化设计已经成为天线设计的新方向和新热点。本文利用思维进化算法结合高频仿真软件HFSS对微带天线进行优化设计,针对微带天线中双频U型槽加载PIFA天线、双频共面波导馈电的T型天线、双频共面波导馈电的E型天线、共面波导馈电的超宽带缝隙天线和Pre_Minkowski分形微带天线分别进行了研究和仿真。本文研究内容主要分为三部分。一是思维进化算法的研究及微带天线理论介绍;二是思维进化算法结合高频仿真软件HFSS的优化算法及其在微带天线优化设计中的应用;三是对分形理论及三种常用的分形结构的研究,并对Pre_Minkowski分形微带天线进行仿真设计。具体内容如下:(1)在研究思维进化算法的基础上,提出思维进化算法结合高频仿真软件HFSS的优化算法,将微带天线的设计转化为思维进化算法的搜索寻优过程,用适应度函数反映天线的设计条件,引导思维进化的优化方向。并利用该算法优化设计了双频U型槽加载PIFA天线、双频共面波导馈电的T型微带天线、双频共面波导馈电的E型微带天线和共面波导馈电的超宽带缝隙天线。(2)分形理论及分形结构研究,并采用本文提出的优化算法对Pre_Minkowski分形微带天线进行了优化设计,证明了该算法在天线设计中的有效性。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文的研究内容与结构安排  11-13
    1.3.1 本文的研究内容  11
    1.3.2 本文的结构安排  11-13
第二章微带天线基本理论  13-27
  2.1 引言  13
  2.2 微带天线的结构及辐射机理  13-15
  2.3 微带天线的分析方法  15-22
    2.3.1 传输线模型理论  15-17
    2.3.2 空腔模型理论  17-20
    2.3.3 多端口网络模型理论  20
    2.3.4 全波分析理论  20-22
  2.4 微带天线的基本电参数  22-25
    2.4.1 微带天线的基本电参数  22-25
  2.5 本章小结  25-27
第三章思维进化算法/HFSS 优化算法  27-37
  3.1 引言  27-28
  3.2 思维进化算法的介绍  28-33
    3.2.1 思维进化算法的提出  28-29
    3.2.2 思维进化算法的基本框架  29-33
  3.3 高频仿真软件HFSS 及其宏操作  33
  3.4 思维进化算法/HFSS 优化程序实现方法  33-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章微带天线的优化设计  37-53
  4.1 引言  37-38
  4.2 1.8GHz/2.4GHz 双频U 型槽PIFA 天线的设计  38-44
  4.3 1.8GHz/5GHz 双频共面波导馈电的T 型天线的设计  44-46
  4.4 共面波导波馈电的WLAN 双频E 型微带天线的设计  46-48
  4.5 共面波导馈电的超宽带缝隙天线的设计  48-51
  4.6 本章小结  51-53
第五章分形天线的研究及优化设计  53-65
  5.1 引言  53
  5.2 常用的分形天线  53-60
    5.2.1 Koch 分形  53-56
    5.2.2 Minkowski 分形  56-58
    5.2.3 Sierpinski 分形  58-60
  5.3 Pre_Minkowski 分形微带天线的优化设计  60-62
  5.4 本章小结  62-65
第六章结论与展望  65-67
参考文献  67-71
致谢  71-73
攻读硕士学位期间已发表和录用的学术论文  73

思维进化算法在微带天线设计中的应用

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