申请/专利权人：杭州电子科技大学

申请日：2019-08-08

公开（公告）日：2024-03-05

公开（公告）号：CN110619144B

主分类号：G06F30/18

分类号：G06F30/18;G06F30/27;G06N3/006;H01Q21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.05#授权;2020.01.21#实质审查的生效;2019.12.27#公开

摘要：本发明公开基于改进飞蛾扑火算法的微带天线设计方法。本发明通过改进传统飞蛾扑火算法中的初始化方法，使得天线参数矢量在迭代初期有较好分布，提高后期天线参数优化的效率，解决了以往“经验式”调参的不足，并加入越界重置和变异策略等方法，使求得的天线性能优于传统设计方法，有效的解决了传统设计方法的不足，并且可根据不同的天线设计需求使用本发明的方法得到性能更优的天线。

主权项：1.基于改进飞蛾扑火算法的微带天线设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：建立天线模型，并获取天线的参数，根据天线模型的规模设置算法初始种群数N，每个种群均包括D个待优选的天线尺寸参数，即空间维度为D；并采用佳点集理论初始化天线尺寸模型，即利用均匀化思想设置飞蛾的初始位置，设置天线尺寸参数范围、最大迭代次数T和变异阈值K相关参数；用佳点集理论初始化天线尺寸参数矢量，表示为：Xij＝Rij×ub-lb+lb1其中ub表示待优选天线尺寸参数范围的上限，lb表示待优选天线尺寸参数范围的下限，Xij表示第i个种群的第j个天线尺寸参数矢量，i＝1，…，N，j＝1，…，D；Rij表示为： p为满足的最小素数；步骤二：判断当前是否达到最大迭代次数，若达到最大迭代次数转到步骤五；否则，继续迭代，且迭代次数加1；步骤三：判断当前参数矢量Xij是否超出该天线尺寸参数范围，若否则转到步骤四；若是则采用越界重置策略公式3将参数调整回解空间；Xij＝lb+C×ub-lb3其中C∈[0，1]，是一个随机变量；步骤四：通过公式4计算适应度值，适应度值在天线模型中对应天线的具体性能指标，飞蛾为待优选天线尺寸参数矢量，每次求出飞蛾对应的适应度值并排序后，适应度值所对应的飞蛾变为火焰，火焰代表了目前最优的天线尺寸参数矢量，即飞蛾是区域中寻优的个体，而火焰是飞蛾寻优过程中获得的最佳天线参数矢量；通过公式5更新火焰数量，由于火焰数量总小于飞蛾数量并且逐渐减少，故排在末尾的多个飞蛾会围绕同一个火焰飞行；公式6更新天线参数矢量；设定天线的目标函数，即适应度值： 其中k为天线输入端口的数目，可根据单端口或多端口进行不同的天线设计，单端口时k＝1，式中是天线输入端口k的回波损耗，多端口的适应度值设置为回波损耗的平均值，单端口则为该处的回波损耗值；火焰数量的更新公式为： 其中N为种群数量，T为最大迭代数，t为当前迭代数；天线参数矢量更新公式为：Xij，t＝Distiebm·cos2πt+Xij，t-16其中Xij即为当前迭代的第i个种群第j个飞蛾，Disti表示第i个种群中天线参数矢量与火焰差的绝对值，xij，t-1即为上一代最优天线参数矢量，b是定义对数螺旋线的形状的常数，m是[-1，1]的随机数；由于种群具有N个，则获取N个Xij，t；根据上述Xij，t的适应度值按照大小排序，前Flameno个Xij，t即为火焰；然后转至步骤二；上述天线参数矢量更新过程中若将当前迭代的Xij，t最大适应度值与上一代相同，则认为天线最优回波损耗在迭代中陷入局部最优，需要更新阈值K＝K+1，当K值达到预设值时，通过公式7对飞蛾，即当前迭代的所有Xij，t，进行柯西变异，使其具有向全局最优靠近的能力，使飞蛾摆脱局部最优，同时更新当前天线的回波损耗值及对应的适应度值；Xij，t＝ω×Cauchy1，0×[Diebt·cos2πt+Xij，t]7其中Cauchy1，0表示γ＝1，x0＝0的柯西分布，ω影响柯西变异的范围，ω更新公式如下： 步骤五：输出火焰，即为天线最优天线尺寸矢量。

全文数据：

权利要求：

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