1.基于改进二进制鲸鱼优化算法的微带滤波天线设计方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一:建立微带滤波天线模型,获取天线的参数,设置初始种群数N,每个种群均包括D个待优选的天线尺寸参数;利用高斯分布二进制算法初始化天线尺寸模型;
步骤二:结合上一代最优天线尺寸参数根据公式(1),获得该种群下天线的目标函数,即适应度值,以优化阻抗带宽为例,目标函数设定为频率采样点对应S11(ft)的和值,如下所示:其中K=1或者K=1/T,分别表示取和值或者平均值,T表示最大迭代次数;
对频率采样点对应的S11(ft)做如下处理:* *
由于在求解优化问题前对最佳代理位置X (t)没有任何先验的知识,初始化X (t)为天*线尺寸参数范围的中心值,迭代过程中X (t)为从第一次迭代至当前上一次迭代所有得到的最优天线尺寸参数中根据天线设计需求选取的最佳天线尺寸参数;
结合目标函数和最佳代理位置,最终获得上一代最优天线尺寸参数与最佳代理位置之间的距离D,公式如下:*
D=|X(t)‑CX(t)| (2)其中X(t)为上一代最优天线尺寸参数,C为系数变量;
C=2r1
其中,r1是[0,1]中的随机数;
步骤三:引入sigmoid函数,将上一代最优天线尺寸参数与最佳代理位置之间的距离D映射到[0,1]之间,得到如下公式:构造新的转换函数:
P=1‑A*Pid1 (4)式中A为系数向量:
A=2ar2‑a
其中a在迭代过程中从2线性减小到0,r2是[0,1]中的随机数;
步骤四:根据新的转换函数P的值,首先判断是否满足P≥0.5,若满足则当前最优天线尺寸参数更新公式为;
其中,b为对数螺旋形状常数;l是[‑1,1]上的随机数,X(t+1)是当前最优天线尺寸参数,X(t)是上一代最优天线天线尺寸参数;
若不满足P≥0.5,则继续判断是否满足A<1,若满足则根据以下公式进行迭代,优化当前最优天线尺寸参数;
其中,t为当前迭代次数,X(t+1)是当前天线参数的最优值,X(t)是上一代最优天线参数矢量,rand()为[0,1]之间的随机数;
若不满足A<1,则需要在当前种群范围内,随机确定天线参数的值Xrand(t),通过以下公式进行迭代,优化当前最优天线尺寸参数;
上述ω表示自适应惯性权值,动态非线性的改进最佳代理位置,即改进天线的参数;
其中F(t+1)为当前适应度值,F(t)为上一次迭代中的适应度值;
步骤五:判断步骤四求得的天线最优参数是否满足天线设计需求,或者是否已经达到最大迭代次数,若满足或已达到最大迭代次数,则进入步骤六,否则返回步骤二;
步骤六、将获得的每个种群的最优天线尺寸参数,根据天线设计需求,计算得到每个种群的带宽,选取带宽最优的种群的最优天线尺寸参数。