Максимальное усиление и улучшение полосы сопротивления антенны E-Patch
В этом примере показано, как оптимизировать антенну E- patch в приложении Antenna Designer с помощью оптимизатора SADEA.
Выбор антенны
Введите antennaDesigner на MATLAB командная строка для открытия приложения.
В пустом холсте нажмите кнопку NEW.
В выпадающий список ANTENNA GALLERY под ЗАКРАШЕННУЮ ФИГУРУ СЕМЕЙСТВА выберите антенну E- закрашенной фигуры.
Чтобы проанализировать антенну, нажмите Принять.
Анализ 3D диаграммы направленности излучения
Нажмите на 3D Pattern. Наблюдайте диаграмму направленности излучения и максимальный коэффициент усиления.
Максимальное усиление антенны составляет 6,16 дБи, как показано на верхней части левой стороне шаблона рисунка.
Анализируйте S11
Щелкните S Parameter.
Обратите внимание, что S11 антенны не показывают какую-либо полосу импеданса в частотной области значений и что текущий проект E-патч-антенны может не быть оптимизированной. Чтобы улучшить коэффициент усиления и пропускную способность импеданса, оптимизируйте антенну с помощью вкладки оптимизатора.
Задача оптимизации Setup
Любая задача оптимизации обычно требует следующих входов.
Целевая функция: Главная цель оптимизации. Он оценивает функцию анализа и минимизирует или максимизирует выход функции. В этом примере максимальное усиление антенны является целевой функцией.
Проекты переменные: Переменные входы к целевой функции. Эти переменные изменяются оптимизатором в предустановленной области значений значений, называемых границами переменных. В этом примере размерности E-патча являются переменными проектами.
Функции ограничения (при необходимости): Функции, которые ограничивают желаемое значение функции анализа на антенне. В этом примере функция ограничения S11 меньше -10 db, чтобы получить полосу сопротивления.
Другие входы: Другие входы могут включать количество итераций, центральную частоту входа и частоту входа, количество итераций, частоту, на которой выполняется анализ и т.д.
Оптимизационная функция
Чтобы оптимизировать закрашенную фигуру E, нажмите кнопку Оптимизировать.
Чтобы выбрать целевую функцию, используйте выпадающий список OBJECTIVE FUNCTION Gallery. Поскольку цель состоит в том, чтобы максимизировать усиление антенны, нажмите на Maximize Gain.
Конструктивные переменные
Чтобы настроить конструктивные переменные, щелкните на вкладке Конструктивные переменные. Установите флажки в левой части свойств, чтобы выбрать требуемые переменные проекты. Оптимизатор изменит эти выбранные свойства, чтобы получить максимальное усиление для антенны.
Введите границы для переменных проектов следующим образом:
Нажмите Применить, чтобы задать переменные.
Ограничения
Чтобы настроить ограничения, щелкните вкладку Ограничения (Constraints).
Выберите S11 (дБ) из функции ограничения. Выберите < operator from signal и введите значение -10.
Нажмите Применить.
В разделе SETTINGS введите Итерации как 300, чтобы задать количество итераций для выполнения оптимизатора. Щелкните Параллельные вычисления в разделе Настройки, если у вас есть Parallel Computing Toolbox™. Чтобы начать оптимизацию запуска, нажмите кнопку Run.
Оптимизация
SADEA является оптимизацией на основе суррогатной модели, которая содержит два этапа
Создание
Оптимизация
Создание модели:
На построение моделей этапе оптимизатор делает суррогатную модель из проекта пространства, и заданную цель и функцию ограничений. Он разнообразно проходит через проект пространство и выполняет анализ на этих точках выборки.
Итак, ось X показывает количество выборок, а ось Y - значение значения функции анализа на этой выборке. Нижняя левая сторона показывает текущее значение выборки, а нижняя правая - конструктивные переменные. Оптимизатор внутри принимает решение и принимает соответствующее количество выборок, чтобы создать модель. После того, как модель построена, оптимизатор начинает запускать итерации.
Оптимизация
На этапе оптимизации ось X показывает количество итераций, а ось Y - значения целевых функций. Из графиков, показанных на стадии оптимизации, можно понять тренд сходимости.
Заметьте, что как цель, так и ограничительные графики показывают меньше отклонений от после 150-й итерации. Это указывает, что цель сходится.
Оптимизированный шаблон 3D и пропускная способность
Когда оптимизация будет завершена, нажмите на Accept. Это вернёт вас на предыдущую страницу.
Щелкните на шаблон, чтобы наблюдать 3D диаграммы направленности оптимизированной антенны. Теперь максимальная направленность составляет 8,73 дБи.
Нажмите на S Parameter, чтобы наблюдать полосу импеданса антенны. Оптимизированная антенна показывает полосу пропускания от 6,25 ГГц до 6,669 ГГц.
См. также
Суррогатный проект оптимизации шестиэлементной антенны Яги-Уда