一种弯折线偶极子RFID标签天线优化设计方法

摘要

本发明涉及一种弯折线偶极子RFID标签天线优化设计方法，由于弯折线偶极子天线中决定天线形状的参数主要包括弯折数，以及每一个弯折对应的宽度和高度，而天线形状的变化又会引起天线性能的变化，因此本发明利用HS算法对这几个参数进行优化，并以天线所达到的阻抗和理想值之间的匹配程度作为目标函数，并以目标函数作为性能优劣的评判标准，得出最终的天线结构尺寸参数，即性能最佳的天线弯折数以及每一个弯折对应的宽度和高度。本发明的方法避免了人工经验设计带来的不确定性。并且HS算法以随机搜索为基础，不需要目标函数的梯度信息，计算简单，收敛速度快和稳定，具有良好全局优化能力。

主权项

一种弯折线偶极子RFID标签天线优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：用s表示弯折线偶极子天线中的弯折数，并对s取一个初始整数值；步骤S02：对具有s个弯折数的弯折线偶极子天线，每个弯折分别对应一个高度和一个宽度尺寸，则对这2s个天线尺寸参数利用HS进行优化，其中HS算法是一种元启发式寻优算法，该HS算法具体步骤如下：(1)参数初始化：初始化HS算法中如下参数：和声记忆库容量HMS、记忆库取值概率HMCR、音调调节概率PAR、音调调节范围bw、迭代次数NI；(2)和声记忆库初始化：和声库中保存着问题较优候选解，假设存在n维候选解向量k∈[1,HMS]，x^k∈Rⁿ；则初始化过程可描述为i∈[1,n]，其中Rnd(·)表示的是生成0到1之间的随机数，和分别表示向量x^k在第i维变量上的下界和上界值；即初始化为每一维向量取值范围内的随机值；同时计算和声库中所有候选向量的适应度值fit(x^k)；(3)生成一个新解x’＝{x’₁,x’₂,…,x’_n}：(4)更新记忆库：若存在新解适应度值fit(x’)要优于和声库中候选解的适应度值，则用新解x’替代库中适应度最差的解；(5)检查结束条件：检查是否满足结束条件，若不满足结束条件则转回步骤(3)，若满足结束条件则输出最优解；步骤S03:通过步骤S02中HS算法优化得到对应于具有s个弯折数的弯折线偶极子天线的最优尺寸参数，也就是每一个弯折对应的高度和宽度尺寸值，记录该最优尺寸参数及其对应的弯折数s值；步骤S04：修改弯折数s，使得s＝s+t，其中t表示每次修改的步长大小，并判断修改后的弯折数s有没有超过设定值，如果没有超过设定值，则转到步骤S02；如果超过设定值，则将在步骤S03中记录下来的不同弯折数s所对应的最优尺寸进行比较，并选择其中适应度值最优的尺寸参数及其对应的弯折数s作为最终的弯折线偶极子天线设计结构参数，从而完成设计。