基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微波均衡器建模與仿真
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在建模過(guò)程中，如果要建立精確的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通常需要提供大量的訓(xùn)練樣本。而在課題開展過(guò)程中，針對(duì)微波均衡器的復(fù)雜特性提出了以海量數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)子結(jié)構(gòu)互聯(lián)分析方法。這一方法的提出為建立均衡器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型提供了大量準(zhǔn)確的訓(xùn)練樣本。
文中采用加入LM算法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)均衡器進(jìn)行建模，將均衡器的結(jié)構(gòu)尺寸（諧振腔的腔長(zhǎng)、探針插入主傳輸線的深度、吸收材料插入深度）和頻率作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入樣本，S參數(shù)作為輸出樣本，進(jìn)行RBF網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練?？偣策x取了100組樣點(diǎn)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，另外又選取了100組不同的樣點(diǎn)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型性能的測(cè)試數(shù)據(jù)。頻率8.6GHz≤freq≤10.092 5GHz。模擬S參數(shù)與輸入樣本間的關(guān)系：Y=F(X)，其中：X是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量；Y是輸出變量，Y=(|S11|,|S21|)。利用MATLAB軟件仿真輸出變量中|S21|的仿真和訓(xùn)練結(jié)果如圖4～圖7所示。其中，圖4為RBF網(wǎng)絡(luò)的仿真曲線, 由此可見誤差非常小。圖5給出了達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)精度0.000 1所需的訓(xùn)練步數(shù)為35步，此網(wǎng)絡(luò)很快即達(dá)到了設(shè)計(jì)精度。為了驗(yàn)證訓(xùn)練后的RBF網(wǎng)絡(luò)的性能，另選取100組樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，其測(cè)試曲線如圖6所示，RBF網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試性能可由圖7所示，測(cè)試絕對(duì)誤差的絕對(duì)值小于0.03，98%的測(cè)試相對(duì)誤差小于5%，在|S21|衰減最大的拐點(diǎn)位置相對(duì)誤差較大，這是因?yàn)闇y(cè)試樣點(diǎn)在拐點(diǎn)處的選取沒能滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）原則。仿真輸出再次說(shuō)明RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的性能相當(dāng)穩(wěn)定。而且利用該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的結(jié)果具有很好的可重復(fù)性，設(shè)計(jì)達(dá)到的效果令人滿意。
本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/158055.htm
本文采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)微波均衡器進(jìn)行了建模。仿真設(shè)計(jì)的結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較，誤差較小。這表明本文提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)方法使得微波均衡器的設(shè)計(jì)過(guò)程變得速度快、精度高，具有準(zhǔn)確、省時(shí)、輔助設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于微波器件的分析設(shè)計(jì)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
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