关键词： 电磁逆散射   无相位检测   相位复原   自由度   实验验证  

摘要： 利用入射场作为约束条件,用最优化泛函的方法由总场幅度信息重建散射场幅度和相位。分析了散射场自由度和噪声对重建结果的影响。讨论了成功实施相位复原和避免局部极小值的条件。首次用实验结果验证电磁逆散射无相位检测相位复原的可行性,证明了方法的有效性、高度稳定性和较强的抗噪声能力。该方法的计算成本低,实用性较强。研究结果是实施无相位检测电磁逆散射的基础。

关键词： 电磁逆散射   无相位电磁检测   玻恩近似  

摘要： 提出玻恩近似下用无相位检测数据重建复目标的方法。由电场积分方程推导散射场的实部和虚部之间的关系;在玻恩近似下基于散射场实部虚部关系,利用优化算法由无相位电磁检测数据反演目标散射场的实部和虚部;最后利用标准玻恩反演法对目标进行成像。数值实验显示该方法能有效地对弱散射目标成像。

关键词： Genetic algorithms  

摘要： This paper presents a computational approach to the transverse electric (TE) wave imaging of an imperfectly conducting cylinder. An imperfectly conducting cylinder of unknown shape and conductivity scatters the incident TE wave in the free space, and the scattered field is recorded outside the object. Based on the boundary condition and measured scattered field, a set of nonlinear integral equations is derived and the imaging problem is reformulated into an optimization one that solved by steady-state genetic algorithms. Numerical results demonstrated that, even when the initial guess is far away from the exact one, good reconstruction for shape and conductivity of the object can be obtained. In addition, the effect of noise on reconstructed results is also investigated. © 2008 SBMO/SBMag.

关键词： 电磁场   电磁散射   电磁逆散射   格林函数   积分方程  

摘要： 电磁波散射与逆散射是电磁场工程技术中一个非常重要的领域,但因其算法复杂性使实现过程存在着相当大的困难。尤其在电磁成像的领域中开发出新的、高效的、精确的算法仍是一个具有挑战性的研究。 本文从麦克斯韦方程组出发,结合格林函数建立电场积分方程,然后利用积分方程法对二维介质中的电磁波散射与逆散射方法进行研究。在计算电磁波散射时首先对电场积分方程进行离散,离散时如何选取合适的离散函数使离散结果更加准确是非常重要的,所以本文采用了比目前常用的脉冲函数更加精确的插值函数作为离散函数。对离散后的积分方程用稳定型双共轭梯度(BCGS)迭代法求解。由于格林函数与对比源的乘积可以写成卷积形式,从而在每一次迭代过程中可以同时在x、y两个方向采用快速傅立叶变换(FFT)技术加速,使计算速度更快,具有更好的实用性。在计算电磁逆散射过程中使用了波恩(Born)迭代方法,此法在每一次迭代过程中都要进行正演计算。由于每次正演计算都采用BCGS-FFT算法,所以使反演过程快速准确。最后得到一套完整的二维介质中的电磁散射与逆散射算法及计算软件。数值计算举例说明了本文算法的精确性和有效性。

关键词： Iterative methods  

摘要： A new method of choosing the regularization parameter, originally developed for a general class of discrete ill-posed problems, is investigated for electromagnetic inverse scattering problems that are formulated using a penalty method. This so-called Normalized Cumulative Periodogram (NCP) parameter-choice method uses more than just the norm of the residual to determine the regularization parameter, and attempts to choose the largest regularization parameter that makes the residual resemble white noise. This is done by calculating the NCP of the residual vector for each choice of the regularization parameter, starting from large values and stopping at the first parameter which puts the NCP inside the KolmogorovSmirnov limits. The main advantage of this method, as compared, for example, to the L-curve and Generalized Cross Validation (GCV) techniques, is that it is computationally inexpensive and therefore makes it an appropriate technique for large-scale problems arising in inverse imaging. In this paper, we apply this technique, with some modification, to the Tikhonov-regularized functional arising in the 2-D Transverse Magnetic (TM) inverse electromagnetic problem, which is formulated via an integral equation and solved using the Born iterative method (BIM).

关键词： 电磁散射   逆散射   西安电子科技大学   学术讨论会  

关键词： 特殊函数   慢衰减   电磁波  

摘要： 常规电磁法测深一般是利用低频电磁波来进行探测,分辨率很低,无法满足测深要求。慢衰减电磁波是一种利用特殊函数作为波源来实现的高频电磁波,它除了具有衰减慢的特点外,还具有波束窄、能量集中的特点,在军事和通信领域已经得到了广泛的应用。慢衰减电磁波的衰减比一般电磁波慢,可以实现较大的探测深度;由于它的频率高,可以实现较高的分辨率。因此,可以利用它来进行地球物理探测。着重论述了利用慢衰减电磁波的入射波和散射波的振幅关系,以及电磁波的走时关系反演地下介质参数的基本原理及方法,同时,针对火成岩、变质岩和沉积岩,通过正演理论计算,说明了慢衰减电磁波测深的可行性。

关键词： 积分方程   对角张量近似(DTA)   稳定型双共轭梯度   快速Fourier变换   水平层状介质   逆散射   变型Born迭代方法(DBIM)  

摘要： 为提高水平层状介质中三维电磁波散射和逆散射数值模拟的效率,在对角张量近似(DTA)的基础上根据不同回代方式得到了求解积分方程的DTA1和DTA2两种近似.这两种近似可以作为计算积分方程稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法的初始猜测值和预条件因子,从而形成效率更高的混合DTA-BCGS算法.散射实例说明了DTA2的高精度和混合DTA-BCGS算法尤其是混合DTA2-BCGS算法的高效率.由于DTA2近似程度更高,将DTA2与变型Born迭代反演方法(DBIM)相结合形成了一种对三维异常体进行重构的快速电磁波逆散射技术.文中的逆散射实例说明所开发的逆散射技术对重构水平层状介质中的任意三维异常体是非常有效的.

关键词： 电磁逆散射   共轭梯度法   正则化  

摘要： 电磁逆散射成像问题数值求解中,非线性逆散射方程及其对应的离散方程组具有明显的不适定性,针对求解通常所用Tikhonov正则化方法的参数选择在先验选取时缺乏有效的误差信息,而后验选取时需要更多计算量求解有关参数的方程的困难,本文中将小参数Tikhonov正则化方法与共轭梯度法结合,提出了不适定方程组的混合正则化方法。数据仿真表明,该方法既可保证正则化效果,也减少了计算量。

关键词： PHOTONIC CRYSTALS  

摘要： Metamaterials have been shown to revolution the control of electromagnetic waves in the microwave region showing unnatural phenomena such as negative refraction. Recently the freedom of design provided by metamaterials was exploited to design cloaking devices. In this work the author presents an alternative approach toward cloaking in the near infrared wavelength region by using inverse designed scattering optical elements. Two devices, measuring a few microns in size, are computer generated and numerically investigated. The results show that it is possible to isolate a 1 mu m(2) area by guiding the a plane incident wave of the wavelength 1550 nm around it. (c) 2007 Optical Society of America.