新型传输线方程及知识人工神经网络模型的研究

论文题目: 新型传输线方程及知识人工神经网络模型的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电磁场与微波技术

作者: 洪劲松

导师: 王秉中

关键词: 普遍化传输线方程,分布电路参数,人工神经网络模型,参数提取,先验知识

文献来源: 电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文在已有的传统传输线理论基础上,针对工程中实际遇到的困难重新构筑了新型的普遍化传输线方程。从新型传输线方程的理论推导到实际电磁结构中的应用、从一维新型传输线方程到三维新型传输线方程、从新型传输线方程的宽带特性到部分传输线方程也能建模整个电磁结构的特性、从基于准静态解析公式的知识神经网络模型(NNKBN)到基于新型传输线方程的宽带知识神经网络模型(Broadband Knowledge-Based Neural Network),本文系统地探讨了新型传输线方程在电磁领域中的应用,丰富了人工神经网络在电磁领域中的应用,建立了普遍化的传输线理论和宽带知识神经网络模型(BKBNN)理论体系。 论文首先介绍了新型传输线方程的基本内容,一方面从基本麦克思韦方程出发结合实际例子作了一定程度的理论推导,另一方面从基本的电路理论出发对新型传输线方程进行了严格的推导。结合直角微带弯曲和45°切角微带弯曲的辐射参数提取说明了重新构筑新型传输线方程的必要性。 其次,结合微带滤波器、微带十字交叉(microstrip cross)、微带通孔(microstrip via)等电磁结构,推导了从一维到三维的新型传输线方程,并发现了利用新型传输线方程所提取的分布电路参数具有两个有用的特性:一个是所提取的参数对具体的电磁结构具有唯一性,不随负载或边界条件的变化而变化;另一个所提取的电感参数和电容参数随频率变化缓慢,这样的特性使得新型传输线方程模型具有了颇具工程价值的宽带特性。 再其次,结合对称双阶跃微带不连续(double step microstrip discontinuity)和双折叠枝节(double folded stub)微带结构等电磁结构,我们阐述了新型传输线方程模型的另一个重要用途——部分传输线方程也可以很好地建模整个电磁结构,由于服于提取新型传输线方程的几组全波分析解已经包含很多信息,即使只是建立部分的新型传输线方程,也已经能准确地描述整个电磁结构的电磁特性。 最后,在基本人工神经网络模型的基础上,利用一些简单的电磁结构(如带状线十字交越和微带T形接头)的准静态解析公式为先验知识,在隐蔽层采用了基于知识的神经元,这种新型神经网络模型被称为包含了知识的神经元的神经网络模型(NNKBN)。本文利用新型传输线方程所提取的电路参数作为先验知识,结合NNKBN模型构筑了微带T形接头和共面波导到微带(CPW-M)过渡结构的宽带知识神经网络模型(BKBNN)。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

绪论

1.现代计算电磁学的发展现状

2.当代计算电磁学的最新研究趋势

3.本文的研究思路由来

4.本文的主要内容

第一章 新型传输线微分方程的存在及唯一性

1.1 传统传输线理论及缺陷

1.2 传输线方程组中的参数矩阵中对角项为非零项

1.3 两金属平行平板传输线系统传输线方程参数矩阵对角项为非零项

1.4 利用广义的算子方法来推导微分算子D的存在和唯一性

1.5 利用微分方程来从全波数值解中提取电路参数

1.6 本章小节

第二章 新型传输线微分方程在工程中的应用

2.1 利用矩量法对传输线互连结构的电路辐射参数提取

2.2 利用基本电路理论推导新型的传输线微分方程

2.3 一个五段低通滤波器的新型等效分布电路模型

2.4 微带十字交叉结构的二维普遍化传输线方程模型

2.5 三维新型传输线微分方程及基于GTLE的时域应用

第三章 部分新型传输线方程在工程中的应用

3.1 基本思想

3.2 对称双阶跃微带不连续的新型带辐射参数电报方程

3.3 双折叠枝节微带结构的新型传输线方程模型

3.4 本章结论

第四章 知识人工神经网络模型

4.1 人工神经网络技术的发展状况

4.2 通用的多层感知器模型

4.3 知识神经网络模型思想的由来

4.4 知识神经网络模型的基本理论

4.5 带状线十字交越不连续的NNKBN模型

4.6 微带T形接头的NNKBN模型

4.7 本章结论

第五章 基于新型传输线方程的宽带知识人工神经网络模型

5.1 概述

5.2 微带T形接头的新型传输线方程模型

5.3 微带T形接头的宽带知识神经网络模型(RKBNN)

5.4 共面波导到微带的过渡结构的新型传输线方程模型

5.5 基于新型传输线方程共面波导到微带过渡结构的简单CAD模型

5.6 共面波导到微带过渡结构的宽带知识神经网络模型

第六章 论文总结

参考文献

致谢

个人简历、作者攻读博士学位期间发表和完成的相关学术论文

攻读博士学位期间主持和参与的基金项目

攻读博士学位期间获得的各类奖励

发布时间: 2005-09-23

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