一种新型灰狼优化算法及其在5G频率选择表面设计中的应用

2022年第23卷第9期

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《信息与电子工程前沿（英文）》 >> 2022年第23卷第9期 doi: 10.1631/FITEE.2100580

一种新型灰狼优化算法及其在5G频率选择表面设计中的应用

1华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心，中国广州市，510641；2华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室，中国广州市，510641；3华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室，中国广州市，510641

收稿日期： 2021-12-22 录用日期： 2022-09-21 发布日期： 2022-09-21

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摘要

第五代无线通信系统(5G)的发展使元启发算法与电磁设备的设计过程结合得更为紧密。本文提出一种自适应灰狼优化器（SAGWO），并将其与一种基于单元节点的5G频率选择面（FSS）优化模型相结合。SAGWO包含3种改进策略：改进初始头狼的分配，增加随机探索能力和增强局部搜索能力，以加快收敛速度，有效避免局部最优。在基准函数测试中，SAGWO优于其他5种优化算法：原始灰狼优化器（GWO）、遗传算法（GA）、粒子群优化器（PSO）、改进灰狼优化算法（IGWO）和基于选择性对抗的灰狼优化算法（SOGWO）。因为SAGWO具有良好全局寻优能力，所以SAGWO适用于解决具有较大设计空间的5G FSS优化问题。将SAGWO与新的FSS优化模型相结合，能自动生成在中心工作频率处具有电磁屏蔽能力的FSS结构。为验证所提方法，本文设计了在28 GHz处具有电磁屏蔽能力的双层环形FSS。结果表明，优化后的FSS在中心频率处具有较好电磁干扰屏蔽能力和较高角稳定性。最后，制作并测试了优化后的FSS样品。

关键词

灰狼优化算法 ; 第五代无线通信系统（5G） ; 频率选择面 ; 形状优化