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基于遗传算法的平面波综合理论及其应用

作　者: 张宁
导　师: 于丁
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 平面波综合 遗传算法 最小二乘法 近场天线测量
分类号: TN011
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要


本文利用理论分析计算机模拟和实验测试相结合的方法对基于遗传算法的平面波综合技术进行了研究,并将其应用于近场天线测量中。本文的主要研究工作如下:首先,简单介绍了平面波综合的基础理论。较为详细地介绍了遗传算法理论,并针对本文的应用介绍了常用多目标优化的基本方法。结合文中实际的工作,给出了文中实际用到的遗传算法的具体执行过程;将遗传算法应用到平面波综合技术当中,并简单的介绍了基于最小二乘法的平面波综合技术。其次,在理论分析的基础上,建立二维和三维计算模型。对采用实数编码的遗传算法在平面波综合二维和三维问题中的应用进行了计算机仿真,并对这两种问题中波束扫描与不扫描的情况进行了研究。通过将遗传算法计算的结果同最小二乘法在平面波综合二维和三维问题中应用的结果进行比较,计算结果证实了遗传算法应用于平面波综合问题应用中的正确性和有效性。计算机仿真结果表明,在扫描面和待测区域一定的条件下,遗传算法可以综合出更高质量的准平面波。最后,以平面近场天线测量中的开口矩形波导探头代替三维计算模型中的理论探头进行计算机模拟,仿真结果证实了本文所提方法的正确性和有效性。为了进一步验证本文方法,对角锥喇叭天线进行了实验测试,并将利用本文方法所得结果同利用最小二乘法和传统方法所得结果进行比较,结果表明在待测区域和扫描面一定的情况下,扫描面尺寸较小而扫描间距较大时,本文所提出的方法具有更高的测试精度。从而证实了基于遗传算法的平面波综合技术应用于近场天线测量对于提高测试精度和效率的有效性和优越性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 选题背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究情况  10-12
第二章 平面波综合理论  12-20
  2.1 平面波综合技术  12-14
    2.1.1 平面波综合思想  12-13
    2.1.2 综合平面波方向扫描时在目标面上的相位补偿  13-14
  2.2 平面波综合理论基础  14-20
    2.2.1 等效原理  15-16
    2.2.2 散射问题的关系  16-18
    2.2.3 平面波连续源的取样和截断  18-20
第三章 遗传算法基本原理  20-38
  3.1 遗传算法概述  20-24
    3.1.1 遗传算法的生物学基础  20-21
    3.1.2 遗传算法的基本思想  21
    3.1.3 遗传算法的特点  21-23
    3.1.4 遗传算法的研究方向  23-24
  3.2 遗传算法的基本原理与流程  24-33
    3.2.1 完整的遗传算法运算流程  24-25
    3.2.2 遗传算法的编码  25-27
    3.2.3 适应度函数及变换尺度  27-30
    3.2.4 遗传算子  30-33
  3.3 多目标优化中的遗传算法  33-36
    3.3.1 多目标优化的概念  33-34
    3.3.2 多目标优化问题的遗传算法  34-36
  3.4 本文中使用的遗传算法  36-38
第四章 遗传算法在平面波综合二维问题中的应用  38-54
  4.1 建立计算模型  38-39
  4.2 二维问题平面波综合方法  39-40
    4.2.1 最小二乘法  39-40
    4.2.2 遗传算法  40
  4.3 计算机模拟  40-53
    4.3.1 等间距波束不扫描情况  40-42
    4.3.2 等间距波束扫描情况  42-49
    4.3.3 不等间距波束不扫描情况  49-50
    4.3.4 不等间距波束扫描情况  50-53
  4.4 小结  53-54
第五章 遗传算法在平面波综合三维问题中的应用  54-70
  5.1 建立计算模型  54-56
  5.2 三维问题平面波综合方法  56-57
    5.2.1 最小二乘法  56-57
    5.2.2 遗传算法  57
  5.3 计算机仿真  57-68
    5.3.1 波束不扫描情况  57-59
    5.3.2 波束扫描情况  59-64
    5.3.3 波束扫描情况  64-68
  5.4 小结  68-70
第六章 平面波综合理论在近场天线测量中的应用  70-78
  6.1 矩形波导辐射器  70-72
  6.2 计算机模拟  72-73
  6.3 实验验证  73-77
  6.4 小结  77-78
结束语  78-80
致谢  80-82
参考文献  82-84
在读期间的研究成果  84-86
附录  86-89

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 一般性问题 > 基础理论 > 电波传播、传播机理
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