(57)【要約】【課題】アンテナ設計で、シミュレーション条件である初期値、変化量の与え方によらず、最適値に収束するアンテナ設計方法を提供すること。【解決手段】最急降下法を利用した最適化アルゴリズムＳ１０１と、染色体生成Ｓ１０３と、初期染色体群生成Ｓ１０４と、適応度算出Ｓ１０５と、遺伝的アルゴリズム終了判定Ｓ１０６と、Ｓ１０６の結果から染色体を選択するＳ１０７と、染色体の交叉処理Ｓ１０８と、染色体の突然変異処理Ｓ１０９を行う遺伝的アルゴリズムを組み合わせすことで、アンテナ設計値の初期値によらず、アンテナ設計値を最適値に収束させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法であって、
アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータを定義する工程（ａ）と、
前記複数の設計パラメータで決定されたアンテナの形態でのアンテナ特性値を求める工程（ｂ）と、
異なる複数の設計パラメータに対して工程（ａ）から工程（ｂ）までを順次あるいは並列的に実行することにより、前記異なる複数の設計パラメータのそれぞれにより記述されるアンテナ形態でのアンテナ特性値を求める工程（ｃ）と、を備え、
前記アンテナ特性値が所望範囲に収束するように工程（ｂ）から工程（ｃ）までを繰り返すアンテナの設計方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返す請求項１記載のアンテナ設計方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再び工程（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返す請求項１記載のアンテナ設計方法。
【請求項４】
前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再び工程（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返す請求項１記載のアンテナ設計方法。
【請求項５】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法であって、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後の前記複数のパラメータｘａに対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし（Ｓ１３）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高い場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａに更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持する処理を行い（Ｓ１４）、
（５）前記変化量δを更新し（Ｓ１５）、
（６）前記更新された変化量δと前記設計終了判定値を比較し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、（Ｓ１３）から（Ｓ１５）の処理を繰り返し、
前記更新された変化量が前記設計終了判定値よりも小さい場合には、次の工程に進む処理を行い（Ｓ１６）、
（７）（Ｓ１４）で更新された前記複数のパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘ−ｘｉ｜≧εの場合には、前記初期値ｘｉを前記複数のパラメータｘに更新するとともに、前記変化量δを前記変化量の初期値δｉに更新し、（Ｓ１２）から（Ｓ１６）の処理を繰り返し、
｜ｘ−ｘｉ｜＜εの場合には、前記複数のパラメータｘを設計パラメータｘｏとし、アンテナ設計を終了するアンテナ設計方法。
【請求項６】
前記（Ｓ１６）の処理において、前記更新された変化量が前記設計終了判定値より小さくなるまで前記（Ｓ１３）から前記（Ｓ１５）までの処理を繰り返す際に、前記（Ｓ１５）で前記変化量を更新するごとに前記変化量の変化割合を決定することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ設計方法。
【請求項７】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法であって、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ加算し、加算後の前記複数のパラメータｘａ１に対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし、
前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ引算し、引算後の前記複数のパラメータｘａ２に対応するアンテナ評価値を求め、これを第３の評価値Ｅ３とし（Ｓ４１）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第３の評価値Ｅ３に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が高い場合は、前記変化後の複数のパラメータｘａ１およびｘａ２を、それぞれ新たな複数のパラメータｘに更新し、前記第２の評価値Ｅ２および前記第３の評価値Ｅ３をそれぞれ新たな評価値Ｅ１に更新し、それぞれ独立に前記（Ｓ１５）に進み、
（５）前記（Ｓ１７）で出力される前記複数のパラメータのそれぞれに対して前記アンテナ評価値を求め、その中から前記アンテナ評価基準において、最も高い評価を持つパラメータを選択し、それを設計パラメータｘｏとすることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ設計方法。
【請求項８】
（１）請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法を用いて、前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定する工程（ＳＧ１）と、
（２）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義する工程（ＳＧ２）と、
（３）前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行する工程（ＳＧ３）と、
（４）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与する工程（ＳＧ４）と、
（５）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了する工程（ＳＧ５）と、
（６）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換する工程（ＳＧ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、ｘｇを前記請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法の初期値ｘｉに更新し、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了する工程（ＳＧ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法。
【請求項９】
（１）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義する工程（ＧＳ１）と、
（２）染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行する工程（ＧＳ２）と、
（３）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与する工程（ＧＳ３）と、
（４）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了する工程（ＧＳ４）と、
（５）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換する工程（ＧＳ５）と、
（６）前記仮の設計値ｘｇを前記請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法の初期値ｘｉとし、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを求める工程（ＧＳ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、前記仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、その染色体を用いて少なくとも前記工程（ＧＳ２）、（ＧＳ３）、（ＧＳ４）、（ＧＳ５）を行うことにより、前記仮の設計値ｘｇを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了する工程（ＧＳ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法。
【請求項１０】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムであって、
アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータを定義するステップ（ａ）と、
前記複数の設計パラメータで決定されたアンテナの形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｂ）と、
異なる複数の設計パラメータに対してステップ（ａ）からステップ（ｂ）までを順次あるいは並列的に実行することにより、前記異なる複数の設計パラメータのそれぞれにより記述されるアンテナ形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｃ）と、を備え、
前記アンテナ特性値が所望範囲に収束するようにステップ（ｂ）からステップ（ｃ）までを繰り返すアンテナの設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１１】
前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す請求項１０記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１２】
前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す請求項１０記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１３】
前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す請求項１０記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１４】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムであって、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後の前記複数のパラメータｘａに対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし（Ｓ１３）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高い場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａに更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持する処理を行い（Ｓ１４）、
