Ako používať modernú teóriu a technológiu antény na zlepšenie návrhu antény CB?

V oblasti bezdrôtovej komunikácie je anténa kľúčovým komponentom prenosu a príjmu bezdrôtového signálu a jej výkon priamo ovplyvňuje celkovú účinnosť a kvalitu komunikačného systému. Ako spoločný typ antény v amatérskej rádiovej komunikácii sa výskumníci a technici vždy zameriavali na optimalizáciu dizajnu CB (Citizen Band) anténa. Tento článok preskúma, ako používať modernú teóriu a technológiu antény na zlepšenie návrhu CB anténa na zvýšenie účinku výkonu a aplikačného účinku.
Prehľad modernej teórie a technológie antény
Základné zásady antény
Základným princípom antény je, že vysokofrekvenčný prúd vytvára okolo neho meniace sa elektrické a magnetické polia a šírenie bezdrôtových signálov sa realizuje nepretržitým excitáciou. Podľa Maxwellovej teórie elektromagnetického poľa generuje meniace sa elektrické pole magnetické pole a meniace sa magnetické pole generuje elektrické pole. Tento proces je cyklický, a tak si uvedomuje prenos signálov na veľké vzdialenosti.
Moderná technológia dizajnu antény
Technológia modernej antény zahŕňa algoritmy optimalizácie viacerých objektívnych optimalizácií, technológiu inteligentnej optimalizácie antény založená na umelej inteligencii a nové procesy pre zloženú návrh a výrobu antény. Tieto technológie poskytujú výkonné nástroje a metódy na optimalizáciu dizajnu antény.
Vylepšite dizajn antény CB pomocou modernej teórie a technológie antény
1. Aplikácia algoritmov optimalizácie viacerých objektov
V multi-objektívnych optimalizačných algoritmoch, ako je NSGA-II (genetický algoritmus triedenia, ktoré nie je dominantné, sa pri návrhu antény široko používajú algoritmus optimalizácie optimalizácie častíc, algoritmus optimalizácie umelých včiel kolónií a algoritmus mravcových kolónií. Zavedením konceptov, ako je dominantné triedenie a vzdialenosť vylučovania, tieto algoritmy môžu súčasne optimalizovať viac objektívnych funkcií, ako je zisk, šírka pásma a pomer stojacich vĺn.
Pri dizajne antény CB sa tieto algoritmy môžu použiť na optimalizáciu zdroja krmiva na dosiahnutie vyššieho zisku, širšej šírky pásma a nižšieho pomeru stojacich vĺn. Kombinácia algoritmov optimalizácie viacerých cieľov s elektromagnetickým simulačným softvérom môže automatizovať návrh zdroja krmiva a zlepšiť účinnosť návrhu.
2. Inteligentná technológia optimalizácie antény založená na umelej inteligencii
Technológia umelej inteligencie sa čoraz viac používa pri optimalizácii antény, najmä modely, ako sú hlboké učenie, posilnenie a teória hier. Zhromažďovaním veľkého množstva údajov antény a použitím modelov hlbokého učenia, ako sú konvolučné neurónové siete (CNN) a opakujúce sa neurónové siete (RNN) na školenie, je možné konštruovať model optimalizácie antény na optimalizáciu parametrov podľa konkrétnych scenárov aplikácií.
Pri návrhu antény CB sa môžu modely hlbokého vzdelávania použiť na učenie sa údajov, ako sú parametre antény a environmentálne informácie, a na vytvorenie modelu optimalizácie antény na optimalizáciu zisku antény, smerovatiny, šírky pásma a ďalších ukazovateľov. Zároveň sa môžu naučiť a optimalizovať v dynamicky meniacom prostredí, aby sa anténa mohla prispôsobiť rôznym komunikačným prostredím, môžu sa použiť algoritmy posilnenia učenia, ako sú napríklad Gradient deterministickej politiky (DDPG), aby sa anténa prispôsobila rôznym komunikačným prostredím.
3. Nové procesy na navrhovanie a výrobu kompozitných antén
Kompozitné antény majú výhody ľahkej hmotnosti, vysokej pevnosti a odolnosti proti korózii a majú rozsiahle vyhliadky na návrhy antény. Elektromagnetické vlastnosti kompozitných materiálov sú však nestabilné a proces spracovania a formovania je zložitý, čo obmedzuje ich širokú aplikáciu.
Na návrh CB antény sa na zlepšenie presnosti a konzistentnosti anténnej štruktúry môžu použiť nové technológie, ako je proces laminácie formovania, proces zosilnený živicou alebo proces 3D tlače. Tieto nové procesy môžu účinne kontrolovať elektromagnetické vlastnosti kompozitných materiálov, znižovať výrobné náklady a zlepšiť celkový výkon antény.
4. Simulácia a experimentálne overenie
V procese navrhovania antény sú simulácia a experimentálne overenie nevyhnutnými odkazmi. Prostredníctvom elektromagnetického simulačného softvéru, ako je HFSS, CST atď., Môže byť výkon antény predbežne vyhodnotený a optimalizovaný. Často však existuje určitá odchýlka medzi výsledkami simulácie a skutočnými výsledkami testu, takže na ďalšie prispôsobenie a optimalizáciu návrhu antény je potrebné experimentálne overenie.
Pri návrhu CB antény je možné kombinovať metódy simulácie a experimentálneho overovania, aby sa komplexne vyhodnotil výkon antény. Neustále optimalizáciou konštrukčných parametrov a výrobných procesov je možné optimalizovať výkon antény.