基于混沌粒子群的射频天线自适应阻抗匹配

摘要

随着无线通信技术的飞速发展，应用在通信设备上的频段越来越宽，对射频天线性能的要求也越来越高。天线负载会随环境变化而变化，很容易造成阻抗失配，影响传输信号的质量，导致功率传输效率降低，因此实现快速的天线自适应阻抗匹配具有重大意义。
　　以降低射频天线能量反射和提高功率传输效率为目的，本文提出一种基于混沌粒子群算法的射频天线自适应阻抗匹配方法。具体工作如下：
　　对CPSO进行设计，将混沌扰动加入PSO，避免PSO的早熟。针对设计的CPSO，利用标准测试函数对它进行收敛精度，收敛速度和全局最优能力进行测试，在相同的实验环境下对设计的CPSO、QPSO和SPSO的测试结果进行对比分析。
　　在不同的负载与频率下进行窄带阻抗匹配，应用混沌粒子群的单目标优化实现理想π型匹配网络的自适应阻抗匹配，用混沌粒子群的双目标优化实现非理想π型与两级网络的自适应阻抗匹配。证明提出的混沌粒子群阻抗匹配的自适应性，为宽带阻抗匹配打下基础。
　　结合实频法对各种工作频带进行宽带阻抗匹配实验，应用混沌粒子群的单目标优化实现理想π型匹配网络的宽带阻抗匹配，再用混沌粒子群的双目标优化实现非理想π型与两级网络的宽带阻抗匹配，证明混沌粒子群的双目标优化两级匹配网络法更适用于非理想的宽带阻抗匹配。
　　实验频带包括GSM-1800、UMTS与LTE，通过增加采样点个数和调整CPSO的目标函数，实现 UMTS与LTE双频段，GSM-1800，UMTS和LTE三频段的宽带阻抗匹配。结果发现提出的基于CPSO的射频天线自适应阻抗匹配方法能够很好地实现各种频带与负载下的宽带阻抗匹配。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1 射频天线阻抗匹配的研究背景和意义

1.2 阻抗匹配的研究现状

1.3 论文的主要研究内容

1.4 论文的结构安排

第2章 粒子群算法

2.1 标准粒子群算法

2.2 量子粒子群算法

2.3 混沌粒子群算法

2.4仿真测试对比

2.5 本章小结

第3章 射频天线自适应阻抗匹配

3.1 阻抗匹配的必要性分析

3.2 无源阻抗匹配网络拓扑结构的选择

3.3 阻抗匹配网络的计算模型

3.4 混沌粒子群算法在阻抗匹配的应用

3.5 单级阻抗匹配实验

3.6 本章小结

第4章 基于混沌粒子群算法的宽带阻抗匹配

4.1目标函数的选择

4.2 单级宽带阻抗匹配实验

4.3 基于两级非理想匹配网络的宽带匹配

4.4 4G通信技术的宽带阻抗匹配

4.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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