（５）前記変化量δを更新し（Ｓ１５）、
（６）前記更新された変化量δと前記設計終了判定値を比較し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、（Ｓ１３）から（Ｓ１５）の処理を繰り返し、
前記更新された変化量が前記設計終了判定値よりも小さい場合には、次の工程に進む処理を行い（Ｓ１６）、
（７）（Ｓ１４）で更新された前記複数のパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘ−ｘｉ｜≧εの場合には、前記初期値ｘｉを前記複数のパラメータｘに更新するとともに、前記変化量δを前記変化量の初期値δｉに更新し、（Ｓ１２）から（Ｓ１６）の処理を繰り返し、
｜ｘ−ｘｉ｜＜εの場合には、前記複数のパラメータｘを設計パラメータｘｏとし、アンテナ設計を終了するアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１５】
前記（Ｓ１６）の処理において、前記更新された変化量が前記設計終了判定値より小さくなるまで前記（Ｓ１３）から前記（Ｓ１５）までの処理を繰り返す際に、前記（Ｓ１５）で前記変化量を更新するごとに前記変化量の変化割合を決定することを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１６】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムであって、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ加算し、加算後の前記複数のパラメータｘａ１に対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし、
前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ引算し、引算後の前記複数のパラメータｘａ２に対応するアンテナ評価値を求め、これを第３の評価値Ｅ３とし（Ｓ４１）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第３の評価値Ｅ３に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が高い場合は、前記変化後の複数のパラメータｘａ１およびｘａ２を、それぞれ新たな複数のパラメータｘに更新し、前記第２の評価値Ｅ２および前記第３の評価値Ｅ３をそれぞれ新たな評価値Ｅ１に更新し、それぞれ独立に前記（Ｓ１５）に進み、
（５）前記（Ｓ１７）で出力される前記複数のパラメータのそれぞれに対して前記アンテナ評価値を求め、その中から前記アンテナ評価基準において、最も高い評価を持つパラメータを選択し、それを設計パラメータｘｏとすることを特徴とする請求項１５に記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１７】
（１）請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法を用いて、前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定するステップ（ＳＧ１）と、
（２）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＳＧ２）と、
（３）前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＳＧ３）と、
（４）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＳＧ４）と、
（５）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＳＧ５）と、
（６）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＳＧ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、ｘｇを前記請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法の初期値ｘｉに更新し、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了するステップ（ＳＧ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１８】
（１）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＧＳ１）と、
（２）染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＧＳ２）と、
（３）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＧＳ３）と、
（４）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＧＳ４）と、
（５）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＧＳ５）と、
（６）前記仮の設計値ｘｇを前記請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法の初期値ｘｉとし、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを求めるステップ（ＧＳ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、前記仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、その染色体を用いて少なくとも前記ステップ（ＧＳ２）、（ＧＳ３）、（ＧＳ４）、（ＧＳ５）を行うことにより、前記仮の設計値ｘｇを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了する工程（ＧＳ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム。
【請求項１９】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体であって、
アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータを定義するステップ（ａ）と、
前記複数の設計パラメータで決定されたアンテナの形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｂ）と、
異なる複数の設計パラメータに対してステップ（ａ）からステップ（ｂ）までを順次あるいは並列的に実行することにより、前記異なる複数の設計パラメータのそれぞれにより記述されるアンテナ形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｃ）と、を備え、
前記アンテナ特性値が所望範囲に収束するようにステップ（ｂ）からステップ（ｃ）までを繰り返すアンテナの設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２０】
前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す請求項１９記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２１】
前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す請求項１９記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２２】
前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す請求項１９記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２３】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体であって、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後の前記複数のパラメータｘａに対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし（Ｓ１３）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高い場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａに更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持する処理を行い（Ｓ１４）、
（５）前記変化量δを更新し（Ｓ１５）、
（６）前記更新された変化量δと前記設計終了判定値を比較し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、（Ｓ１３）から（Ｓ１５）の処理を繰り返し、
前記更新された変化量が前記設計終了判定値よりも小さい場合には、次の工程に進む処理を行い（Ｓ１６）、
（７）（Ｓ１４）で更新された前記複数のパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘ−ｘｉ｜≧εの場合には、前記初期値ｘｉを前記複数のパラメータｘに更新するとともに、前記変化量δを前記変化量の初期値δｉに更新し、（Ｓ１２）から（Ｓ１６）の処理を繰り返し、
｜ｘ−ｘｉ｜＜εの場合には、前記複数のパラメータｘを設計パラメータｘｏとし、アンテナ設計を終了するアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２４】
前記（Ｓ１６）の処理において、前記更新された変化量が前記設計終了判定値より小さくなるまで前記（Ｓ１３）から前記（Ｓ１５）までの処理を繰り返す際に、前記（Ｓ１５）で前記変化量を更新するごとに前記変化量の変化割合を決定することを特徴とする請求項２３に記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２５】
アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体であって、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ加算し、加算後の前記複数のパラメータｘａ１に対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし、
