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基于KNN和ANN算法的微带天线尺寸优化方法
1
作者
窦江玲
李聃
+2 位作者
宋健
王青旺
沈韬
《太赫兹科学与电子信息学报》
2025年第1期61-65,共5页
为解决传统天线优化复杂度较高的问题,提出一种基于K-最近邻(KNN)算法和人工神经网络(ANN)算法的微带天线尺寸优化方法。该方法通过分析天线表面电流分布,将高敏感度参数设置为变量,低敏感度参数设置为常量,利用KNN和ANN对天线的尺寸参...
为解决传统天线优化复杂度较高的问题,提出一种基于K-最近邻(KNN)算法和人工神经网络(ANN)算法的微带天线尺寸优化方法。该方法通过分析天线表面电流分布,将高敏感度参数设置为变量,低敏感度参数设置为常量,利用KNN和ANN对天线的尺寸参数进行优化,最终实现宽带性能的提升。为验证优化算法的有效性,加工了两款天线进行测试。结果表明,与传统天线设计方法相比,KNN和ANN算法使天线的阻抗带宽分别提高了20.8%和18.4%。其中,ANN算法在训练阶段耗时较长,但其阻抗匹配特性在多个频段上表现出显著改进。
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关键词
K-最近邻(KNN)
人工神经网络(ANN)
机器学习
尺寸优化
微带天线
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职称材料
不同山地坡度条件下的太赫兹信号特性研究
2
作者
张苗
刘佳丽
+2 位作者
宋健
顾业博
王青旺
《太赫兹科学与电子信息学报》
2025年第1期49-55,共7页
山地环境通常具有多样化地形,针对山地无线通信中由于地形遮挡导致信号传播路径复杂的问题,提出了基于不同山地坡度下的太赫兹无线通信建模方法。通过数字高程模型(DEM)获取地形数据,结合射线追踪法,引入坡度因子对山地太赫兹信号传播...
山地环境通常具有多样化地形,针对山地无线通信中由于地形遮挡导致信号传播路径复杂的问题,提出了基于不同山地坡度下的太赫兹无线通信建模方法。通过数字高程模型(DEM)获取地形数据,结合射线追踪法,引入坡度因子对山地太赫兹信号传播特性进行分析;对接收器的接收功率进行仿真实验,建立地形坡度和接收功率的量化关系。仿真结果表明,不同坡度区域在信号覆盖和时延特性方面存在显著差异:山地中较平坦的区域通常具有更稳定的信号覆盖,功率值分布较集中(-172.5~-117.5 dBm);而在陡峭坡度区域,信号覆盖表现不佳,功率分布较分散,但时延扩展分布较集中(0~3 ns)。
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关键词
山地坡度
太赫兹信道建模
数字高程模型
射线追踪
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职称材料
110 GHz频段山地无人机视距通信概率及传播损耗研究
被引量:
2
3
作者
丁鹏辉
王青旺
+4 位作者
杨璐
顾业博
刘家州
李宏伟
宋健
《电子技术应用》
2024年第7期39-45,共7页
利用射线追踪法建立了基于视距概率的无人机毫米波信道模型,并针对路径损耗进行了双斜率模型分析,阐述了视距概率的建模过程并进行了模型参数分析。由于地形遮挡等环境的影响,损耗较大的反射和绕射路径致使信号的接收强度在突变点前后...
利用射线追踪法建立了基于视距概率的无人机毫米波信道模型,并针对路径损耗进行了双斜率模型分析,阐述了视距概率的建模过程并进行了模型参数分析。由于地形遮挡等环境的影响,损耗较大的反射和绕射路径致使信号的接收强度在突变点前后波动较大,导致单斜率拟合模型不再适用。因此利用线性回归分别在两种地形下对仿真数据进行了单斜率和双斜率接收功率模型的拟合。结果表明双斜率接收功率模型比单斜率模型的拟合效果更好,两种模型在地形更平坦区域拟合的精确度更高。
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关键词
无人机
毫米波通信
视距概率
传播损耗
双斜率模型
射线追踪
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职称材料
基于V型变异二进制粒子群算法的天线拓扑优化
4
作者
窦江玲
魏帅兵
+2 位作者
宋健
王青旺
沈韬
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期288-291,共4页
提出了一种基于V型变异二进制粒子群算法(VMBPSO)的天线拓扑优化方法,旨在突破天线尺寸优化时初始模型结构对性能拓展的限制,提高设计自由度。首先,引入了一种新的V型转换函数,避免了原始BPSO算法中由于速度值过大而导致的早熟问题。此...
