В радиосвязи , эволюционировали антенна представляет собой антенна разработаны полностью или в значительной степени с помощью автоматической программы компьютерного дизайна , который использует эволюционный алгоритм , который имитирует дарвиновскую эволюцию . Эта процедура использовалась в последние годы для проектирования нескольких антенн для критически важных приложений, включающих строгие, противоречивые или необычные конструктивные требования, такие как необычные диаграммы направленности , для которых ни один из многих существующих типов антенн не подходит.
Процесс [ править ]
Компьютерная программа начинается с простых форм антенн, затем полуслучайным образом добавляет или изменяет элементы для создания ряда новых возможных форм антенн. Затем они оцениваются, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют требованиям проектирования, и для каждого вычисляется числовая оценка. Затем, на этапе, аналогичном естественному отбору , часть антенн-кандидатов с наихудшими баллами отбрасывается, оставляя меньшую совокупность конструкций с наивысшими баллами. Используя эти антенны, компьютер повторяет процедуру, создавая последовательную популяцию (используя такие операторы, как мутация , кроссовер и отбор), из которых выбираются дизайны с более высокими баллами. После нескольких итераций оценивается совокупность антенн и выбирается дизайн с наивысшей оценкой. Получающаяся в результате антенна часто превосходит лучшие ручные конструкции, потому что она имеет сложную асимметричную форму, которую невозможно было бы найти с помощью традиционных ручных методов проектирования.
Первые усовершенствованные конструкции антенн появились в середине 1990-х годов благодаря работам Михильссена, Альтшулера, Линдена, Хаупта и Рахмата-Сами. Большинство практиков используют технику генетического алгоритма или некоторые его варианты для разработки конструкции антенн.
Примером усовершенствованной антенны является антенна X-диапазона, разработанная для миссии НАСА в 2006 году под названием Space Technology 5 (ST5). [1] Целью миссии было продемонстрировать инновационные технологии, которые могут быть использованы в будущих космических полетах. У каждого спутника было две антенны связи для связи с наземными станциями - усовершенствованная антенна с необычной структурой и более стандартная четырехзаходная спиральная антенна. Первый был разработан для удовлетворения сложных требований миссии, в частности, сочетания широкой ширины луча для волны с круговой поляризацией и широкого импеданса.полоса пропускания для покрытия частот восходящего и нисходящего каналов в X-диапазоне. Обе антенны были изготовлены Лабораторией физических наук Университета штата Нью-Мексико . Их внешний вид был по существу идентичен тем , что пена обтекатель покрыт излучающие элементы. Миссия ST5 была успешно запущена 22 марта 2006 года и проработала в течение всего периода миссии до вывода из эксплуатации НАСА. Таким образом, эта усовершенствованная антенна представляет собой первый в мире искусственно созданный объект для полета в космос. Другие усовершенствованные антенны впоследствии использовались на космических кораблях Lunar Atmosphere и Dust Environment Explorer . [2]
Ссылки [ править ]
- ^ Хорнби, Грегори С .; Аль Глобус; Дерек С. Линден; Джейсон Д. Лон (сентябрь 2006 г.). «Автоматизированное проектирование антенн с эволюционными алгоритмами» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 19 февраля 2012 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ↑ Курода, Ванесса; Марк Аллард; Брайан Льюис; Майкл Линдси (август 2014 г.). "Comm for Small Sats: The Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) Communications Subsystem" . Проверено 27 октября 2020 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь )
Внешние ссылки [ править ]
- [1] в Исследовательском центре Эймса НАСА
- Статья, представленная Лоном, Хорнби и Линденом на семинаре по практике теории генетического программирования в 2004 году .
