关键词： 电磁逆散射   遗传算法   最优保存策略  

摘要： 用遗传算法(GA)重建二维连续介质介电参数的剖面分布,着重讨论了提高反演计算效率的方法。根据个体和群体的适应度实时调整交叉概率和变异概率;在交叉运算后,增加一次适应度的计算,通过计算后的适应度来决定个体的变异范围;产生下一代群时首先进行相似判断,淘汰相似个体中适应度低的个体;运用最优保存策略。该方法有助于加快收敛速度和减少计算量。数值结果表明,采用该方法可大大提高了反演的收敛速度,并有效地反演介质目标的介电参数分布。

关键词： 逆散射   正则化   变形Born迭代法.  

摘要： 在对逆散射问题的测量数据方程进行归一化的基础上,提出了一种新的正则化矩阵．这一新的正则化方法可以消除场源点离目标区域距离不同所造成的不利因素,并可以减少正则化过程所导致的有用信息丢失和改善病态问题的条件数．将该正则化过程与变形Born迭代法(DBIM)结合,对轴对称二维非均匀介质分布进行了反演．数值计算结果表明,所提出的正则化过程比传统方法具有更好的稳定性、更快的收敛速度、更为精确的反演结果以及更强的分辨能力．

关键词： 电磁逆散射   迭代方法   正则化算法   共轭梯度法   小参数Tikhonov方法  

摘要： 电磁逆散射是利用未知物体的电磁散射信号重建物体形状和结构的一类问题，广泛存在于生物医学工程、无损检测、地球物理、模式识别等诸多应用领域。由于该未知物体的特性参数与散射信号之间呈非线性关系，人们在这类问题求解中，通常采用迭代方法，并涉及不适定逆散射方程的求解。\n 由于逆散射方程的求解存在于每次迭代过程中，该方程的解可影响到迭代的，收敛。本文就二维介质逆散射问题，针对逆散射方程的不适定性，首先基于奇异系统分析了其产生的原因，进而从模式的角度给出了物理解释，然后讨论了逆散射方程的正则化技术。文中比较了几种典型的正则化方法，分析了其不同的特性，并对正则化参数的选择方法进行了探讨，指出了不同的参数选择方法的特点。通过几个典型算例比较了Tikhonov正则化方法、截断奇异值分解以及截断完全最小二乘方法对解的逼近程度。\n 针对正则化方法参数选择的困难，提出了一种结合小参数Tikhonov方法和共轭梯度法的混合正则化方法。先由小参数的Tikhonov方法对原方程作欠正则化处理，然后再采用具有正则化能力的共轭梯度法求解。该方法的计算量主要是共轭梯度法的有限步迭代，计算量较小。所提混合正则化方法，既保证了反演效果，又减少了反演的计算量。

关键词： 箔条云团   逆散射   支持向量回归  

摘要： 本文研究了支持向量回归(SVR)方法在箔条云团电磁逆散射中的应用,提出了一种预测箔条云团一维径向分布的方法,并给出了具体的建模步骤.工程应用实例显示了该方法的有效性.

关键词： 支持向量机   介质圆柱体   逆散射   埋地目标  

摘要： 为解决介质圆柱体逆散射问题,提出一种新的在线逆散射方法,通过支持向量机将逆散射问题转化成一个回归估计问题.该方法可应用于各种逆散射方面,尤其是目标的几何与电磁参数重构和埋地目标探测.文中首次将支持向量机方法应用到该领域,设置多个散射场的观测点,通过提取散射场的不同信息作为样本信息训练支持向量机,建立了介质圆柱体的逆散射模型,利用该模型重构了介质圆柱体的电磁参数,同时探测了埋地位置.数值结果显示了该方法的有效性和准确性,为目标的实时逆散射研究提供了一种有效方法.

