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基于GA遗传算法优化的双频段六波束可切换微带可重构天线设计

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简介：
本研究提出了一种运用遗传算法（GA）优化技术设计的双频段六波束可切换微带可重构天线，实现了多频段与宽角度覆盖的有效结合。 领域：MATLAB, GA遗传优化 内容：一种基于GA遗传算法的双频段六波束可切换微带可重构天线设计。 用处：用于学习双频段六波束可切换微带可重构天线的设计编程和算法。 指向人群：适用于本科生、硕士生、博士生等教研人员的学习与研究使用。 运行注意事项： 1. 使用MATLAB 2021a或者更高版本进行测试。 2. 不要直接运行子函数文件，需要在主程序中调用这些子函数。 3. 运行时确保MATLAB左侧的当前文件夹窗口显示的是工程所在路径。

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  • 基于GA遗传算法优化的双频段六波束可切换微带可重构天线设计
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    本研究提出了一种运用遗传算法（GA）优化技术设计的双频段六波束可切换微带可重构天线，实现了多频段与宽角度覆盖的有效结合。 领域：MATLAB, GA遗传优化 内容：一种基于GA遗传算法的双频段六波束可切换微带可重构天线设计。 用处：用于学习双频段六波束可切换微带可重构天线的设计编程和算法。 指向人群：适用于本科生、硕士生、博士生等教研人员的学习与研究使用。 运行注意事项： 1. 使用MATLAB 2021a或者更高版本进行测试。 2. 不要直接运行子函数文件，需要在主程序中调用这些子函数。 3. 运行时确保MATLAB左侧的当前文件夹窗口显示的是工程所在路径。
  • X波段微带余割平方扩展波束天线阵的赋形优化遗传算法研究
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    本研究探讨了在X波段采用微带余割平方扩展波束天线阵，并运用遗传算法进行赋形优化，以实现更好的辐射性能。 遗传算法是一种基于生物进化理论的搜索方法，模仿了自然选择与遗传机制来解决优化及搜索问题。在该过程中，“种群”代表一组可能解决方案集合；每个“个体”的特征由其染色体决定，而染色体中的基因组合则影响了解的质量。 自适应遗传算法（Adaptive Genetic Algorithm, AGA）是对传统方法的改进版本，能够根据进化过程动态调整交叉概率和变异率。这通常提高了搜索效率与解质量，并能更好地适应问题特性和变化的空间结构。文中提出的AGA使用了logistic函数来优化交叉及变异的概率设置，有助于避免过早收敛并保持良好的全局探索能力。 赌轮盘选择（Roulette Wheel Selection）和精英保留策略是遗传算法中的常用手段。前者基于个体的适配度比例随机选取个体；后者则确保每代中最优解能被保存到下一代中，防止优秀基因丢失。这两种方法结合使用可以提升收敛速度及解决方案质量。 在天线设计领域，遗传算法用于优化阵列单元激励幅度和相位以形成特定方向图。余割平方波束天线因其低仰角高增益、高空角小增益特性而适合于飞机导航雷达系统应用中探测高度相同但倾斜距离不同的目标。 文中研究的X波段微带余割平方扩展波束阵列，其设计参数包括-3dB和-10dB宽度范围、覆盖角度及频率等。通过改进型自适应遗传算法优化后，实现了宽广的覆盖度与更高的工作频点，在飞机导航雷达探测中显示出优势。 除了副瓣抑制和主瓣赋形外，遗传算法还能用于调整单元间距以及处理耦合效应等问题，适用于复杂模型参数众多的设计挑战。随着技术进步，该方法在工程实践中应用越来越广泛，如高功率微波源优化、二维声子晶体带隙宽度设计等均有显著效果。 改进与运用包括实数编码、直接搜索策略、网格自适应直接搜索算法及反映面法等多种方式。此外还有小生境技术和多目标优化技术来维护多样性和处理多个目标问题，进一步增强了遗传算法在天线阵列赋形中的应用潜力和性能表现。
  • 基于遗传算法的超宽带天线设计优化
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    本研究运用遗传算法对超宽带天线进行优化设计，旨在提升其频带宽广度及性能稳定性，为无线通信技术的发展提供新的解决方案。 为解决传统超宽带天线设计中存在的辐射脉冲波形拖尾振荡问题, 提出了一种基于遗传算法的优化方法。该方法通过采用保真系数和回波损耗作为适应度函数，形成目标函数，并在此基础上对确定结构进行参数调整以实现时域辐射波形的改进。 具体而言，在设计过程中采用了以下步骤： - **加权目标函数**：将天线输出波形与理想模型之间的相似程度（即保真系数）和信号传输效率（回波损耗）相结合，作为遗传算法优化过程中的指导标准。 - **参数调整策略**：通过编码技术将关键的几何尺寸等转换为可以被遗传操作处理的形式，并运用选择、交叉及变异的操作来不断改进天线设计以达到最优目标函数值。 实验结果表明： - 采用上述方法所设计出的一款单极锥超宽带天线，其在高低平面内的辐射波形一致性良好。 - 相较于传统设计方案而言，在优化后的天线上观察到了显著减少的拖尾振荡现象，这证明了该技术的有效性。 此外，通过仿真验证（使用时域有限差分法），还展示了优化后单极锥超宽带天线在阻抗特性和辐射方向图等方面的优越性能。综上所述，本段落提出的方法为解决传统UWB天线设计中的波形拖尾振荡问题提供了一种有效途径，并且具有重要的工程应用价值。