前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ引算し、引算後の前記複数のパラメータｘａ２に対応するアンテナ評価値を求め、これを第３の評価値Ｅ３とし（Ｓ４１）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第３の評価値Ｅ３に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が高い場合は、前記変化後の複数のパラメータｘａ１およびｘａ２を、それぞれ新たな複数のパラメータｘに更新し、前記第２の評価値Ｅ２および前記第３の評価値Ｅ３をそれぞれ新たな評価値Ｅ１に更新し、それぞれ独立に前記（Ｓ１５）に進み、
（５）前記（Ｓ１７）で出力される前記複数のパラメータのそれぞれに対して前記アンテナ評価値を求め、その中から前記アンテナ評価基準において、最も高い評価を持つパラメータを選択し、それを設計パラメータｘｏとすることを特徴とする請求項２４に記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２６】
（１）請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法を用いて、前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定するステップ（ＳＧ１）と、
（２）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＳＧ２）と、
（３）前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＳＧ３）と、
（４）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＳＧ４）と、
（５）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＳＧ５）と、
（６）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＳＧ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、ｘｇを前記請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法の初期値ｘｉに更新し、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了するステップ（ＳＧ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【請求項２７】
（１）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＧＳ１）と、
（２）染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＧＳ２）と、
（３）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＧＳ３）と、
（４）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＧＳ４）と、
（５）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＧＳ５）と、
（６）前記仮の設計値ｘｇを前記請求項５、６、７のいずれかに記載のアンテナ設計方法の初期値ｘｉとし、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを求めるステップ（ＧＳ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、前記仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、その染色体を用いて少なくとも前記ステップ（ＧＳ２）、（ＧＳ３）、（ＧＳ４）、（ＧＳ５）を行うことにより、前記仮の設計値ｘｇを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了するステップ（ＧＳ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナの構造ならびに特性を最適化するシミュレーション方法に関するものであり、特に無線通信用アンテナ設計のシミュレーションに関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの移動通信が急速に発達している。携帯電話は人体に近接して使用されるため、アンテナには高利得特性が要求される。また、端末の小型化にともない、デザインの観点からアンテナの小型化が要求されている。このように、構造と特性の両方を同時に満足するために、シミュレーションを用いて設計を行ってきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９に、前記特許文献１に記載された従来のシミュレーションのフローチャートの一例を示す。従来のシミュレーション方法は、最適化するパラメータの初期値、最適値探索するときのパラメータの変化量、シミュレーションの終了基準となる終了基準値、物体の特性に対する所望特性および諸特性の重要度を表すウェイトで構成されるシミュレーション条件１１０１を入力し、そのシミュレーション条件をもとに１１０２において評価関数Ｅ（ｘ）を算出し、第１の基点１１０３、１１０４および１１０５においてそれが最小または最大となるようにパラメータxを変化量によって変化させていく。そして１１０６において、変化量も単調に減少していく更新式を用いて変化させ、１１０７において、更新後の変化量がシミュレーションの終了基準である終了基準値を下回ったとき、すなわち勾配＝０を満たせばシミュレーションが終了し、１１０８において、そのときのパラメータxが最適値として出力される。そして１１０７において、更新後の変化量が終了基準値よりも大きい場合は第１の基点１１０３に戻り、更新後の変化量が終了基準値を下回るまで工程１１０３〜１１０７を繰り返す。
【０００４】
図１０は、図９の第２のフロー１１１０における手順を詳細に示した図である。図１０においてパラメータxを変化量により変化させるときは、ｉ＝１から順にｎ（ｎ：パラメータ数）まで次の工程を繰り返す。先ず、１２０３においてパラメータｘ（ｉ）に変化量を加え（または引き）、１２０４においてそのときのパラメータｘ’により評価関数Ｅ（ｘ’）を算出し、１２０５においてその評価関数を評価する。評価した結果、条件を満たしているときは１２０６においてパラメータｘ（ｉ）を更新し、条件を満たしていないときは、１２０７において変化させる前のパラメータｘ（ｉ）から変化量を引き（または足し）、１２０８においてそのときのパラメータｘ’により評価関数を算出し、１２０９においてその評価関数の評価を行う。そしてその結果、条件を満たしているときは１２１０においてパラメータｘ（ｉ）を更新し、条件を満たしていないときは１２１１においてパラメータｘ（ｉ）を変化させる前の値に戻す。
【０００５】
例えばアンテナなどの構造や特性を設計する際に複数のパラメータを必要とする場合には、上記で説明したように、パラメータｘが１つずつ直列的に計算されるため、計算中のパラメータ以外は一時的に定数として扱われている。
【０００６】
また、他の従来技術として、遺伝的アルゴリズム（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：以下ＧＡ）を用いたシミュレーション方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図１１は他の従来技術であるＧＡを用いたシミュレーションのフローチャートの一例を示す図である。図１１に示すように、世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率、解探索範囲、物体の特性に対する所望特性および諸特性の重要度を表すウェイトで構成されるＧＡ条件１４０１を入力し、これらの条件をもとに１４０２において複数の染色体を作成し、第１の基点１４０３において１４０２において作成した染色体から物理パラメータを取り出し、それをもとに１４０４において各染色体の適応度を算出し、それぞれに付与する。適応度とは、染色体が所望特性にどれだけ適応しているかを示す指標であって、所望特性に近いほど大きな適応度を付与する。そして１４０６において世代カウンターｉを評価し、世代カウンターｉが１４０１において入力した世代数と等しいときは、１４１１において最も適応度が高いパラメータを最適パラメータとして出力する。
【０００８】
１４０６において、世代カウンターｉが１４０１において入力した世代数よりも小さい場合は、１４０５において算出した適応度を用いて１４０７において各染色体の選出確率を算出する。そして次に、その選出確率を用いて１４０８において染色体をランダムに選択する。選出確率は適応度に比例するため、この操作では選出確率の高い染色体、すなわち適応度の高い染色体ほど選択されやすくなる。よって、１４０８における選出確率に基づく選択を行うことによって、所望特性に近い染色体の占める割合が大きくなる。そして１４０９および１４１０において、選択された染色体を交叉および／または突然変異することにより新たな染色体群を作成し、第１の基点１４０３に戻り１４０３〜１４１０の工程を１４０６において世代カウンターｉが世代数と等しくなるまで繰り返す。
【特許文献１】特開平７−１２１５０５号公報
【特許文献２】特開２００３−１６２７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来技術のシミュレーション方法では、シミュレーション条件である初期値および／または変化量の与え方によっては、最適値に収束する前に終了条件が満たされてしまい最適値に収束しない場合があるという課題があった。
【００１０】
また、終了条件が勾配＝０であるため、最適値ではない極値に収束してしまうこともある。この様子を図１２に示す。さらに、パラメータｘを変化させるとき、図１０の１２０５における評価で条件が満たされているとそのままパラメータｘが更新されるので、１２０９の評価を行うことなくシミュレーションが進んで行くが、図１２に示すようにパラメータが最適値と極小値（または極大値）の間５０１にある評価関数を持つ場合には、１２０５における評価でパラメータｘが増える方向に変化させると、最適値ではなく極小値に収束してしまう場合があった。
【００１１】
さらに、演算途中でパラメータが最適値に収束した場合でも、変化量が終了基準値を下回るまでシミュレーションは継続されるので、無駄な演算量が発生し、コンピュータの負荷が大きくなってしまうという課題があった。
【００１２】
また、従来技術では、計算中のパラメータ以外は一時的に定数として扱われるため、同じシミュレーション条件でもパラメータの計算順序によっては出力結果が異なる場合が生じ、所望の特性が得られない場合があるという課題があった。
【００１３】