提出了一种基于V型变异二进制粒子群算法(VMBPSO)的天线拓扑优化方法,旨在突破天线尺寸优化时初始模型结构对性能拓展的限制,提高设计自由度。首先,引入了一种新的V型转换函数,避免了原始BPSO算法中由于速度值过大而导致的早熟问题。此外,引入了一种变异算子M,通过对粒子进行自适应变异,保证种群多样性的同时提高了算法的局部搜索能力。为了验证该优化方法的有效性,利用其优化微带贴片天线。实验结果表明,该方法可以根据目标函数灵活设计天线,以中心频点在2.45GHz、3.5GHz、5.8GHz的三频段天线设计任务为例,算法仅需649次全波电磁仿真即可收敛至目标解。
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关键词
二进制粒子群算法(BPSO)
贴片天线
种群多样性
变异
拓扑优化
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职称材料
基于Mamba的MIMO信号检测器设计
5
作者
李睿
宋健
+1 位作者
王青旺
顾业博
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期292-295,共4页
多输入多输出与正交频分复用(MIMO-OFDM)技术是5G及新一代移动通信系统的核心技术。传统上,MIMO-OFDM接收机通过一系列模块级联来实现,这些模块中的算法通常基于理想无线信道分布的假设进行设计。然而,在实际通信中真实信道环境更为复杂...
多输入多输出与正交频分复用(MIMO-OFDM)技术是5G及新一代移动通信系统的核心技术。传统上,MIMO-OFDM接收机通过一系列模块级联来实现,这些模块中的算法通常基于理想无线信道分布的假设进行设计。然而,在实际通信中真实信道环境更为复杂,通常为多种因素共同影响系统性能。深度学习技术由于其在处理复杂和大规模数据中捕捉关键特征的能力,展现出在此领域的应用潜力。目前已有使用Transformer架构来提取MIMO信号相关性并进行信号检测,但Transformer的二次计算复杂度会导致模型复杂度高、泛化能力弱等问题。本文中提出了一种基于Mamba的状态空间模型架构来解决上述问题。实验表明所提出的架构比Transformer模型在性能上有一定的提升,在每个信噪比上的准确率提高4%,训练时间减少1/3。
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关键词
深度学习
MIMO
信号检测
Mamba
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职称材料
基于AMC的高增益高平坦度偶极子天线
6
作者
陈昱洁
刘佳丽
+3 位作者
窦江玲
沈韬
宋健
王青旺
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期32-35,共4页
本文提出了一种加载人工磁导体(AMC)反射板的高增益偶极子天线。天线由一对交叉偶极子和AMC反射器组成。首先利用AMC的同相反射特性在保持低剖面的同时获得了较高的增益,同时在AMC反射板的介质基板和金属反射地板之间增加空气层等效增...
本文提出了一种加载人工磁导体(AMC)反射板的高增益偶极子天线。天线由一对交叉偶极子和AMC反射器组成。首先利用AMC的同相反射特性在保持低剖面的同时获得了较高的增益,同时在AMC反射板的介质基板和金属反射地板之间增加空气层等效增加介质板厚度,展宽AMC单元的同相反射带宽。然后为了改善天线的阻抗匹配和增益的平坦度,在偶极子的辐射臂上进行凹槽处理。此外为了避免馈线相互交叉造成匹配调节不便的问题,馈电采用了交叉耦合结构。测试结果表明,天线的阻抗带宽为4.59~5.24GHz(13.22%),天线增益具有高平坦度且峰值增益为9.9dBi。
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关键词
AMC
高增益
高平坦度
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职称材料
题名
基于KNN和ANN算法的微带天线尺寸优化方法
1
作者
窦江玲
李聃
宋健
王青旺
沈韬
机构
昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室
昆明理工大学信息工程与自动化学院
昆明理工大学研究生院
出处
《太赫兹科学与电子信息学报》
2025年第1期61-65,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(61971208)
云南省万人计划青年拔尖人才资助项目(201873)
+1 种基金
云南省基础研究计划资助项目(202401AT070351,202301AV070003)
云南省计算机技术应用重点实验室开放基金资助项目(2022202)。
文摘
为解决传统天线优化复杂度较高的问题,提出一种基于K-最近邻(KNN)算法和人工神经网络(ANN)算法的微带天线尺寸优化方法。该方法通过分析天线表面电流分布,将高敏感度参数设置为变量,低敏感度参数设置为常量,利用KNN和ANN对天线的尺寸参数进行优化,最终实现宽带性能的提升。为验证优化算法的有效性,加工了两款天线进行测试。结果表明,与传统天线设计方法相比,KNN和ANN算法使天线的阻抗带宽分别提高了20.8%和18.4%。其中,ANN算法在训练阶段耗时较长,但其阻抗匹配特性在多个频段上表现出显著改进。
