共形球面天线阵列的宽凹陷波束赋形与凹陷测量技术

针对干扰方向在某个角度区域内不能精确估计的工程实际问题,可应用宽凹陷波束赋形技术提高信噪比。根据共形球面天线阵列的阵元位置分布,提出了一种适用的宽凹陷波束赋形和凹陷宽度计算机测量技术。建立了该优化问题的适应度函数模型并应用遗传算法优化设计了赋形波束,仿真结果论证了遗传算法进行波束赋形和测量的有效性和稳健性,并拟订了波束凹陷宽度的计算机测量系统。     

基于正多面体的球面三角剖分与分析

球面离散格网模型单元的面积、形状是否相似关系到模型的精度,因此定量分析单元的几何变形、分布规律等是格网模型建模的重要组成部分。文章通过对基于正八面体和正二十面体球面剖分获得的球面三角单元进行分析,分析结果表明随着剖分层次的增加单元面积和形状变化趋于稳定,基于正二十面体的球面剖分与基于正八面体相比有更好的相似性;单元的变形程度与其到正多面体顶点的距离成负相关,而周长和面积变化成正相关;单元各属性比值所占的百分比与剖分层次无关,其较大峰值都分布在正多面体的顶点附近。     

半球面共形阵列波束综合技术研究

针对天线的抗干扰提高信噪比问题,球面阵列天线的增益在不同方向灵活可变的优点,但球面阵列天线是非线性的,没有解析解,传统的线性波束综合方法很难解决球面阵列天线复杂多约束的增益问题。为解决上述问题,使用了零陷技术。现有的方法着重干扰方向已知情况下的零陷形成技术,而对干扰方向未知多变的情况研究很少,采用改进的遗传算法用于复杂的宽角零陷形成,可以解决干扰方向未知情况下的零陷形成难题。     

一种基于信噪比乘积更新的广义旁瓣抵消器

广义旁瓣抵消器由于实现结构简单在麦克风阵列算法中得到了广泛的应用。但是传统的广义旁瓣抵消器算法对导向矢量失配误差比较敏感,容易产生目标方向信号的自抵消现象。针对此问题,本文提出了一种改进算法,通过固定波束形成和自适应阻塞矩阵输出的信噪比乘积控制多输入抵消器的更新,降低目标方向信号的自抵消影响,提升语音质量。在8.5 m×8.0 m×3.0 m的普通会议室中,通过模拟不同方向的目标人声和噪声源,对算法进行了实验验证。实验结果表明,相比于传统算法,改进算法具有一定的鲁棒性,且选择阈值简单,可以在降噪量和语音质量方面都能得到提升。     

基于改进遗传算法的圆阵列方向图联合优化

为降低圆阵列方向图的峰值旁瓣电平,提出一种基于改进遗传算法的圆阵列方向图优化方法。将阵元位置和阵元权值作为联合优化变量,以最小化波束方向图峰值旁瓣为目标函数,采用遗传算法优化阵元位置和阵元权值,以增加变量的自由度,在采用双重选择机制的基础上,结合差分进化、内插/外推、单点交叉和多点交叉4种方式实现交叉变异。实验结果表明,该方法能降低陷入局部最优点的概率,具有较好的适应度和较快的收敛速度,使峰值旁瓣电平降低至?12.611 dB。     

共形球面阵天线的三维方向图综合算法

在粒子群算法的基础上,吸收了目前主流优化算法的优势并加以改进,得到了一种适用于共形球面阵天线的三维方向图综合算法,该算法针对共形球面阵天线的方向图综合问题,在预先获得天线单元方向图数据的前提下,优化后可以得到三维空间任意指定波束指向及波束宽度的方向图。仿真结果表明:这种三维方向图综合算法可以有效解决共形球面阵天线的方向图综合问题。     

一种广义旁瓣抵消器结构的语音增强改进算法

当广义旁瓣抵消器（Generalized sidelobe canceller,GSC）结构的语音增强算法对语音信号的入射方向角估计不准确时,阻塞矩阵（Blocking matrix,BM）不能完全阻塞目标语音,使得部分语音通过阻塞矩阵,在后期多输入抵消器（Multiple-input canceller,MC）模块中和参考信号相抵消,造成目标语音的损失。针对广义旁瓣抵消器因信号到达方向（Direction of arrival,DOA）估计误差而导致语音泄漏的问题,本文提出了一种麦克风阵列语音增强的优化算法,先对经过时延补偿的信号进行频谱调整,再利用MC模块输出与BM模块输出存在相关性的特点,对阻塞矩阵进行自适应调整,使方向估计参数更趋近于真实目标语音方向,以减少阻塞矩阵中目标语音的泄漏。仿真结果表明,该算法 可以有效减少阻塞矩阵中目标语音的泄漏、增强系统的鲁棒性以及提高语音增强效果。     

基于改进差分进化算法的天线阵列优化研究

针对具有阵元数目、孔径尺寸以及最小阵元间距约束,以抑制峰值旁瓣电平(PSLL),使非均匀阵列单元得到优化布局.优化过程中由于搜索空间较大,优化结果可能出现不可行解.为有效地解决以上两个问题,提出了一种改进的差分进化算法,采用实值编码,通过使用新的个体描述方式,减小了优化搜索空间;同时通过改造适应度函数,避免了变异交叉后出现不可行解.给出了改进算法的流程,通过仿真实例验证了算法的有效性和稳健性.仿真结果表明,改进方法在有最小阵元间距约束下以抑制峰值旁瓣电平为目的的非均匀阵列单元优化布局问题中有良好的应用前景.     