また、従来技術の遺伝的アルゴリズムを用いたシミュレーション方法では、適応度を求めるのに、１点１点染色体の情報に対してそのまま適応度を求めているため、解探索範囲が広い場合、演算に莫大な時間を要してしまうという課題があった。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、短時間に確実にアンテナ設計を行うことができるアンテナ設計方法、アンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラム、出す方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の第１のアンテナ設計方法は、アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータを定義する工程（ａ）と、前記複数の設計パラメータで決定されたアンテナの形態でのアンテナ特性値を求める工程（ｂ）と、異なる複数の設計パラメータに対して工程（ａ）から工程（ｂ）までを順次あるいは並列的に実行することにより、前記異なる複数の設計パラメータのそれぞれにより記述されるアンテナ形態でのアンテナ特性値を求める工程（ｃ）と、を備え、前記アンテナ特性値が所望範囲に収束するように工程（ｂ）から工程（ｃ）までを繰り返す。
【００１６】
また、第２のアンテナ設計方法は、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返す。
【００１７】
また、第３のアンテナ設計方法は、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、再び工程（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返す。
【００１８】
また、第４のアンテナ設計方法は、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、再び工程（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記工程（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返す。
【００１９】
また、第５のアンテナ設計方法は、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後の前記複数のパラメータｘａに対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし（Ｓ１３）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高い場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａに更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持する処理を行い（Ｓ１４）、
（５）前記変化量δを更新し（Ｓ１５）、
（６）前記更新された変化量δと前記設計終了判定値を比較し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、（Ｓ１３）から（Ｓ１５）の処理を繰り返し、
前記更新された変化量が前記設計終了判定値よりも小さい場合には、次の工程に進む処理を行い（Ｓ１６）、
（７）（Ｓ１４）で更新された前記複数のパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘ−ｘｉ｜≧εの場合には、前記初期値ｘｉを前記複数のパラメータｘに更新するとともに、前記変化量δを前記変化量の初期値δｉに更新し、（Ｓ１２）から（Ｓ１６）の処理を繰り返し、
｜ｘ−ｘｉ｜＜εの場合には、前記複数のパラメータｘを設計パラメータｘｏとし、アンテナ設計を終了する。
【００２０】
また、第６のアンテナ設計方法は、前記（Ｓ１６）の処理において、前記更新された変化量が前記設計終了判定値より小さくなるまで前記（Ｓ１３）から前記（Ｓ１５）までの処理を繰り返す際に、前記（Ｓ１５）で前記変化量を更新するごとに前記変化量の変化割合を決定する。
【００２１】
また、第７のアンテナ設計方法は、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ加算し、加算後の前記複数のパラメータｘａ１に対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし、
前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ引算し、引算後の前記複数のパラメータｘａ２に対応するアンテナ評価値を求め、これを第３の評価値Ｅ３とし（Ｓ４１）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第３の評価値Ｅ３に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が高い場合は、前記変化後の複数のパラメータｘａ１およびｘａ２を、それぞれ新たな複数のパラメータｘに更新し、前記第２の評価値Ｅ２および前記第３の評価値Ｅ３をそれぞれ新たな評価値Ｅ１に更新し、それぞれ独立に前記（Ｓ１５）に進み、
（５）前記（Ｓ１７）で出力される前記複数のパラメータのそれぞれに対して前記アンテナ評価値を求め、その中から前記アンテナ評価基準において、最も高い評価を持つパラメータを選択し、それを設計パラメータｘｏとする。
【００２２】
また、第８のアンテナ設計方法は、
（１）第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法を用いて、前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定する工程（ＳＧ１）と、
（２）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義する工程（ＳＧ２）と、
（３）前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行する工程（ＳＧ３）と、
（４）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与する工程（ＳＧ４）と、
（５）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了する工程（ＳＧ５）と、
（６）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換する工程（ＳＧ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、ｘｇを第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法の初期値ｘｉに更新し、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了する工程（ＳＧ７）と、を備える。
【００２３】
また、第９のアンテナ設計方法は、
（１）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義する工程（ＧＳ１）と、
（２）染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行する工程（ＧＳ２）と、
（３）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与する工程（ＧＳ３）と、
（４）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了する工程（ＧＳ４）と、
（５）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換する工程（ＧＳ５）と、
（６）前記仮の設計値ｘｇを第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法の初期値ｘｉとし、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを求める工程（ＧＳ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、前記仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、その染色体を用いて少なくとも前記工程（ＧＳ２）、（ＧＳ３）、（ＧＳ４）、（ＧＳ５）を行うことにより、前記仮の設計値ｘｇを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了する。
【００２４】
前記従来の課題を解決するために、本発明のアンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第１のプログラムは、アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータを定義するステップ（ａ）と、前記複数の設計パラメータで決定されたアンテナの形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｂ）と、異なる複数の設計パラメータに対してステップ（ａ）からステップ（ｂ）までを順次あるいは並列的に実行することにより、前記異なる複数の設計パラメータのそれぞれにより記述されるアンテナ形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｃ）と、を備え、前記アンテナ特性値が所望範囲に収束するようにステップ（ｂ）からステップ（ｃ）までを繰り返すアンテナの設計方法をコンピュータに行わせる。
【００２５】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第２のプログラムは、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す第１のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００２６】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第３のプログラムは、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、
再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す第１のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００２７】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第４のプログラムは、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す第１のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００２８】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第５のプログラムは、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後の前記複数のパラメータｘａに対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし（Ｓ１３）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高い場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａに更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持する処理を行い（Ｓ１４）、
（５）前記変化量δを更新し（Ｓ１５）、
