柱体结构中缺陷形状反演的实验研究

基于Born近似方法对水泥柱体结构中的缺陷形状重构进行了实验研究。实验结果表明,采用自制的压电纵波直探头和Born近似理论可对柱体结构中缺陷形状进行重构,且重构的缺陷尺寸与缺陷的实际尺寸基本一致。建立了缺陷的结构特征与缺陷的散射回波幅值间的对应关系,并通过实验对该方法的可行性进行了实测。结果表明,结构中缺陷的形状与所测缺陷的散射回波幅值间有很好的对应关系,可用实验测得缺陷反射回波幅值对柱体结构中缺陷形状进行重构。     

一维逆散射问题的数值解法及近似解法

一维逆散射问题,本世纪中期已归结为求解Gel'fand-Levitan积分方程的问题,其在某些情况下的解析解已经获得。本文研究两种不同的方法。其一为迭代蛙跃法,即用数值方法求解积分方程。实际计算表明,此法简明而有效。另一为Born近似方法,它给出了解析表达式,由此可重建分界面附近一定区域的势函数。文中用这两种方法讨论了若干例子。     

基于Born近似法的铝合金构件缺陷的三维反演

随着铝合金材料构件在各个领域的广泛应用,其内部缺陷的存在会导致产品不能正常使用甚至引起重大的安全隐患,所以对构件内部缺陷进行三维(3D)反演并判断缺陷形状日趋重要。以中心圆孔为内部缺陷的铝合金圆柱体作为研究对象,采用探头垂直入射的水浸式超声检测方法,将检测获得的时域信号经傅里叶变换得到频域关系后,依据检测构件缺陷位置和参考构件相同位置信号频域之间的关系,得到缺陷反演所需的散射场幅值的频域和时域数值,通过采用Born近似方法对其内部缺陷进行三维反演研究。实验结果表明,尽管反演结果和实际相比,存在一定误差,但Born近似方法仍旧能够较好地反演铝合金构件内部缺陷。     

一阶Born近似下的不均匀目标贝叶斯压缩感知微波成像方法

针对不均匀散射体重构问题,提出了一种基于Born 近似下的贝叶斯压缩感知微波成像方法。在一阶Born 近似框架下,基于电场积分方程并对成像区域网格离散建立稀疏感知模型,然后构造基于高斯先验的贝叶斯概率密度函数,并利用相关向量机方法对目标函数进行优化求解,最终实现对目标的微波成像。通过对多像素单目标、不均匀单目标、不均匀多目标等的微波成像研究并考虑了噪声影响,数值算例结果表明基于高斯先验的贝叶斯压缩感知方法重构结果要优于共轭梯度迭代算法和正交匹配追踪压缩感知重构算法,验证了文中方法的有效性和鲁棒性。     

WKB近似下的Fourier衍射成象方法

对于介质目标微波衍射成象，本文引入了ＷＫＢ近似来模拟目标内部总场。基于这种近似，我们导出了Ｆｏｕｒｉｅｒ衍射公式，并采用了广义滤波逆传播方法由目标空间谱实现目标特性的重建。计算机模拟结果表明采用ＷＫＢ近似重建目标特性较Ｂｏｒｎ近似有明显改善。     

含源多层弱起伏介质中的电磁场

本文在Born近似下提出了求解含源多层随机介质的电磁场的并矢格林函数方法。激发源可以在N层随机介质中的任意一层。在背景介质的任一层均为各向同性慢变分层的假定下,利用W.K.B近似及电型和磁型并矢格林函数,导出了N层介质中任意一层中的平均场和起伏场,并用反射系数、透射系数、阻抗、电导和波数比等物理量表示。     

覆盖粗糙集上下近似的分类

覆盖粗糙集是经典粗糙集理论的推广。对于其上下近似,从不同角度可以得到不同的定义。文中分析覆盖粗糙集不同上近似间的区别与联系,总结定义覆盖粗糙集上近似的方法。对样点进行详细地分类,提出强正点、弱正点,弱正边点、正边点以及对应的强负点、弱负点、弱负边点、负边点等概念。利用这些概念对覆盖粗糙集的上下近似进行分类,对各类上下近似的对偶性、正域负域及边界的可定义进行对比。通过上下近似的分类对比,可以定义出更多满足应用需要的上下近似。     

