[發明專利]基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法及其天線

在審

• 申請號: 202310441752.0
• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116467765A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 張曉燕;胡宇旭;展愛云
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/335;G06N3/126
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 王治蘭

1.一種基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，該方法包括如下步驟：

構建基礎Vivaldi天線構造模型；

對基礎Vivaldi天線構造模型的結構進行優化，獲得優化后Vivaldi天線構造模型；

定義優化后Vivaldi天線構造模型的幾何參數；

基于遺傳算法對優化后Vivaldi天線構造模型的幾何參數進行優化，獲得最優幾何參數。

2.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，該方法還包括如下步驟：

基于遺傳算法對優化后Vivaldi天線構造模型的幾何參數進行優化，獲得最優幾何參數。

3.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，對基礎Vivaldi天線構造模型的結構進行優化的方法包括：

采用遺傳算法在基礎Vivaldi天線構造模型的輻射結構上進行開槽和添加光柵元件。

4.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，基于遺傳算法對優化后Vivaldi天線構造模型的幾何參數進行優化，獲得最優幾何參數的方法包括如下步驟：

將定義后的優化后Vivaldi天線構造模型的幾何參數作為遺傳算法的中染色體的基因；

定義遺傳算法的最大迭代次數、種群數量和目標函數；

使用遺傳算法生成幾何參數的候選解；

根據幾何參數的候選解，計算目標函數；

判斷計算的目標函數是否符合預設條件，若是，則輸出最優幾何參數，否則，繼續對幾何參數進行優化。

5.根據權利要求4所述的基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，所述目標函數包括適應度值函數和增益差函數。

6.根據權利要求4所述的基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，根據幾何參數的候選解，計算目標函數的方法包括如下步驟：

使用有限元分析方法，根據幾何參數的候選解，計算Vivaldi天線的反射系數和增益；

根據計算的Vivaldi天線的反射系數和增益，計算目標函數。

7.根據權利要求4所述的基于遺傳算法的Vivaldi天線設計方法,其特征在于，預設條件為適應度值＝10，且增益差0。

8.一種Vivaldi天線，其特征在于，根據權利要求1-7之一所述方法獲得，該天線包括：介質板、微帶饋線、過渡結構和輻射結構；

所述微帶饋線和所述過渡結構連接，并均設置在所述介質板的背面；

所述輻射結構設置在所述介質板的正面。

9.根據權利要求8所述的Vivaldi天線，其特征在于，所述輻射結構包括錐形槽和圓形空腔；

所述錐形槽一端開口，另一端與所述圓形空腔連通。

10.根據權利要求8所述的Vivaldi天線，其特征在于，所述輻射結構上開設有多個矩形槽，所述輻射結構位于所述矩形槽內部空間設置有光柵元件。