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专利号: 2019109867077
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种SIW背腔缝隙天线谐振频率设计方法,包括以下步骤:(1)获取先验知识

用SIW背腔缝隙天线的谐振频率经验公式计算出选取尺寸参数的谐振频率,此计算结果精确度低,将这部分计算结果作为先验知识;

(2)获取训练样本

将矩形谐振腔的等效长度a、宽度b、介电常数εr、介质基板厚度h、TE波沿y轴方向和z轴方向分布的半波个数δ1和δ2这六个相关参数作为训练输入样本,用HFSS计算出的谐振频率和先验知识的差值作为训练输出样本;

(3)建立高斯过程模型

高斯过程模型可以建立训练集输入X与输出y之间的映射关系,并根据此映射关系给出测试样本x'对应的预测值;高斯过程描述了一种函数分布,它是无限数量的随机变量组成任何子集都符合联合高斯分布的集合,其性质可由均值函数和协方差函数决定,其均值定义为:μ(x)=E[Y(x)]

其中,E[x]表示为输入x的数学期望即均值,Y(x)表示为关于x的函数分布;

协方差函数定义为:

C(x,x')=E[(Y(x)‑μ(x))(Y(x')‑μ(x'))]d

其中x,x'∈R为任意d维矢量,μ(x)和C(x,x')分别表示均值函数和协方差函数,Y(x')为测试样本x'的函数分布;

故高斯过程可定义为:

f(x)~GP(μ(x),C(x,x'))

其中,f(x)表示为关于均值函数μ(x)和协方差函数C(x,x')的映射关系,即高斯过程模型;所述协方差函数等价于核函数;

(4)预测谐振频率

采用先验知识高斯过程模型对谐振频率进行预测,并与HFSS仿真得到的谐振频率值进行比较,计算其均方误差MSE和平均绝对误差MAE,验证是否满足设计要求:式中, 为第i个样本的精确值, 为第i个样本的预测值,n为样本个数;

其特征在于,所述步骤(1)中SIW背腔缝隙天线矩形辐射缝隙的长和宽分别为Ls和Ws,WLR为矩形缝隙的宽长比,即Ws/Ls,谐振频率经验公式为:当宽长比WLR取值范围为0.2

2.如权利要求1所述的一种SIW背腔缝隙天线谐振频率设计方法,其特征在于,选取天线的宽长比WLR的值为0.4,或0.65,或0.71。

3.如权利要求1所述的一种SIW背腔缝隙天线谐振频率设计方法,其特征在于,仿真选定的SIW背腔缝隙天线矩形谐振腔的等效长度a的取值范围为1.84≤a≤1.89,等效宽度b的取值范围为1.17≤b≤1.36,介电常数εr取值范围为2.33≤εr≤9.8,介质基板厚度h的取值范围为1.15≤h≤1.55,TE波沿y轴方向分布的半波个数δ1取值范围为0.5≤δ1≤0.99,TE波沿z轴方向分布的半波个数δ2的取值范围为0.01≤δ2≤0.5。

4.如权利要求1所述的一种SIW背腔缝隙天线谐振频率设计方法,其特征在于,所述步骤(3)中高斯过程模型采用ARD Matern 5/2作为模型的核函数。