JP2023139809A - アレーアンテナ学習モデル検証プログラム、アレーアンテナ学習モデル検証方法、アレーアンテナ励振特性校正プログラム及びアレーアンテナ励振特性校正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態の学習モデルの構成、入力及び出力を図1に示す。学習モデルは、ニューラルネットワーク1であり、入力層11、中間層12及び出力層13を備える。
第1実施形態の学習モデル検証装置の構成を図5に示す。第1実施形態の学習モデル検証処理の手順を図6に示す。教師データ記憶装置Sは、教師データ(訓練データ及び検証データ)を記憶している。学習モデル検証装置Tは、ニューラルネットワーク1、残差励振特性計算部2、励振特性精度計算部3及び励振特性精度判断部4を備え、図6に示した学習モデル検証プログラムをコンピュータにインストールし実現することができる。
第1実施形態の励振特性校正装置の構成を図9に示す。第1実施形態の励振特性校正処理の手順を図10に示す。アレーアンテナAは、各素子の励振特性を校正する対象となるアレーアンテナである。励振特性校正装置Cは、ニューラルネットワーク1、励振特性校正部5、励振特性精度計算部6及び励振特性精度判断部7を備え、図10に示した励振特性校正プログラムをコンピュータにインストールし実現することができる。
第2実施形態の学習モデルの構成、入力及び出力を図11に示す。学習モデルは、ニューラルネットワーク1であり、入力層11、中間層12及び出力層13を備える。
第2実施形態の学習モデル検証処理の手順を図12に示す。学習モデル検証装置Tは、第2実施形態においても第1実施形態と同様な構成を備え、図12に示した学習モデル検証プログラムをコンピュータにインストールし実現することができる。
第2実施形態の励振特性校正処理の手順を図13に示す。励振特性校正装置Cは、第2実施形態においても第1実施形態と同様な構成を備え、図13に示した励振特性校正プログラムをコンピュータにインストールし実現することができる。
T:学習モデル検証装置
A:アレーアンテナ
C:励振特性校正装置
1:ニューラルネットワーク
2:残差励振特性計算部
3:励振特性精度計算部
4:励振特性精度判断部
5:励振特性校正部
6:励振特性精度計算部
7:励振特性精度判断部
11:入力層
12:中間層
13:出力層
Claims (6)
- アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する前記アレーアンテナの学習モデルを検証するにあたり、
検証放射パターンを前記学習モデルへと入力し、前記各素子の推定励振位相又は推定励振位相振幅を前記学習モデルから出力する学習モデル入出力ステップと、
(1)前記各素子の推定励振位相又は推定励振位相振幅と、前記各素子の真の励振位相又は真の励振位相振幅と、の間の前記各素子の残差励振位相又は残差励振位相振幅を計算する、あるいは、(2)前記各素子の残差励振位相又は残差励振位相振幅及び指向性パターンに基づいて、残差放射パターンを計算する残差励振特性計算ステップと、
(1)前記各素子の残差励振位相又は残差励振位相振幅に基づいて、前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度を計算する、あるいは、(2)前記残差放射パターンと、前記各素子のゼロ励振位相、等しい励振振幅及び指向性パターンに基づく理想放射パターンと、の間の差分に基づいて、前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度を計算する励振特性精度計算ステップと、
前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度が所定値と比べて高いときに、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定成功を判断し、前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度が前記所定値と比べて低いときに、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定失敗を判断する励振特性精度判断ステップと、
前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定失敗のときに、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定成功まで、前記残差放射パターンを前記学習モデルへと再帰的入力し、前記学習モデル入出力ステップ、前記残差励振特性計算ステップ、前記励振特性精度計算ステップ及び前記励振特性精度判断ステップを繰り返し、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定成功までの推定回数を検証する推定回数検証ステップと、
をコンピュータに実行させるためのアレーアンテナ学習モデル検証プログラム。 - 前記学習モデル入出力ステップは、前記検証放射パターンを前記学習モデルへと入力し、前記各素子の推定励振位相のみを前記学習モデルから出力し、
