利用低成本电磁驱动多目标优化分析圆极化天线设计的权衡取舍

摘要： 圆极化（CP）天线是现代通信系统的重要组成部分。其设计需满足多项要求，例如在目标频段内保持低反射和低轴比（AR）。小型化是天线移动性的重要指标，通常通过结构拓扑的性能导向优化间接实现。本研究采用多目标优化方法，分析微型化圆极化天线的设计权衡问题，重点考察天线在保持较小尺寸的同时维持其他性能指标可接受水平的能力。我们运用基于种群的元启发式算法，获取一组能实现各约束条件间最佳折衷的设计方案。为控制优化成本，算法先在低成本近似模型上运行，随后对结果进行修正以达到电磁模型的精度要求。本文针对平面圆极化天线展开分析——该结构在保持可接受性能的前提下可实现约11%的尺寸缩减。其带内反射系数介于-14至-10 dB之间，轴比范围为1.3至3 dB。最终数值结果通过制备的天线原型实测数据验证。