[發(fā)明專利]基于多層PCA高斯過(guò)程的微帶天線物理尺寸提取方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011343115.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-26 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112487713B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-05-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳學(xué)志;田雨波;高婧;張?zhí)炝?/a> | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 江蘇科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06F30/27 | 分類號(hào)： | G06F30/27;G06F30/17;G06V10/771;G06K9/62 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 常虹 |
| 地址： | 212003*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 多層 pca 過(guò)程 微帶 天線 物理 尺寸 提取 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多層PCA高斯過(guò)程的微帶天線物理尺寸提取方法，包括：1、構(gòu)建樣本集；2、構(gòu)建微帶天線物理尺寸提取模型；3、采用樣本集對(duì)微帶天線物理尺寸提取模型進(jìn)行訓(xùn)練；4、對(duì)待設(shè)計(jì)的微帶天線的S曲線進(jìn)行q點(diǎn)采樣，構(gòu)成q維S采樣點(diǎn)向量Xd，將Xd與訓(xùn)練樣本的S采樣點(diǎn)向量組合為矩陣M′，將矩陣M′輸入到訓(xùn)練好的微帶天線物理尺寸提取模型中，得到待設(shè)計(jì)的微帶天線的尺寸參數(shù)向量。該方法對(duì)微帶天線進(jìn)行逆建模，建立微帶天線S曲線與物理尺寸參數(shù)之間的映射，從而能夠根據(jù)微帶天線的S曲線直接快速地預(yù)測(cè)出天線的物理尺寸參數(shù)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于微帶天線設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速提取符合S曲線要求的微帶天線物理尺寸的方法。
背景技術(shù)
在天線的發(fā)展過(guò)程中，微帶天線(MSA)由于其易于集成、剖面低、易于極化、體型小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)逐步發(fā)展壯大并且有了廣泛的應(yīng)用。微帶天線的S曲線常被用于評(píng)價(jià)天線的性能，設(shè)計(jì)微帶天線即計(jì)算天線的物理尺寸參數(shù)，使天線的S曲線滿足設(shè)計(jì)要求。目前通常使用全波電磁仿真軟件如HFSS、IE3D等對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這些仿真軟件在使用中會(huì)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)與電磁計(jì)算，存在計(jì)算量大、計(jì)算成本高、耗時(shí)較長(zhǎng)等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種微帶天線物理尺寸提取方法，該方法能夠根據(jù)微帶天線的S曲線直接快速預(yù)測(cè)出天線的物理尺寸參數(shù)。
技術(shù)方案：本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
基于多層PCA高斯過(guò)程的微帶天線物理尺寸提取方法，包括訓(xùn)練階段和提取階段；所述訓(xùn)練階段包括：
步驟1、構(gòu)建樣本集TrainSet＝{s1,s2,...,sN1}，其中N1為訓(xùn)練樣本總數(shù)，第n個(gè)樣本表示為：sn＝[Xn,Yn]，Yn為p維尺寸參數(shù)向量，表示微帶天線的p個(gè)尺寸參數(shù)，Xn為q維S曲線采樣點(diǎn)向量，表示尺寸參數(shù)為Yn的微帶天線S曲線上的q個(gè)采樣點(diǎn)值；n＝1,2,…,N1；
步驟2、構(gòu)建微帶天線物理尺寸提取模型，所述模型包括：第一特征提取層、第二特征提取層、第三特征提取層和高斯過(guò)程回歸器；
所述第一特征提取層的輸入為多個(gè)微帶天線S曲線上的q點(diǎn)采樣向量構(gòu)成的矩陣M，輸出為提取的第一S特征矩陣；所述第二特征提取層的輸入為第一S特征矩陣，輸出為提取的第二S特征矩陣；將第一S特征矩陣和第二S特征矩陣拼接為第三S特征矩陣；所述第三特征提取層的輸入為第三S特征矩陣，輸出為最終提取的S曲線采樣點(diǎn)特征矩陣；
所述高斯過(guò)程回歸器的輸入為S曲線采樣點(diǎn)特征矩陣中的列向量，輸出為與所述列向量對(duì)應(yīng)的微帶天線p維尺寸參數(shù)向量；
步驟3、采用樣本集TrainSet對(duì)所述微帶天線物理尺寸提取模型進(jìn)行訓(xùn)練，將N1個(gè)訓(xùn)練樣本的S曲線采樣點(diǎn)向量組成的矩陣作為M輸入到所述微帶天線物理尺寸提取模型中，經(jīng)過(guò)第一特征提取層、第二特征提取層、第三特征提取層的提取，得到N1個(gè)提取的列向量；將所述N1個(gè)列向量作為高斯過(guò)程回歸器的輸入，對(duì)應(yīng)訓(xùn)練樣本的尺寸參數(shù)向量作為輸出，優(yōu)化高斯過(guò)程回歸器中的參數(shù)，得到訓(xùn)練好的微帶天線物理尺寸提取模型；
所述提取階段包括：
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