智能优化算法摆脱经典数学规划方法的束缚,从自然角度出发观构造直观的计算模型,解决优化问题。在数十年的研究与发展中,智能优化算法已成为各领域中解决问题的有力工具。近年来,智能算法开始涉足电磁领域,并被应用在天线设计和优化中,表现出卓越的性能,开始成为天线以及其他电磁部件设计中一种重要的方法。蚁群算法是一种模仿蚂蚁觅食机制的启发式智能算法,这种算法搜索速度快,适应性高,已经在通信、控制、管理等领域被广泛应用。本文主要研究嵌入遗传操作的蚁群算法及其在微带天线及光子晶体设计优化中的应用。天线作为无线通信系统中信息传输的重要部件,其性能的优良直接关系到整个通信系统通信质量的好坏。现代通信系统小型化、微型化的发展趋势,使得具有低剖面、小尺寸的微带天线成为各国学者研究的重点。针对微带天线的一些固有缺陷,研究人员不遗余力的对其进行优化和改善。光子晶体的出现及其在微波波段的成功应用,为微带天线的改进提供了一个新的思路,通过在微带天线上加载光子晶体,可以抑制或削弱微带天线基板上的表面波,大大提高微带天线的辐射效率。本文介绍了蚁群算法基本原理,在此基础上加入遗传操作,增加了解的多样性,提高了蚁群算法的全局搜索能力,将算法命名为遗传蚁群算法,并将这一算法应用在微带天线设计优化中。论文的主要内容如下：(1)遗传蚁群算法的研究。针对蚁群算法容易陷入局部最优的问题,将全局性较强的遗传算法融入蚁群算法中,通过测试与比较,证明了该算法在全局性、搜索效率等方面的优越性。(2)微带天线设计。将遗传蚁群算法同HFSS软件结合,用于U槽矩形微带天线和宽带微带天线的设计优化中,经过算法优化之后的微带天线性能有了显著的提高。(3)光子晶体微带天线设计。利用遗传蚁群算法和“像素法”设计共面紧凑型光子晶体单元,并将其应用在微带天线中,改进后的微带天线的性能有了明显的改善。(4)微带阵列天线去耦。利用遗传蚁群算法设计微带阵列天线的共面紧凑型光子晶体结构,通过加载光子晶体,使微带阵列天线单元间的互耦作用有了明显的削弱。