基于广义奇异值分解的通用旁瓣消除算法

提出一种新的通用旁瓣消除器结构,它利用广义奇异值分解(Generalized singular value decomposition,GSVD)技术,通过广义奇异向量的变换间接估计声源到麦克风之间的传递函数.不同噪声环境下的实验结果表明,与现有的各种GSC算法相比,该算法能够更有效地抑制混响和噪声,并且增强后的语音失...     

一种精确控制旁瓣的自适应波束形成算法

提出了一种精确控制旁瓣和抑制干扰的自适应波束形成算法。它是通常的最小方差无畸变（MVDR）波束形成算法的改进形式，使阵列输出信号功率最小的同时，保持目标信号方向的无失真响应，并且严格保证旁瓣低于某一给定值，抑制干扰。在仿真过程中，充分应用了二阶锥规划（second—order cone programming）算法，并与MVDR波束形成算法进行比较，验证了方法的正确性，同时研究了该算法的稳健性。     

基于改进遗传算法的圆阵稀布方法

由于圆形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但是圆阵方向图却具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,针对稀布圆形阵列的天线单元使旁瓣电平尽量降低的问题,应用改进的遗传算法,取角度差值为染色体的基因,进行阵列孔径、单元个数、最小间隔一定的稀布优化排列,减小了遗传算法的搜索空间,提高了搜索效率。仿真结果表明:该方法能有效提高收敛速度、降低圆阵的旁瓣电平。     

基于遗传算法的圆柱阵列稀疏方法

由于共形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但其耗用较多的阵元,方向图具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,针对基本的共形阵列——圆柱阵列的天线阵元,应用经典遗传算法,以阵元的工作状态为优化参量,对其进行稀疏。减少了阵元数量,仿真结果表明,该方法能有效地降低圆柱阵列的旁瓣电平。     

To reduce side lobe level of slotted array antennas using nonuniform waveguides

In this article, a method is presented to reduce the side lobe level of slotted waveguide array antennas while the gain to be constant. In this method, the H‐plane dimension of the waveguide is considered as the variable rather than constant. The nonuniformity of waveguide walls obviates the need for offset of slots and thereby reduces the side lobe level of radiation pattern. A slotted nonuniform waveguide is designed at frequency 10 GHz and then fabricated and tested. © 2015 The Authors International Journal of RF and Microwave Computer‐Aided Engineering Published by Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE 26:42–46, 2016.     

基于种群规模可变的粗粒度并行遗传算法

在科学计算领域，并行计算越来越成熟，并行遗传算法开始受到关注。本文分析了遗传算法并行化的动机和实现模型，提出了一种新算法－基于种群规模可变的粗粒度并行遗传算法,仿真结果验证了这种新算法的有效性和合理性。     

3种空隙率测量建模方法的比较研究

介绍了测量空隙率的电容层析成像（ECT）系统,分析了ECT测量空隙率的基本原理。简述了3种空隙率测量建模方法,即分别基于遗传算法-偏最小二乘（GA-PLS）算法、蚁群算法（ASA）和最小二乘支持向量机（LS—SVM）的建模方法。建模数据均来自Ecr传感器获取的电容值。在此基础上,提出了以ECT传感器为信息获得手段的空隙率测量建模的统一框架。通过实验数据对3种方法进行了评价,对它们从泛化误差、最大误差、平均误差和测量时间几个角度进行了比较。结果表明：璐-SVM方法的精度最高,泛化能力最强。     

遗传算法多样性测度问题研究

对个体多样性测度方法做了比较详细的概括，对于基因型遗传进化过程，还从编码层次上讨论了它对多样性的影响．以相对顺序欺骗函数和Rastrigin函数为例，讨论了交换和变异操作对多样性的影响．同时，探讨了增强多样性的方法，验证了参数自适应控制方法对顺序编码的控制和对二进制问题的多样性控制方法，提出了对二进制编码的适值自适应调整方法，并通过仿真验证了该方法的有效性．     

基于小生境的正弦遗传算法研究

针对标准遗传算法的不足，借助最优保留策略对遗传算法中的变异算子进行改进，把生物学的基因突变的概念引入遗传算法中，提高了种群的多样性和全局收敛性能，避免了在进行过程中产生早熟现象。在此基础上，提出了一种小生境正弦遗传算法，并进行实例研究。结果表明，该算法不但可以有效地克服标准遗传算法缺陷，而且稳定性也得到提高。     

基于球麦克风阵列的多声源定位方法

通过球麦克风阵列采集高阶声场的声压信息,采用球谐函数分解声场并建立信号模型,应用MUSIC算法提取出声源的方位。由于MUSIC算法在信号源相干性比较高,特别是声源比较接近时,其分辨率会严重下降,提出了一种基于空间平滑的瓣分块方法来提高定位的效果。仿真实验采用了一个72元的球阵,实验结果表明：提出的方法能同时有效地确定声场中多个声源的位置,能比较好地对抗噪声的影响。