关键词:
方法:多策略增强型灰狼-粒子群混合优化(MEGWO-PSO)算法
仪器:稀布阵列
技术:峰值旁瓣电平
仪器:灵敏度
技术:宽角度扫描
摘要:
射电天线阵的峰值旁瓣电平(Peak Side Lobe Level, PSLL)、灵敏度与方向性直接决定了系统的微弱信号探测、抗干扰及分辨率性能.在高频(High Frequency, HF)至甚高频(Very High Frequency, VHF)段的应用中,均匀阵列存在旁瓣过高、宽角扫描易现栅瓣的问题,而传统稀布阵列优化算法易早熟收敛、陷入局部最优.为此,此项研究提出多策略增强型灰狼-粒子群混合优化(Multi-strategies Enhanced Gray Wolf Optimization-Particle Swarm Optimization, MEGWO-PSO)算法,用于二维平面阵稀布优化.该算法采用“全局探索-局部精修”两阶段框架:第1阶段以引入双阶S型衰减收敛因子及自适应交叉变异的增强型灰狼算法实现高效全局搜索,避免早熟收敛;第2阶段将优化后搜索空间作为初始输入,通过改进粒子群算法进行局部精修.以方位向与俯仰向切面PSLL之和为优化目标开展仿真,结果表明:MEGWO-PSO可有效设计100单元中小规模阵列, PSLL较文献优化9.39 dB;对256单元大型阵列,考虑射电天线阵的关键性能参数,其PSLL较灰狼、粒子群、遗传算法分别降低13.22 dB、21.32 dB、14.64 dB,灵敏度分别提升10%、24.8%、25.6%;且优化后阵列在不同扫描角下PSLL抑制更优,较均匀阵、灰狼优化稀布阵最高可降低34.79 dB、15.63 dB.此研究为满足射电望远镜大口径、高性能以及宽扫描的需求提供了一种技术手段和支撑.