진화 알고리즘을 이용한 삼중 대역 PIFA 최적 설계 프로그램의 구현

Abstract

본 논문에서는 진화 알고리즘을 이용하여 U형 슬롯을 갖는 433 MHz, 912 MHz 및 2.45 GHz의 삼중 대역 PIFA(Planar Inverted-F Antenna)를 설계할 수 있는 프로그램 구현에 대해 다룬다. 일반적으로 U형 슬롯의 넓이와 길이에 따라 개구형 공진 주파수를 결정할 수 있으나, 두 개의 U형 슬롯의 영향으로 공진 주파수가 변화하기 때문에 진화 알고리즘을 이용한 최적 설계 프로그램을 통하여 최적의 U형 슬롯의 넓이와 길이를 구하였다. 변이와 재생산의 반복 과정을 통해 설계 목표에 적합한 설계 변수 값을 찾는 진화 알고리즘을 자동화하기 위하여 상용 전자장 해석 프로그램과 최적 설계 프로그램간의 연동 인터페이스를 구축하였다. 구현한 최적 설계 프로그램을 통한 삼중 대역 PIFA 시뮬레이션 결과는 430 MHz, 910.5 MHz 및 2.458 GHz의 공진 주파수를 갖는다. In this paper, we deal with the development of an optimal design program for a triple-band PTFA(Planar Inverted-F Antenna) of 433 MHz, 912 MHz and 2.45 GHz by using evolution strategy. Generally, the resonance frequency of the PIFA is determined by the width and length of a U-type slot used. However the resonance frequencies of the multiple U slots are varied by the mutual effect of the slots. Thus the optimal width and length of U-type slots are determined by using an optimal design program based on the evolution strategy. To achieve this, an interface program between a commercial EM analysis tool and the optimal design program is constructed for implementing the evolution strategy technique that seeks a global optimum of the objective function through the iterative design process consisting of variation and reproduction. The resonance frequencies of the triple-band PIFA yielded by the optimal design program are 430 MHz, 910.5 MHz and 2.458 GHz that show a good agreement to the design target values.