Optimierung von FSS-Bandpassfiltern mit Hilfe der Schwarmintelligenz (Particle Swarm Optimization)

Abstract. In diesem Beitrag wird ein neues Verfahren zur Optimierung von Bandpassfiltern aus mehrlagigen frequenzselektiven Schirmen (FSS), die in ein Dielektrikum eingebettet sind, vorgestellt. Das Ziel ist es, die Parameter der gesamten Struktur so zu optimieren, dass ihre Transmissionseigenschaften hohe Filteranforderungen erfüllen. Als Optimierungsverfahren wird die Particle Swarm Optimization (PSO) eingesetzt. PSO ist eine neue stochastische Optimierungsmethode, die in verschieden Gebieten, besonders aber bei der Optimierung nicht linearer Probleme mit mehreren Zielfunktionen erfolgreich eingesetzt wird. In dieser Arbeit wird die PSO in die Spektralbereichsanalyse zur Berechnung komplexer FSS-Strukturen integriert. Die numerische Berechnung basiert auf einer Integralgleichungsformulierung mit Hilfe der spektralen Greenschen Funktion für geschichtete Strukturen.

This paper presents a novel procedure for the optimization of band-pass filters consisting of frequency selective surfaces (FSS) embedded in a dielectric. The aim is to optimize the parameters of the complete structure so that the transmission characteristics of the filters fulfill the demanding requirements. The Particle Swarm Optimization (PSO) is used as the optimization procedure. PSO is a new stochastic optimization method that is successfully applied in different areas for the optimization of non-linear problems with several object-functions. In this work, PSO is integrated into the spectral domain analysis for the calculation of the complex FSS structures. The numerical computation is based on the formulation of an integral equation with the help of the spectral Green's function for layered media.