一种用于产生OAM波束的集成圆极化天线阵列

提出了一种在S波段内产生轨道角动量(OAM)波束的集成圆极化微带天线阵列.天线采用同轴馈电的方式.为了获得良好的圆极化特性,利用CST软件对天线结构参数进行了仿真优化分析,最终确定天线整体尺寸为0.416λ_0×0.416λ_0×0.026λ_0,3-dB轴比带宽为3.79～3.85 GHz,S_(11)-10 dB的工作带宽为3.74～3.96 GHz.该天线结构简单紧凑,易于实现.天线阵列由6个相同的圆极化天线组成,相邻阵列单元沿顺时针方向旋转60°,通过仿真和实验结果得知,在对阵元进行等幅、等相位的馈电的条件下,该天线阵列能够产生模态l=-1的OAM波束,这能够有效避免复杂馈电网络结构的设计.     

球面共形天线阵列的稀布优化方法

为了抑制球面阵列峰值旁瓣电平,提出了一种基于改进遗传算法的阵元球面稀布优化算法(ESSA).首先采用遗传算法染色体对阵元位置信息进行特征提取,并利用染色体的的交叉、变异对位置信息进行优化重组,然后将重组前后的阵元位置信息合并成新的种群,最后在迭代过程中根据遗传算法适应度函数对阵元分布进行优化选择,从而建立最优阵元分布模型.与阵元球面均匀分布方法相比,EESA具有更大的阵元分布空间.仿真实验表明,经过遗传算法优化后所得最优阵元分布模型的峰值旁瓣电平较优化前约降低2.6dB,实验结果证明了ESSA可完全实现阵元可分布空间的随机寻优.     

等衰落轨道角动量索引调制系统的信道容量性能分析

射频轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)提供了一种可以在同一载波频率物理信道上复用一组正交模式以提高信道容量的方法。现有研究大多专注于信道容量提升,对系统复杂度的研究相对较少。在基于均匀圆形阵列(uniform circular array,UCA)的OAM通信系统中,发射机需要完成大量调制运算以生成OAM信号。于是,提出了一种等衰落轨道角动量索引调制(equal fading orbital angular momentum index modulation,EOAM-IM)方案,其中,IM有效降低了OAM调制运算复杂度,且等衰落发射机也保证了不同模式OAM子信道传输增益。此外,还详细推导了所提EOAM-IM方案的系统信道容量。仿真结果表明,所提EOAM-IM方案能以更低的调制复杂度获得比传统OAM方案更高的信道容量。     

非对称直线稀疏阵列的迭代FFT优化方法

介绍了一种基于迭代快速傅里叶变换（fast Founier transform,FFT）算法的优化方法来实现非对称直线稀疏阵列的旁瓣性能优化,给出了详细的优化步骤。在给定的旁瓣约束条件下,根据稀疏阵列中阵列因子与阵元激励之间存在的傅里叶变换关系,对不同的初始随机阵元激励分别作迭代FFT循环,可以降低稀疏阵列的旁瓣电平。在迭代过程中,根据稀疏率将阵元激励按大小置1/0来完成阵列稀疏。仿真结果证明了该方法的高效性和稳健性。     

基于小生境遗传算法的矩形件优化排样

将小生境遗传算法应用于计算机辅助排样领域,提出了一种改进的解码算法--高度调整法,将高度调整法和小生境遗传算法相结合,用于求解矩形件排样问题.该方法首先将矩形件的排样问题转化为便于优化求解的排列问题,然后应用小生境遗传算法的全局优化概率搜索能力进行优化求解,优化计算过程中应用高度调整法将排样序列转化为排样图.用该算法对文献中的两个算例进行了求解,结果表明该算法是行之有效的.     

