Suprimiendo lóbulos laterales en antenas basadas en metasuperficies utilizando una variante del método de entropía cruzada y simulaciones electromagnéticas de onda completa
Autores: Singh, Khushboo; Esselle, Karu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Suprimiendo lóbulos laterales en antenas basadas en metasuperficies utilizando una variante del método de entropía cruzada y simulaciones electromagnéticas de onda completa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Metasuperficie
Antenas de direccionamiento de haz
Niveles de lóbulo lateral
Algoritmo de optimización
Método de entropía cruzada
Optimización electromagnética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La gestión de los niveles de lóbulo lateral (SLLs) en antenas de dirección de haz impulsadas por metasuperficies plantea un desafío significativo debido a factores intrínsecos que conducen a lóbulos de rejilla. Nuestro método propuesto emplea un modelo equivalente para optimizar eficientemente grandes metasuperficies periódicas. Este modelo predice el rendimiento completo de la metasuperficie, teniendo en cuenta el acoplamiento mutuo entre parches. Introducimos un algoritmo de optimización evolutiva basado en el método de entropía cruzada (CE) para mejorar las antenas de dirección de haz basadas en PGM y suprimir los lóbulos laterales. Se emplean dos estrategias: la primera es optimizar las dimensiones de los parches para un patrón libre de lóbulos laterales, y la segunda es mantener las dimensiones de PGM mientras se optimizan las amplitudes del conjunto de alimentación. Ambas estrategias suprimen eficazmente los lóbulos laterales, ofreciendo información sobre la aplicabilidad y efectividad del método CE para desafíos de optimización electromagnética intensivos en CPU. La variante propuesta del método CE conserva su simplicidad al tiempo que mejora las capacidades de monitoreo, abordando esta limitación. Generaciones más pequeñas ofrecen mejores mejoras por evaluación. La singularidad de la estrategia de optimización propuesta radica en su utilización de un modelo de metasuperficie 1D equivalente para la optimización que no solo considera el acoplamiento mutuo entre celdas unitarias idénticas a lo largo de la dirección y dentro de una metasuperficie completa, sino que también tiene en cuenta las celdas distintas a lo largo de la dirección x. Además, el modelo de metasuperficie 1D incorpora la influencia de los efectos de borde a lo largo de la dirección x.
Descripción
La gestión de los niveles de lóbulo lateral (SLLs) en antenas de dirección de haz impulsadas por metasuperficies plantea un desafío significativo debido a factores intrínsecos que conducen a lóbulos de rejilla. Nuestro método propuesto emplea un modelo equivalente para optimizar eficientemente grandes metasuperficies periódicas. Este modelo predice el rendimiento completo de la metasuperficie, teniendo en cuenta el acoplamiento mutuo entre parches. Introducimos un algoritmo de optimización evolutiva basado en el método de entropía cruzada (CE) para mejorar las antenas de dirección de haz basadas en PGM y suprimir los lóbulos laterales. Se emplean dos estrategias: la primera es optimizar las dimensiones de los parches para un patrón libre de lóbulos laterales, y la segunda es mantener las dimensiones de PGM mientras se optimizan las amplitudes del conjunto de alimentación. Ambas estrategias suprimen eficazmente los lóbulos laterales, ofreciendo información sobre la aplicabilidad y efectividad del método CE para desafíos de optimización electromagnética intensivos en CPU. La variante propuesta del método CE conserva su simplicidad al tiempo que mejora las capacidades de monitoreo, abordando esta limitación. Generaciones más pequeñas ofrecen mejores mejoras por evaluación. La singularidad de la estrategia de optimización propuesta radica en su utilización de un modelo de metasuperficie 1D equivalente para la optimización que no solo considera el acoplamiento mutuo entre celdas unitarias idénticas a lo largo de la dirección y dentro de una metasuperficie completa, sino que también tiene en cuenta las celdas distintas a lo largo de la dirección x. Además, el modelo de metasuperficie 1D incorpora la influencia de los efectos de borde a lo largo de la dirección x.