模糊神经网络在射频微波器件建模中的应用研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dashao1
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随着无线电通信技术的迅猛发展,对射频微波电路与系统的性能要求日益提高,而其计算、调整、测量、优化工作的相关理论复杂,传统设计难度大,重复性工作多,产品开发周期长,严重影响无线通信的发展。因此,建立合适的射频微波电路与系统模型显得尤为重要。传统的CAD仿真软件设计周期长,建模精度不高,已不适用于强非线性电路,神经网络作为一种新的辅助射频微波电路建模设计的方法,可以拟合电路的非线性,并且有很强的计算特,被广泛用于建立射频微波器件行为模型,建模精度被大大提高,建模的效率和灵活性变得更好。  为更好的表征射频微波器件的非线性、提高建模精度,缩短建模周期,本文利用模糊神经网络(Fuzzy Neural Network,FNN)建立功放和微带天线的行为模型。主要研究内容有:  由于功放具有的非线性和记忆效应两种特性,提出分组并行混沌粒子群算法(Grouping Parallel-Chaotic Particle Swarm Optimization,GP-CPSO),该算法将GP-PSO算法与混沌思想相结合,用于优化动态模糊神经网络(Dynamic Fuzzy Neural Network,DFNN)的参数,建立DFNN的功放行为模型。仿真结果表明,GP-CPSO优化后的DFNN建模的训练误差小于0.1V,收敛速度较GPSO和CPSO分别提高26%和32.5%,验证了该建模方法的有效性以及可靠性。  将小波函数融入到模糊推理系统的模糊规则中,得到新的网络模型—模糊小波神经网络结构(Fuzzy Wavelet Neural Network,FWNN),利用其良好的时频转换特性,通过减法聚类产生模糊规则,利用梯度算法确定相关参数,建立了一款工作于922.5MHz与2.45GHz的小型双频射频识别(RFID)读写器天线模型。通过对比HFSS仿真和模型测试结果可以看出,该神经网络模型能很好的拟合天线特性,且回波损耗曲线在912MHz~935MHz和2.415GHz~2.465GHz范围内均小于-10dB,表明FWNN建模的精确性和可靠性。并制作出实物,进行回波损耗参数对比测量。
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