Статья

Название статьи МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ОБЪЕКТЕ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
Автор И. Я. Львович, А. П. Преображенский, О. Н. Чопоров
Рубрика РАЗДЕЛ II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
Месяц, год 03, 2018
Индекс УДК 621.396
DOI
Аннотация Рассматривается задача, связанная с моделированием рассеяния электромагнитных волн на металлическом объекте, который имеет сложную форму. Метод интегральных уравнений применяется для того, чтобы рассчитать характеристики рассеяния. Было выбрано уравнение Фредгольма второго рода, базирующееся на плотности неизвестного электрического тока. Когда проводилось решение интегрального уравнения при помощи метода моментов, то было дано правильное описание сингулярности ядра. Кусочно-постоянные функции рассматривались как базисные функции. В качестве пробных функций были взяты функции Дирака. Проводилось решение выбранного интегрального уравнения при помощи метода моментов. Исходя из интеграла Кирхгофа, проводится определение рассеянного электромагнитного поля, оно имеет связь с найденными электрическими токами. Закономерности рассеяния электромагнитных волн изучались для области передней полусферы апертуры полой структуры, входящей в состав объекта. Для того, чтобы оптимизировать характеристики рассматриваемых дифракционных структур применялся генетический алгоритм. Приведена демонстрация вариантов решений такого алгоритма. Дана таблица вероятности отбора хромосом. Мы применяли популяцию, в которую входили четыре хромосомы. Процесс выбора хромосом осуществлялся на базе метода колеса рулетки. Даны результаты оптимизации размеров анализируемой дифракционной структуры. Приведены основные этапы методики расчета дифракционных структур, которая связана с комбинацией метода интегральных уравнений и генетического алгоритма.

Скачать в PDF

Ключевые слова Дифракция; рассеяние радиоволн; оптимизация; интегральное уравнение; генетический алгоритм.
Библиографический список 1. Кульнева Е.Ю., Гащенко И.А. О характеристиках, влияющих на моделирование радиотехнических устройств // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 5-2. – С. 50.
2. Костюченко В.В., Анкина Н.А. Моделирование рассеяния импульсов радиоволн на полой структуре // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2017. – № 2 (17).
3. Болучевская О.А., Горбенко О.Н. Свойства методов оценки характеристик рассеяния электромагнитных волн // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2013. – № 3. – С. 4.
4. Радиолокационные характеристики летательных аппаратов / под ред. Л.Т. Тучкова.
– М.: Радио и связь, 1985. – 235 с.
5. Steynberg B.D., Carlson D.L., Wu Stan Lee. Experimental determination of EPO individual reflective parts of the aircraft // Proc. – 1989. – № 5. – P. 35-42.
6. Mitra R., Tatsuo Itoh, Ti-Shu Li. Analytical and numerical studies of the relative convergence phenomenon arising in the solution of an integral equation by the moment method // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 1972. – Vol. MTT-20, No. 2. – P. 96-104.
7. Sekine T., Kobayashi K., and Yokokawa S. Transient Analysis of Lossy Nonuniform Transmission Line Using the Finite Difference Time Domain Method // Electronics and Communications in Japan. – Aug. 2002. – Part 3. – Vol. 85, No. 8. – P. 1018-1026.
8. Lu T.L., Guo L., Cui X., and Hagness X. Gu. Research of Experiments and the FDTD Method of Multi-condcutor Transmission Lines for Transient Analsysis // IEEE EMC Symp. – 2004.
– No. 138. – P. 708-712.
9. Johansson F.S. A new planar grating-reflector antenna // IEEE Trans. Antennas and Propag.
– 1990. – Vol. 38, No. 9. – P. 1491-1495.
10. .Hirono T., Lui W., Seki S., and Yoshikuni Y. A Three-Dimensional FourthOrder Finite-Difference Time-Domain Scheme Using a Symplectic Integrator Propagator // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – Sep. 2001. –Vol. 49, No. 4. – P. 1640-1648.
11. Michalski K.A. and Zheng D. Electromagnetic scattering and radiation by surfaces of arbitrary shape in layered media, Part II: Implementation and results for contiguous half-spaces // IEEE Trans. Antennas Propag. – Mar. 1990. – Vol. 38, No. 3. – P. 345-352.
12. Вычислительные методы в электродинамике / под ред. Р. Митры. – М.: Мир, 1977. – 485 с.
13. Панарин Д.Г. Моделирование рассеяния электромагнитных волн на электродинамических объектах с использованием модифицированного метода моментов // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2016. – № 3 (14). – С. 8.
14. Глотова Т.В., Мельникова Т.В. Модификация метода моментов в задачах рассеяния электромагнитных волн // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2016. – № 2 (13). – С. 11.
15. Скляр А.Г., Данилова А.В. Анализ возможностей использования лучевых методов для оценки характеристик рассеяния металлических тел // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2015. – № 3 (10). – С. 5.
16. Алимбеков А.Р., Авдеенко Е.А., Шевелев В.В. Методы определения рассеивающих свойств объектов // Вестник Воронежского института высоких технологий. – 2013.
– № 1 (20). – С. 22-24.
17. Штагер Е.А., Чаевский Е.Н. Рассеяние волн на телах сложной формы. – М.: Сов. радио, 1974. – 240 с.
18. Хенл Х., Мауэ А., Вестпфаль К. Теория дифракции. – М.: Мир, 1964. – 428 с.
19. Ling H. RCS of waveguide cavities: a hybrid boundary-integral / modal approach // IEEE Trans. Antennas Propagat. – 1990. – Vol. AP-38, No. 9. – P. 1413-1420.
20. Ерасов С.В. Оптимизационные процессы в электродинамических задачах // Вестник Воронежского института высоких технологий. – 2013. – № 10. – С. 20-26.
21. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: пер. с польск. И.Д. Рудинского. – М.: Горячая линия – Телеком, 2013. – 384 с.
22. Bandyopadhyay S., and Muthy C.A. Pattern Classification Using Genetic Algorithms // Pattern Recognition Letters. – Vol. 16. – 1995. – P. 801-808.
23. Marwan A.Ali, Mat Sakim H.A. Rosmiwati Mohd-Mokhtar Structure Optimization of Neural Controller Using Genetic Algorithm Technique // European Journal of Scientific Research.
– 2009. – Vol. 38, No. 2. – P. 248-271.
24. Satyanarayana D., Kamarajan K., and Rajappan M. Genetic Algorithm Optimized Neural Networks Ensemble for Estimation of Mefenamic Acid and Paracetamol in Tablets, Genetic Algorithm Optimized Neural Networks Ensemble // Acta Chim. SlovVolume 52. – 2005.
– P. 440-449.
25. Kuncheva L.I., and Jain L.C. Designing Classifier Fusion Systems by Genetic Algorithms // IEEE Transaction on Evolutionary Computation. – 2000. – Vol. 33. – P. 351-373.

Comments are closed.