扭曲有质动力驱动产生扭曲的等离子体波（英文）

利用扭曲的有质动力,我们给出了驱动产生的扭曲等离子体波。其中我们利用了两束同向传播的拉盖尔-高斯（LG）光,他们分别携带不同的频率和扭曲指数,结果可以得到扭曲的有质动力。LG光一般被认为携带轨道角动量。三维的网格粒子模拟（PIC）模拟被用来证实激光驱动产生扭曲等离子体波。这种扭曲的等离子体波拥有螺旋旋转的电子密度扰动结构。不同于线性流体理论的预测,模拟结果显示一个非线性的旋转电流和静态的轴向磁场。伴随旋转电流的是扭曲等离子体波中携带轨道角动量的粒子。该文中,我们也给出了详细的扭曲等离子体波的理论分析结果。     

基于遗传剩余矩形算法的装配式预制构件堆场优化

为了解决装配式建筑施工现场预制构件堆放缺乏统筹规划和信息化管理不足的问题,对预制构件的现场堆放方案和吊装距离进行分析,建立了基于遗传算法和剩余矩形算法的堆场优化数学模型并提出了求解方法,开发了堆场优化系统.利用该系统可以对可堆叠和不可堆叠类型的构件堆放进行优化,给出含有构件堆放位置和堆放顺序的优化排布方案,使得构件吊装...     

基于多目标粒子群优化的同心圆环阵列方向图综合算法

针对同心圆环阵列(concentric ring antenna array, CRAA)的方向图优化问题,提出了一种新的密度锥削策略(new density tapering strategy, NDT)结合多目标粒子群(multiple objective particle swarm optimization, MOPSO)算法的联合优化方案。基于NDT思想,在阵列口径中心附近始终保持约占总数一半的圆环为满阵填充状态,而对剩余靠近口径外围的圆环,限制它们的填充因子变化范围在两条门限曲线之间;以旁瓣电平和方向性系数为优化目标,通过对单元最小间隔、外围圆环的间距及其填充因子进行优化来寻找可行的Pareto最优解。仿真表明,该方案可用于优化各种口径的CRAA,能在相同或更高方向性系数情况下,降低阵列的旁瓣电平1.25～6.19 dB,达到优化效果。     

矩形巷道顶板锚索布置参数优化研究与实践

为了定量优化研究矩形巷道顶板锚索的布置参数,在采用板岩层自然垮落平衡拱理论分析矩形巷道顶板锚索布置密度的基础上,建立顶板岩梁力学模型,通过理论分析与数值计算相结合的研究方法,验证矩形巷道顶板锚索最优布置参数的合理性.研究结果表明:使用普通圆柱形锁具时,锚索应垂直顶板安装;当巷道同一断面布置n根顶板锚索时,布置在巷道顶板...     

半球型线圈阵列聚焦磁场计算与性能优化

为提高聚磁装置的电磁性能,提升经颅刺激、肿瘤治疗等领域的医疗效果,提出一种半球型线圈阵列结构及优化设计方法.根据电磁场理论建立了聚焦磁场解析计算模型,利用电磁场数值计算方法计算聚焦磁场,验证了解析模型的正确性,揭示了聚焦磁场的分布规律,给出了主要结构参数的灵敏度评价.根据优化目标和约束条件,利用解析模型和智能优化算法(NSGA-Ⅱ)对聚磁线圈阵列开展优化设计,得到满足热性能和聚磁性能等指标的设计结果.建立了聚磁线圈阵列原理样机并开展实验研究.优化计算结果、有限元计算结果及实验结果对比表明:聚焦磁场解析计算模型的计算误差约2%～3%,半球型线圈阵列布置合理,聚焦磁场满足范围、梯度以及幅值要求,采用NSGA-Ⅱ优化设计有效提高了线圈阵列的聚磁性能.     

自适应逃逸动量粒子群算法的数据库多连接查询优化

为了提高数据库多连接查询的优化效率,针对粒子群算法存在的早熟、局部最优等缺陷,提出一种自适应逃逸动量粒子群算法的数据库多连接查询优化方法.该算法首先将遗传算法的交叉机制引入粒子群算法中,以保持粒子群的多样性,避免早熟现象出现;然后,引入动量算法平滑粒子搜索轨迹,加快粒子群的收敛速度;最后,将该算法应用于数据库多连接查询优化求解,以获得最优的数据库多连接查询方案.仿真结果表明,该算法提高了数据库查询效率,缩短了查询响应时间.     

