Design of Multilayer Radome with Particle Swarm Optimization

Abstract

본 논문에서는 PSO(Particle Swarm Optimizaation)를 이용하여 다층 구조(c-sandwich) 레이돔을 설계하고, 레이돔 특성을 분석하였다. PSO를 이용한 레이돔 설계는 두 경우를 바탕으로 설계되었다. 첫 번째는 c-sandwich 레이돔의 skin과 core의 물질이 정해진 상태에서 PSO를 이용하여 각 층들의 최적의 두께를 결정하였으며, 두 번째는 양쪽 skin의 물질과 두께는 고정하고, 가운데 3개의 층에 대해 물질 상수와 두께를 PSO를 이용하여 최적의 값을 결정하였다. 설계된 두 레이돔 모두 0.1 GHz에서 15 GHz 관심 주파수 대역 중, X-band에서 삽입 손실이 －0.3 dB 이내의 우수한 성능을 가짐을 알 수 있었다. 레이돔 설계에 PSO를 적용함으로써 빠르고 정확하게 설계 업무를 수행할 수 있음을 보였으며, 경사 입사에 대한 경우에도 최적의 레이돔을 설계할 수 있음을 보였다. 또한 다양한 파라미터의 조합에서도 요구 성능에 부합하는 최적의 값이 결정됨을 보였다. 본 논문의 결과로부터 레이돔을 설계하기 위한 복잡하고 많은 계산을 생략할 수 있으며, 다양한 성능을 가지는 레이돔 설계 및 개발에 활용 할 수 있다. In this paper, the design of multilayer radome within, the insertion loss, －0.3 dB in X-band with PSO was carried out based on two cases. The first is that, deciding material constant of skin and core, each layer thickness of c-sandwich radome with PSO is found and the second is that, deciding material constant and thickness of the skins of both sides, the material constant and thickness of three layers between skins of both sides using PSO is decided. The performance of the designed radome almost agreed with the required performance. It was showed that the radome design applying PSO algorithm is easy and fast and the optimum radome is also designed in combination of the various parameters of radome. From these results, the radome having various performance can be designed except the tedious calculation and also be applied to various radome structure.