关键词： 雷达成像   电磁散射   电磁逆散射   衍射层析  

摘要： 以一阶Born近似和格林函数的平面波谱展开为基础,导出了平面波激励情况下的二维衍射层析成像算法并给出了详细的算法处理流程。在此基础上分析了散射场信号的信噪比和有耗媒质的衰减效应对成像结果的影响,并对多个仿真数据进行了成像处理。结果表明,该成像算法可以精确反演出目标的形状和电磁参数,可应用于雷达成像和目标识别。

关键词： 分层媒质   埋入体   探地雷达   共轭梯度   遗传算法   玻恩迭代方法  

摘要： 采用遗传算法(GA)结合稳定的双共轭梯度-快速傅立叶变换(BCGS-FFT)方法求解了平面分层媒质中埋入目标的电磁逆散射问题.首先定义目标函数为测量电场与在假定目标区域电磁参数分布下的计算电场的差值的平方和,然后使用遗传算法最小化这个目标函数可得到目标区域的电磁参数分布,从而完成逆散射问题的求解.数值计算的结果表明:该算法可以求解多层媒质中任意三维非均匀埋入目标的电磁逆散射问题.

关键词： 电磁逆散射   非线性反演方法   深感应测井仪   分辨率   先验知识  

摘要： 针对深感应测井仪6FF40的测量信息,在非均匀背景介质中采用一种迭代方法对地层电导率分布进行反演和剖面成像。该方法是基于场点在目标区内、外的电场积分方程,建立适合于6FF40的反演积分方程。在每次反演迭代过程中,用数值模式匹配法(NMM)求解6FF40的测量信息。利用沿井轴的6FF40不完备的低信息量对地层剖面进行反演,数值模拟结果表明该迭代方法在实际工程应用中的潜力。另外,还讨论了6FF40的纵向、径向分辨率和先验知识的利用等问题。

关键词： 三维理想导体   电磁逆散射   成像   有限频宽  

摘要： 本文在保加斯基 -刘易斯 (Bojarski-Lewis)方法的基础上对有限频宽条件下三维理想导体逆散射成像的计算进行了研究 ,详细分析了频率孔径的选择、中间函数F的精确计算以及包络提取等问题 ,然后对典型理想导体进行了模拟计算 ,采用物理光学法计算散射场 ,并根据此数据进行了逆散射成像 ,结果吻合很好。

关键词： Maxwell方程   Helmholtz方程   逆散射   不适定积分方程   正则化   指示函数方法  

摘要： 由于环境的侵蚀和锈蚀以及生产工艺等的影响，一般地，大量的缺陷和夹杂总是存在于结构和材料中。随着时间的推移，有的会发生严重的损伤，甚至导致断裂，由此会产生灾难性的后果。因此，如何使用简单而快速的方法而且准确的识别缺陷和夹杂的位置，形状，一直是无损检测的任务。本文针对结构中缺陷的无损检测，开展了结构缺陷识别的研究并且着重于实际应用，探讨了相关的数学方法，为无损检测提供了理论基础和依据。 本文对国际和国内基于电磁波(声波，弹性波)逆散射理论研究缺陷识别的有关方法给予了全面的评述。由于缺陷的识别是一类典型的反问题，因而首先从时谐电磁Maxwell方程和Helmholz方程出发，具体地阐述了求解正散射问题的有关方法，包括各种(夹杂)边界条件下的数值解法，就解的存在性唯一性给予了肯定的回答；随后对逆散射问题的理论作了简短的回顾，包括解的唯一性以及非线性不适定积分方程的处理等；然后对均匀介质和非均匀介质的逆散射问题建立了在各种边界条件下的边界识别的指示函数方法，鉴于近场数据获得的重要性，对近场测试时边界识别的方法给予了相应的证明，并且实现了数值模拟。本研究取得了如下研究成果： 1．在二维均匀介质逆散射各种边界识别的数学模型(包括Dirichlet,Neumann,Robin，各种可能的混合边界问题，裂纹问题)下，分别考虑了正散射问题和逆散射问题，推导了上述各种边界识别的不适定积分方程以及指示函数方法，由于积分方程的核充分表征了散射物的边界，由此说明只要利用正则化方法求解该积分方程，就可以确定散射物的边界，并给出了一些数值实验。 2．在二维非均匀介质逆散射边界识别的数学模型(包括一般的非均匀介质，正交各向异性介质，变阻抗介质，各种可能的混合变阻抗边界问题)下，由内透射问题和外透射问题以及辐射条件，推导了上述介质的边界识别的积分方程和指示函数方法，由于积分方程的核充分表征了散射物的边界，由此说明只要利用正则化方法求解该积分方程，就可以确定散射物的边界。并给出了正交各向异性介质识别的数值实验。 3．数值实验表明，指示函数方法简单快速而准确，能在不对介质的物理性质有先验的假设基础上，给出较好的重构效果。