PSO算法吸波混凝土優(yōu)化設(shè)計(jì)及等效參數(shù)提取方法研究.pdf

1、粒子群優(yōu)化算法(PSO)是一種基于群體搜索的自適應(yīng)進(jìn)化計(jì)算技術(shù)。由于其能有效解決復(fù)雜優(yōu)化任務(wù)，在過去幾年中獲得了飛速的發(fā)展，并在圖像處理、多目標(biāo)優(yōu)化和電磁場領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文深入研究了粒子群優(yōu)化算法，討論了算法中控制參數(shù)對(duì)算法搜索性能的影響，將粒子群優(yōu)化算法和傳播矩陣法結(jié)合應(yīng)用于介質(zhì)板電磁參數(shù)的反演。針對(duì)PSO算法優(yōu)化復(fù)雜多峰函數(shù)時(shí)會(huì)收斂于局部極值，計(jì)算結(jié)果誤差較大等缺點(diǎn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)算法進(jìn)行改進(jìn)，數(shù)值模擬結(jié)果和算例充分說明了改進(jìn)算法有

2、很大改進(jìn)。 為了達(dá)到吸波和屏蔽的效果，電磁吸波混凝土材料通常為電和磁均有耗的介質(zhì)。對(duì)于電和磁均有耗的介質(zhì)，導(dǎo)出了相應(yīng)的透入深度、傳播波長、反射和透射系數(shù)Fresnel公式，分析了阻抗匹配的概念。重點(diǎn)討論了設(shè)計(jì)吸波材料的兩個(gè)關(guān)鍵因素：衰減特性和匹配特性。利用粒子群優(yōu)化算法作為優(yōu)化方法，分別計(jì)算了吸波混凝土材料達(dá)到吸收和屏蔽效果時(shí)，兩層吸波混凝土材料介質(zhì)參數(shù)和厚度的搭配。同時(shí)，編制了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)優(yōu)化輔助設(shè)計(jì)軟件界面，軟件不僅能實(shí)現(xiàn)兩

3、層吸波材料達(dá)到吸波和屏蔽要求時(shí)吸波材料的設(shè)計(jì)，還具有操作簡潔，便于用戶操作使用的優(yōu)點(diǎn)。 通常吸波材料都是摻雜介質(zhì)，吸波材料的配置須得測(cè)量和提取摻雜介質(zhì)的等效電磁參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。電磁參數(shù)提取Nieolson—Ross—Weir(NRW)方法作為微波測(cè)量中的一部分，從二十世紀(jì)七十年代提出已經(jīng)三十余年。本文詳細(xì)推導(dǎo)了矩形波導(dǎo)中和自由空間中利用NRW方法提取介質(zhì)參數(shù)的公式，總結(jié)了提取方法，討論了兩種情況下提取方法的不同。通過