前記励振特性精度計算ステップは、全ての前記検証放射パターンについて、前記各素子の残差励振位相に基づく、前記アレーアンテナ全体の励振位相の第1推定精度と、前記残差放射パターンと前記理想放射パターンとの間の差分に基づく、前記アレーアンテナ全体の励振位相の第2推定精度と、の間の相関関係をプロット及びフィッティングし、
前記励振特性精度判断ステップは、前記第1推定精度と前記第2推定精度との間のフィッティングにおいて、所望第1推定精度に基づいて、所望第2推定精度を計算し、各々の前記検証放射パターンについて、前記第2推定精度が前記所望第2推定精度と比べて高いときに、前記各素子の励振位相の推定成功を判断し、前記第2推定精度が前記所望第2推定精度と比べて低いときに、前記各素子の励振位相の推定失敗を判断する
ことを特徴とする、請求項1に記載のアレーアンテナ学習モデル検証プログラム。 - 請求項1又は2に記載のアレーアンテナ学習モデル検証プログラムが前記コンピュータに実行させる各ステップを備えることを特徴とするアレーアンテナ学習モデル検証方法。
- アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する前記アレーアンテナの学習モデルを適用することにより、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を校正するにあたり、
測定放射パターンを前記学習モデルへと入力し、前記各素子の推定励振位相又は推定励振位相振幅を前記学習モデルから出力する学習モデル入出力ステップと、
前記各素子の推定励振位相又は推定励振位相振幅に基づいて、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅を校正し、校正放射パターンを測定する励振特性校正ステップと、
前記校正放射パターンと、前記各素子のゼロ励振位相、等しい励振振幅及び指向性パターンに基づく理想放射パターンと、の間の差分に基づいて、前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度を計算する励振特性精度計算ステップと、
前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度が所定値と比べて高いときに、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定成功を判断し、前記アレーアンテナ全体の励振位相又は励振位相振幅の推定精度が前記所定値と比べて低いときに、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定失敗を判断する励振特性精度判断ステップと、
前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定失敗のときに、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の推定成功まで、前記校正放射パターンを前記学習モデルへと再帰的入力し、前記学習モデル入出力ステップ、前記励振特性校正ステップ、前記励振特性精度計算ステップ及び前記励振特性精度判断ステップを繰り返し、前記各素子の励振位相又は励振位相振幅の校正処理の高精度化を実行する校正高精度化ステップと、
をコンピュータに実行させるためのアレーアンテナ励振特性校正プログラム。 - 前記学習モデル入出力ステップは、前記測定放射パターンを前記学習モデルへと入力し、前記各素子の推定励振位相のみを前記学習モデルから出力し、
請求項2に記載のアレーアンテナ学習モデル検証プログラムを用いて、前記励振特性精度計算ステップにおいて、全ての前記検証放射パターンについて、前記各素子の残差励振位相に基づく、前記アレーアンテナ全体の励振位相の第1推定精度と、前記残差放射パターンと前記理想放射パターンとの間の差分に基づく、前記アレーアンテナ全体の励振位相の第2推定精度と、の間の相関関係がプロット及びフィッティングされ、
前記励振特性精度判断ステップは、前記第1推定精度と前記第2推定精度との間のフィッティングにおいて、所望第1推定精度に基づいて、所望第2推定精度を計算し、前記校正放射パターンについての推定精度が前記所望第2推定精度と比べて高いときに、前記各素子の励振位相の推定成功を判断し、前記校正放射パターンについての推定精度が前記所望第2推定精度と比べて低いときに、前記各素子の励振位相の推定失敗を判断する
ことを特徴とする、請求項4に記載のアレーアンテナ励振特性校正プログラム。 - 請求項4又は5に記載のアレーアンテナ励振特性校正プログラムが前記コンピュータに実行させる各ステップを備えることを特徴とするアレーアンテナ励振特性校正方法。
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ZHAO ZHOU ET AL.: "Training of Deep Neural Networks in Electromagnetic Problems: a Case Study of Antenna Array Pattern", 2021 IEEE MTT-S INTERNATIONAL WIRELESS SYMPOSIUM (IWS), JPN6022043798, 10 August 2021 (2021-08-10), ISSN: 0004966487 * |
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