¿Cómo utilizar la teoría y la tecnología de antenas modernas para mejorar el diseño de la antena CB?

En el campo de las comunicaciones inalámbricas, la antena es un componente clave para la transmisión y recepción de señales inalámbricas, y su rendimiento afecta directamente la eficiencia y calidad general del sistema de comunicación. Como tipo de antena común en las comunicaciones de radioaficionados, la optimización del diseño de la antena CB (Banda Ciudadana) siempre ha sido el foco de atención de investigadores y técnicos. Este artículo explorará cómo utilizar la teoría y la tecnología de antenas modernas para mejorar el diseño de Antena CB para mejorar su rendimiento y efecto de aplicación.
Descripción general de la teoría y la tecnología de antenas modernas.
Principios básicos de la antena.
El principio básico de la antena es que la corriente de alta frecuencia genera campos eléctricos y magnéticos cambiantes a su alrededor, y la propagación de señales inalámbricas se realiza mediante excitación continua. Según la teoría del campo electromagnético de Maxwell, el campo eléctrico cambiante genera el campo magnético y el campo magnético cambiante genera el campo eléctrico. Este proceso es cíclico, logrando así la transmisión de señales a larga distancia.
Tecnología moderna de diseño de antenas.
La tecnología moderna de diseño de antenas incluye algoritmos de optimización multiobjetivo, tecnología inteligente de optimización de antenas basada en inteligencia artificial y nuevos procesos para el diseño y fabricación de antenas compuestas. Estas tecnologías proporcionan herramientas y métodos poderosos para la optimización del diseño de antenas.
Mejore el diseño de la antena CB utilizando la teoría y la tecnología de antenas modernas
1. Aplicación de algoritmos de optimización multiobjetivo
Los algoritmos de optimización multiobjetivo como NSGA-II (algoritmo genético de clasificación no dominado), algoritmo de optimización de enjambre de partículas, algoritmo de optimización de colonias de abejas artificiales y algoritmo de colonias de hormigas se utilizan ampliamente en el diseño de antenas. Al introducir conceptos como clasificación no dominada y distancia de aglomeración, estos algoritmos pueden optimizar simultáneamente múltiples funciones objetivas como ganancia, ancho de banda y relación de onda estacionaria.
En el diseño de antenas CB, estos algoritmos se pueden utilizar para optimizar la fuente de alimentación y lograr una mayor ganancia, un ancho de banda más amplio y una menor relación de onda estacionaria. La combinación de algoritmos de optimización multiobjetivo con software de simulación electromagnética puede automatizar el diseño de la fuente de alimentación y mejorar la eficiencia del diseño.
2. Tecnología de optimización de antenas inteligentes basada en inteligencia artificial
La tecnología de inteligencia artificial se utiliza cada vez más en la optimización de antenas, especialmente modelos como el aprendizaje profundo, el aprendizaje por refuerzo y la teoría de juegos. Al recopilar una gran cantidad de datos de antena y utilizar modelos de aprendizaje profundo como redes neuronales convolucionales (CNN) y redes neuronales recurrentes (RNN) para el entrenamiento, se puede construir un modelo de optimización de antena para optimizar los parámetros de acuerdo con escenarios de aplicación específicos.
En el diseño de una antena CB, se pueden utilizar modelos de aprendizaje profundo para aprender datos como parámetros de antena e información ambiental, y para construir un modelo de optimización de antena para optimizar la ganancia, directividad, ancho de banda y otros indicadores de la antena. Al mismo tiempo, se pueden utilizar algoritmos de aprendizaje por refuerzo como Q learning, SARSA y gradiente de política determinista profundo (DDPG) para aprender y optimizar en un entorno que cambia dinámicamente, de modo que la antena pueda adaptarse a diferentes entornos de comunicación.
3. Nuevos procesos de diseño y fabricación de antenas compuestas
Las antenas compuestas tienen las ventajas de ser livianas, de alta resistencia y resistencia a la corrosión, y tienen amplias perspectivas de aplicación en el diseño de antenas. Sin embargo, las propiedades electromagnéticas de los materiales compuestos son inestables y el proceso de procesamiento y moldeo es complejo, lo que limita su amplia aplicación.
Para el diseño de la antena CB, se pueden utilizar nuevas tecnologías como el proceso de moldeo por laminación, el proceso de resina reforzada con fibra o el proceso de impresión 3D para mejorar la precisión y consistencia de la estructura de la antena. Estos nuevos procesos pueden controlar eficazmente las propiedades electromagnéticas de los materiales compuestos, reducir los costos de fabricación y mejorar el rendimiento general de la antena.
4. Simulación y verificación experimental.
En el proceso de diseño de antenas, la simulación y la verificación experimental son vínculos indispensables. Mediante software de simulación electromagnética como HFSS, CST, etc., se puede evaluar y optimizar preliminarmente el rendimiento de la antena. Sin embargo, a menudo existe una cierta desviación entre los resultados de la simulación y los resultados reales de las pruebas, por lo que se necesita una verificación experimental para ajustar y optimizar aún más el diseño de la antena.
En el diseño de antenas CB, los métodos de simulación y verificación experimental se pueden combinar para evaluar de manera integral el rendimiento de la antena. Al optimizar continuamente los parámetros de diseño y los procesos de fabricación, se puede optimizar el rendimiento de la antena.