УДК 004.896
МЕТОД СИНТЕЗА СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОЙ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
М. В. Черкашин, к.т.н., доцент, доцент кафедры КСУП ТУСУР, Томск, Россия;
orcid.org/0000-0001-7536-363X, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
К. С. Сарин, к.т.н., доцент, доцент кафедры КСУП ТУСУР, Томск, Россия;
orcid.org/0000-0003-3264-7768, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
И. А. Ходашинский, д.т.н., профессор, профессор кафедры КСУП ТУСУР, Томск, Россия;
orcid.org/0000-0002-9355-7638, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
М. О. Светлаков, к.т.н., доцент кафедры КСУП ТУСУР, Томск, Россия;
orcid.org/0000-0002-5060-0958, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Синтез широкополосных согласующих цепей является важной задачей при построении радиотехнических и телекоммуникационных систем и устройств. Обычно требования к согласующим цепям являются противоречивыми по показателям качества полученного результата, что усложняет автоматизацию процесса синтеза. Одним из возможных подходов к её решению является применение многокритериальных эвристических алгоритмов, которые позволяют совместить процедуры структурного и параметрического синтеза, однако эффективность таких алгоритмов сильно зависит от способа формирования целевой функции и методов её оптимизации. Целью работы является разработка метода структурно-параметрического синтеза широкополосных согласующих цепей на основе применения смешанной многокритериальной оптимизации, осуществляющей поиск в пространстве с дискретными и вещественными переменными. Для решения оптимизационной задачи был использован метаэвристический алгоритм «кукушкин поиск» с генетическим оператором скрещивания. Метод позволяет одновременно осуществлять построение структуры и настройку параметров элементов согласующей цепи. В качестве целей оптимизации выступают сложность структуры и отклонение амплитудно-частотной характеристики от требуемого значения. В результате работы алгоритма формируется множество недоминируемых по данным целям вариантов цепей. Основываясь на требованиях к разрабатываемому устройству и компромиссе между его точностью и сложностью, эксперт выбирает подходящий вариант. С помощью разработанного метода было решено нескольких типовых примеров: задача одностороннего согласования (задача Фано), проблема двухстороннего согласования и задача согласования-выравнивания. Результаты эксперимента показали высокую эффективность построенных цепей в сравнении с цепями альтер-нативных методов синтеза.
Ключевые слова: согласующая цепь, широкополосное согласование, синтез согласующих цепей, метаэвристический алгоритм, многокритериальная оптимизация, смешанная оптимизация, генетический алгоритм, метаэвристика «кукушкин поиск».