1、天線優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是天線領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。隨著高性能PC機(jī)以及工作站的普及,使復(fù)雜天線的快速精確分析和設(shè)計成為可能,同時為天線設(shè)計師利用進(jìn)化算法設(shè)計天線提供了新思路。差分進(jìn)化算法與大多數(shù)進(jìn)化算法相比,具有全局搜索能力強(qiáng)、算法簡單、易于編程等優(yōu)點(diǎn),非常適合求解復(fù)雜天線優(yōu)化設(shè)計問題。因此,研究基于差分進(jìn)化算法的天線優(yōu)化設(shè)計技術(shù)具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價值。本論文結(jié)合科研項(xiàng)目,研究基于差分進(jìn)化算法的天線優(yōu)化設(shè)計技術(shù),采用差分進(jìn)化算法分別

2、優(yōu)化設(shè)計了貼片天線、八木天線、寬帶陣列和稀疏陣列等天線。論文的主要研究成果可概括為以下幾個方面:
　　 1.寬頻帶貼片天線優(yōu)化設(shè)計。針對選定的天線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),把差分進(jìn)化算法和矩量法(DE/MoM)相結(jié)合,對寬頻帶貼片天線的輸入阻抗進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,仿真和測試結(jié)果表明,所設(shè)計天線具有良好的寬頻帶性能。為了減小DE/MoM算法的計算量,提出了一種基于差分進(jìn)化算法和空間映射技術(shù)的混合優(yōu)化方法(DE/SM),該算法的計算量約為DE/MoM算

3、法的三分之一。
　　 2.混合差分進(jìn)化(DESQI)算法。為了加速標(biāo)準(zhǔn)DE算法的收斂速度,將簡化二次插值法(SQI)融入差分進(jìn)化算法,提出了一種混合差分進(jìn)化(DESQI)算法。對7個標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)的仿真結(jié)果表明了該算法的有效性。為了進(jìn)一步展現(xiàn)DESQI算法的優(yōu)越性和實(shí)用性,采用DESQI算法分別對八木天線和寬頻帶貼片天線進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與標(biāo)準(zhǔn)DE算法和其它進(jìn)化算法相比,DESQI算法收斂速度快,解的質(zhì)量高。

4、>　　 3.寬頻帶不等間距天線陣的優(yōu)化設(shè)計。在工程實(shí)際應(yīng)用中,陣列的設(shè)計通常受到諸多實(shí)際條件和需求的約束,如在給定工作帶寬、孔徑尺寸和陣元數(shù)條件下的陣元間距約束等。因此,綜合具有盡可能低峰值副瓣的寬頻帶不等間距天線陣可以歸結(jié)為一個約束優(yōu)化問題。針對這一問題,采用約束差分進(jìn)化算法來求解。數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不等間距陣列的輻射方向圖在寬頻帶內(nèi)具有較低的副瓣特性,同時也表明約束DE算法是一種有效的天線陣綜合技術(shù)。
　　 4.平面稀疏天線

5、陣的優(yōu)化布局研究。提出了一種布爾差分進(jìn)化(BDE)算法,采用該算法對平面稀疏陣進(jìn)行了低副瓣優(yōu)化設(shè)計。在優(yōu)化過程中,利用快速傅立葉變換(FFT)算法來計算陣因子,從而大大減少了整個優(yōu)化過程所需的時間。運(yùn)用BDE算法設(shè)計了若干個平面稀疏陣,驗(yàn)證了所提出算法的有效性。
　　 5.基于自適應(yīng)混合差分進(jìn)化算法的天線優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。為了減少混合差分進(jìn)化算法的計算代價,克服控制參數(shù)選擇的困難,設(shè)計了一種自適應(yīng)混合差分進(jìn)化算法,用于求解天線領(lǐng)域的