[發明專利]小天線優化設計方法

有效

• 申請號: 201110279343.2
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN103020328A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉斌;陳俊融;季春霖;劉若鵬
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H01Q1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及天線設計技術，更具體地說，涉及一種小天線優化設計方法。

背景技術

進行天線特別是小天線設計時，如何確定小天線的結構尺寸，是天線設計過程中的一個重要環節。小天線結構的特征信息由一組參數描述，如金屬線寬、基板的厚度、介電常數等。為了獲得期望的電磁響應：例如，在2.4GHz頻點處，電磁響應參數S11的值應低于-10dB，通常需要做大量的實驗來能找到合適的小天線特征參數值。

傳統的小天線設計方法是，通過手動方式逐一改變小天線的每個屬性參數值，測試該結構對應的電磁響應，并與目標電磁響應進行對比，如此不斷循環，最終找到與目標電磁響應最為相近的超材料單元結構屬性參數。調整小天線的結構參數是一項非常耗時的步驟，為了達到小天線設計要求和特定的電磁響應，對于小天線的每個結構參數進行微調，其微調單位可能達到毫米級，工作量很大，不僅需要人工干預而且無法自動實現。而且，巨大的工作量使得對人力、物力、時間都有極大的要求，因此如何縮短時間對提高小天線設計效率有著至關重要的作用。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述小天線設計時不僅需要人工干預且耗時、耗力的缺陷，提供一種能夠提高小天線設計效率的小天線優化設計方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種小天線優化設計方法，包括步驟：

依據小天線的設計需求預設小天線的特征參數取值范圍；

在預設的特征參數取值范圍內選取多個采樣點，得到特征參數樣本集；

根據優化指標預設合適的適應度函數；

采用最優化算法在所述特征參數取值范圍內搜索最優特征參數值，使得所述適應度函數值最大。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述小天線包括基板和附設于基板上的金屬線。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述特征參數包括介電常數、金屬線線寬、基板厚度。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述金屬線為銅線、鋁線或銀線。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述優化指標包括電磁響應特性。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述電磁響應特性包括散射參數，所述散射參數包括傳輸系數、反射系數。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述最優化算法為粒子群優化算法。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述最優化算法為遺傳算法或模擬退火算法。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，采用最優化算法在所述特征參數樣本集中搜索特征參數，使得所述適應度函數最大，具體包括步驟：

計算每一特征參數樣本對應的適應度函數值，得到適應度函數值最大的特征參數樣本；

依據每一特征參數樣本及其對應的適應度函數值產生新的特征參數樣本集，所述新的特征參數樣本集包含在預設的特征參數取值范圍內；

檢測是否滿足迭代結束條件，若是，則結束搜索；若否，則繼續迭代搜索，直至滿足迭代結束條件。

在本發明所述的小天線優化設計方法中，所述迭代結束條件為達到預設搜索次數。

實施本發明的技術方案，具有以下有益效果：本發明通過預設適應度函數以及采用最優化算法來實現小天線特征參數的自動搜索，從而獲取到能夠滿足設計需求的最優的小天線的結構參數，整個設計過程無需人工干預，而且大大提高了設計效率，避免了大量的計算，減少了設計成本，特別是人力、物力、和時間成本，完全實現了小天線設計的自動化。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是依據本發明一實施例的小天線優化設計方法的流程示意圖；

圖2是圖1所示的步驟104的詳細流程示意圖。

具體實施方式

圖1是依據本發明一實施例的小天線優化設計方法的流程示意圖，小天線優化設計方法100包括如下步驟：

步驟101，依據小天線的設計需求預設小天線的特征參數的范圍。這里的設計需求可以是例如小天線放置的空間位置等等。小天線一般情況下，包括基板和附設于基板上的金屬線。金屬線可以為銅線、鋁線或銀線。特征參數包括小天線的尺寸或特性，例如介電常數、金屬線線寬、基板厚度等等。通常，小天線放置的空間位置決定了小天線的大概尺寸范圍。