毫米波濾波器人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模研究.pdf

1、濾波器是現(xiàn)代微波/毫米波無線通信系統(tǒng)中的重要元件之一，應(yīng)用RFMEMS技術(shù)制作的濾波器可在毫米波段滿足低損耗、高品質(zhì)因數(shù)、高線性度、小體積等需求，并易于實現(xiàn)電子系統(tǒng)一體化的集成。但在設(shè)計過程中，由于模型的復(fù)雜性，特別是若干物理結(jié)構(gòu)參數(shù)的相互關(guān)聯(lián)性和射頻性能參數(shù)的非線性大大增加了它的設(shè)計難度，其準(zhǔn)確性與計算量、存儲量、計算效率以及運行時間成正比。本文通過分析毫米波RFMEMS器件設(shè)計過程中現(xiàn)有建模方法存在的問題，提出采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對毫米

2、波器件進行建模，并對該方法的原理及運算過程進行深入的研究。
　　本文以采用LIGA工藝制作的毫米波帶通濾波器作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的目標(biāo)器件。分別采用三層前饋BP網(wǎng)絡(luò)和RBF網(wǎng)絡(luò)進行建模，在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成后，使用81×51組訓(xùn)練樣本和36×51組隨機樣本考察兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和泛化能力，并對兩種網(wǎng)絡(luò)在建模過程中的優(yōu)缺點進行了比較。通過實驗表明，兩種網(wǎng)絡(luò)均能夠完成對LIGA濾波器的高效建模，但RBF網(wǎng)絡(luò)的計算速度和精度要明顯好于BP網(wǎng)絡(luò)

3、。
　　為了進一步證實人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在毫米波器件建模中應(yīng)用的可行性，本文以RFMEMS金屬橋結(jié)構(gòu)的帶通濾波器為例，在確定了其電磁敏感參數(shù)的基礎(chǔ)上采用三層前饋BP網(wǎng)絡(luò)進行建模，并使用64×51組訓(xùn)練樣本和27×51組測試樣本分別考察了網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和泛化能力。實驗表明，使用同樣配置的計算機，相對于HFSS軟件2小時的仿真運算時間，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在90分鐘之內(nèi)完成訓(xùn)練后，針對某一組參數(shù)，僅需要幾秒鐘便可完成再次計算，并且其誤差小于1.4811dB