بهینه سازی CPML پهن باند با استفاده از الگوریتم زنبور عسل مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

2 صنعتی نوشیروانی

3 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

4 صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

روش عددی تفاضل محدود حوزه زمانی(FDTD)، با محاسبه میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در قالب الگوریتم Yee، قادر به مدل کردن پدیده‌های الکترومغناطیسی می‌باشد. در این روش عددی، جهت مدل کردن محیط بدون مرز می‌توان ازجاذب لایه‌های تطبیق کامل کانولوشنی(CPML) استفاده نمود. اما استفاده از این جاذب به منظور کاربردهای پهن باند، با یک چالش اساسی روبرو می‌باشد و آن انعکاس قوی هارمونیک‌های فرکانس پایین پس از برخورد با لایه‌های جاذب، به فضای اصلی FDTD می‌باشد؛ از این رو ضروری است تا پارامترهای جاذب لایه‌های تطبیق کامل کانولوشنی به صورت دقیق طراحی شده تا از انعکاس ‌هارمونیک‌های فرکانس پایین به فضای شبیه‌سازی ممانعت گردد. در این مقاله، طراحی پارامترهای CPML با استفاده از بهینه‌سازی یک تابع هزینه، که مبتنی بر ضریب انعکاس، فرکانس قطع و تضعیف لایه‌های جاذب CPML است، صورت می‌گیرد. بهینه‌سازی این تابع هزینه با استفاده از الگوریتم زنبور عسل مصنوعی انجام می‌شود. مقادیر محاسبه شده بوسیله این الگوریتم با یک مقدار متداول برای پارامترهای جاذب لایه‌های تطبیق کامل کانولوشنی مقایسه می‌گردد که بهبود بیش از 15دسیبل انعکاس موج از لایه‌های جاذب را نشان می‌دهد. مدل‌سازی موج تابشی نیز با استفاده از TFSF و برای سیگنال‌های گوسی فوق پهن‌باند صورت می‌گیرد تا محاسبه میدان‌های پراکنده به آسانی انجام شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

WideBand CPML Optimization Using Artificial Bees Algorithm

نویسندگان [English]

  • Mehran Taslimi 1
  • Ataollah Ebrahimzade 2
  • Bijan Zakeri 3
  • Seyed Mehdi Hosseini andargoli 4
1 Babol Noshirvani University of Technology, Department of Electrical and Computer Engineering,Babol ,Iran
2 Babol Noshirvani University of Technology Department of Electrical and Computer Engineering
3 Babol Noshirvani University of Technology Department of Electrical and Computer Engineering
4 Babol Noshirvani university of technology
چکیده [English]

FDTD (Finite Difference Time Domain) numerical method is capable of modeling complex electromagnetic phenomena by calculating electric and magnetic fields using Yee's algorithm. In this method it is possible to model unbounded media using convolutional perfectly matched layer (CPML) absorber But the use of CPML for broadband applications faces a fundamental challenge, and that is the strong reflection of low-frequency harmonics from CPML absorber layers into the FDTD space; Therefore, it is necessary to design the parameters of the CPML absorber accurately in order to prevent the reflection of low frequency harmonics into the simulation space. In this paper, CPML parameters are designed by optimizing a cost function, which is based on reflection coefficient, cutoff frequency and attenuation of CPML layers. The optimization of this cost function is done using the artificial bee algorithm. Result of this algorithm are compared with a conventional values for CPML parameters, which shows more than 15 dB improvement of wave reflection from CPML layers. Also wave incidence modeling for Impulse signals is done using TFSF, so that the scattered fields can be calculated easily.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FDTD numerical Method
  • Artificial Bees Colony
  • CPML Absorber Optimization
  • CPML Low Frequency Harmonics Reduction
رادار
دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 27
شماره پیاپی 27، فصلنامه بهار و تابستان
تیر 1401

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 آبان 1401
  • تاریخ بازنگری: 04 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش: 29 شهریور 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار