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一种基于成功跳跃的穷举搜索方法寻找最优鲁棒最小冗余阵列(RMRA):传感器数量为 11 至 20 的新阵列配置

信号处理 2025-07-16 v1 系统与控制 系统与控制

摘要

两倍冗余稀疏阵列(TFRA)设计用于即使在单个传感器故障的情况下,仍能保持准确的方向估计,利用其设计中嵌入的刻意共阵列冗余。鲁棒最小冗余阵列(RMRA)是一种特殊的 TFRA,优化了这种冗余,以实现给定传感器数量的最大可能阵列孔径。然而,寻找最优 RMRA 配置是一个NP难问题,仅有前期研究报道了最多十个传感器的阵列的最优解。本文提出了一种新的Leap-on-Success 穷举搜索算法,用于识别传感器数量为 11 至 15 的新最优 RMRA 配置,通过在找到最优解后终止搜索来有效减少计算 effort。我们使用MATLAB 模拟在所有单元素故障情景下验证了这些阵列的鲁棒性,确认它们在某些现有 TFRA 在特定传感器位置易受故障影响的情况下具有更好的韧性。此外,还报告了传感器数量为 16 至 20 的近最优配置,凸显了在充足的计算资源下,本文提出的方法对于更大规模的阵列设计具有潜在的适用性。该工作不仅推进了 RMRA 设计的最新进展,也引入了一种有效的搜索方法,可用于未来阵列配置优化的探索。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.10706,
  title  = {A Leap-on-Success Exhaustive Search Method to Find Optimal Robust Minimum Redundancy Arrays (RMRAs): New Array Configurations for Sensor Counts 11 to 20},
  author = {Pradyumna Kunchala and Ashish Patwari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.10706},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 8 Tables, 4 Figures