Процедура та особливості оптимізації профілю компактних діелектричних лінз для інтегрованих антен мм діапазону

Abstract

Досліджується можливість підвищення коефіцієнта спрямованої дії та зменшення розмірів інтегрованих лінзових антен шляхом оптимізації форми лінзи. Задача дифракції розв’язана чисельно у двовимірному формулюванні з використанням методів граничних інтегральних рівнянь типу Мюллера у поєднанні з методом аналітичної регуляризації та дискретизацією за схемою Гальоркіна. Алгоритм оптимізації побудовано за принципом генетичного алгоритму. Розроблений алгоритм гарантує контрольовану точність обчислення полів для будь-яких параметрів лінзи та швидкий пошук екстремуму цільової функції. Числові результати наведено для рексолітової лінзи, яка опромінюється Е- та Н-поляризованим точковим джерелом.

Исследуется возможность повышения коэффициента направленного действия и уменьшения размеров интегрированных линзовых антенн путем оптимизации формы линзы. Задача дифракции решена численно в двумерной постановке с использованием методов граничных интегральных уравнений типа Мюллера в сочетании с методом аналитической регуляризации и дискретизации по схеме Галеркина. Алгоритм оптимизации построен по принципу генетического алгоритма. Разработанный алгоритм гарантирует контролируемую точность вычисления полей для любых параметров линзы и быстрый поиск экстремума целевой функции. Численные результаты приводятся для рексолитовой линзы, облучаемой Е- и Н-поляризованым точечным источником.

The possibility for increasing the directivity factor and reducing the size of the integrated lens antennas by optimization of a lens shape is studied. The diffraction problem is solved numerically in a two-dimensional formulation using the Muller-type boundary integral equations methods together with the Galerkin trigonometric descritization scheme and the method of analytical regularization. The optimization algorithm is constructed using the genetic algorithm principle. The algorithm developed guarantees convergence and controlled accuracy for an arbitrary set of lens parameters as well as fast search for the cost function global extremum. The numerical results are shown for a rexolite lens fed by an Е- and Н-polarized point sources.