[发明专利]一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体及其设计方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

步骤1：在电磁仿真软件中建立吸波体的电磁仿真模型；

步骤2：在电磁仿真软件中输入吸波体结构的参数的范围；

步骤3：将步骤2中的参数随机采样生成初代个体，即个体对应的参数；

步骤4：将步骤3的生成的个体参数导入电磁仿真软件中并运行；

步骤5：将步骤4运行的仿真中获得本代个体的S参数，导入适应度函数，得到本代个体的适应值；

步骤6：判断步骤5的适应值是否满足需求，若满足则进行步骤8，若不满足则步骤7；

步骤7：利用适应值，对本代个体进行选择运算、交叉运算和变异运算后生成下一代个体的输入参数的范围，并返回步骤4；

步骤8：结束设计，得到上层与中层的互补图形化的吸波体结构；

初始化的是遗传算法的基础系数包括每一代个体的数量，优化的是设计单元的要素，输出的是评价函数的适应度函数；利用函数进行表示为：

Best(Fitness(x_pattern,x_parameter))＝Gene(x_base,x_pattern,x_parameter)

其中，Best()为选取最优的数据，Fitness()为适应度函数，Gene()为遗传算法，x_base为遗传算法基础参数，x_pattern为图案要素，x_parameter为参数要素；

初始化输入遗传算法，每一代的个体数x_base，输入图案要素x_pattern以及参数要素x_parameter对应的范围；并利用随机采样在范围之间选取生成初代个体；将初始化的图案要素与参数要素仿真获得S参数，将S参数输入到适应度函数，获得适应值；

图案要素x_pattern指设计图案的像素参数，其中初始设计区域的独立像素个数为m*m个，其余部分由初始设计区域沿单元中心对称旋转而成；每个像素对应的参数置为0或1，分别代表像素所在位置没有导电涂层或有导电涂层；上层与中层是互补结构，若上层第一个像素选取0时，中层第一个像素选取1，若上层第一个像素选取1时，中层第一个像素选取0。

2.根据权利要求1所述一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体的设计方法，其特征在于，参数要素x_parameter包括设计单元的物理参数；包括单元的边长大小x1mm，上层空气腔的厚度x2mm，下层空气腔的厚度x3mm，上层与中层的透明导电薄膜的面电阻x4(Ω/□)；其中选取上层与中层的面电阻保持一致，上层与中层在同一个像素位置，只存在一个导电涂层；单元的边长x1范围选取为9-20mm，空气腔厚度x2、x3范围选取为1-5mm上层与中层的透明导电薄膜的面电阻x4范围选取为40-200Ω/□。

3.根据权利要求1所述一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体的设计方法，其特征在于，适应度函数设计为，吸收率大于0.9或0.95的频率范围对应的相对带宽；

其中吸收率的公式定义为：

A＝1-|S11|²-|S21|²

其中S11为反射率，S21为透过率

相对带宽公式定义为：

ffoc＝2×(fH-fL)/(fH+fL)

其中ffoc代表相对带宽，fH代表吸收率大于0.9的整个频段的最高频率，fL代表吸收率大于0.9的整个频段的最低频率。