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基于田口算法的超宽带TEM喇叭天线及阵列的优化--第1页

基于田口算法的超宽带TEM喇叭天线及阵列的优化

张青洪;廖成;常雷;盛楠;唐丽娟

【摘要】Asaglobaloptimizationalgorithm,TaguchisMethodhasmany

advantages,suchassimpleimplementation,fastconvergencespeed.An

ultra-widebandTEMhornantennaisoptimizedthroughthemethod

combiningTaguchismethodwithfinite-differencetime-domain(FDTD)

method.Comparedwithintegercodeddifferentialevolutionstrategy,

Taguchismethodcanconvergetotheoptimalresult,andthe

convergencespeedhasbeenrisedalmostthreetimes.Besides,a6-

elementhornantennaarrayisoptimized.Itsperformancesaregreatly

improved.%田口算法作为一种全局优化算法,具有实现过程简单、收敛速度快等优

点.采用田口算法与时域有限差分(FDTD)法结合的方法对超宽带TEM喇叭天线进

行了优化,并把优化性能、收敛速度等与整数编码微分进化相应结果进行对比.结果

表明田口算法能够寻到最优解,而且其收敛速度是整数编码微分进化收敛速度的近

三倍.另外还对六元喇叭天线阵进行了优化,优化后六元阵的性能得到了很大的提高.

【期刊名称】《科学技术与工程》

【年(卷),期】2011(011)034

【总页数】5页(P8481-8485)

【关键词】田口算法;时域有限差分法;超宽带TEM喇叭天线;整数编码微分进化;六

元阵

【作者】张青洪;廖成;常雷;盛楠;唐丽娟

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【作者单位】西南交通大学电磁场与微波技术研究所,成都610031;西南交通大学

电磁场与微波技术研究所,成都610031;西南交通大学电磁场与微波技术研究所,成

都610031;西南交通大学电磁场与微波技术研究所,成都610031;西南交通大学电

磁场与微波技术研究所,成都610031

【正文语种】中文

【中图分类】TN822.8

随着电磁脉冲技术的不断发展，超宽带雷达在目标探测和识别领域得到了广泛应用。

作为其关键技术，超宽带TEM喇叭天线的研究与设计在国内外备受关注［1］。

超宽带TEM喇叭天线具有低驻波比、大功率容量等优点，它能辐射纳秒级短脉冲

宽频信号，被广泛应用于多种领域，如高功率微波武器、相控阵雷达以及合成孔径

雷达等［2］。

基本的TEM喇叭天线结构很简单，是由两块金属三角平板组成的，如图1所示。

同轴线通过平行板传输线给TEM天线馈电，不考虑馈电结构，天线可以由下面3

个参数描述：顶角α、两块金属板间夹角β和三角板边长s，这3个结构参数决定

了TEM喇叭天线的性能。

图1超宽带TEM喇叭天线

超宽带天线虽然现在已被广泛应用于多种领域，但作为单独应用的天线，其方向图

太宽，增益不高，采用阵列天线的技术可以大大提高天线增益和方向性［3］。

对于超宽带天线及其阵列，我们通常是采用数值方法来研究天线的设计问题。时域