طراحی جاذب‌ الکترومغناطیسی نانوکامپوزیتی با روش بهینه‌سازی ازدحام ذرات بهبودیافته محلی و الگوریتم ژنتیک با مرتب‌سازی نامغلوب

Abstract

در این مقاله، طراحی یک جاذب الکترومغناطیسی نانوکامپوزیتی، جهت دستیابی به مشخصه‌های ضخامت کم، پهنای ‌باند جذب بالا، میزان‌جذب قابل‌توجه و تعداد لایه‌های حداقل، به‌صورت همزمان، بررسی شده است. برای تحقق هر‌یک از این مشخصه‌ها، اهداف و محدودیت‌های معیینی در روند بهینه‌سازی طراحی جاذب، با بکارگیری دو روش ازدحام ذرات بهبودیافته محلی((MLPSO و الگوریتم ژنتیک با مرتب‌سازی نامغلوب نوع دوم(NSGA-II)، در نظرگرفته شده است. در این روش‌های بهینه‌سازی، با اعمال اهداف و محدودیت‌های یاد‌شده و بکارگیری مواد نانوکامپوزیتی بیان شده در مقالات دیگر، طراحی جاذب بر اساس روش تحلیلی خط انتقال(TLM) انجام شده است. بنابراین پارامترهای طراحی ساختار جاذب از قبیل تعداد لایه‌ها، ضخامت هر لایه‌، جنس نانوکامپوزیت در هر لایه و ترتیب قرارگیری لایه‌ها، با در نظرگرفتن تغییرات ضرایب الکترومغناطیسی مواد نانوکامپوزیتی در طیف فرکانس، توسط روش بهینه‌سازی تعیین شده است. جاذب طراحی شده با ضخامتmm 3 و در باند X(GHz 12.4-8) دارای جذب بیش از dB 5/18- و حداکثر جذبdB 57- می‌باشد. جهت بررسی صحت طراحی، ساختار این جاذب در نرم‌افزار CST Microwave Studio شبیه‌سازی شده و میزان جذب به روش حل‌عددی انتگرال‌گیری محدود(FIT) محاسبه گردیده است. میزان خطای محاسباتی روش TLM با FIT، بر اساس تابع خطا معرفی شده در باند X کمتر از 5 درصد می‌باشد.