基于二阶锥的扩展式矢量阵宽带恒定束宽稳健性设计

提出基于二阶锥的低频八臂扩展式矢量阵宽带恒定束宽波束形成设计方法。利用矢量传感器组合特点,采用二阶锥方法设计满足稳健性要求的低旁瓣期望波束,然后利用二阶锥设计满足期望波束的宽带恒定束宽波束。较好地解决了波束稳健性、低旁瓣和恒定束宽问题,仿真分析表明,对于基阵位置误差,该宽带波束形成器具备了稳健性、低旁瓣和宽带恒定束宽等特性。     

基于小波分析的改进旁瓣相消宽带信号波束形成算法

研究了改进的旁瓣相消算法,该算法利用小波滤波器组阻塞接收信号的期望信号分量进行自适应的波束形成。经过改进算法处理后,阵列信号的协方差矩阵中不包含期望信号分量,从而克服了当存在系统误差时自适应波束形成中期望信号相消的问题,并解决了在实际应用中旁瓣相消波束形成算法GSC波束形成算法需要构造与期望信号的导向矢量完全正交的阻塞矩阵的难点问题,从而达到提高系统稳健性能的目的,仿真结果验证了该算法的性能优于传统的MVDR方法和基于MVDR的对角加载方法。     

一种用于水下声成像的旁瓣抑制方法

针对水下声成像易受到非成像目标强干扰影响这一情况,研究了一种采用不等间隔阵,并进行孔径变迹处理的旁瓣抑制方法.以等间隔阵为出发点,根据期望的具有低旁瓣的波束指向性求解出可实现此期望的阵列排布,通过对等间隔阵的阵元间距进行微调实现期望的不等间隔阵,在此基础上,采用发射孔径为恒定全孔径,接收孔径可变的孔径变迹处理方法,从而达到抑制旁瓣的目的.仿真结果表明,该方法较相同阵元数的等间隔阵,具有很好的旁瓣抑制效果,且主瓣仅有小量的展宽.     

基于非负最小二乘的矢量阵反卷积波束形成方法

针对现有反卷积波束形成方法无法直接适用于矢量阵等具有移变点扩散函数阵列的问题,本文给出了一种利用非负最小二乘法进行矢量阵这种移变模型的反卷积求解方法。推导了矢量阵的广义卷积模型,并在常规矢量阵波束输出、矢量阵点扩散函数字典、目标函数之间建立差函数方程组,通过最小化差函数的原则来实现对目标函数的求解,从而实现矢量阵反卷积波束形成处理。本文方法同样适用于其他移变模型阵列反卷积求解。对本文方法与传统波束形成、最小方差无畸变响应和多重信号分类方法在主瓣宽度、旁瓣级和稳健性等方面的性能进行了对比分析。结果表明本文方法在存在阵元位置误差情况下具有更窄的主瓣宽度和更低的主旁瓣比。     

基于零陷谱减的GSC二元麦克风小阵列语音增强算法

为了提高广义旁瓣抵消器语音增强算法在二元麦克风小阵列中的噪声抑制能力,提出一种基于零陷谱减二元麦克风小阵列广义旁瓣抵消器的改进语音增强算法.在广义旁瓣抵消器固定波束支路上利用谱减法抑制目标语音零陷方向噪声能量以提高其信噪比,在自适应支路使用基于动态收敛步长的快速分块最小均方自适应滤波器进一步抑制剩余噪声,以降低算法复杂度并提升自适应滤波器的收敛性.实验结果表明,相对于其他二元麦克风小阵列波束形成语音增强算法,该算法可以在任意方向获得较高质量的目标语音.     

一种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成(ADBF)算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成(A-ADBF)算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

-种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成（ADBF）算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成（A一ADBF）算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

一维子阵自适应数字波束形成算法研究

在现代雷达系统中,相控阵雷达是其非常重要的发展方向,其中的自适应数字波束形成技术则是相控阵雷达的核心技术.自适应数字波束形成的核心问题是对期望信号的有效接收,但对干扰信号的抑制则是通过调整各个阵元的权值来实现的.由于大型相控阵天线的阵元数目比较多,如果在阵元级进行自适应数字波束形成,则硬件系统复杂.为解决这个问题,可利用子阵级自适应数字波束形成的方法,即每个子阵利用一个接收通道.因此,可在低副瓣的基础上,使子阵自适应波束形成.通过仿真可知:阵元幅度加权可以很好地降低副瓣;可解决均匀非重叠子阵的幅度加权产生的栅瓣问题;子阵级自适应数字波束形成具有很好的抗干扰性能.     

