在當(dāng)代移動通信中，天線系統(tǒng)面臨著小型化、寬頻帶、多天線集成等一系列挑戰(zhàn)，這也促進(jìn)天線設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步。利用優(yōu)化算法和天線數(shù)值計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)對天線結(jié)構(gòu)的自動設(shè)計(jì)（Automated Design）是一種全新的天線設(shè)計(jì)技術(shù)，也是現(xiàn)代天線發(fā)展的一個(gè)重要趨勢，為應(yīng)對移動通信中天線系統(tǒng)的挑戰(zhàn)提供了可力的手段。經(jīng)過多年研究工作，我們采用遺傳算法（Genetic Algorithms）和并行計(jì)算技術(shù)編寫了一套天線自動設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)－“金沙”軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)已成功地對多類復(fù)雜結(jié)構(gòu)天線進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助的天線自動設(shè)計(jì)，顯示出比傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)方法更大的靈活性和更強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力。
關(guān)鍵字：天線自動設(shè)計(jì)；遺傳算法；并行計(jì)算；移動通信

一、移動通信中天線系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
天線作為移動通信系統(tǒng)的一部分，其性能的優(yōu)劣對通信質(zhì)量有極為重要影響。近年來，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，特別是高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及寬帶無線系統(tǒng)的發(fā)展，要求天線具有更寬的帶寬。同時(shí)微電子技術(shù)與大規(guī)模集成電路迅猛發(fā)展，使移動通訊設(shè)備，特別是終端設(shè)備越來越小型化，天線成為設(shè)備中龐大、笨重部件的問題日漸突出。
同時(shí)，移動通信設(shè)備的功能越來越強(qiáng)大。例如移動通信終端－手機(jī)，往往要求其天線系統(tǒng)必須要同時(shí)覆蓋眾多的工作頻段，如滿足GSM、DCS、PCS、UMTS、WiBro、 Bluetooth、WLAN、GPS、Wifi等通信需求。這需要在手機(jī)狹小空間內(nèi)設(shè)計(jì)多天線集成系統(tǒng)，同時(shí)要避免天線之間能量耦合和干擾造成天線性能惡化。
移動通信對天線系統(tǒng)提出的小型化、高效率、寬工作頻帶、多天線集成、高可靠性和成本低等一系列要求，對天線設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。應(yīng)用這種挑戰(zhàn)，不但是中國，也是全世界天線設(shè)計(jì)者面臨的共同難題。
傳統(tǒng)的天線設(shè)計(jì)方法或者基于對理想或簡化天線模型的理論分析，或者依據(jù)已有的工程經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)能力很弱，很難設(shè)計(jì)出一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的新型天線。同時(shí)傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)方法用一種類似手工作坊方式進(jìn)行天線設(shè)計(jì)，效率極其低下、設(shè)計(jì)周期長、成本高。因此必須尋找新的天線設(shè)計(jì)手段。
現(xiàn)代科學(xué)的高速發(fā)展為天線設(shè)計(jì)開辟了一條新的道路，即天線自動設(shè)計(jì)。天線自動設(shè)計(jì)是采用數(shù)值計(jì)算方法對天線性能進(jìn)行仿真計(jì)算，利用遺傳算法（Genetic Algorithms, GA）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)對天線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。天線自動設(shè)計(jì)能夠有效地用計(jì)算機(jī)高速計(jì)算代替大量的天線設(shè)計(jì)者手工勞動，促進(jìn)天線設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)效率的極大提高。這為我們應(yīng)對現(xiàn)在移動通信中天線系統(tǒng)的挑戰(zhàn)提供了有力的手段。