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講演抄録/キーワード
講演名 2013-05-16 13:00
多段階粒子群最適化を用いたアンテナ設計の一例
グェン トゥワン ハン森下 久防衛大)・小柳芳雄パナソニックモバイルコミュニケーションズ)・泉井一浩西脇眞二京大
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抄録 (和) 本報告では,アンテナ設計における多目的最適化問題を解くために,粒子群最適化(Particle swarm optimization: PSO)に導入する多段階最適化手法(Multi-level optimization: MLO)を提案する.そのアイデアとしては,これまでに検討されてきた従来の手法と異なり,各サブ目的関数を順序に一つずつを最小化するという考え方であるが,ここで一つの特定の適用例を通じて,そのアイデアの有効性を示す.適用例は,WLANのIEEE 802.11 b/g帯(2400~2484 MHz)で動作するL字型折返しモノポールアンテナアレー(L-shaped folded monopole antenna array)の三目的最適化問題であり,最適化目的として,反射係数S11,相互結合S21とアンテナ体積をそれぞれ表す三つのサブ目的関数をPSOにおいて順序に最小化することで,より形状が小さく性能の良いLFMAアレーを設計することとする.また,提案手法と従来の重み付き総和法(Conventional weighted aggregation: CWA)やパレート優劣概念による手法(Pareto dominance: PD)との比較を行ない,安定した最適化結果の導出や計算コストの節約といった提案手法の利点を明らかにする.提案手法により導出した最適化結果では,所望周波数帯において10%の帯域(2.32~2.57 GHzでS11≤-10 dB)を確保し,S21を完全に-15 dB以下まで低減すると共にアンテナ体積を元の形状の28.5%ほど小さくすることができるLFMAアレーが得られた. 
(英) This report presents a multi-level optimization (MLO) method introduced to particle swarm optimization (PSO) for solving multi-objective optimization problems in antenna design. The method proposes a simple idea of separately minimizing all the sub-objective functions one by one, which is basically different from those of previously investigated methods. In this report, the effectiveness of the proposed MLO method are demonstrated and verified by the results when applying to a specific example, which is a 3-objective optimization problem of an antenna array that consists of two L-shaped folded monopole antennas (LFMAs) operating in the IEEE 802.11 b/g band of WLAN (2400~2484 MHz). Using the proposed method, three sub-objective functions respectively representing the reflection coefficient, the mutual coupling, and the entire antenna volume of the LFMA array are minimized separately in PSO, in order to obtain an optimal LFMA array with smaller size and higher antenna performance. The advantages of the proposed method in both deriving good optimization result and reducing the computational cost in the 3-objective optimization problem of LFMA array are demonstrated by comparing its performance with those of a conventional weighted aggregation (CWA) method, and a method using the concept of Pareto dominance (PD). The optimal LFMA array resulted by the proposed method has a 10% resonant bandwidth (S11≤-10 dB in 2.32~2.57 GHz), S21 reduced completely to less than -15 dB in this band, and the entire antenna volume decreased to only 28.5% of that of the original design.
キーワード (和) 多段階最適化 / PSO / WLAN / 折返しモノポールアンテナ / アンテナアレー / / /  
(英) Multi-level optimization / PSO / WLAN / folded monopole antenna / antenna array / / /  
文献情報 信学技報, vol. 113, no. 34, AP2013-15, pp. 1-6, 2013年5月.
資料番号 AP2013-15 
発行日 2013-05-09 (AP) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 AP  
開催期間 2013-05-16 - 2013-05-17 
開催地(和) 別府国際コンベンションセンター ビーコンプラザ 
開催地(英) Beppu International Convention Center B-ConPlaza 
テーマ(和) 一般 
テーマ(英) Antennas and Propagation 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 AP 
会議コード 2013-05-AP 
本文の言語 英語(日本語タイトルあり) 
タイトル(和) 多段階粒子群最適化を用いたアンテナ設計の一例 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) An Example of Antenna Design Using Multi-level Particle Swarm Optimization 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 多段階最適化 / Multi-level optimization  
キーワード(2)(和/英) PSO / PSO  
キーワード(3)(和/英) WLAN / WLAN  
キーワード(4)(和/英) 折返しモノポールアンテナ / folded monopole antenna  
キーワード(5)(和/英) アンテナアレー / antenna array  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) グェン トゥワン ハン / Tuan Hung Nguyen / グェン トゥワン ハン
第1著者 所属(和/英) 防衛大学校 (略称: 防衛大)
National Defense Academy (略称: National Defense Academy)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 森下 久 / Hisashi Morishita /
第2著者 所属(和/英) 防衛大学校 (略称: 防衛大)
National Defense Academy (略称: National Defense Academy)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 小柳 芳雄 / Yoshio Koyanagi / コヤナギ ヨシオ
第3著者 所属(和/英) パナソニックモバイルコミュニケーションズ (略称: パナソニックモバイルコミュニケーションズ)
Panasonic Mobile Communications (略称: Panasonic Mobile Comm.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 泉井 一浩 / Kazuhiro Izui / イズイ カズヒロ
第4著者 所属(和/英) 京都大学 (略称: 京大)
Kyoto University (略称: Kyoto Univ.)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 西脇 眞二 / Shinji Nishiwaki / ニシワキ シンジ
第5著者 所属(和/英) 京都大学 (略称: 京大)
Kyoto University (略称: Kyoto Univ.)
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講演者
発表日時 2013-05-16 13:00:00 
発表時間 25 
申込先研究会 AP 
資料番号 IEICE-AP2013-15 
巻番号(vol) IEICE-113 
号番号(no) no.34 
ページ範囲 pp.1-6 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-AP-2013-05-09 


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