金屬邊界條件下的微波斷層成像研究.pdf

1、微波斷層成像是電磁場理論中一個備受關(guān)注的研究方向，可以廣泛應用于生物醫(yī)學、軍事和工業(yè)領(lǐng)域。微波斷層成像是一種電磁逆問題，屬于典型的病態(tài)問題，雖然已經(jīng)有多種求解方法，但是該類問題的求解依舊面臨兩大困難：第一、由于外界干擾以及邊界條件建模誤差造成測試數(shù)據(jù)信噪比過低，最終導致成像失??；第二、系統(tǒng)獲取目標的信息量不夠，缺少目標信息會導致成像質(zhì)量低，甚至成像失敗。針對以上兩個困難，本文研究了金屬邊界條件下的微波斷層成像和非均一背景作為先驗信息增強

2、微波斷層成像。
　　當前，微波斷層成像研究主要集中在基于自由空間和均一背景的成像系統(tǒng)，本文研究了金屬邊界條件和非均一背景的成像系統(tǒng)，拓展了該領(lǐng)域的研究范圍。而且金屬邊界條件下的微波斷層成像系統(tǒng)相比基于自由空間的微波斷層成像系統(tǒng)更有優(yōu)勢，它能提供更加準確的邊界條件，并且能夠防止外界干擾對數(shù)據(jù)的影響。本文對金屬邊界條件下的微波斷層成像系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的研究，研究了發(fā)射/接收天線的數(shù)量、位置以及發(fā)射和接收天線不同的情況，還研究了工作頻率的

3、選取方法和系統(tǒng)對稱性對成像的影響。
　　為了進一步增強微波斷層成像系統(tǒng)對目標成像的能力，本文提出使用非均一背景提升微波斷層成像系統(tǒng)獲取目標信息的能力。該方法是通過在系統(tǒng)中放入介電常數(shù)和外形都已知的物體來實現(xiàn)的，該已知物體被作為先驗信息引入微波斷層成像算法中。為了評價和最優(yōu)化設計微波斷層成像系統(tǒng)的非均一背景，本文提出一種基于微波斷層成像積分算子奇異值譜的評價度量。該度量用一個數(shù)值綜合評價微波斷層成像系統(tǒng)的成像能力，并且使其可以結(jié)合通