基于遺傳算法的有源頻率選擇表面可重構(gòu)天線優(yōu)化系統(tǒng).pdf

1、二十一世紀(jì)通信和信息技術(shù)迅猛發(fā)展。當(dāng)前，智能天線在無線通信技術(shù)中的應(yīng)用越來越廣泛。智能天線系統(tǒng)極大的提高了無線通信系統(tǒng)的容量和穩(wěn)定性，并使得空分多址成為可能，同時(shí)又可以大大的降低無線信號(hào)對(duì)空間的污染。因此，智能天線的發(fā)展，已成為無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展很重要的一個(gè)方向。相對(duì)于自適應(yīng)陣列系統(tǒng)來說，利用可重構(gòu)天線實(shí)現(xiàn)的智能天線系統(tǒng)具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。然而其性能仍有待提高。目前的性能缺點(diǎn)主要有兩種:常見的可重構(gòu)天線的增益較低并，且難以實(shí)現(xiàn)低零深。

2、在通信應(yīng)用中較低的增益不利于降低系統(tǒng)功耗，無法實(shí)現(xiàn)低零深不利于隔離環(huán)境中的干擾源。這兩點(diǎn)很大程度限制了可重構(gòu)天線的進(jìn)一步發(fā)展。
　　本文基于有源頻率選擇表面(Active Frequency Selective Surface，AFSS)，設(shè)計(jì)了一種方向圖可重構(gòu)天線。有源頻率選擇表面以類圓形陣列的方式，圍繞在一全向天線周圍，通過改變有源頻率選擇表面上偏置電壓，改變有源頻率選擇表面的工作狀態(tài)，從而控制天線輻射方向。然而目前由于單元間

3、強(qiáng)耦合以及單元輻射特性，沒有解析模型可以對(duì)本天線進(jìn)行優(yōu)化，難以實(shí)現(xiàn)精確的相位控制。因此本文針對(duì)這種天線沒有解析解的情況，設(shè)計(jì)了一種基于遺傳算法的優(yōu)化平臺(tái)，利用遺傳算法的全局求解能力和在線數(shù)據(jù)獲取訓(xùn)練的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)天線高增益和低零深模式的優(yōu)化。試驗(yàn)優(yōu)化表明，通過優(yōu)化該天線可以實(shí)現(xiàn)單波束高增益、單方向零陷等方向圖可重構(gòu)功能，此外，還具有小角度分辨率的優(yōu)良電控掃描特性。通過這一系列實(shí)驗(yàn)證明了這種天線在實(shí)現(xiàn)高增益、低零深以及連續(xù)可掃描的可行性，