[发明专利]一种基于动态更新代理模型的快速多目标天线设计方法

摘要

本发明公开了一种基于动态更新代理模型的快速多目标天线设计方法，利用代理模型拟合天线设计参数样本的电磁仿真数据，代替耗时巨大的电磁仿真实现从天线结构参数到电磁响应的瞬时近似计算，减少电磁仿真次数，极大降低计算成本，同时在设计天线设计过程中通过新增天线设计参数样本动态更新代理模型，提高代理模型的预测精度。本发明提出的基于动态更新代理模型的天线快速设计方法，极大提高了天线设计效率，适用于各类天线结构连续参数变量设计问题，尤其是求解复杂的高维多目标天线设计问题，其优势更加明显。

主权项

1.一种基于动态更新代理模型的快速多目标天线设计方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：依据天线设计需求构建天线初始模型；步骤2：利用拉丁超立方采样方法在天线设计空间内选取q组天线设计参数变量作为输入样本，调用电磁仿真工具仿真求解各组天线设计参数变量的响应向量作为输出样本，利用各组输入样本和其对应的输出样本构造代理模型；步骤3：初始化天线设计参数变量，构建N组天线设计参数变量；同时，依据天线设计需求构造m个天线设计目标的目标函数F1,...,Fm；步骤4：将N组天线设计参数变量分别作为输入值，调用代理模型分别预测各组天线设计参数变量的响应向量，并利用响应向量求解目标函数值；步骤5：判断步骤4求解获得的目标函数值是否满足天线设计需求，若满足，则进入步骤6，否则，基于多目标智能算法更新生成新的N组天线设计参数变量，并选择新的天线设计参数变量样本更新代理模型，返回步骤4，直到获得符合设计要求的天线设计参数变量或者达到多目标智能算法中的最大迭代次数；步骤6：选择满足天线设计需求的天线设计参数变量，结束设计过程；选择新的天线设计参数变量样本更新代理模型的具体过程如下：1)利用非控排序策略从当前N组天线设计参数变量中选择r组靠近设计目标的天线设计参数变量，r＜N，记为y1,y2,...,yr；2)对于r组天线设计参数变量中依次进行如下操作：令i＝1；步骤A：从构造代理模型的q组天线设计参数变量中寻找一组满足式(1)的天线设计参数变量组zs：其中，zs,1，yi,1和zj,1分别为天线设计参数变量组zs，yi和zj的一维参数即每组天线设计参数的第1个变量，zj为代理模型中的第j组天线设计参数变量，Rs是代理模型，q是构造代理模型的天线设计参数变量的组数；步骤B：如果yi不满足式(2)，则舍弃yi，进入步骤3)；若yi满足式(2)，则把yi作为新的天线设计参数变量样本加入代理模型，并进入步骤3)：其中，符号表示存在，即表示存在该符号后的表达式，z_s,k，y_i,k和z_j,k分别为天线设计参数变量组z_s，y_i和z_j的k维参数即每组天线设计参数的第k个变量，d为天线设计参数变量组的总维数即总的天线设计参数变量数；3)对i进行加1操作，返回步骤A，直到r组天线设计参数变量均选择完毕。