（６）前記更新された変化量δと前記設計終了判定値を比較し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、（Ｓ１３）から（Ｓ１５）の処理を繰り返し、
前記更新された変化量が前記設計終了判定値よりも小さい場合には、次の工程に進む処理を行い（Ｓ１６）、
（７）（Ｓ１４）で更新された前記複数のパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘ−ｘｉ｜≧εの場合には、前記初期値ｘｉを前記複数のパラメータｘに更新するとともに、前記変化量δを前記変化量の初期値δｉに更新し、（Ｓ１２）から（Ｓ１６）の処理を繰り返し、
｜ｘ−ｘｉ｜＜εの場合には、前記複数のパラメータｘを設計パラメータｘｏとし、アンテナ設計を終了する。
【００２９】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第６のプログラムは、
前記（Ｓ１６）の処理において、前記更新された変化量が前記設計終了判定値より小さくなるまで前記（Ｓ１３）から前記（Ｓ１５）までの処理を繰り返す際に、前記（Ｓ１５）で前記変化量を更新するごとに前記変化量の変化割合を決定することを特徴とする第５のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００３０】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第７のプログラムは、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ加算し、加算後の前記複数のパラメータｘａ１に対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし、
前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ引算し、引算後の前記複数のパラメータｘａ２に対応するアンテナ評価値を求め、これを第３の評価値Ｅ３とし（Ｓ４１）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第３の評価値Ｅ３に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が高い場合は、前記変化後の複数のパラメータｘａ１およびｘａ２を、それぞれ新たな複数のパラメータｘに更新し、前記第２の評価値Ｅ２および前記第３の評価値Ｅ３をそれぞれ新たな評価値Ｅ１に更新し、それぞれ独立に前記（Ｓ１５）に進み、
（５）前記（Ｓ１７）で出力される前記複数のパラメータのそれぞれに対して前記アンテナ評価値を求め、その中から前記アンテナ評価基準において、最も高い評価を持つパラメータを選択し、それを設計パラメータｘｏとすることを特徴とする第６のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００３１】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第８のプログラムは、
（１）第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法を用いて、前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定するステップ（ＳＧ１）と、
（２）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＳＧ２）と、
（３）前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＳＧ３）と、
（４）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＳＧ４）と、
（５）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＳＧ５）と、
（６）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＳＧ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、ｘｇを第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法の初期値ｘｉに更新し、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了するステップ（ＳＧ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００３２】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる第９のプログラムは、
（１）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＧＳ１）と、
（２）染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＧＳ２）と、
（３）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＧＳ３）と、
（４）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＧＳ４）と、
（５）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＧＳ５）と、
（６）前記仮の設計値ｘｇを第５、６、７のアンテナ設計方法の初期値ｘｉとし、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを求めるステップ（ＧＳ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、前記仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、その染色体を用いて少なくとも前記ステップ（ＧＳ２）、（ＧＳ３）、（ＧＳ４）、（ＧＳ５）を行うことにより、前記仮の設計値ｘｇを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了する工程（ＧＳ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせる。
【００３３】
前記従来の課題を解決するために、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第１の記録媒体は、アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータを定義するステップ（ａ）と、前記複数の設計パラメータで決定されたアンテナの形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｂ）と、異なる複数の設計パラメータに対してステップ（ａ）からステップ（ｂ）までを順次あるいは並列的に実行することにより、前記異なる複数の設計パラメータのそれぞれにより記述されるアンテナ形態でのアンテナ特性値を求めるステップ（ｃ）と、を備え、前記アンテナ特性値が所望範囲に収束するようにステップ（ｂ）からステップ（ｃ）までを繰り返すアンテナの設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００３４】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第２の記録媒体は、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す第１のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００３５】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第３の記録媒体は、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す第１のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００３６】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第４の記録媒体は、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、遺伝的アルゴリズムを用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返すことで前記複数の設計パラメータの仮の設計値を決定し、再びステップ（ａ）に戻り、前記複数の設計パラメータの前記仮の設計値に基づいて前記複数の設計パラメータを定義し、前記ステップ（ｃ）で求めた前記アンテナ特性値を、最急降下法を用いてアンテナ特性評価を行い、前記アンテナ特性を所望範囲に収束するように前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ｃ）を繰り返す第１のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００３７】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第５の記録媒体は、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後の前記複数のパラメータｘａに対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし（Ｓ１３）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高い場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａに更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持する処理を行い（Ｓ１４）、
（５）前記変化量δを更新し（Ｓ１５）、
（６）前記更新された変化量δと前記設計終了判定値を比較し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、（Ｓ１３）から（Ｓ１５）の処理を繰り返し、
前記更新された変化量が前記設計終了判定値よりも小さい場合には、次の工程に進む処理を行い（Ｓ１６）、
（７）（Ｓ１４）で更新された前記複数のパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘ−ｘｉ｜≧εの場合には、前記初期値ｘｉを前記複数のパラメータｘに更新するとともに、前記変化量δを前記変化量の初期値δｉに更新し、（Ｓ１２）から（Ｓ１６）の処理を繰り返し、
｜ｘ−ｘｉ｜＜εの場合には、前記複数のパラメータｘを設計パラメータｘｏとし、アンテナ設計を終了するアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００３８】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第６の記録媒体は、
前記（Ｓ１６）の処理において、前記更新された変化量が前記設計終了判定値より小さくなるまで前記（Ｓ１３）から前記（Ｓ１５）までの処理を繰り返す際に、前記（Ｓ１５）で前記変化量を更新するごとに前記変化量の変化割合を決定することを特徴とする請求項２３に記載のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００３９】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第７の記録媒体は、
