YÜKSEK KAZANÇLI 5G MİLİMETRE DALGA BOYUNA SAHİP DOĞRUSAL DİPOL DİZİ TASARIMI İÇİN ABC VE SADEA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRMALI PERFORMANSI

Durmus A., Kurban R.

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi mühendislik ve mimarlık fakültesi dergisi (online), cilt.34, sa.2, ss.2197-2207, 2026 (TRDizin)

Özet

Bu çalışma, 28 GHz 5G milimetre dalga boyu bandında çalışan 8 elemanlı doğrusal dipol dizisinin tasarım optimizasyonu için Yapay Arı Kolonisi (ABC) ve Vekil Destekli Diferansiyel Evrim (SADEA) algoritmalarının kapsamlı bir karşılaştırmalı performans analizini sunmaktadır. Optimizasyon hedefi, S11 < -15 dB gibi sıkı bir empedans eşleştirme kısıtlamasını korurken, gerçekleştirilen kazancı en üst düzeye çıkarmaya odaklanmaktadır. Fiziksel doğruluğu sağlamak için, bakır iletken kayıplarını içeren gerçekçi bir kayıp modeli kullanılmıştır. Her iki yöntem de sınırlı kaynaklar altında yakınsama verimliliğini değerlendirmek için 150 fonksiyon değerlendirmesi ile sınırlı bir hesaplama bütçesine tabi tutulmuştur. Sonuçlar, analitik formülasyonlardan türetilen klasik bir tasarım referans noktası ile doğrulanmıştır. Bulgular, her iki algoritmanın da sağlam eşleşme kriterlerini başarıyla karşıladığını, ancak ABC'nin bu özel kısıtlı mmWave tasarım alanında daha yüksek gerçekleştirilen kazanç ve gelişmiş empedans eşleştirme performansı elde etmede bir üstünlük gösterdiğini göstermektedir.
This study presents a comprehensive comparative performance analysis of the Artificial Bee Colony (ABC) and the Surrogate-Assisted Differential Evolution (SADEA) algorithms for the design optimization of an 8-element linear dipole array operating at the 28 GHz 5G mmWave band. The optimization objective focuses on maximizing realized gain while maintaining a stringent impedance matching constraint of S11 < -15 dB. To ensure physical accuracy, a realistic loss model incorporating copper conductor losses is employed. Both methods are subjected to a restricted computational budget of 150 function evaluations to assess their convergence efficiency under limited resources. The results are validated against a classical design baseline derived from analytical formulations. Findings indicate that while both algorithms successfully satisfy the robust matching criteria, the ABC demonstrates a marginal superiority in achieving higher realized gain and enhanced impedance matching performance within this specific constrained mmWave design space.