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(chǎng)理論中一個(gè)備受關(guān)注的研究方向，可以廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、軍事和工業(yè)領(lǐng)域。微波斷層成像是一種電磁逆問(wèn)題，屬于典型的病態(tài)問(wèn)題，雖然已經(jīng)有多種求解方法，但是該類問(wèn)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(cè)試數(shù)據(jù)信噪比過(guò)低，最終導(dǎo)致成像失??；第二、系統(tǒng)獲取目標(biāo)的信息量不夠，缺少目標(biāo)信息會(huì)導(dǎo)致成像質(zhì)量低，甚至成像失敗。針對(duì)以上兩個(gè)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(yàn)信息增強(qiáng)

2、微波斷層成像。
　　當(dāng)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(shì)，它能提供更加準(zhǔn)確的邊界條件，并且能夠防止外界干擾對(duì)數(shù)據(jù)的影響。本文對(duì)金屬邊界條件下的微波斷層成像系統(tǒng)進(jìn)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(duì)稱性對(duì)成像的影響。
　　為了進(jìn)一步增強(qiáng)微波斷層成像系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)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(biāo)信息的能力。該方法是通過(guò)在系統(tǒng)中放入介電常數(shù)和外形都已知的物體來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該已知物體被作為先驗(yàn)信息引入微波斷層成像算法中。為了評(píng)價(jià)和最優(yōu)化設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)度量。該度量用一個(gè)數(shù)值綜合評(píng)價(jià)微波斷層成像系統(tǒng)的成像能力，并且使其可以結(jié)合通