（１）アンテナの形態を記述する複数の設計パラメータｘに対する初期値ｘｉ、変化量δの初期値δｉ、設計終了判定値ならびにアンテナ評価基準を定義し（Ｓ１１）、
（２）前記複数の設計パラメータｘの初期値ｘｉに対応するアンテナ特性値により求められるアンテナ評価値を第１の評価値Ｅ１とし（Ｓ１２）、
（３）前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ加算し、加算後の前記複数のパラメータｘａ１に対応するアンテナ評価値を求め、これを第２の評価値Ｅ２とし、
前記複数のパラメータｘを前記変化量δだけ引算し、引算後の前記複数のパラメータｘａ２に対応するアンテナ評価値を求め、これを第３の評価値Ｅ３とし（Ｓ４１）、
（４）前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ３の方が評価が高く、かつ、前記評価値Ｅ１より前記評価値Ｅ２の方が評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘを前記変化後の複数のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第３の評価値Ｅ３に更新し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が低いまたは等しい場合には、前記複数のパラメータｘおよび前記評価値Ｅ１を更新せず保持し、前記（Ｓ１５）に進み、
前記アンテナ評価基準において、前記評価値Ｅ２およびＥ３ともに前記評価値Ｅ１より評価が高い場合は、前記変化後の複数のパラメータｘａ１およびｘａ２を、それぞれ新たな複数のパラメータｘに更新し、前記第２の評価値Ｅ２および前記第３の評価値Ｅ３をそれぞれ新たな評価値Ｅ１に更新し、それぞれ独立に前記（Ｓ１５）に進み、
（５）前記（Ｓ１７）で出力される前記複数のパラメータのそれぞれに対して前記アンテナ評価値を求め、その中から前記アンテナ評価基準において、最も高い評価を持つパラメータを選択し、それを設計パラメータｘｏとすることを特徴とする第６のアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００４０】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第８の記録媒体は、
（１）第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法を用いて、前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定するステップ（ＳＧ１）と、
（２）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＳＧ２）と、
（３）前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＳＧ３）と、
（４）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＳＧ４）と、
（５）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＳＧ５）と、
（６）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＳＧ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、ｘｇを第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法の初期値ｘｉに更新し、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了するステップ（ＳＧ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【００４１】
また、アンテナ構造を設計するためのアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納した第９の記録媒体は、
（１）少なくとも世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲を定義するステップ（ＧＳ１）と、
（２）染色体を生成し、前記染色体を用いて遺伝的アルゴリズムの交叉処理および突然変異処理のうち交叉処理を含む１つ以上の処理を実行するステップ（ＧＳ２）と、
（３）前記染色体からアンテナ形態を記述する前記複数の設計パラメータを求め、前記染色体に重要度を示す指標である適応度を付与するステップ（ＧＳ３）と、
（４）世代数をカウントし、前記世代数があらかじめ設定した回数になるか、前記適応度が所望範囲に入った場合、処理を終了するステップ（ＧＳ４）と、
（５）前記適応度により最も重要であると判断される染色体を前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｇに変換するステップ（ＧＳ５）と、
（６）前記仮の設計値ｘｇを第５、６、７のいずれかのアンテナ設計方法の初期値ｘｉとし、その方法を用いて前記複数の設計パラメータの仮の設計値ｘｓを求めるステップ（ＧＳ６）と、
（７）前記仮の設計値ｘｓとｘｇを比較し、予め定めた収束判定値εに対し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜≧εの場合、前記仮の設計値ｘｓから染色体を生成し、その染色体を用いて少なくとも前記ステップ（ＧＳ２）、（ＧＳ３）、（ＧＳ４）、（ＧＳ５）を行うことにより、前記仮の設計値ｘｇを決定し、
｜ｘｓ−ｘｇ｜＜εの場合、アンテナ設計を終了するステップ（ＧＳ７）と、を備えることを特徴とするアンテナ設計方法をコンピュータに行わせるプログラムを格納する。
【発明の効果】
【００４２】
本発明のアンテナ設計方法、アンテナ設計プログラムおよびアンテナ設計プログラムを格納した記録媒体によれば、取り得る形態の数多くの組み合わせの中から、必要な特性を示すアンテナの設計パラメータを決定できる。また、最適値でない極値に収束することなく所望解を得ることができるので、設計時間が短縮され設計コストが削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のアンテナ設計におけるアルゴリズムのフローチャートである。本実施の形態では評価関数を最小にするという条件でシミュレーションを行う場合について以下説明を行うが、これに限定されるものではなく、例えば評価関数を最大にするという条件をとってもよいことはもちろんのことである。
【００４５】
図１のＳ１１工程において、アンテナの構造を決定するパラメータである素子長および素子間隔の初期値ｘｉ、変化量δ（ここでのδを初期変化量δｉとする）、設計終了判定値、アンテナ性能をあらわす特性のうち電圧定在波比（以下、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）とする）、利得、ＦＢ比に対する所望特性値および諸特性の重要度を示すウェイトから構成されるシミュレーション条件を計算機に入力し、
入力された条件をもとにＳ１２工程において初期値ｘｉをパラメータｘにもつ評価関数Ｅ（ｘ）を算出し、このときの評価関数値を第１の評価値Ｅ１とする。ここで、評価関数Ｅ（ｘ）とは数１に示すように、アンテナ構造を決定するパラメータがある値ｘをもつときのアンテナ特性値とその特性に対する所望特性値との差の絶対値に、その特性の重要度を示すウェイトをかけたものを所望する特性数分足し合わせたもので表される。
【００４６】
【数１】
2005190085.tif 000003
【００４７】
次に、Ｓ１３工程において数２に示すように前記パラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後のパラメータｘａがもつ評価関数Ｅ（ｘａ）を算出し、このときの評価関数値を第２の評価値Ｅ２とする。
【００４８】
【数２】
2005190085.tif 000004
【００４９】
そしてＳ１４工程において、前記第１の評価値Ｅ１と前記第２の評価値Ｅ２とを比較し、Ｅ１＞Ｅ２の場合には、数３に示すように前記パラメータｘを更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新する。
【００５０】
【数３】
2005190085.tif 000005
【００５１】
そして、Ｅ１≦Ｅ２の場合には、数４に示すように前記変数Ｓの符号を反転させて、
【００５２】
【数４】
2005190085.tif 000006
【００５３】
数２に示すように前記パラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後のパラメータｘａがもつ評価関数Ｅ（ｘａ）を算出し、このときの評価関数値を前記第２の評価値Ｅ２とする。そして、前記第１の評価値Ｅ１と前記第２の評価値Ｅ２とを比較し、Ｅ１＞Ｅ２の場合には、数３に示すように前記パラメータｘを更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新する。
【００５４】
なお、前記パラメータｘを前記変化量δにより変化させるとき、数２に示した変化方法以外にも例えば、数５に示す方法など前記パラメータｘが前記変化量δにより増減可能な方法ならどのような方法を用いてもかまわない。
【００５５】
【数５】
2005190085.tif 000007
【００５６】
そして、Ｅ１≦Ｅ２の場合には前記パラメータｘおよび前記第１の評価値Ｅ１を更新せず保持する。
【００５７】
そして次に、Ｓ１５工程において前記変化量δを数６に示すように更新する。
【００５８】
【数６】
2005190085.tif 000008
【００５９】
なお、本実施の形態では変化量δの更新式として数６を用いたが、これに限らず、この更新式は評価関数の性質に合わせてパラメータｘが最も早く、かつ、正確に最適値に収束できるように決定することができることはもちろんのことであり、また、場合によっては、変化量δの更新ごとに異なる更新式を用いてもよいことは言うまでもない。
【００６０】
そして、Ｓ１６工程において、前記更新された変化量δと前記設計終了判定値とを比較し、前記変化量δが前記設計終了判定値以上の場合には、前記Ｓ１３工程から前記Ｓ１５工程を繰り返し、
前記更新された変化量δが前記設計終了判定値よりも小さい場合には、
Ｓ１７工程において前記Ｓ１４工程で更新されたパラメータｘと初期値ｘｉとを比較し、ｘとｘｉの値が異なる場合には、前記初期値ｘｉを前記パラメータｘに更新し、前記変化量δを前記Ｓ１１で与えた初期変化量δｉに更新し、他のシミュレーション条件はそのままとした状態で、前記Ｓ１２工程から前記Ｓ１６工程を繰り返し、
ｘとｘｉの値が等しい場合には、前記パラメータｘを設計パラメータｘｏとして出力し、アンテナ設計を終了する。
【００６１】
本実施の形態によれば、最小値ではない極小値に陥ることなく、確実に最適値を探し出すことができる。
【００６２】
なお、このとき、初期値ｘｉの更新、変化量δをδｉに初期化すること以外にも、必要に応じて、ウェイトなど他のシミュレーション条件を変更することも可能であることはいうまでもない。
【００６３】