关键词
K-最近邻(KNN)
人工神经网络(ANN)
机器学习
尺寸优化
微带天线
Keywords
K-Nearest Neighbors(KNN)
Artificial Neural Network(ANN)
machine learning
optimization design
microstrip antenna
分类号
TN82 [电子电信—信息与通信工程]
在线阅读
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职称材料
题名
不同山地坡度条件下的太赫兹信号特性研究
2
作者
张苗
刘佳丽
宋健
顾业博
王青旺
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
北京机械设备研究所
出处
《太赫兹科学与电子信息学报》
2025年第1期49-55,共7页
文摘
山地环境通常具有多样化地形,针对山地无线通信中由于地形遮挡导致信号传播路径复杂的问题,提出了基于不同山地坡度下的太赫兹无线通信建模方法。通过数字高程模型(DEM)获取地形数据,结合射线追踪法,引入坡度因子对山地太赫兹信号传播特性进行分析;对接收器的接收功率进行仿真实验,建立地形坡度和接收功率的量化关系。仿真结果表明,不同坡度区域在信号覆盖和时延特性方面存在显著差异:山地中较平坦的区域通常具有更稳定的信号覆盖,功率值分布较集中(-172.5~-117.5 dBm);而在陡峭坡度区域,信号覆盖表现不佳,功率分布较分散,但时延扩展分布较集中(0~3 ns)。
关键词
山地坡度
太赫兹信道建模
数字高程模型
射线追踪
Keywords
mountain slope
terahertz channel modeling
Digital Elevation Model(DEM)
ray tracing
分类号
TN98 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
110 GHz频段山地无人机视距通信概率及传播损耗研究
被引量:
2
3
作者
丁鹏辉
王青旺
杨璐
顾业博
刘家州
李宏伟
宋健
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
国家国防科工局新闻宣传中心
中国电子科学研究院
出处
《电子技术应用》
2024年第7期39-45,共7页
基金
国家自然科学基金(62201237)
云南省“兴滇英才支持计划”青年人才(KKRD202256017)
云南省基础研究计划青年项目(202101AU070050)。
文摘
利用射线追踪法建立了基于视距概率的无人机毫米波信道模型,并针对路径损耗进行了双斜率模型分析,阐述了视距概率的建模过程并进行了模型参数分析。由于地形遮挡等环境的影响,损耗较大的反射和绕射路径致使信号的接收强度在突变点前后波动较大,导致单斜率拟合模型不再适用。因此利用线性回归分别在两种地形下对仿真数据进行了单斜率和双斜率接收功率模型的拟合。结果表明双斜率接收功率模型比单斜率模型的拟合效果更好,两种模型在地形更平坦区域拟合的精确度更高。
关键词
无人机
毫米波通信
视距概率
传播损耗
双斜率模型
射线追踪
Keywords
UAV
millimeter wave communication
probability of line of sight
propagation loss
double slope model
ray tracing
分类号
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于V型变异二进制粒子群算法的天线拓扑优化
4
作者
窦江玲
魏帅兵
宋健
王青旺
沈韬
机构
昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室
昆明理工大学信息工程与自动化学院
昆明理工大学研究生院
出处
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期288-291,共4页
基金
国家自然科学基金(NO.61971208)
云南省基础研究计划项目(NO.202401AT070351,202301AV070003)
云南省计算机技术应用重点实验室开放基金(NO.2022202)
文摘
提出了一种基于V型变异二进制粒子群算法(VMBPSO)的天线拓扑优化方法,旨在突破天线尺寸优化时初始模型结构对性能拓展的限制,提高设计自由度。首先,引入了一种新的V型转换函数,避免了原始BPSO算法中由于速度值过大而导致的早熟问题。此外,引入了一种变异算子M,通过对粒子进行自适应变异,保证种群多样性的同时提高了算法的局部搜索能力。为了验证该优化方法的有效性,利用其优化微带贴片天线。实验结果表明,该方法可以根据目标函数灵活设计天线,以中心频点在2.45GHz、3.5GHz、5.8GHz的三频段天线设计任务为例,算法仅需649次全波电磁仿真即可收敛至目标解。
关键词
二进制粒子群算法(BPSO)
贴片天线
种群多样性
变异
拓扑优化
Keywords
binary particle swarm optimization(BPSO)