声矢量阵自适应抵消稳健波束形成算法

常规自适应波束形成算法在期望信号导向矢量存在误差时,性能严重下降。为了改善被动声呐的探测能力,结合声矢量自适应抵消技术,提出了一种新的稳健自适应波束形成算法。通过组合声压和振速分量在波束方向上形成零点,并以之作为自适应抵消的参考输入,去除接收数据中的期望信号成分;然后对协方差矩阵进行特征分解,平滑噪声子空间的特征值;最后利用重构的协方差矩阵求解自适应波束形成的权向量。理论分析和仿真结果表明,新算法重构出的协方差矩阵仅包含干扰和噪声,显著改善了声矢量阵自适应波束形成的稳健性,在期望信号存在大的阵列流形误差和高信噪比情况下,都能给出令人满意的输出信干噪比。     

基于自适应算法的三维波束赋形技术

为了针对每个移动终端进行动态的三维波束赋形,使三维波束主瓣对准期望用户并且在干扰用户方向形成零陷,构建了均匀平面阵的二维阵列信号模型,研究了基于最小均方误差算法的全局自适应算法,并在此基础上提出了基于降维的局部自适应算法. 2种自适应三维波束赋形算法可以动态地调整阵列单元的权值,自适应地改变天线阵列的方向图,为用户提供实时的跟踪服务. 仿真结果表明,在一定数量的阵列天线单元的条件下,2种算法均可以实现针对期望用户的自适应三维波束赋形.     

自适应阵列综合方法研究

在干扰入射方向,自适应天线阵方向图会自动产生零陷,从而实现抗干扰的功能.基于最小均方误差准则,应用一种改进的自适应算法对线天线阵进行方向图综合.对主副瓣施加人为干扰,使其产生预定变化,改进了对期望电平的计算,使得算法更为简化,同时可以实现对不等间距阵列的方向图综合,而且能够按设计要求有效地控制主瓣电平和副瓣电平,使其达到预期的效果,克服了传统算法的诸多不足,仿真结果显示算法很好的完成设计要求,从而表明算法具有较大的实际应用价值.     

基于自适应遗传算法的复合材料层合板铺层顺序优化设计

分析了杂交概率和突变概率对遗传算法收敛性的影响,提出了一种自适应遗传算法,并利用该方法研究了复合材料层合板的铺层顺序优化设计问题。算例结果表明,提出的复合材料层合板铺层顺序优化设计方法能够明显的提高计算效率。     

加权比例公平自适应粒子群跨层资源分配算法

针对多用户正交频分复用系统,提出一种新的适合于混合业务的加权比例公平自适应粒子群跨层资源分配算法(WAPCRA).该算法在媒体接入控制层进行加权比例公平调度;在物理层将自适应粒子群算法引入其资源分配,并推导出一种新的功率分配方式.仿真结果表明,WAPCRA能在低复杂度、保证用户公平性和满足用户业务流时延需求的基础上,有效提高系统总速率.     

空域抽样与相干因子融合的超声阵列自适应波束形成算法

针对超声成像中自适应波束形成算法计算效率低的问题,提出了一种基于空域抽样与相干因子融合的自适应波束形成算法。该方法通过分析阵列数据波束图,推导出不同阵元数目下的最大抽取因子,将阵列中所有阵元接收的数据按最大抽取因子进行空域等间隔抽样,得到阵元稀疏后的回波数据,减少了采集数据量。将空域抽样数据输入波束形成器,计算其协方差矩阵,再将协方差矩阵构造为Toeplitz矩阵,结合最小方差原理从构造的Toeplitz矩阵计算出抽样数据的自适应加权值,为了改善空域抽样数据自适应加权后成像质量下降的问题,引入相干因子对自适应加权值进行修正,以突出抽样数据中的有效信息,抑制干扰成份,从而提高了空域抽样数据的成像质量。该算法在保证成像质量的同时,减少了采集数据量,并降低了计算复杂度,有效提高了算法的时效性。通过在试块上对裂纹和横通孔缺陷仿真成像,结果表明该方法与常规最小方差波束形成方法相比,成像时间平均减少85%以上;与融合相干因子的最小方差波束形成算法相比成像运算时间平均减少86%以上。在相同的空域抽样条件下,该方法成像效果优于其他算法。     

