基于监督回归模型的面向下一代（6G）无线应用的三频八木天线设计与性能预测

《Scientific Reports》：Triple band Yagi antenna design and performance prediction for next generation (6G) wireless applications using supervised regression models

　　摘要本研究提出了一种高性能八木天线，专为亚太赫兹（sub-THz）和太赫兹（THz）无线通信应用而设计，以满足新兴技术日益增长的需求，如高分辨率成像、短距离安全通信、传感、光谱分析和下一代6G系统。该天线基于聚酰亚胺基板开发，尺寸紧凑，仅为53 μm × 47 μm，在目标频段内实现了卓越的定向辐射特性。仿真结果显示最大增益为14.9 dB，效率高达99.65%，突显了其适用于先进高频应用的潜力。为确保性能评估的可靠性，采用多种方法对该天线进行了分析与验证，包括使用CST、HFSS和Altair FEKO进行全波仿真，以及曲线拟合技术和RLC等效电路模型。此外，基于大量仿真数据集，采用机器学习技术预测天线效率，涉及神经网络模型和监督回归算法。在评估的模型中，随机森林回归相比其他神经网络和回归方法展现出更优的预测精度。高增益、近乎完美的效率与稳健的预测建模相结合，使所提出的八木天线成为未来亚太赫兹和太赫兹无线系统，特别是6G通信基础设施的有前景候选方案。