تکنیک های بهینه سازی نگاشت فضایی برای مدل سازی و طراحی مدارات مایکروویو

تکنیک??های بهینه?سازی برای مدل?سازی و طراحی قطعات و سیستم?ها از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته است. اما بهینه سازی پارامترهای طراحی بر مبنای مدل های دقیق در اغلب موارد فرایندی زمان بر و تکراری می باشد. جهت سرعت بخشیدن به فرایند طراحی تعداد ارزیابی های مدل دقیق باید کم باشد. در تکنیک بهینه سازی نگاشت فضایی مدل دقیق و زمان بر با مدل تقریبی و سریع جایگزین می شود. تکنیک نگاشت فضایی به دو دسته تفکیک می شود: نگاشت فضایی صریح و نگاشت فضایی ضمنی. در این پایان نامه مفهوم نگاشت فضایی و کاربرد آن در طراحی و مدل سازی مدارات مایکروویو مطالعه می شود. در نگاشت فضایی صریح میان مدل فیزیکی و نگاشتی که این مدل را به مدل دقیق ارتباط می دهد یک تمایز صریح وجود دارد. نگاشت فضایی، همراه با مدل نادقیق مدل جانشینی را می سازد که باید دقیق و سریع باشد. در هر تکرار از الگوریتم درحالیکه مدل فیزیکی ثابت نگاه داشته می شود، تنها نگاشت به روز می شود. اگر معکوس نگاشت در دسترس باشد پارامترهای مدل دقیق بطور مستقیم بدست می آیند و در غیر این صورت بهینه سازی را روی نگاشت بکار می بریم. در نگاشت فضایی ضمنی، نگاشت درون مدل نادقیق پنهان می باشد. در ابتدا مدل نادقیق نسبت به پارامترهای طراحی بهینه سازی شده و پارامترهای بهینه که مشخصات مطلوب طراحی را در مدل نادقیق بدست می دهند بدست می آیند. در مرحله بعد با تنظیم پارامترهای کمکی در مدل نادقیق سعی می شود پاسخ های دو مدل به هم نزدیک گردد. با بهینه سازی مدل نادقیق تنظیم شده نسبت به پارامترهای طراحی، می توان جواب مدل دقیق را بدست آورد. فرایند طراحی زمانی که پارامترها مشخصات مطلوب طراحی را برآورده کرد پایان می یابد. اگر مدل نادقیق تنظیم شده بعد از مرحله استخراج پارامترها به اندازه کافی خوب نباشد می توان یک نگاشت صریح ورودی و یا خروجی اضافه نمود. در بعضی از موارد که استفاده از نگاشت صریح و یا ضمنی به پاسخ مطلوب همگرا نشود، با استفاده از نگاشت فضایی مبتنی بر باقیمانده این مسائل به پاسخ مطلوب همگرا می شوند. این تکنیک با نگاشت فضایی ضمنی شروع می شود. بعد از رسیدن به جوابی نزدیک به پاسخ مطلوب، باید یک مدل جانشین بوجود آورد. مدل جانشین، مدل نادقیق تنظیم شده به اضافه برداری است که عناصر آن تفاوت میان پاسخ های دو مدل دقیق و نادقیق بعد از مرحله استخراج پارامترها می باشد. سپس با بهینه سازی مدل جدید، پارامترهای بهینه بدست می آیند. از تکنیک های نگاشت فضایی علاوه بر طراحی و بهینه سازی برای مدل سازی مدارات مایکروویو نیز می توان استفاده کرد. مدل مبتنی بر نگاشت فضایی شامل نگاشت های ورودی و خروجی می باشد. از آنجاییکه ارزیابی مدل دقیق زمان بر می باشد، تعداد ارزیابی های مدل دقیق برای ساختن مدل جانشین باید کم باشد. در این پایان نامه تکنیک های بهینه سازی مبتنی بر نگاشت فضایی که در سطور بالا بحث شد روی چندین ساختار مایکروویو پیاده می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با تعداد کمی ارزیابی مدل دقیق می توان به پاسخ رضایت بخشی رسید.