Войти
Антенна космического корабля NASA ST5 2006 года. Эта сложная форма была найдена эволюционной программой компьютерного проектирования для создания наилучшей диаграммы направленности. В радиосвязи усовершенствованная антенна представляет собой антенну, разработанную полностью или в значительной степени с помощью программы автоматического компьютерного проектирования, которая использует эволюционный алгоритм, который имитирует Дарвиновский эволюционный. Эта процедура использовалась в последние годы для разработки нескольких антенн для критически важных приложений, включающих строгие, противоречивые или необычные конструктивные требования, такие как необычные диаграммы направленности, для которых ни один из многих существующих типов антенн не подходит. адекватный.
Компьютерная программа начинается с простых форм антенн, затем добавляет или модифицирует элементы полуслучайным образом для создания ряда новых возможных форм антенн. Затем они оцениваются, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют требованиям проектирования, и для каждого вычисляется числовая оценка. Затем, на этапе, аналогичном естественному отбору, часть антенн-кандидатов с наихудшими баллами отбрасывается, оставляя меньшую совокупность конструкций с наивысшими баллами. Используя эти антенны, компьютер повторяет процедуру, генерируя последовательную популяцию (используя такие операторы, как мутация, кроссовер и выбор ), из которой более высокие баллы выбраны дизайны. После ряда итераций оценивается совокупность антенн и выбирается дизайн с наивысшей оценкой. Получающаяся в результате антенна часто превосходит лучшие ручные конструкции, потому что она имеет сложную асимметричную форму, которую невозможно было найти с помощью традиционных ручных методов проектирования.
Первые усовершенствованные конструкции антенн появились в середине 1990-х годов в результате работ Михильссена, Альтшулера, Линдена, Хаупта и Рахмата-Сами. Большинство практиков используют метод генетического алгоритма или некоторые его варианты для разработки конструкции антенн.
Примером усовершенствованной антенны является антенна X-диапазона, разработанная для миссии НАСА 2006 года под названием Space Technology 5 (ST5). Целью миссии была демонстрация инновационных технологий, которые могут быть использованы в будущих космических полетах. У каждого спутника было по две антенны связи для связи с наземными станциями - усовершенствованная антенна необычной конструкции и более стандартная четырехзаходная спиральная антенна. Первый был разработан для удовлетворения сложных требований миссии, в частности, сочетания широкой ширины луча для волны с круговой поляризацией и широкой полосы импеданса для покрытия и частоты нисходящей линии связи в диапазоне X. Обе антенны были изготовлены Лабораторией физических наук Университета штата Нью-Мексико. Их внешний вид был практически идентичен в том, что излучающие элементы обтекатель покрыл пенопластом. Миссия ST5 была успешно запущена 22 марта 2006 года и проработала в течение всего периода миссии до вывода из эксплуатации НАСА. Таким образом, эта усовершенствованная антенна представляет собой первый в мире искусственно созданный объект для полета в космос. Другие усовершенствованные антенны впоследствии использовались на космических кораблях Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer.
