Kako koristiti modernu teoriju i tehnologiju antena za poboljšanje dizajna CB antene?

U polju bežične komunikacije, antena je ključna komponenta za prijenos i prijem bežičnog signala, a njegove performanse izravno utječu na ukupnu učinkovitost i kvalitetu komunikacijskog sustava. Kao uobičajena vrsta antene u amaterskoj radio komunikaciji, dizajnerska optimizacija antene CB (Citizen Band) uvijek je bila fokus istraživača i tehničara. Ovaj će članak istražiti kako koristiti modernu teoriju i tehnologiju antena za poboljšanje dizajna CB antena kako bi se poboljšao njegovi učinak i efekt primjene.
Pregled teorije moderne antene i tehnologije
Osnovni principi antene
Osnovni princip antene je da visokofrekventna struja stvara promjenu električnih i magnetskih polja oko nje, a širenje bežičnih signala ostvaruje se kontinuiranim pobudom. Prema Maxwell -ovoj teoriji elektromagnetskog polja, mijenjanje električnog polja stvara magnetsko polje, a promjenjivo magnetsko polje stvara električno polje. Ovaj je postupak cikličan, shvaćajući tako da se signal signala na daljinu.
Moderna tehnologija dizajna antena
Moderna tehnologija dizajna antena uključuje više objektivne algoritme za optimizaciju, tehnologiju inteligentne antene za optimizaciju antene utemeljene na umjetnoj inteligenciji i nove procese za dizajn i proizvodnju kompozitnih antena. Ove tehnologije pružaju moćne alate i metode za optimizaciju dizajna antena.
Poboljšajte dizajn CB antene pomoću moderne teorije i tehnologije antene
1. Primjena algoritama za optimizaciju više objektiva
Algoritmi za optimizaciju s više objektiva kao što su NSGA-II (ne-dominirani genetski algoritam sortiranja), algoritam za optimizaciju roja čestica, algoritam za optimizaciju umjetnih pčelinjih kolonija i algoritam kolonije ANT kolonija široko se koriste u dizajnu antene. Uvođenjem koncepata poput udaljenosti sortiranja i gužve, ovi algoritmi mogu istovremeno optimizirati više objektivnih funkcija poput pojačanja, širine pojasa i omjera stalnog vala.
U dizajnu CB antene ovi se algoritmi mogu koristiti za optimizaciju izvora hrane za postizanje većeg pojačanja, šire širine pojasa i nižeg omjera stojećeg vala. Kombinacija algoritama za optimizaciju s više objektiva s softverom za elektromagnetsku simulaciju može automatizirati dizajn izvora feeda i poboljšati učinkovitost dizajna.
2. Inteligentna tehnologija optimizacije antene koja se temelji na umjetnoj inteligenciji
Tehnologija umjetne inteligencije sve se više koristi u optimizaciji antena, posebno modelima poput dubokog učenja, učenja pojačanja i teorije igara. Prikupljanjem velike količine podataka antena i korištenjem modela dubokog učenja kao što su konvolucijske neuronske mreže (CNN) i ponavljajućih neuronskih mreža (RNN) za obuku, model optimizacije antene može se konstruirati kako bi se optimiziralo parametre prema specifičnim scenarijima aplikacije.
U dizajnu CB antene, modeli dubokog učenja mogu se koristiti za učenje podataka kao što su parametri antena i informacije o okolišu, te za izgradnju modela optimizacije antene za optimizaciju dobitka, usmjerenosti, propusnosti i drugih pokazatelja antene. Istodobno, algoritmi za učenje pojačanja kao što su q učenje, SARSA i duboki deterministički gradijent politike (DDPG) mogu se koristiti za učenje i optimizaciju u dinamički mijenjačkom okruženju, tako da se antena može prilagoditi različitim komunikacijskim okruženjima.
3. Novi procesi za dizajn i proizvodnju kompozitnih antena
Kompozitne antene imaju prednosti lagane težine, visoke čvrstoće i otpornosti na koroziju i imaju široke izglede za primjenu u dizajnu antene. Međutim, elektromagnetska svojstva kompozitnih materijala su nestabilna, a postupak obrade i oblikovanja je složen, što ograničava njihovu široku primjenu.
Za dizajn CB antene, nove tehnologije poput postupka oblikovanja laminiranja, proces ojačane smole od vlakana ili postupak 3D ispisa mogu se koristiti za poboljšanje točnosti i konzistencije strukture antene. Ovi novi procesi mogu učinkovito kontrolirati elektromagnetska svojstva kompozitnih materijala, smanjiti troškove proizvodnje i poboljšati ukupne performanse antene.
4. Simulacija i eksperimentalna provjera
U procesu dizajniranja antene, simulacija i eksperimentalna provjera su neophodne veze. Kroz softver za elektromagnetsku simulaciju kao što su HFSS, CST itd., Učinkovitost antene može se preliminarno procijeniti i optimizirati. Međutim, često postoji određeno odstupanje između rezultata simulacije i stvarnih rezultata ispitivanja, pa je potrebna eksperimentalna provjera za daljnje prilagođavanje i optimizaciju dizajna antene.
Kod dizajna CB antene, simulacijske i eksperimentalne metode provjere mogu se kombinirati kako bi se sveobuhvatno procijenili performanse antene. Kontinuiranim optimiziranjem dizajnerskih parametara i proizvodnih procesa, performanse antene mogu se optimizirati.