申请/专利权人：江苏科技大学

申请日：2019-10-17

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110750898B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2020.02.28#实质审查的生效;2020.02.04#公开

摘要：本发明公开了一种SIW背腔缝隙天线谐振频率设计方法。本发明采用一种将经验公式作为先验知识的高斯过程模型和仿真软件结合的方法，将SIW背腔缝隙天线矩形谐振腔的等效长度、宽度、介电常数、介质基板厚度、TE波沿y轴方向和z轴方向分布的半波个数这六个相关参数作为训练输入样本，仿真软件HFSS和天线谐振频率经验公式算出的回波损耗差值作为训练输出样本，建立高斯过程模型，训练好的高斯过程可以用来预测缝隙天线的谐振频率。和电磁仿真软件建模方法相比，本发明具有减少调用仿真软件计算时间的优点，同时也能提高SIW背腔缝隙天线谐振频率的预测精度。

主权项：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：μx＝E[Yx]其中，E[x]表示为输入x的数学期望即均值，Yx表示为关于x的函数分布；协方差函数定义为：Cx,x'＝E[Yx-μxYx'-μx']其中x,x'∈Rd为任意d维矢量,μx和Cx,x'分别表示均值函数和协方差函数，Yx'为测试样本x'的函数分布；故高斯过程可定义为：fx～GPμx,Cx,x'其中，fx表示为关于均值函数μx和协方差函数Cx,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WsLs，谐振频率经验公式为：当宽长比WLR取值范围为0.2WLR≤0.6时， 当宽长比WLR取值范围为0.6WLR≤0.71时， 式中c为光速，μr为相对磁导率，εr为相对介电常数，fc为谐振频率，h为介质基板厚度，a和b分别为矩形谐振腔的等效长度和等效宽度，δ1和δ2分别为TE波沿y轴方向和z轴方向分布的半波个数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江苏科技大学 一种SIW背腔缝隙天线谐振频率设计方法

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