なお、本実施の形態では、ｘとｘｉの値が等しいときアンテナ設計を終了するとしたが、これは完全に一致しなくても、例えば、これに限るものではないが、小数点以下第２位以上でｘとｘｉの値が等しいといったように、収束判定値を予め決めておき、例えば、ｘとｘｉの差が収束判定値より小さくなった時にアンテナ設計を終了することにしてもよいことはいうまでもない。
【００６４】
なお、本実施の形態では、ｘとｘｉの値が等しいときアンテナ設計を終了するとしたが、終了判定はこれに限らず、演算のループ回数を判定条件に用いてもよいということはいうまでもない。
【００６５】
このように初期値ｘｉを前記Ｓ１７工程におけるパラメータｘと等しくなるまで更新することにより、最小値ではない極小値に陥ることを回避でき、確実に最適値を探し出せる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、アンテナ構造を決定するパラメータのうち素子長および素子間隔を設計する例を示したが、これに限らず素子半径など他のアンテナ構造を決定するパラメータも設計できることは言うまでもない。
【００６７】
なお、本実施の形態では、ＶＳＷＲ、利得、ＦＢ比を所望特性としたが、これに限らず半値幅など他のアンテナ性能を表す特性を所望特性として設定できることは言うまでもない。
【００６８】
なお、本実施の形態で示したシミュレーション条件はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
【００６９】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態１のＳ１５工程において、前記変化量δを更新する際、前記実施の形態１とは違い、２つ以上の更新式より、演算ごとに更新式を選択する方法について説明したものである。なお、図１と同一部分には同一符号をつけて説明を省略する。
【００７０】
また、前記実施の形態１のＳ１１工程において、カウンターｉに０が与えられているものとする。
【００７１】
前記実施の形態１のＳ１３工程において、第２の評価値Ｅ２を算出した後、
図２におけるＳ２１工程において、前記第１の評価値Ｅ１と前記第２の評価値Ｅ２を比較し、Ｅ１＞Ｅ２の場合には、
Ｓ２２工程において、パラメータｘを数３のように更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、
Ｓ２３工程においてカウンターｉを数７のように初期化する。
【００７２】
【数７】
2005190085.tif 000009
【００７３】
そして、前記Ｓ２１工程において、前記第１の評価値Ｅ１と前記第２の評価値Ｅ２を比較した結果、Ｅ１≦Ｅ２の場合には、Ｓ２４工程において、数４に示すように前記変数Ｓの符号を反転させて、数３に示すように前記パラメータｘを前記変化量δにより変化させ、変化後のパラメータｘａがもつ評価関数Ｅ（ｘａ）を算出し、このときの評価関数値を前記第２の評価値Ｅ２とする。そして、前記第１の評価値Ｅ１と前記第２の評価値Ｅ２を比較し、Ｅ１＞Ｅ２の場合、
前記Ｓ２２工程において、前記パラメータｘを数３のように更新するとともに、前記第１の評価値Ｅ１を前記第２の評価値Ｅ２に更新し、前記Ｓ２３工程においてカウンターｉを数７のように初期化する。
【００７４】
そして、前記Ｓ２４工程において、前記第１の評価値Ｅ１と前記第２の評価値Ｅ２を比較した結果、Ｅ１≦Ｅ２の場合には、前記パラメータｘおよび前記第１の評価値Ｅ１を更新せず保持する。
【００７５】
そして、Ｓ２５工程において、カウンターｉを数８のように更新する。
【００７６】
【数８】
2005190085.tif 000010
【００７７】
そして、Ｓ２６工程において、前記カウンターｉを評価し、カウンターｉの値が１０以下の場合、
Ｓ２７工程において、数６のように前記変化量δを更新し、
前記Ｓ２６工程において、前記カウンターの値が１１以上の場合、
Ｓ２８工程において、数９のように前記変化量δを更新し、
【００７８】
【数９】
2005190085.tif 000011
【００７９】
前記Ｓ１６工程に進み、あとは前記実施の形態１および本実施の形態２で示した手順に従って演算を行う。
【００８０】
本実施の形態２の方法を用いることにより、演算毎に変化量を更新することにより、収束を早め、演算時間を短縮することができる。
【００８１】
なお、前記２つの変化量の更新式には、２の除算および２のべき乗の除算を用いたが、この更新式はこれに限らず、加算、減算および乗算などのあらゆる演算式、およびそれらを組み合わせたものを用いてもよいということは言うまでもない。
【００８２】
なお、本実施の形態２では、カウンターが１１以上のとき、数１０に示した更新式を使用するとしたが、これはあくまで一例であって、カウンターに対する判断基準は自由に決定できる。
【００８３】
【数１０】
2005190085.tif 000012
【００８４】
（実施の形態３）
図３は、前記実施の形態２のＳ２６工程からＳ２８工程において、前記変化量δを更新する際、前記実施の形態２とは違い、収束を早める効果だけでなく、最適値ではない極値への収束を防ぐ効果も兼ね備えた更新式を用いる方法について説明したものである。なお、図１および図２と同一部分には同一符号をつけて説明を省略する。
【００８５】
前記実施の形態２のＳ２６工程において、前記カウンターｉを評価し、カウンターの値が１１以上の場合、前記実施の形態２のＳ２８工程に進み、数９のように前記変化量δを更新し、前記実施の形態１および前記実施の形態２の手順に従って演算を行ったが、それでも前記パラメータｘが更新されず、前記実施の形態２のＳ２６工程において、前記カウンターｉを評価した結果、カウンターの値が１６になったとき、図３におけるＳ３１工程において、前記変化量δを変数δ’に格納し、
Ｓ３２工程において、前記変化量δを前記初期変化量δｉを用いて、数１０のように前記変化量δが前記変化量δｉよりも大きくなるように更新し、前記実施の形態１および前記実施の形態２の手順に従って演算を行う。しかし、それでも前記パラメータｘが更新されず、前記実施の形態２のＳ２６工程において、前記カウンターｉの値が１７となった場合、Ｓ３３工程において、前記変化量δを前記変数δ’に更新し、前記実施の形態２におけるＳ２８工程に進み、数９のように前記変化量δを更新し、前記実施の形態１および前記実施の形態２の手順に従って演算を行う。
【００８６】
実施の形態３によれば、収束を早める効果があるだけでなく、最適値ではない極値への収束を防ぐ効果もある。
【００８７】
なお、言うまでもないが、数１０の更新式はあくまで一例であって、更新後の変化量が更新前の変化量より大きくなる更新式を用いればよい。
【００８８】
なお、前記実施の形態２と同様、数１０に示す前記変化量の更新式はこれに限らず、加算、減算および乗算などのあらゆる演算式、およびをそれらを組み合わせたものを用いてもよいということは言うまでもない。
【００８９】
また、本実施の形態３では、前記実施の形態２におけるＳ２６工程において前記カウンターｉの値が１６のとき、前記Ｓ３１工程および前記Ｓ３２工程に進み、前記変化量δを数１０のように更新し、前記実施の形態２におけるＳ２６工程において前記カウンターｉの値が１７のとき、前記Ｓ３３工程に進み、その後前記実施の形態１および前記実施の形態２の手順に従って演算を行ったが、これら前記カウンターｉに対する判断基準は自由に決定できることはいうまでもない。
【００９０】
（実施の形態４）
図４は、前記実施の形態１におけるＳ１３工程およびＳ１４工程おいて、評価値Ｅ１、Ｅ２を比較する際、最適値ではない極値への収束を防ぐ効果をもつ方法を説明する図である。なお、図１および図２と同一部分には同一符号をつけて説明を省略する。
【００９１】
前記実施の形態１のＳ１２工程において、第１の評価値Ｅ１を算出した後、図４のＳ４１工程において、前記パラメータｘを前記変化量δだけ加算して、加算後の前記パラメータｘａ１がもつ評価関数Ｅ（ｘａ１）を算出し、このときの評価関数値を第２の評価値Ｅ２とする。そして、前記パラメータｘを前記変化量δだけ引算して、引算後の前記パラメータｘａ２がもつ評価関数Ｅ（ｘａ２）を算出し、このときの評価関数値を第３の評価値Ｅ３とする。
【００９２】
そして、Ｓ４２工程において、前記第１の評価値Ｅ１、前記第２の評価値Ｅ２ならびに前記第３の評価値Ｅ３を比較し、Ｅ１＞Ｅ２かつＥ１≦Ｅ３の場合には、
Ｓ４３工程において、前記パラメータｘを前記変化後のパラメータｘａ１に更新するとともに、前記評価値Ｅ１を前記評価値Ｅ２に更新し、前記実施の形態２におけるＳ２３工程に進み、前記実施の形態１および前記実施の形態２または前記実施の形態３の手順に従って演算を行う。
【００９３】
前記Ｓ４２工程において、前記評価値Ｅ１、Ｅ２ならびにＥ３を比較した結果、Ｅ１＞Ｅ３かつＥ１≦Ｅ２の場合には、
Ｓ４４工程において、前記パラメータｘを前記変化後のパラメータｘａ２に更新するとともに、前記評価値Ｅ１を前記評価値Ｅ２に更新し、
前記実施の形態２におけるＳ２３工程に進み、前記実施の形態１および前記実施の形態２または前記実施の形態３の手順に従って演算を行う。
【００９４】
前記Ｓ４２工程において、前記評価値Ｅ１、Ｅ２ならびにＥ３を比較した結果、Ｅ１≦Ｅ２かつＥ１≦Ｅ３の場合には、前記パラメータｘおよび前記第１の評価値Ｅ１を更新せず保持して、
前記実施の形態２におけるＳ２５工程に進み、前記実施の形態１および前記実施の形態２または前記実施の形態３の手順に従って演算を行う。
【００９５】
Ｓ４２工程において、前記評価値Ｅ１、Ｅ２ならびにＥ３を比較した結果、Ｅ１＞Ｅ２かつＥ１＞Ｅ３の場合には、
Ｓ４５工程に進み、前記パラメータｘａ１および前記パラメータｘａ２を
それぞれパラメータｘに更新して、独立に前記実施の形態１および前記実施の形態２または前記実施の形態３の手順に従って演算を行う。
【００９６】
そして、前記実施の形態１におけるＳ１７工程において得られる複数個の設計パラメータｘｏに対して、それぞれアンテナ特性値を求め、その中で最も前記所望特性値との差が小さいアンテナ特性値をもつ前記設計パラメータｘｒを選択して出力し、アンテナ設計を終了する。
【００９７】
実施の形態４によれば、変化方向を正負両方向として検討を進めるため、最適解への収束精度をさらに高めることができる。
【００９８】
（実施の形態５）
図５は、最急降下法、最急勾配法、差分法などの勾配を利用した最適化アルゴリズムと、遺伝的アルゴリズムを交互に用いてアンテナを設計する方法を示す図である。本実施の形態では勾配を利用した最適化アルゴリズムとして、前記実施の形態１の方法を用いる。
【００９９】
ここで、勾配を利用したアルゴリズムとは、実施の形態１〜４でも示したように、最適化を行うパラメータｘを任意の量（実施の形態１〜４での変化量δに相当）変化させ、そのときの評価関数がより小さく／またはより大きくなる方向へパラメータｘを変化させていくというアルゴリズムのことである。
【０１００】
例えば、評価関数Ｅ（ｘ）を微分することにより勾配をもとめ、その勾配を用いてパラメータｘを変化させていくアルゴリズムも勾配を利用した最適化アルゴリズムであると言うことは言うまでもない。
【０１０１】
なお、言うまでもなく、勾配を利用した最適化アルゴリズムは前記実施の形態１に限るものではなく、前記実施の形態２〜４および最急降下法、最急勾配法、差分法などその他の方法を用いてもよい。
【０１０２】