非连续媒质介电常数剖面的近似重建公式

对非连续媒质，Ｊｏｒｄａｎ等人给出了近似的剖面反演公式，但只适用于弱散射情况。本文借助于微波网络技术导出了非连续媒质中介电常数剖面的一个新的近似重建公式，它同时适用于弱散射和强散射。     

采用离散植被散射模型分析玉米冠层

基于修正的Born近似解得到离散植被散射模型,说明该模型中的植被散射机理,给出圆柱、椭圆片的散射幅度函数,以及植被、土壤的介电常数模型;在L波段下模型应用于玉米植被,得出HH,VV极化情况下的后向散射系数,同时与AIRSAR实验获得的数据比较,验证了同极化HH情况下模型的准确性。     

穿墙雷达平面多层媒质二维衍射层析成像算法

为了解决多层介质墙体后隐蔽目标探测的问题,提出了一种穿墙雷达平面多层媒质二维衍射层析成 像算法。所提成像算法基于一阶Born 近似理论,通过平面多层媒质的格林函数谱域展开式和快速傅里叶变换技术, 实现对多层墙体后隐蔽目标的快速准确成像重建。基于时域有限差分法产生的仿真数据处理结果验证了此成像算 法的有效性和准确性。     

激光场中电子被氩原子散射的微分截面研究

应用第二玻恩近似理论，在电子入射方向平行于激光场的极化方向这种特殊的散射模式下，利用光学势模型对激光场中电子一氩原子散射进行了研究。利用静电屏蔽势，分别应用低频近似和第二玻恩近似公式对激光场中电子一氩原子散射进行了计算。和实验相比较，第二玻恩近似方法给出了较好的结果；应用这个较好的理论，利用光学势模型进行了计算，得到了更好的结论。     

A Forward Model for Ground Penetrating Radar Imaging of Buried Perfect Electric Conductors within the Physical Optics Approximation

A forward model for ground penetrating radar imaging of buried 3-D perfect electric conductors is addressed within the framework of diffraction tomography. The similarity of the present forward model derived within the physical optics approximation with that derived within the first Born approximation in an earlier investigation highlights analytically the reasons lying under the success of the Born models in identifying perfect electric conductors.     

用修正玻昂迭代法重建复杂介质结构

着重阐述了将修正玻昂迭代法结合高效的数值模式匹配法用于感应测井中的反演与剖面成象。首先利用玻昂近拟将非线性问题线性比，然后应用吉洪诺夫正则化与迭代方法求解电磁场的积分方程。     

遗传算法和多重网格在两步线性反演中的应用

基于扩展玻恩近似和电场积分方程,建立起非线性反演方程,然后应用两步线性反演方法进行迭代反演.在反演过程中,采用多重网格技术将待反演区域的离散网格从粗网格逐渐推演到细网格.在迭代前期,待反演区被离散为粗网格,利用实数编码的遗传算法对病态方程进行优化反演,并将其迭代反演结果作为迭代后期的初始值.在迭代后期,待反演区被离散成细网格,则采用共轭梯度(CG)法求解未知量较多的矩阵方程.二维轴对称非均匀介质剖面分布的反演结果表明,本文方法可反演高对比度的散射目标,具有较好的稳定性.     

理想导体目标重建的Fourier衍射定理

本文给出推广的物理光学近似下理想导体目标的Ｆｏｕｒｉｅｒ衍射定理，其形式与介质目标的相应关系式十分相似，利用这一关系式可以由测量直线上散射场分布重建二维理想导体目标Ｆｏｕｒｉｅｒ域的空间谱值。通过简单例子讨论了这一关系式的适用性。     

轴对称二维非均匀介质的快速反演方法

首先采用变分原理和非线性积分方程推导出反演方程，然后利用玻恩迭代法对轴对称二维非均匀介质分布进行了反演。通过计算实例表明，该方法的收敛速度比玻恩迭代法快得多，在迭代前期与变形玻恩迭代法相当，而在迭代后期比变形玻恩迭代法的收敛速度更快；同时，每次迭代所需时间虽然多于玻恩迭代法，但明显少于变形玻恩迭代法。该方法同时具备了玻恩和变形玻恩迭代法两者的优点。