关键词:
高功率微波防护
柱状等离子体阵列
时间序列模型
Encoder-Decoder框架
multivariate attention机制
摘要:
柱状等离子体阵列(columnar plasma array, CPA)被证明是一种极佳的高功率微波(high-power microwave, HPM)防护手段。然而,并非任一的HPM都足以激发CPA产生电磁屏蔽效应,因此提出并实现一种新的基于Encoder-Decoder框架和multivariate attention机制的时间序列模型iiTransformer(improved iTransformer),对HPM与CPA间的复杂非线性过程进行数学建模并实现高功率微波反演。使用有限元方法(finite element method, FEM)完成算法仿真和数据采集,分别使用iiTransformer模型和ResNet-18模型实现了对高功率微波的反演推断。在iiTransformer模型中,利用Encoder和Decoder架构分别对数据序列和目标序列进行了多头自注意力处理,用于提取多变量在多通道中的关系依赖。相比之下,ResNet-18模型拟合数据序列所映射出的热图与目标序列间呈非线性映射关系。研究结果表明,所设计的iiTransformer模型具有很强的表征学习和非线性拟合能力,不仅泛化能力强而且鲁棒性好,在训练集上的损失为3.4548×10-7,在验证集上的损失达到了1.804×10-7,在测试集上的准确度为99.923%,远远高于ResNet-18模型的反演精度。