図５のＳ１０１工程において、アンテナ構造を決定するパラメータである素子長および素子間隔の初期値、変化量、設計終了判定値、設計するアンテナの所望特性値、諸特性の重要度を示すウェイト、世代数、染色体数、交叉確率、突然変異確率および解探索範囲などの前記実施の形態１および遺伝的アルゴリズムに必要なシミュレーション条件を計算機に入力する。
【０１０３】
また、このとき世代カウンターは０としてある。
【０１０４】
次に、Ｓ１０２工程において、実施の形態１の方法を用いて設計パラメータｘｄ１を求める。
【０１０５】
そして、Ｓ１０３工程において、前記設計パラメータを２進数表記の染色体に変換する。この工程を、設計パラメータが素子長であり、その値が３０．２ｍｍの場合について説明する。先ず、この値を１０倍し、３０．２×１０＝３０２とし、これを２進法に変換することで『１００１０１１１０』を、染色体として生成する。
【０１０６】
Ｓ１０４工程において、その染色体を含む初期染色体群を生成する。前記染色体以外の染色体はランダムに生成する。
【０１０７】
なお、上記の染色体への変換方法は一例であってこれに限るものではない。
【０１０８】
そして、Ｓ１０５工程において、各染色体の適応度を数１１により求める。
【０１０９】
【数１１】
2005190085.tif 000013
【０１１０】
なお、いうまでもないが、数１１の適応度関数はあくまで一例であって、最適化する対象物やその特性に応じた式を用いればよい。
【０１１１】
そして、Ｓ１０６工程において、世代カウンターを１つ増やしたのち、前記世代カウンターを評価し、世代カウンターが前記Ｓ１０１工程において入力した前記世代数より小さい場合は、前記Ｓ１０５工程で求めた適応度を用いて、数１２より染色体を選び出すための各染色体の選出確率ｑを算出する。
【０１１２】
【数１２】
2005190085.tif 000014
【０１１３】
そしてＳ１０７工程において、前記Ｓ１０６工程において算出された選出確率ｑをもとに染色体をランダムに前記染色体数分選出する。この操作では、選出確率ｑが高い、すなわち適応度ｖａｌが高い染色体ほど選択されやすくなるため、所望特性に近い染色体の占める割合が大きくなる。
【０１１４】
そしてＳ１０８工程において、前記Ｓ１０７工程において選出された染色体群の中から、前記交叉確率をもとにランダムに染色体を選び出し、それらを２つ１組にして図６に示す方法で互いに交叉させる。
【０１１５】
すなわち、図６（ａ）に示した２つの染色体（ア）『１００１１１００１１１１０』と、染色体（イ）『１０１０１００００１１１１』が選び出された場合、図６（ｂ）に示したように、図中の点線で示したようなランダムな位置で２つの染色体の情報を互いに入れ替えることで、染色体（ア）が『１００１１１０００１１１１』に、染色体（イ）が『１０１０１０００１１１１０』に変化する。
【０１１６】
そしてＳ１０９工程において、前記Ｓ１０８工程において交叉を行った後の染色体群に対して、前記突然変異確率をもとに図７に示す方法で突然変異を起こさせる。
【０１１７】
すなわち、図７（ａ）に示した染色体『１０１０１０００１１１１０』は、任意のビット（図中の四角で囲まれたビット）が選ばれ、そのビットが反転され図７（ｂ）に示した染色体『１０１０１０１０１１１１０』に変化する。
【０１１８】
前記Ｓ１０６工程において、世代カウンターが前記世代数以上となるまで、前記Ｓ１０５工程から前記Ｓ１０９工程を繰り返す。
【０１１９】
そして、前記Ｓ１０６工程において、世代カウンターを評価した結果、世代カウンターが前記Ｓ１０１工程において入力した前記世代数以上の場合は、前記Ｓ１０５工程において最も高い適応度を有する染色体から、前記Ｓ１０３工程で示した手順とは逆の手順で設計パラメータｘｄ２を算出する。
【０１２０】
そして、Ｓ１０１０工程において、前記Ｓ１０２工程において算出した設計パラメータｘｄ１と前記Ｓ１０６工程において算出した設計パラメータｘｄ２を比較し、小数第３位まででみたときにｘｄ１とｘｄ２の値が等しい場合、ｘｄ２を設計パラメータとしてアンテナ設計を終了する。
【０１２１】
ｘｄ１とｘｄ２を比較した結果、小数第３位まででみたときにｘｄ１とｘｄ２の値が異なる場合は、前記Ｓ１０２工程へ戻り、ｘｄ２を実施の形態１の初期値とし、実施の形態１により新たに設計パラメータｘｄ１を算出する。
【０１２２】
そして、Ｓ１０１１工程において、ｘｄ１とｘｄ２を比較し、前記Ｓ１０１０工程と同様の評価方法により評価し、ｘｄ１とｘｄ２の値が等しい場合は、ｘｄ１を設計パラメータとしてアンテナ設計を終了する。
【０１２３】
実施の形態５によれば、アンテナ設計者が経験したことのないアンテナ形態を考慮した、アンテナ特性の最適化検討を行うことができる。
【０１２４】
ｘｄ１とｘｄ２を比較した結果、ｘｄ１とｘｄ２の値が異なる場合は、前記Ｓ１０３工程に進み、前記Ｓ１０１０工程または、前記Ｓ１０１１工程において設計終了判定条件が満たされるまで、前記Ｓ１０２工程から前記Ｓ１０１１工程を繰り返す。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、前記Ｓ１０９工程において突然変異を行ったが、前記Ｓ１０８工程の交叉は演算初期の頃は、突然変異と同様の効果が得られることより、前記Ｓ１０９工程は行わなくてもかまわない。
【０１２６】
なお、本実施の形態では初めに勾配を利用した最適化アルゴリズムを用い、勾配を利用した最適化アルゴリズム→遺伝的アルゴリズムの順に交互に繰り返したが、これに限らず、初めに遺伝的アルゴリズムを用いて、遺伝的アルゴリズム→勾配を利用した最適化アルゴリズムの順に交互に繰り返してもよい。
【０１２７】
（実施の形態６）
本発明によるアンテナの設計例を示す。本実施の形態ではとして八木アンテナの設計例を示すが、言うまでもなく、他のアンテナも設計できることはもちろんのことである。
【０１２８】
また、本実施の形態では実施の形態５を用いて設計した例を示すが、実施の形態１〜４に示した方法を用いても設計できることは言うまでもない。
【０１２９】
図８は八木アンテナの図である。１１は素子１、１２は素子２、１３は素子３、１４は素子４、１５は素子５で、１６は給電点である。実施の形態５の方法を用いて、中心周波数５ＧＨｚでＶＳＷＲが１．１以下、指向性利得が９ｄＢ以上、ＦＢ比がＥ面、Ｈ面の両平面において１５ｄＢ以上という特性をもつ５つの素子をもつ八木アンテナ（以下、５素子八木アンテナ）を設計した。このとき求めるアンテナの構造を決定するパラメータは図８に示す八木アンテナの素子長と素子間隔である。
【０１３０】
シミュレーション条件である八木アンテナの素子長および素子間隔の初期値、変化量、設計終了判定値およびその他アンテナの構造に関する条件としてアンテナ素子の半径、放射器幅、遺伝的アルゴリズムの条件である染色体数、世代数、交差確率、突然変異確率、素子長および素子間隔の解探索範囲を表１に示す。
【０１３１】
【表１】
2005190085.tif 000015
【０１３２】
表１に示した条件をもとに、実施の形態５により設計した結果を表２に示す。また、表２に示した設計パラメータにもつアンテナのＶＳＷＲ、指向性利得、ＦＢ比を表３に示す。
【０１３３】
【表２】
2005190085.tif 000016
【０１３４】
【表３】
2005190085.tif 000017
【０１３５】
また、本発明の効果を示すために、同じシミュレーション条件で、従来用いられている最急降下法により設計した結果を表４に示す。また、表４に示した設計パラメータにもつアンテナのＶＳＷＲ、指向性利得、ＦＢ比を表５に示す。表５のＦＢ比においてＥ面は電界面を、Ｈ面は磁界面を示す。
【０１３６】
【表４】
2005190085.tif 000018
【０１３７】
【表５】
2005190085.tif 000019
【０１３８】
表３および表５を比較することで、本発明を用いることにより、確実に所望特性を満たすアンテナが設計できることがわかる。
【０１３９】
なお、本実施の形態では５つの素子をもつ八木アンテナを設計したが、これに限らず、素子数がいくつであっても設計できることは言うまでもない。
【０１４０】
なお、本実施の形態では、周波数が５．０ＧＨｚにおけるアンテナ特性についてのみ所望特性を満足するようなアンテナを設計したが、これに限らず、本発明は、複数の周波数ポイントにおいて所望特性を定義できるため、例えば、４．６ＧＨｚと５．０ＧＨｚの２周波数ポイントでＶＳＷＲが１．１以下、指向性利得が８ｄＢ以上、ＦＢ比がＥ面、Ｈ面の両平面において１５ｄＢ以上という特性をもつ５つの素子をもつ八木アンテナといったように、複数の周波数ポイントにおいて所望特性を満たすマルチバンドアンテナも設計できる。
【０１４１】
なお、同様にして、４．６ＧＨｚ〜５．０ＧＨｚにおいて、ＶＳＷＲが１．１以下、指向性利得が８ｄＢ以上、ＦＢ比がＥ面、Ｈ面の両平面において１５ｄＢ以上という特性をもつ５つの素子をもつ八木アンテナといったような広帯域アンテナを設計することも可能である。
【０１４２】
なお、八木アンテナに限らず、例えばＰＩＦＡなどの平面アンテナ、チップアンテナ、内蔵アンテナであってもアンテナ構造を決定するパラメータが存在するものならどのようなアンテナでも設計できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明にかかるアンテナ設計方法、アンテナ設計プログラムおよびアンテナ設計プログラムを格納した記録媒体は、取り得る形態の数多くの組み合わせの中からアンテナ形態を決定でき、アンテナ設計パラメータを決定するのに有用である。また、通信機器で用いるあらゆる形態のアンテナ設計に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ設計方法のフローチャート
【図２】本発明の実施の形態２における変化量の更新方法のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態３における変化量の更新方法のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態４において変化方向を正負両方向として検討を進める方法
【図５】本発明の実施の形態５におけるアンテナ設計方法のフローチャート
【図６】（ａ）交差処理前の染色体の一例を示した図（ｂ）交差処理後の染色体の一例を示した図
【図７】（ａ）突然変異処理前の染色体の一例を示した図（ｂ）突然変異処理後の染色体の一例を示した図
【図８】実施の形態６において設計例とした八木アンテナの構成図
【図９】従来の最急降下法を用いたアンテナ設計方法のフローチャート
【図１０】図９に示した従来の最急降下法における第２の詳細なフローチャート
【図１１】従来の遺伝的アルゴリズムのフローチャート
【図１２】従来のアンテナ設計方法の課題の説明図
【符号の説明】
【０１４５】
１１    素子１
１２    素子２
１３    素子３
１４    素子４
１５    素子５
１６    給電点
【図１】
2005190085.tif 000020
【図２】
2005190085.tif 000021
【図３】
2005190085.tif 000022
【図４】
2005190085.tif 000023
【図５】
2005190085.tif 000024
【図６】
2005190085.tif 000025
【図７】
2005190085.tif 000026
【図８】
2005190085.tif 000027
【図９】
2005190085.tif 000028
【図１０】
2005190085.tif 000029
【図１１】
2005190085.tif 000030
【図１２】
2005190085.tif 000031