基于區(qū)域分解法和粒子群優(yōu)化算法的天線優(yōu)化研究.pdf

1、計算電磁學在當今工程界和學術(shù)界的諸多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，對目標的電磁特性分析效率也越來越值得關(guān)注。隨著微波技術(shù)水平的不斷提升，實際工程對電磁分析計算方法提出了更高的要求，不僅需要求解包含復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電大尺寸目標，還要能夠?qū)Χ喑叨饶繕诉M行高效電磁建模分析。
　　本文主要研究積分方程區(qū)域分解法結(jié)合粒子群優(yōu)化算法在天線優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。系統(tǒng)闡述了積分方程區(qū)域分解法原理，特別是使用非共型網(wǎng)格對復(fù)雜目標電磁特性進行快速正演計算。區(qū)域分解法基于分

2、而治之的思想將待求目標整體分割為若干閉合子區(qū)域，先對子區(qū)域進行求解，再通過迭代計入?yún)^(qū)域之間的耦合，最終獲得正確的數(shù)值結(jié)果。此外，將上述方法與粒子群優(yōu)化算法結(jié)合，完成了簡化載機結(jié)構(gòu)電磁隱身和天線布局設(shè)計。
　　本文首先介紹了優(yōu)化算法相關(guān)基礎(chǔ)，特別是智能優(yōu)化算法的優(yōu)越性概述。進一步詳細闡述了粒子群優(yōu)化算法的算法原理、結(jié)構(gòu)及性能提升技術(shù)，為將其應(yīng)用到復(fù)雜電磁場問題的優(yōu)化設(shè)計打下基礎(chǔ)。
　　然后研究了積分方程區(qū)域分解法的原理及實現(xiàn)方

3、法。在積分方程矩量法的基礎(chǔ)上推導(dǎo)區(qū)域分解求解公式，子區(qū)域獨立地使用一定尺寸的網(wǎng)格剖分，區(qū)域內(nèi)迭代快速收斂，靈活控制網(wǎng)格剖分尺度。使用傳輸條件連接不同子區(qū)域，保證分解后目標電磁特性與原問題一致。突破傳統(tǒng)方法對交界面共形的要求，使用非共形接觸面處理技術(shù)，完成非共形的積分方程區(qū)域分解方法，再運用投影接觸面判斷法，這使得目標的幾何建模具有極高的靈活性。
　　最后將粒子群優(yōu)化算法與積分方程區(qū)域分解法相結(jié)合，將其用于簡化載機結(jié)構(gòu)電磁隱身優(yōu)化設(shè)