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[转载]案例分享 | optiSLang:优化双频带缝隙天线 [复制链接]

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离线amy_wang
 

只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 09-13
案例分享 | optiSLang:优化双频带缝隙天线
j1/.3\  
原创 Ansys中国
(本文原刊登于www.dynardo.de/en/library
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问题定义 j1/.3\  
1. 最大限度降低频率在2.4和5.8GHz时的回波损耗 j1/.3\  
回波损耗的最小值(位置)与所需频率相匹配 j1/.3\  
两个最小值的振幅应最小化 j1/.3\  
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2. 设计变量考虑9个几何参数 j1/.3\  
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任务描述 S.<aCN<@  
缝隙的宽度和长度(ws, ls) S.<aCN<@  
地平面上的U形导体与x方向和y方向上缝隙边界的距离(gap1, gap2) S.<aCN<@  
地平面上两个导体之间的距离(dd) S.<aCN<@  
地平面上导体在x方向和y方向的宽度(w1, w2) S.<aCN<@  
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S.<aCN<@  
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任务描述 S.<aCN<@  
微带馈线的长度和宽度(lf, wf) S.<aCN<@  
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UJiy] y  
Ansys Workbench工程 UJiy] y  
打开准备使用Workbench工程文件Dual_Band_Antenna.wbpz UJiy] y  
使用Ansys HFSS(高频电磁场求解器)作为求解器 UJiy] y  
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任务描述 UJiy] y  
响应值定义为预期频率(2.4与5.8GHz)的S11振幅以及两个最小值对应的频率 UJiy] y  
输入参数和仿真响应将出现在参数集中 UJiy] y  
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UJiy] y  
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定义设计变量 UJiy] y  
将新的敏感度分析拖动到参数集上 UJiy] y  
指定几何参数的上限和下限 UJiy] y  
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定义优化标准 UJiy] y  
将计算频率和期望频率的差值平方之和作为目标,监控敏感度设计中的偏差 UJiy] y  
约束是不必要的 UJiy] y  
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UJiy] y  
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敏感度分析结果 UJiy] y  
使用HFSS求解器评估了100个拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Samples) UJiy] y  
一些设计频率与预期频率2.4和5.8 GHz相差甚远 UJiy] y  
不激活这些相差甚远的采样点后可在各位置上观察到正相关,此外MOP模型的预测质量也有所提高 UJiy] y  
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UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
使用MOP进行敏感度分析 UJiy] y  
1. 谐振点的位置主要受ws的影响,而且CoP值较高 UJiy] y  
2. 参数ws和If对最小振幅的影响最大 UJiy] y  
3. 由于振幅的预测质量较低,因此无法对参数影响进行可靠量化 UJiy] y  
UJiy] y  
接下来的优化将考虑所有参数 UJiy] y  
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UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
使用MOP进行敏感度分析 UJiy] y  
谐振的频率位置显示出接近线性的行为,而且CoP值较大 UJiy] y  
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UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
使用MOP进行敏感度分析 UJiy] y  
1.2.4与5.8GHz的S11振幅显示出强烈的非线性行为,而且CoP值较小 UJiy] y  
MOP上的直接优化可能不成功 UJiy] y  
下一步将使用直接求解器调用进行优化 UJiy] y  
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UJiy] y  
UJiy] y  
UJiy] y  
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UJiy] y  
敏感度分析的最佳设计 UJiy] y  
拉丁超立方体抽样的最佳设计表明,最小值的位置与预期值有较高的一致性 UJiy] y  
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UJiy] y  
敏感度分析的最佳设计 UJiy] y  
1. 谐振点位置匹配比初始设计更好 UJiy] y  
2. 相应的振幅并未改善 UJiy] y  
接下来的优化必须考虑目标函数中的位置和振幅 UJiy] y  
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直接优化 UJiy] y  
1. 在目标函数中考虑以下两项和的最小化 UJiy] y  
谐振频率和预期频率的差值平方之和 UJiy] y  
两个预期频率对应的幅值的最大值 UJiy] y  
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2. 通过将位置误差缩放0.01GHz引入加权 UJiy] y  
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使用直接求解器进行优化 s>)?MB*vb  
optiSLang建议使用自适应响应面方法作为优化方法 s>)?MB*vb  
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使用自适应响应面进行优化 .t8hTlV?<B  
最佳设计与预期频率完 .. .t8hTlV?<B  
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