基于對比源反演算法的三維微波成像算法的研究.pdf

1、微波成像問題屬于電磁逆散射問題，用于解決這類問題的算法可以分為線性算法和非線性算法。由于線性算法具有運算速度快，成像周期短等優(yōu)點，目前國內(nèi)學者大多數(shù)致力于線性算法的研究。但是線性算法由于采用了近似，只是在有限的條件下，這些線性算法才準確，而且從圖像中獲得的信息也有限，只能獲得被測目標的位置和大致形狀，而無法獲得探測目標的介電常數(shù)、電導率和密度等物理參數(shù)。在一些不是特別強調(diào)計算時間和成本，而要求高精度和高分辨率成像的國家級的大型工程和科研

2、項目中，線性算法能夠起到的作用就非常有限，所以針對非線性算法的研究是非常有必要的。
　　對比源反演算法用于解決電磁場逆散射問題中的圖像重建問題。但由于逆散射問題具有不適定性，原始的對比源反演算法對三維目標的圖像重建存在著一定的誤差。另外，由于對比源反演算法的非線性特性以及未采用近似手段，導致了算法計算占用內(nèi)存大，成像時間長。為了解決上述問題，本文運用乘法正則化和頻率跳變等方法，對對比源反演算法進行擴展完善，減小了算法所占用的內(nèi)存，

3、并且進一步提高了重建質(zhì)量。為了驗證擴展后的對比源反演算法的可行性和精確性，在Linux環(huán)境下使用C語言對算法程序進行編寫和調(diào)試。最后利用編寫好的算法程序?qū)θS微波實測數(shù)據(jù)進行重建，直觀地驗證對比源算法對三維目標的良好重建效果。
　　擴展后的乘法正則化對比源反演算法保持了其非線性特質(zhì)，將逆散射問題轉(zhuǎn)化為代價泛函的最優(yōu)化問題。算法中新添加的正則項作為約束項，有效地減少了錯誤解的數(shù)量，同時算法無需人為設置權(quán)重參數(shù)，無需先驗條件，從而大大