Максимизация усиления и улучшение полосы пропускания импеданса антенны электронной закрашенной фигуры
В этом примере показано, как оптимизировать Электронную антенну закрашенной фигуры в приложении Antenna Designer с помощью оптимизатора SADEA.
Выбор антенны
Введите antennaDesigner в MATLAB командная строка, чтобы открыть приложение.
В пустом полотне нажмите NEW.
От выпадающего списка ANTENNA GALLERY, под СЕМЕЙСТВОМ ЗАКРАШЕННЫХ ФИГУР, выбирают E-patch antenna.
Чтобы анализировать антенну, нажать кнопку Принять.
Анализируйте 3D диаграмму направленности
Нажмите на 3D Шаблон. Наблюдайте диаграмму направленности и максимальное усиление.
Максимальное усиление антенны является 6.16 dBi как показано на главной левой стороне фигуры шаблона.
Анализируйте S11
Нажмите S Parameter.
Заметьте, что S11 антенны не показывают полосы пропускания импеданса в частотном диапазоне и что текущий проект антенны электронной закрашенной фигуры не может быть оптимизированным. Чтобы улучшить усиление и полосу пропускания импеданса, оптимизируйте антенну с помощью вкладки оптимизатора.
Задача оптимизации Setup
Любая задача оптимизации обычно требует следующих входных параметров.
Целевая функция: Главная цель оптимизации. Это выполняет аналитическую функцию и минимизирует или максимизирует выход функции. В этом примере, максимизируя усиление антенны целевая функция.
Переменные проекта: входные переменные к целевой функции. Эти переменные заменяются оптимизатором в предварительно установленной области значений значений, названных как границы переменных. В этом примере размерности электронной закрашенной фигуры являются переменными проекта.
Ограничительные функции (при необходимости): Функции, которые ограничивают желаемое аналитическое значение функции на антенне. В этом примере ограничительная функция составляет меньше чем-10 дб S11, чтобы получить полосу пропускания импеданса.
Другие входные параметры: Другие входные параметры могут включать количество итераций, входной частоты центра, и входной частоты, количества итераций, частоты, на которой анализ выполняется и т.д.
Оптимизационная функция
Чтобы оптимизировать закрашенную фигуру E, нажмите на кнопку Optimize.
Чтобы выбрать целевую функцию, используйте выпадающий список Галереи ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ. Поскольку цель состоит в том, чтобы максимизировать усиление антенны, нажать на Maximize Gain.
Спроектируйте переменные
Чтобы настроить переменные проекта, нажмите на вкладку Design Variables. Нажмите на подарок флажков на левой стороне свойств выбрать необходимые переменные проекта. Оптимизатор изменил бы эти выбранные свойства получить максимальное усиление для антенны.
Введите границы для переменных проекта можно следующим образом:
Нажмите Apply, чтобы установить переменные.
Ограничения
Чтобы настроить ограничения, нажмите на вкладку Constraints.
Выберите S11 (дБ) из Ограничительной Функции. Выберите <оператор из знака и введите значение как-10.
Нажмите Apply.
В разделе SETTINGS введите Итерации как 300, чтобы дать количество итераций, чтобы запуститься для оптимизатора. Кликните по Параллельным вычислениям в разделе Settings, если у вас есть Parallel Computing Toolbox™. Чтобы запустить оптимизацию запуска, щелкните по кнопке Run.
Оптимизация
SADEA является суррогатной основанной на модели оптимизацией, которая содержит два этапа
Создавание модели
Оптимизация
Создавание модели:
На этапе построения моделей оптимизатор делает суррогатную модель из пробела проекта, и заданную цель и ограничительную функцию. Это различным образом проходит пробел проекта и выполняет анализ этих точек выборки.
Так, Ось X показывает количество отсчетов, и Ось Y показывает значение аналитического значения функции на той выборке. Левая нижняя сторона показывает текущее демонстрационное значение, и правая нижняя сторона показывает переменные проекта. Оптимизатор в решает и берет соответствующее количество отсчетов, чтобы создать модель. После того, как модель создана, оптимизатор запускает рабочие итерации.
Оптимизация
На этапе оптимизации Ось X показывает количество итераций, и Ось Y показывает значения целевой функции. Из графиков, показанных на этапе оптимизации, можно изучить тренд сходимости.
Заметьте, что, цель, а также ограничительные графики показывает меньше отклонений от после 150-й итерации. Это указывает, что цель сходится.
Оптимизированный 3D шаблон и полоса пропускания
Если оптимизация завершена, нажмите на Accept. Это забирает вас к предыдущей странице.
Нажмите на Pattern, чтобы наблюдать 3D диаграмму направленности оптимизированной антенны. Теперь максимальная направленность является 8.73 dBi.
Нажмите на S Parameter, чтобы наблюдать полосу пропускания импеданса антенны. Оптимизированная антенна показывает полосу пропускания приблизительно от 6,25 ГГц до 6,669 ГГц.
Смотрите также
Основанный на суррогате проект оптимизации антенны Яги-Uda с шестью элементами