基于火烈鸟搜索算法的天线优化设计

在天线优化设计领域,传统电磁软件采用参数扫描方法,计算量大且效率低。针对此问题,文中提出了一种基于火烈鸟搜索算法和HFSS(High Frequency Structural Simulator)联合优化的设计方法,并通过MATLAB和HFSS联合仿真完成实现。在MATLAB中编写天线设计和仿真代码,生成VBS(Visual Basic Script)脚本供HFSS调用,HFSS将电磁仿真的结果返回给适应度函数计算。由火烈鸟搜索算法根据适应度值进行粒子寻优,直至找出最优结果,确定最优天线尺寸参数。文中联合仿真设计在迭代23次时寻得最优尺寸参数,使得优化后的天线在两个工作频段对应的适应度值由-483.37 dB优化到-771.15 dB。仿真结果表明,所提算法具有较强寻优能力,收敛速度块,可有效提升天线优化设计的效率。

演化算法在微带天线优化中的应用

将演化算法和高频电磁仿真软件与矩阵实验室应用程序编程接口(High Frequency Structure Simulator-Matrix Laboratory-Application Programming Interface,HFSS-MATLAB-API)应用到微带天线的优化中,详细叙述了该方案优化微带天线的步骤,讨论了在优化过程中会遇到的一些常见问题,如基因串的定义、遗传算法结合HFSSMATLAB-API计算个体的适应度值、适应度函数的设计、遗传策略的考虑等.优化出了一副频率可重构微带天线,该天线通过开关的闭合和断开可动态地工作在S波段和X波段.

分形模型在天线设计中的程序自动化构建

为了实现各种复杂分形模型的程序自动化建模,节约建模时间,文中利用Hfss-MatlabApi数据包,通过在MATLAB软件中编写程序运行生成VB脚本,实现了诸如分形等复杂模型在电磁仿真软件中的自动化构建,且此方法灵活高效。

基于遗传算法的太赫兹腔体滤波器辅助设计

太赫兹滤波器是太赫兹系统的重要器件,然而它的快速准确设计是难点。基于遗传算法(GA)和有限元法的联合仿真,实现了太赫兹滤波器的快速准确设计。采用HFSS-MATLABAPI脚本库,利用HFSS对于场仿真的精确性,同时在MATLAB中基于遗传算法对结果进一步优化,降低了试探性优化的盲目性。采用该方法设计了210~230GHz带通滤波器,测试结果表明,带内插损均小于0.6 dB,带外抑制度大于30 dB,验证了该方法的准确性。

基于遗传算法的微带天线优化

微带天线具有质量轻、体积小和易于制造等优点,已广泛应用于个人无线通信中。文中将遗传算法和HFSS-Matlab-API接口程序应用到微带天线优化中,设计了一套基于遗传算法和HFSS的天线优化方案。针对微带天线带宽窄的缺点,成功利用该方案优化出了一种宽带E形微带天线的尺寸以及馈电位置,带宽由一般微带天线约5%展宽到30%左右。

波导缝隙天线的设计仿真

电磁仿真软件HFSS以其高精度,高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用。但对于复杂天线的模型,其没有很好的方法简化建模操作,需要花费大量的设计时间。将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口,利用Matlab调用控制HFSS,从而协同HFSS建立模型,达到快速建模的目的。提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法,设计一个波导缝隙阵天线,运用Matlab协同HFSS建立天线模型,并进行仿真分析。结果验证了天线设计方法的准确性,以及运用Matlab调用HFSS建模的可行性。

《电磁场与电磁波》课程实验教学研究

针对传统理论教学方式无法适应《电磁场与电磁波》课程理论公式复杂、相关模型抽象的特点,设计出适合该课程的实验教学环节,利用Matlab、HFSS软件作为平台,对多种电磁场模型进行仿真。实验教学实例证明,仿真实验结果清晰、直观的表现出了各种电磁场模型的特性。

基于MATLAB和HFSS的叠层微带天线优化设计

提出了基于MATLAB和HFSS协同仿真优化设计天线的思路,并以叠层微带天线为例开发了相应的设计软件。利用MATLAB GUI编写了软件的操作界面,通过输入天线的技术指标,进行天线各参数的计算,利用生成的VBScript脚本文件调用HFSS进行快速建模仿真,并通过调用外部优化算法进行天线的最优化设计。该软件提高了叠层微带天线的设计效率,为天线的教学与科研工作提供了有效的辅助工具。

带状线内TEM波的场分布及其结构仿真

通过求解拉普拉斯方程,给出带状线内TEM波场分布的级数解,并利用软件MATLAB和HFSS对其进行数值模拟和结构仿真.研究结论对于计算该传输线的衰减常数、了解其功率容量、考虑功率耦合及设计有关的有源器件具有一定的参考价值.

基于多平台的辐射耐受测试系统的设计与实现

通过对传统辐射耐受测试系统的研究,针对传统测试中低效率和高误差的问题,本文提出了一种融合LabVIEW、MATLAB、HFSS等开发、仿真和计算工具的多平台的辐射耐受测试系统的方案,并详细分析和讨论了系统软硬件平台的实现。文中选择一个简单的反向器作为被测对象,在不同使用场景中对本系统的测试效果进行实验。实验结果表明,由于使用了计算机控制的智能系统,使得本系统较传统的测试系统在测试效率和准确度上有了大幅的提高。

高低频混合方法估算角反射器阵RCS

结合高频算法处理复杂目标雷达散射截面(RCS)的思路,提出了利用HFSS仿真软件得到的数据计算复杂目标RCS,给出了计算式,并运用Matlab验证计算公式的适用性。

应用MATLAB协同HFSS设计波导缝隙天线

电磁仿真软件HFSS以其高精度,高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用。而对于复杂天线的模型,没有很好的方法简化建模操作,需要花费大量的设计时间。将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口,利用MATLAB调用控制HFSS,从而协同HFSS建立模型,达到快速建模的目的。提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法,设计了一个波导缝隙阵天线,运用MATLAB协同HFSS建立天线模型,并进行仿真分析。结果验证了天线设计方法的准确性,以及运用MATLAB调用HFSS建模的可行性。

基于粒子群算法的波导缝隙天线的优化设计

通过对基本粒子群算法的原理介绍及波导缝隙天线的基本原理分析,以"电流分布逼近"作为目标函数,将基本粒子群算法引入到波导缝隙天线的设计优化中,通过HFSS软件和Matlab软件相结合的仿真方法取得了比较理想的仿真结果,证明了算法引入的可行性。

遗传算法在UWB陷波天线设计中的应用

通过对比GA/FDTD、GA/MOM天线设计方法,研究了遗传算法(GA)和有限元法(FEM)相结合的天线设计方法。运用此方法,设计了一款UWB陷波天线,并进行实物加工,实物测试结果和仿真结果吻合很好,验证了该方案的正确性和有效性。

Parameter Optimization Based on GA and HFSS

A new project based on genetic algorithm (GA) and high frequency simulation software (HFSS) is proposed to optimize microwave passive devices effectively. This project is realized with a general program named as optimization program. The program is compiled by Matlab and the macro language of HFSS which is a fast and effective way to accomplish tasks. In the paper, two examples are used to show the project’s feasibility.