patch antenna
population diversity
mutation
topology optimization
分类号
TN820 [电子电信—信息与通信工程]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
基于Mamba的MIMO信号检测器设计
5
作者
李睿
宋健
王青旺
顾业博
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
出处
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期292-295,共4页
文摘
多输入多输出与正交频分复用(MIMO-OFDM)技术是5G及新一代移动通信系统的核心技术。传统上,MIMO-OFDM接收机通过一系列模块级联来实现,这些模块中的算法通常基于理想无线信道分布的假设进行设计。然而,在实际通信中真实信道环境更为复杂,通常为多种因素共同影响系统性能。深度学习技术由于其在处理复杂和大规模数据中捕捉关键特征的能力,展现出在此领域的应用潜力。目前已有使用Transformer架构来提取MIMO信号相关性并进行信号检测,但Transformer的二次计算复杂度会导致模型复杂度高、泛化能力弱等问题。本文中提出了一种基于Mamba的状态空间模型架构来解决上述问题。实验表明所提出的架构比Transformer模型在性能上有一定的提升,在每个信噪比上的准确率提高4%,训练时间减少1/3。
关键词
深度学习
MIMO
信号检测
Mamba
Keywords
deep learning
MIMO
signal detection
Mamba
分类号
TN911.23 [电子电信—通信与信息系统]
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于AMC的高增益高平坦度偶极子天线
6
作者
陈昱洁
刘佳丽
窦江玲
沈韬
宋健
王青旺
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
北京机械设备研究所
昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室
昆明理工大学研究生院
出处
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期32-35,共4页
基金
国家自然科学基金(NO.61971208)
云南省基础研究计划项目(202401AT070351,202301AV070003)
云南省计算机技术应用重点实验室开放基金(2022202)
文摘
本文提出了一种加载人工磁导体(AMC)反射板的高增益偶极子天线。天线由一对交叉偶极子和AMC反射器组成。首先利用AMC的同相反射特性在保持低剖面的同时获得了较高的增益,同时在AMC反射板的介质基板和金属反射地板之间增加空气层等效增加介质板厚度,展宽AMC单元的同相反射带宽。然后为了改善天线的阻抗匹配和增益的平坦度,在偶极子的辐射臂上进行凹槽处理。此外为了避免馈线相互交叉造成匹配调节不便的问题,馈电采用了交叉耦合结构。测试结果表明,天线的阻抗带宽为4.59~5.24GHz(13.22%),天线增益具有高平坦度且峰值增益为9.9dBi。
关键词
AMC
高增益
高平坦度
Keywords
AMC
high gain
high flatness
分类号
TN820 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于KNN和ANN算法的微带天线尺寸优化方法
窦江玲
李聃
宋健
王青旺
沈韬
《太赫兹科学与电子信息学报》
2025
0
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职称材料
2
不同山地坡度条件下的太赫兹信号特性研究
张苗
刘佳丽
宋健
顾业博
王青旺
《太赫兹科学与电子信息学报》
2025
0
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职称材料
3
110 GHz频段山地无人机视距通信概率及传播损耗研究
丁鹏辉
王青旺
杨璐
顾业博
刘家州
李宏伟
宋健
《电子技术应用》
2024
2
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职称材料
4
基于V型变异二进制粒子群算法的天线拓扑优化
窦江玲
魏帅兵
宋健
王青旺
沈韬
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
5
基于Mamba的MIMO信号检测器设计
李睿
宋健
王青旺
顾业博
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
6
基于AMC的高增益高平坦度偶极子天线
陈昱洁
刘佳丽
窦江玲
沈韬
宋健
王青旺
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024
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职称材料
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