[发明专利]基于差分进化算法的多层频率选择表面复合吸波结构及材料的优化设计方法

权利要求书

1.基于差分进化算法的多层频率选择表面复合吸波结构及材料的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：确定优化复合吸波结构的目标函数及对其产生影响的结构和材料特征参数变量、边界条件，根据边界条件对变量参数进行种群初始化；

步骤2：判断变量参数的初始种群是否满足迭代终止条件，如果包含满足迭代终止条件的个体，则该个体参数即构成多层复合吸波结构的特征参数；如果不满足迭代终止条件，则跳转到步骤3；

步骤3：对当前种群进行变异、交叉操作，产生的交叉个体中结构特征参数直接作为复合结构建模的输入参数，材料特征参数通过复合吸波材料的混合方法得到的材料电磁参数作为模型中材料的输入参数；利用电磁仿真软件对复合吸波结构进行建模计算，计算结果反馈到主程序中；

步骤4：判断当前种群是否满足迭代终止条件，如果满足迭代终止条件，迭代终止；否则，根据反馈的计算结果对交叉种群进行选择操作，产生子代种群；跳转到步骤3，直至得到最优的多层复合吸波模型及模型的结构特征参数、材料特征参数；

步骤1中建立的优化多层频率选择表面复合吸波结构的目标函数为：

T＝ω₁T₁+ω₂T₂

其中，T表示目标函数值，ω₁、ω₂表示权重系数，T₁、T₂分别表示复合吸波材料总厚度的目标控制和反射系数的目标控制；h为多层吸波材料的总厚度，h₀为厚度允许的最大值，f_i为离散频点i＝1,2,3,…；Γ(f_i)表示f_i频点的反射系数；Γ₀(f_i)表示f_i频点反射系数目标控制值；

其中步骤3中，所述的复合吸波材料的混合方法是利用交叉个体中 的材料特征参数和已知的吸收剂颗粒、基体的电磁参数根据规则求得颗粒、基体混合后的复合吸波材料的电磁参数；所述的材料特征参数包括吸收剂颗粒和基体的体积分数；所述的电磁参数包括复介电常数和复磁导率；所述的具体规则描述为，判断吸收剂颗粒的类型，对于球形颗粒复合体系：

其中，f为颗粒的体积分数，ε_eff、μ_eff分别为吸收剂颗粒和基体混合后复合材料的复介电常数和复磁导率，ε_i、ε_m分别表示吸收剂颗粒和基体的复介电常数，μ_i、μ_m分别表示吸收剂颗粒和基体的复磁导率；

对于椭圆球体复合体系：

2.如权利要求1所述的方法，其中步骤4中，所述的迭代终止条件是指当前迭代次数达到最大迭代次数或当前种群特征参数满足目标函数，所述满足目标函数即T＝0。