Βελτιστοποίηση μικροκυματικών διατάξεων επιπέδων διηλεκτρικών υλικών με χρήστη γενετικών αλγορίθμων
Creators: name: Τσιαφάκης, Σταύρος Πολυκάρπου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Ηλεκτρομαγνητική απορρόφηση
Βελτιστοποίηση
Διηλεκτρικά υλικά
Γενετικοί αλγόριθμοι
Συντελεστής ανάκλασης
Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα
Radar absorber
Optimization
Reflection coefficient
Genetic algorithms
Emc
Parallel populations

description: Στη μελέτη αυτή παρουσιάζεται ένα υπολογιστικό εργαλείο για το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση επίπεδων διηλεκτρικών υλικών με τη χρήση Γενετικών Αλγορίθμων για ένα επιθυμητό εύρος συχνοτήτων και γωνιών πρόσπτωσης. Το πρόβλημα στο σχεδιασμό αφορά την ελαχιστοποίηση του συντελεστή ανάκλασης ενός επίπεδου προσπίπτοντος κύματος σε μια διάταξη πολλών στρωμάτων διηλεκτρικών υλικών. Ο συντελεστής ανά-κλασης εξαρτάται από το πάχος καθώς και από τις ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες του κάθε στρώματος. Στόχος είναι η ελαχιστοποίηση του συντελεστή ανάκλασης με ταυτόχρονη μείωση του συνολικού πάχους, ώστε ο βελτιστοποιημένος σχεδιασμός να θεωρείται πιο αποδοτικός.Συγκεκριμένα η βελτιστοποίηση με γενετικούς αλγορίθμους είναι μια στοχαστική μέθοδος εύρεσης λύσης. Στους γενετικούς αλγόριθμους ένα σύνολο δυνητικών λύσεων ωθείται να εξελιχθεί προς μια καθολική βέλτιστη λύση. Οι μεταβλητές που μεταβάλλονται με σκοπό την εύρεση καλύτερης σχεδίασης με μικρότερο συντελεστή ανάκλασης είναι η σχετική διηλεκτρική σταθερά και το πάχος του κάθε στρώματος της διηλεκτρικής διάταξης. Αποδεικνύεται ότι οι γενετικοί αλγόριθμοι είναι χρήσιμοι για την επίλυση πολύπλοκων ηλεκτρομαγνητικών προβλημάτων. Στη συγκεκριμένη μελέτη γίνεται χρήση τριών τύπων γενετικών αλγορίθμων οι οποίοι συγκρίνονται για την απόδοση τους σύμφωνα με τα αριθμητικά αποτελέσματα που προκύπτουν. Στο τέλος παρατίθενται τα βέλτιστα αποτελέσματα από κάθε αλγόριθμο, σε σύγκριση με τον αρχικό σχεδιασμό των διηλεκτρικών διατάξεων.
description: A computer tool for the design and optimization of planar multi-layer coatings with the usage of genetic algorithms, for a desired frequency and angle range is presented. The scope of the optimization is to minimize the reflection coefficient of an incident plane wave in a multilayer structure. The reflection coefficient depends on the thickness and the electric and magnetic properties of each layer. The target is the minimization of the reflection coefficient and simultaneously the minimization of the total thickness of the structure, so that the optimize design would be regarded more efficient.Genetic algorithms are stochastic search procedures. In genetic algorithms a set or population of potential solutions is caused to evolve toward a global optimal solution. The variables that involved are the thickness and the electric permittivity of each layer of the structure. Genetic algorithms are proving to be useful for solving complex electromagnetic problems.In the particular project are used three types of genetic algorithms and they are compared according to the arithmetic results. At the end the best results of each type of algorithm are presented, and compared with the initial design of the multilayer structure.