Modelado de sustitución confiable de las características de entrada de la antena mediante confinamiento de dominio y componentes principales
Autores: Pietrenko-Dabrowska, Anna; Koziel, Slawomir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado de sustitución confiable de las características de entrada de la antena mediante confinamiento de dominio y componentes principales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Confiable
Estructuras de antena
Análisis electromagnético
Modelado sustituto
Optimización paramétrica
Análisis de componentes principales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Un diseño fiable de estructuras de antena contemporáneas necesariamente implica un análisis electromagnético (EM) de onda completa que es la única herramienta capaz de tener en cuenta, por ejemplo, el acoplamiento de elementos o los efectos de los conectores. Dado que las simulaciones EM tienden a ser intensivas en CPU, la modelización de sustitución permite aliviar la sobrecarga computacional de las tareas de diseño que requieren numerosos análisis, por ejemplo, la optimización paramétrica o la cuantificación de la incertidumbre. Sin embargo, los modelos de sustitución convencionales basados en datos no son adecuados para manejar características de antena altamente no lineales en espacios de parámetros multidimensionales. Este documento propone un enfoque de modelado novedoso que emplea un concepto de confinamiento de dominio recientemente introducido, así como un análisis de componentes principales. En nuestro enfoque, el proceso de modelado se restringe a la región que contiene diseños de alta calidad con respecto a las cifras de rendimiento de las antenas en diseño, identificados utilizando un conjunto de diseños de referencia preoptimizados. El dominio del modelo está abarcado por los componentes principales seleccionados del conjunto de diseños de referencia, lo que reduce tanto su volumen como su dimensionalidad. Como resultado, se puede construir un modelo de sustitución fiable sobre amplios rangos de condiciones de funcionamiento y parámetros de antena, utilizando conjuntos de datos de entrenamiento pequeños. Nuestra técnica se demuestra usando dos ejemplos de antenas y se compara favorablemente con enfoques de modelado convencionales y restringidos. También se discuten estudios de casos de aplicación (optimización de antenas).
Descripción
Un diseño fiable de estructuras de antena contemporáneas necesariamente implica un análisis electromagnético (EM) de onda completa que es la única herramienta capaz de tener en cuenta, por ejemplo, el acoplamiento de elementos o los efectos de los conectores. Dado que las simulaciones EM tienden a ser intensivas en CPU, la modelización de sustitución permite aliviar la sobrecarga computacional de las tareas de diseño que requieren numerosos análisis, por ejemplo, la optimización paramétrica o la cuantificación de la incertidumbre. Sin embargo, los modelos de sustitución convencionales basados en datos no son adecuados para manejar características de antena altamente no lineales en espacios de parámetros multidimensionales. Este documento propone un enfoque de modelado novedoso que emplea un concepto de confinamiento de dominio recientemente introducido, así como un análisis de componentes principales. En nuestro enfoque, el proceso de modelado se restringe a la región que contiene diseños de alta calidad con respecto a las cifras de rendimiento de las antenas en diseño, identificados utilizando un conjunto de diseños de referencia preoptimizados. El dominio del modelo está abarcado por los componentes principales seleccionados del conjunto de diseños de referencia, lo que reduce tanto su volumen como su dimensionalidad. Como resultado, se puede construir un modelo de sustitución fiable sobre amplios rangos de condiciones de funcionamiento y parámetros de antena, utilizando conjuntos de datos de entrenamiento pequeños. Nuestra técnica se demuestra usando dos ejemplos de antenas y se compara favorablemente con enfoques de modelado convencionales y restringidos. También se discuten estudios de casos de aplicación (optimización de antenas).