روشي سريع براي طراحي فيلترهاي مايكروويو مبتني بر روش پارامترهاي S با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي ژنتيك و ازدحام ذرات

Fast Design of Waveguide Microwave Filters Using Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization Based on the S-parameters Method

در اين مقاله يك روش دقيق و مناسب براي طراحي فيلترهاي موج‌بري مايكروويو مبتني بر پارامترهاي S با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي ارائه شده است. از آنجايي كه براي طراحي كل ساختار فيلتر تنها مشخصات تمام موج بخشي از فيلتر (يك بلوك سازنده آن) مورد نياز است، روش پيشنهادي بسيار سريع است. در اينجا از سه الگوريتم بهينه‌سازي متفاوت شامل الگوريتم ژنتيك (GA)، الگوريتم ازدحام ذرات (PSO) و الگوريتم ازدحام ذرات كوانتومي(QPSO) براي به‌دست آوردن پاسخ فيلتري مناسب استفاده شده و عملكرد آن‌ها در طراحي فيلتر با يكديگر مقايسه شده است. صحت سنجي اين روش از طريق شبيه‌سازي تمام موج با نرم‌افزار CST براي فيلترهاي داراي post، روزنه سلفي (iris) و صفحه E (Eplane) به ترتيب در باندهاي فركانسي Ku، X و W مورد بررسي قرار گرفته است.

In this article an accurate and efficient procedure to design microwave waveguide filters is presented which is based on the S-parameters method combined with optimization algorithms. The proposed method is fast, since only the full-wave characteristics of a small part of the filter (one building block) are required to design the whole filter. Three different optimization algorithms; genetic algorithm (GA), particle swarm optimization algorithm (PSO) and quantum particle swarm optimization algorithm (QPSO) are used for tuning the filter response and their performances in filter design are compared. This approach is verified through full-wave simulation using commercial software for post filter, iris filter, and E-plane metal insert filter at Ku, X and W frequency bands, respectively.