  • tools.rar_HFSS_matlab HFSS阵列天线_频率可重构_遗传算法
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    本资源包提供HFSS与Matlab结合实现频率可重构阵列天线设计的方法，采用遗传算法优化天线性能参数。适合电磁学和通信工程研究者使用。 该脚本使用MATLAB-HFSS-API，在MATLAB环境中编写了M×N阵列可重构天线的建模仿真程序。为了快速获得指定频率下的开关组合状态，应用了遗传算法。
  • CST设计的可重构超表面：宽带和窄带可切换吸收及多波束生成
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    本文介绍了一种由CST设计的创新性可重构超表面技术，能够实现宽带与窄带之间的动态转换，并支持多波束的灵活生成。该技术在电磁兼容、雷达隐身等领域展现出广泛应用前景。 CST设计的可重构超表面具备宽带窄带切换吸收与多波束特性。
  • 微带天线优化中的遗传算法研究.pdf
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    本文探讨了在微带天线设计中应用遗传算法进行参数优化的方法，分析了其有效性和优越性，并通过实例验证了该技术的应用前景。 遗传算法应用于微带天线优化设计的研究表明，通过使用遗传算法对矩形微带天线进行优化，并结合贴片开槽技术可以取得良好的效果。文章详细介绍了遗传算法的原理及其在该领域的应用过程。
  • 可重构频率天线的设计
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    本研究致力于设计一种可重构频率天线，通过创新技术实现工作频段的动态调整，以适应不同通信标准的需求。 本段落研究了一种基于对称结构的新型频率可重构微带贴片天线。通过在贴片上对称开槽并加载PIN开关二极管，实现了良好的频率可重构特性。利用仿真软件HFSS13.0对该天线进行了仿真验证，结果表明该天线能够很好地工作于DSC-1800、PCS-1900和UMTS三个频段，并且方向图几乎保持不变。此类可重构天线非常适合应用于无线通信领域。
  • 利用遗传算法进行相控阵天线波束优化
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    本研究运用遗传算法对相控阵天线的波束特性进行优化设计，旨在提升其在雷达与通讯系统中的性能表现。通过智能搜索策略，有效解决了复杂电磁环境下的天线指向精度和效率问题。 基于遗传算法的一维线阵和二维平面阵相控阵天线的波束优化（Matlab程序）。该研究利用遗传算法对一维线阵和二维平面数组合而成的相控阵天线进行波束方向图优化，以达到更好的性能指标。
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    本研究提出了一种结合遗传算法与变分模态分解（VMD）的方法——GA-VMD，旨在通过优化VMD参数提高信号处理精度和效率。 运行程序前，请确保将所有代码与数据文件放在同一个文件夹内。运行主程序main.m时，请注意在该文件中调整可调参数。
  • Ku频段双极化缝隙耦合微带天线的设计
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    本文介绍了一种新型Ku频段双极化缝隙耦合微带天线的设计方法及其性能分析。该设计采用先进的缝隙耦合技术，实现高效、小型化的通信系统应用需求。 通过综合运用缝隙耦合馈电技术、双线馈线技术和引入空气层等方式扩展了天线的频带，并设计并仿真了一种工作在Ku频段“H”形缝隙耦合馈电的双极化微带天线。该天线采用多层结构，减小了尺寸，“H”形状耦合槽垂直放置以提高两个馈电端口之间的隔离度。通过同时对两端口进行馈电并控制馈电强度，可以合成指向可变的辐射场。 利用三维电磁场仿真软件HFSS对该天线阵进行了仿真实验和优化，结果显示：在12.25 ～12.75 GHz 频率范围内，中心频点处增益达到8.27 dB，在回波损耗小于-10 dB的情况下，相对阻抗带宽为10.1%，两个极化端口的隔离度超过40dB。