基于免疫和进化扩散算法的全局优化问题求解算法

在求解全局优化问题时,通常免疫算法、进化扩散算法分别在局部搜索和全局搜索方面表现较弱。针对这一情况,基于免疫和进化扩散算法,提出了一个免疫-进化扩散算法。该算法结合了免疫和进化扩散两种算法的优点,一方面通过引入基于共享机制的小生境算法,保持了群体的多样性,另一方面通过提出一种步长参数动态调整策略,提高了算法效率。实验结果表明,在给定精度下,该算法的效率和稳定性都明显优于Tsui的进化扩散算法和Ingber的自适应模拟退火算法。最后对步长参数动态调整策略进行了分析。     

基于自适应细菌觅食算法的灰度图像增强方法

为提高图像增强的自适应性,首先将细菌的自适应趋向因子引入到细菌觅食算法中,然后将提升的细菌觅食算法和非完全Beta函数结合而去获得最佳的灰度变换参数,最终实现对降质图像的最大程度的自适应增强.仿真实验结果表明,提升的优化算法可以更好的优化Beta函数的参数,因而能更有效地提高图像整体对比度和视觉效果.     

Optimizing the parallel adaptive indexing algorithm on multi-core CPUs

An improved parallel adaptive indexing algorithm on multi-core CPUs is proposed to solve the problems that the parallel adaptive indexing algorithms cannot take full advantage of the CMP's parallel execution resource, and properly process the sequential query pattern. Based on the optimization of the Refined Partition Merge algorithm, our improved parallel adaptive indexing algorithm combines the Parallel Database Cracking method with the Refined Partition Merge algorithm. In our algorithm, when fewer data chunks are in the index, we use the optimized Refined Partition Merge algorithm so as to reduce the probability of conflict between threads, decrease the waiting time, and increase the utilization of the threads, and when more data chunks are in the index, we use the Parallel Database Cracking method so as to take full advantage of the CMP's parallel execution resources. Besides, we propose an optimization for the robustness, which makes our algorithm suitable for two common query patterns. Experiments show that our method can reduce the query time by 25.7％～33.2％, and suit with common query patterns.     

自适应和最大最小蚁群算法的物流车辆路径优化比较

针对物流车辆路径优化问题,考虑到基本蚁群算法有收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,采用了自适应蚁群算法和最大最小蚁群算法进行车辆路径优化,分析、比较了这两种算法的不同并在Matlab上做了仿真。仿真实验结果显示自适应蚁群算法在收敛速度和寻找最短路径上都略逊于最大最小蚁群算法,最大最小蚁群算法在物流车辆路径优化上优于适应蚁群算法。     

Array Antenna Pattern Synthesis Based on Selective Levy Flight Culture Wolf Pack Algorithm

基于选择性莱维飞行文化狼群算法的阵列天线方向图综合

王停*^1,2, 唐海林², 于跃宝²,郑斌², 刘慧娟³

(1.河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401;

2.中国人民解放军93756部队,天津 300000;

3. 天津广播电视电影学院 影视技术系,天津 300112）

摘 要：

针对传统智能方法在方向图综合中易于早熟和局部寻优能力不足等缺陷,在文化狼群算法(CWPA)的基础上,设计一种基于选择性莱维飞行的新的狼群算法-莱维文化狼群算法（LCWPA）。新算法利用文化算法在寻优过程中的良好整体管理能力和莱维飞行能够有效提高种群多样性的特点,明显提高了搜索效率。然后将其应用于阵列天线方向图综合。仿真结果表明,在多零点和低旁瓣约束情况下新算法均可取得良好的优化效果,而且该算法相对于量子粒子群算法（QPSO）,粒子群算法（PSO）和遗传算法（GA）来说,在方向图综合中速度和精度更有优势,有很好的推广价值。

关键词： 阵列天线;方向图综合;莱维飞行;狼群优化算法