[發明專利]一種基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法

在審

• 申請號: 201911097612.6
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110866356A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰

1.一種基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，通過綜合法和旋轉消元獲得混合優化初始矩陣M_e；

步驟S2，基于混合優化初始矩陣M_e，根據優化約束條件和優化適應度指標進行全局優化階段的解耦變換，獲得全局優化矩陣M_d；

步驟S3，采用梯度算法對所述全局優化矩陣M_d的矩陣元素進行局部優化，輸出最終解耦變換矩陣M₀。

2.如權利要求1所述的基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法，其特征在于，步驟S1具體為：

(1)采用濾波器耦合矩陣綜合法得到耦合矩陣M；

(2)將耦合矩陣M通過多次迭代乘旋轉矩陣進行旋轉消元，將旋轉消元后的矩陣作為混合優化初始矩陣M_e。

3.如權利要求1所述的基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法，其特征在于，步驟S2具體為：

(1)根據全局優化算法特點對混合優化初始矩陣M_e進行全局優化獲得初始化矩陣M′_d，并對全局優化中矩陣元素進行編碼處理，根據所選取的全局優化算法編碼成尋優參量；其中，優化約束條件包括，全局優化需根據濾波器耦合情況和拓撲結構，按初始值一定正負范圍隨機初始化，對具有大小關系或對稱關系的元素，優化全過程要保持大小關系或對稱關系。

(2)定義全局優化適應度指標e_obj：

e_obj＝(S_iid-S_iie)²；

其中，S_iid表示解耦變換矩陣M_d的反射系數S₁₁或S₂₂；S_iie表示混合優化初始矩陣M_e的反射系數S₁₁或S₂₂；

(3)利用所述全局優化適應度指標e_obj，采用全局優化算法對初始化矩陣M′_d進行迭代調整，直到優化結果滿足精度要求，獲得全局優化矩陣M_d。

4.如權利要求1所述的基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法，其特征在于，耦合矩陣M-散射參數矩陣S的轉換計算式為：

S_ii＝1+2jR₁[Z^-1]_ii；

其中，Z＝ωU-jR+M，ω是歸一化頻率，U是與耦合矩陣M同階的單位陣，R是與耦合矩陣M同階的零陣，除R中1行1列和N行1列元素R₁₁＝R₁，R_N1＝R_N，R_N是歸一化源負載阻抗。

5.如權利要求1所述的基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法，其特征在于，步驟3具體為：

步驟3.1，計算局部優化中的矩陣元素的導數J_kl；

步驟3.2，根據矩陣元素的導數J_kl計算迭代步長h_kl：

步驟3.3，以e_obj作為局部優化收斂指標，根據迭代步長h_kl進行局部優化的迭代調整，當滿足求解精度要求時結束迭代，輸出最終解耦變換矩陣M₀。

6.如權利要求5所述的基于混合尋優算法的濾波器耦合矩陣解耦變換方法，其特征在于，步驟3.1具體為：

(1)采用步驟2中的全局優化適應度指標e_obj作為梯度優化目標函數；

(2)以S₁₁為優化目標，利用梯度優化目標函數和耦合矩陣M-散射參數矩陣S的轉換計算式，對耦合矩陣M中的各元素分別求導，得到各元素的導數J_kl。