(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111414408.X (22)申请日 2021.11.25 (71)申请人 电子科技大 学 地址 610000 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 汪家兴　喻梦霞　宁宇航　 (74)专利代理 机构 成都行之智 信知识产权代理 有限公司 5125 6 代理人 李林 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 30/25(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种实现无源微波器件高效设计的优化方 法、 装置和设备 (57)摘要 本发明公开了一种实现无源微波器件高效 设计的优化方法、 装置和设备， 包括构建误差函 数； 在优化范围内确定输入样本， 结合全波电磁 仿真输出数据构建初始的训练样 本集； 利用训练 样本集训练 高斯过程模型， 利用粒子群优化算法 对高斯过程模型寻优， 得到最优设计尺寸预测 值， 对最优设计尺寸预测值进行仿真获得相应的 输出结果； 判断输出结果是否满足设计指标， 若 满足设计指标， 则输出该最优设计尺寸， 否则进 入下一步； 计算误差， 若符合预设条件， 更新最优 设计尺寸； 判断是否达到迭代停止条件， 若达到 则输出最优设计尺寸， 否则更新训练样本集并进 行下一次迭代优化。 本发明大幅度减少了进行全 波电磁仿真的次数， 从而实现了无源微波器件的 高效优化。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 113962163 A 2022.01.21 CN 113962163 A 1.一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 根据优化问题构建误差函数； 步骤2， 根据优化问题， 在优化范围内确定输入样本， 结合全波电磁仿真输出数据构建 初始的训练样本集； 步骤3， 利用训练样本集训练高斯过程模型， 利用粒子群优化算法对高斯过程模型寻 优， 得到最优设计尺寸预测 值， 对最优设计尺寸预测 值进行全波电磁仿真并获得相应的仿 真结果； 步骤4， 判断仿真结果是否满足设计指标， 若满足则将最优设计尺寸预测值作为最优设 计尺寸输出并结束流 程， 否则进入步骤5； 步骤5， 根据误差函数和输出结果计算误差， 若满足预设条件， 则更新最优设计尺寸和 适应度值； 判断是否达到迭代终止条件， 若达到则输出更新后的最优设计尺寸并结束流程， 否则更新训练样本集并返回到步骤3进行 下一次迭代优化。 2.根据权利要求1所述的一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特征在于， 所 述步骤2具体包括： 在优化范围内选取 结构尺寸 参数X＝{x1， x2，…xm}作为输入样本； 通过全波电磁仿真获得相应的输出Y＝{y1， y2，…ym}； 根据输入样本X＝{x1， x2，…xm}和输出Y＝{y1， y2，…ym}构成初始的训练样本集D＝{X， Y}。 3.根据权利要求2所述的一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特征在于， 对 于输入样本X中任意一个输入样本矢量xi＝[l1， l2，…ln]T(i＝1， 2， …m)， 它的归一化矢量 为： x′i＝[(l1‑L1min)/(L1max‑L1min)，…， (lm‑Lmmin)/(Lmmax‑Lmmin)]T 式中， lk(k＝1， 2，…n)是第k个设计参数， Lkmax和Lkmin是lk对应的上限和下限。 4.根据权利要求3所述的一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特征在于， 输 入样本X中任意两个输入样本的归一 化矢量间的距离大于等于一个预设值 η， 即： ||x′i‑x′j||≥η(i≠j)。 5.根据权利要求1所述的一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特征在于， 所 述高斯过程模型采用的协方差函数为： 式中， σf为特征长度， σm为信号标准差， α 为标度参数。 6.根据权利要求1所述的一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特征在于， 所 述步骤3中粒子群优化算法采用的适应度函数为所述步骤1中构建的误差函数， 优化过程中 应使得适应度函数值尽量小。 7.根据权利要求1所述的一种实现无源微波器件高效设计的优化方法， 其特征在于， 所 述全波电磁仿真过程 通过在Matlab中调用仿真软件CST实现。 8.一种实现无源微波器件参数优化装置， 其特征在于， 包括误差函数构建模块、 训练样权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962163 A 2本构建模块、 仿真模块、 迭代优化模块、 测试模块、 更新模块和输出模块； 所述误差函数构建模块 根据优化问题构建误差函数； 所述训练样本构建模块根据优化问题， 在优化范围内确定输入样本并结合所述仿真模 块进行全波电磁仿真输出的数据构建初始的训练样本集； 所述迭代优化模块利用训练样本集训练高斯过程模型， 利用粒子群优化算法对高斯过 程模型寻优， 得到最优设计尺寸预测值； 所述仿真模块对最优设计尺寸预测值进行全波电磁仿真并获得相应的仿真结果； 所述测试模块判断仿真结果是否满足设计指标， 若满足将最优设计尺寸预测值作为最 优设计尺寸 通过所述输出模块输出； 否则通过 所述迭代模块进行迭代优化； 所述更新模块根据误差函数和输出结果计算误差， 若满足预设条件， 则更新最优设计 尺寸和适应度值； 判断是否达到迭代终止条件， 若达到则通过所述输出模块输出更新后的 最优设计尺寸， 否则对训练样本集进行 更新。 9.一种计算机设备， 包括存储器和处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求1 ‑7中任一项所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时实现权利要求1 ‑7中任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962163 A 3