在當代移動通信中，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)，這也促進天線設(shè)計技術(shù)的進步。利用優(yōu)化算法和天線數(shù)值計算方法實現(xiàn)對天線結(jié)構(gòu)的自動設(shè)計（Automated Design）是一種全新的天線設(shè)計技術(shù)，也是現(xiàn)代天線發(fā)展的一個重要趨勢，為應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）和并行計算技術(shù)編寫了一套天線自動設(shè)計軟件系統(tǒng)－“金沙”軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)已成功地對多類復雜結(jié)構(gòu)天線進行了計算機輔助的天線自動設(shè)計，顯示出比傳統(tǒng)天線設(shè)計方法更大的靈活性和更強的設(shè)計能力。
關(guān)鍵字：天線自動設(shè)計；遺傳算法；并行計算；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，移動通信設(shè)備的功能越來越強大。例如移動通信終端－手機，往往要求其天線系統(tǒng)必須要同時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。這需要在手機狹小空間內(nèi)設(shè)計多天線集成系統(tǒng)，同時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)計提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。應用這種挑戰(zhàn)，不但是中國，也是全世界天線設(shè)計者面臨的共同難題。
傳統(tǒng)的天線設(shè)計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)驗公式進行參數(shù)設(shè)計。設(shè)計能力很弱，很難設(shè)計出一些結(jié)構(gòu)復雜的新型天線。同時傳統(tǒng)天線設(shè)計方法用一種類似手工作坊方式進行天線設(shè)計，效率極其低下、設(shè)計周期長、成本高。因此必須尋找新的天線設(shè)計手段。
現(xiàn)代科學的高速發(fā)展為天線設(shè)計開辟了一條新的道路，即天線自動設(shè)計。天線自動設(shè)計是采用數(shù)值計算方法對天線性能進行仿真計算，利用遺傳算法（Genetic Algorithms, GA）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代優(yōu)化算法實現(xiàn)對天線結(jié)構(gòu)的計算機輔助設(shè)計。天線自動設(shè)計能夠有效地用計算機高速計算代替大量的天線設(shè)計者手工勞動，促進天線設(shè)計能力和設(shè)計效率的極大提高。這為我們應對現(xiàn)在移動通信中天線系統(tǒng)的挑戰(zhàn)提供了有力的手段。