В этом примере показано, как оптимизировать антенну E- patch в приложении Antenna Designer с помощью оптимизатора SADEA.
Войти antennaDesigner на MATLAB для открытия приложения.
В пустом холсте нажмите кнопку СОЗДАТЬ.
В раскрывающемся списке ANTENNA GALLERY в разделе PATCH FAMILY выберите антенну E- patch.
Для анализа антенны щелкните Принять (Accept).
Нажмите кнопку «3D шаблон». Проверьте картину излучения и максимальный коэффициент усиления.
Максимальный коэффициент усиления антенны составляет 6,16 дБи, как показано в левой верхней части рисунка.
Щелкните Параметр S (S Parameter).
Обратите внимание, что S11 антенны не показывают никакой полосы пропускания импеданса в диапазоне частот и что текущая конструкция антенны E-patch может не быть оптимизированной. Для улучшения коэффициента усиления и ширины полосы импеданса оптимизируйте антенну с помощью вкладки оптимизатора.
Для решения любой задачи оптимизации обычно требуются следующие входные данные.
Целевая функция: Главная цель оптимизации. Он оценивает функцию анализа и минимизирует или максимизирует вывод функции. В этом примере максимизация усиления антенны является целевой функцией.
Конструктивные переменные: входные переменные для целевой функции. Эти переменные изменяются оптимизатором в пределах заданного диапазона значений, называемого границами переменных. В этом примере размеры E-patch являются конструктивными переменными.
Функции ограничения (при необходимости): функции, ограничивающие требуемое значение функции анализа на антенне. В этом примере функция ограничения S11 меньше -10 дБ для получения полосы пропускания импеданса.
Другие входы: другие входы могут включать в себя количество итераций, входную центральную частоту и входную частоту, количество итераций, частоту, на которой выполняется анализ, и т.д.
Для оптимизации исправления E нажмите кнопку Optimize.
Чтобы выбрать целевую функцию, используйте раскрывающийся список OBJECTIVE FUNCTION Gallery. Поскольку цель состоит в максимизации усиления антенны, нажмите кнопку «Максимизировать усиление».
Чтобы настроить конструктивные переменные, щелкните вкладку Конструктивные переменные (Design Variables). Установите флажки в левой части свойств, чтобы выбрать требуемые конструктивные переменные. Оптимизатор изменяет эти выбранные свойства для получения максимального усиления антенны.
Введите границы для конструктивных переменных следующим образом:
Нажмите кнопку Применить (Apply), чтобы задать переменные.
Чтобы настроить ограничения, щелкните вкладку Ограничения (Constraints).
Выберите S11 (дБ) из функции ограничения. Выберите оператор < из знака и введите значение -10.
Нажмите кнопку «Применить».
В разделе НАСТРОЙКИ (SETTINGS) введите Итерации (Iterations) как 300, чтобы задать количество итераций, выполняемых для оптимизатора. Щелкните Параллельные вычисления (Parallel Computing) в разделе Настройки (Settings), если у вас есть Toolbox™ Параллельные вычисления (Parallel Computing). Чтобы начать оптимизацию запуска, нажмите кнопку «Выполнить».
SADEA - это оптимизация на основе суррогатной модели, которая содержит два этапа
Модель здания
Оптимизация
На этапе построения модели оптимизатор создает суррогатную модель из проектного пространства, а указанная цель и функция зависимостей. Он расходится по пространству проектирования и выполняет анализ этих точек выборки.
Итак, ось X показывает количество выборок, а ось Y показывает значение функции анализа в этой выборке. Нижняя левая сторона показывает текущее значение образца, а нижняя правая - конструктивные переменные. Оптимизатор внутри решает и берет соответствующее количество образцов для построения модели. После построения модели оптимизатор запускает итерации.
На этапе оптимизации ось X показывает количество итераций, а ось Y - значения целевой функции. Из графиков, показанных на стадии оптимизации, можно понять тенденцию сходимости.
Обратите внимание, что целевые графики, а также графики ограничений показывают меньшее количество отклонений от 150-й итерации. Это означает, что цель сходится.
После завершения оптимизации нажмите Принять, чтобы вернуться на предыдущую страницу.
Для наблюдения за 3D диаграммой направленности оптимизированной антенны нажмите кнопку «Pattern». Теперь максимальная направленность составляет 8,73 дБи.
Нажмите кнопку S Parameter, чтобы проверить полосу пропускания полного сопротивления антенны. Оптимизированная антенна имеет ширину полосы от 6,25 ГГц до 6,669 ГГц.
Проект оптимизации на основе суррогата шестиэлементной антенны Яги-Уды