遗传模糊优化算法在三容水箱控制系统中的仿真应用

针对存在大滞后、时变、非线性特点的液位控制系统在工况大范围变化时传统控制算法控制效果不理想的问题,提出利用模糊控制结合遗传算法的空间寻优能力,对隶属度函数的参数和模糊控制规则的后件进行综合编码优化,利用进化原理寻优来获得最佳的参数进行模糊系统自动设计的方法建立三容水箱控制系统仿真模型,在此模型上验证.仿真结果表明此方法的有效性和实用性.     

基于Landau-Lifshitz表述的双极化态柱面引力波的能量问题

根据引力场能量动量的Landau-Lifshitz表述,求出了笛卡尔坐标系中的双极化态柱面引力波能量动量密度及角动量的具体形式;结果表明:采用笛卡尔坐标系可以合理地描述双极化态柱面引力波。     

一种基于均匀圆阵的多通道幅相误差校正方法

针对空间谱估计MUSIC方法对天线阵各通道增益和相位敏感的情况，对于均匀圆形阵列，提出了一种多通道幅相误差校正方法，该方法在均匀圆阵中心设置了一个校正源，无需知道校正源方向，也不用解方程组就可以对各通道的增益和相位进行估计．对辐射源一维和二维方向的模拟实验结果验证了这种方法的正确性和可行性．     

基于遗传算法和粒子群优化算法的电力系统无功优化

从数学的角度分析,电力系统无功优化是一个多变量、多约束、非连续性的混合非线性规划问题,因此,优化过程十分复杂.以减少有功网损为目标函数建立电力系统无功优化计算的数学模型,基于遗传算法和粒子群优化算法,提出一种新颖的混合策略来求解无功优化问题.IEEE 6和IEEE 14节点系统的仿真计算结果表明:与单一的遗传算法或粒子群优化算法相比,该混合策略在优化效果方面具有明显的优势.     

模拟退火粒子群算法的同心圆阵稀疏优化设计

提出一种基于模拟退火粒子群算法(SAPSO)的同心圆阵稀疏优化方法,该方法以同心圆阵阵元位置为优化参量,以第一零点波束宽度和峰值旁瓣电平为优化目标,结合了模拟退火算法和粒子群算法的优点,提高了算法的收敛速度,具有摆脱局部最优的能力。仿真结果表明,相比于目前常用的4种优化算法,相同迭代次数下,该方法收敛迭代次数最小,且在约束同心圆阵第一零点波束宽度的同时得到的稀疏同心圆阵具有最低的峰值旁瓣电平。     

基于非等值初始量蚁群算法的矩形优化排料

为提高矩形排料的板材利用率并节约求解时间,提出了非等值初始量蚁群算法,并应用于矩形优化排料问题。在蚁群算法初始信息素量赋值过程中引入矩形面积和长宽比因素以增大各矩形初始信息素的差别,加快算法收敛速度;同时对传统蚁群算法的信息素更新规则作适当改变,以便于信息素快速更新,缩短求解时间。采用改进的最低水平线法作为排料方法,能充分利用已产生的闲置区域,减少板材浪费。对比实验的结果表明,与传统蚁群算法和其他几种典型算法相比,本文算法能进一步提高板材利用率,且求解时间较短。     

基于混合遗传算法的TSP问题优化研究

为了避免陷入局部优化,提出使用混合遗传算法,即用应用模拟退火算法的Boltzmann生存方法,根据个体适应性的变异值Δf和概率值exp(-Δf/T),来保持个体的多样性,阻止提前收敛,用顺序交叉算子和部分路径翻转变异算子来提高算法的收敛速度,较好地解决了群体的多样性和收敛速度的矛盾.算法分析和测试表明,该改进算法是有效的.