Конструктивный синтез планарных антенн с помощью природных алгоритмов оптимизации

Автор(и)

  • Федор Федорович Дубровка Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-3485-6822
  • Дмитрий Алексеевич Василенко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Україна https://orcid.org/0000-0002-2114-6629

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347009040013

Анотація

Представлены результаты конструктивного синтеза планарного диполя и модифицированной антенны Вивальди с заданными значениями коэффициента отражения и коэффициента направленного действия в диапазоне частот 3,1–10,6 ГГц. Требуемые значения указанных коэффициентов достигнуты направленной модификацией профилей плечей дипольной антенны и щели антенны Вивальди. Синтез осуществлен тремя различными природными алгоритмами поиска глобального экстремума: генетическим алгоритмом, алгоритмом пчелиного роя и предложенным нами нейронно-генетическим алгоритмом, построенным на искусственных нейронных сетях и их инверсии генетическим алгоритмом. Результаты синтеза подтверждены экспериментальными исследованиями.

Посилання

Aiello G. R. Ultra–wideband wireless systems / G. R. Aiello, G. D. Rogerson // IEEE Microwave Magazine. — 2003. — Vol. 3. — p. 36–47.

Gibson P. J. The Vivaldi Aerial / P. J. Gibson // 9th European Microwave Conference. — Brighton, UK, 1979. — Р. 101–105.

Brown G. H. Experimentally determined radiation characteristics of conical and triangular antennas / G. H. Brown, O. M. Woodward // RCA Review. — 1952. — Vol. 13. — P. 425–452.

Kiminami K. Double–sided printed bow–tie antenna for UWB communications / K. Kiminami, A.Hirata, T. Shiozawa // Antennas and Wireless Propagation Letters. — 2004. — Vol. 3. — P. 152–153.

Eldek A. A. Microstrip–fed printed lotus antenna for wideband wireless communication systems / A. A. Eldek, A. Z. Elsherbeni, C. E. Smith // IEEE Antennas and Propagation Magazine. — 2004. — Vol. 46. — P. 164–173.

Johnson J. M. Genetic algorithms in engineering electromagnetics / J. M. Johnson, V. Rahmat–Samii // IEEE Antennas and Propagation Magazine. — 1997. — Vol. 39. — P. 7–21.

Eberhart R. C. Particle swarm optimization: developments, applications and resources / R. C. Eberhart, Y. Shi // Congress on Evolutionary Computation Seoul. — Korea, 2001. — P. 81–86.

Bandler J. W. Space mapping: the state of the art / J. W. Bandler, Q. S. Cheng, S. A. Dakroury, et al. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. — 2004. — Vol. 52. — P. 337–361.

Bandler J. W. A space–mapping interpolating surrogate algorithm for highly optimized EM–based design of microwave devices / J. W. Bandler, D. M. Hailu, K. Madsen, et al. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. — 2004. — Vol. 52. — P. 2593–2600.

Yildiz C. Very accurate and simple CAD models based on neural networks for coplanar waveguide synthesis / C. Yildiz, M. Turkmen // International Journal of RF and Microwave Computer–Aided Engineering. — 2005. — Vol. 15. — P. 218–224.

Vasylenko D. O. Contour optimization of a planar broadband dipole using genetic algorithms / D. O. Vasylenko, F. F. Dubrovka, P. Edenhofer // Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques. — Sept. 2007. — P. 247–249.

Kennedy J. Particle swarm optimization / J. Kennedy, R. Eberhart / IEEE Int. Conf. on Neural Networks, Perth, Australia. — 1995. — P. 1942–1948.

Trelea I. C. The particle swarm optimization algorithm: convergence analysis and parameter selection / I. C. Trelea // Information Processing Letters. — 2003. — Vol. 85. — P. 317–325.

Haykin S. Neural Networks / S. Haykin. — A Comprehensive Foundation. NJ, USA : Prentice Hall, 1994.

Widrow B. Adaptive signal processing / B. Widrow, S. D. Stearns. — Englewood Cliffs, N. J. : Prentice–Hall, 1985.

Williams R. J. Inverting a connectionist network mapping by backpropagation of error / R. J. Williams // Proc. 8th Annu. Conf. Cognitive Science Society, Hillsdale, NJ, 1986, pp. 859–865.

Linden A. Inversion of multilayer nets / A. Linden, J. Kindermann, G. F. Math, et al. // Proc. Int. Joint Conf. Neural Networks, Washington, DC. — 1989. — P. 425–430.

Gill P. E. Wright Practical optimization / P. E. Gill, W. Murray, M. H. Wright. — San Diego : Academic Press, 1986.

Balanis C. A. Antenna theory analysis and design / C. A. Balanis. — New York : Harper & Row, 1982.

Ponchak G. E. Characteristics of Double Exponentially Tapered Slot Antenna (DETSA) Conformed in the Longitudinal Direction Around a Cylinder / G. E. Ponchak, J. L. Jordan, C. T. Chevalier, et al. // Antennas and Wireless Propagation Lett. — 2007. — Vol. 6. — P. 60–63.

Опубліковано

2009-04-01

Як цитувати

Дубровка, Ф. Ф., & Василенко, Д. А. (2009). Конструктивный синтез планарных антенн с помощью природных алгоритмов оптимизации. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 52(4), 3–22. https://doi.org/10.20535/S0021347009040013

Номер

Том 52 № 4 (2009)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2009 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.