基于稀疏約束的電磁場逆成像算法研究.pdf

1、分類號：密級：UDC：學(xué)號：405513813039南昌大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文基于稀疏約束的電磁場逆成像算法研究基于稀疏約束的電磁場逆成像算法研究SparseConstraintBasedInverseScatteringAlgithmfComplexObjectsReconstruction莫仲念培養(yǎng)單位（院、系）：理學(xué)院物理系指導(dǎo)教師姓名、職稱：周輝林教授申請學(xué)位的學(xué)科門類：理學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：無線電物理論文答辯日期：2016年月日答

2、辯委員會主席：評閱人：2016年月日摘要I摘要關(guān)于逆問題的研究由來已久，在許多領(lǐng)域中都存在著逆問題。逆問題的研究同樣存在于電磁散射中，電磁逆散射技術(shù)是獲得散射體電性能參數(shù)和幾何特性的最重要手段之一。由于其對探測目標的無接觸無損特性，如今已在雷達定位、軍事偵察、微波遙感、生物醫(yī)學(xué)診斷和成像等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電磁場逆散射技術(shù)是利用被測物體外部的散射場數(shù)據(jù)和電磁逆散射模型，重構(gòu)目標的幾何形狀、位置、邊界和電性能參數(shù)在空間的分布情況。本文主要

3、內(nèi)容是電磁場逆散射算法研究。在第二章中通過建立分析電磁逆散射問題的基本模型進而獲得兩個基本方程。主要詳細介紹了對比源反演方法、子和空間優(yōu)化算法的流程并簡要介紹這兩種方法的異同之處。最后通過理論和數(shù)值結(jié)果分析對比源反演方法和子空間優(yōu)化算法各自優(yōu)缺點。其次在研究電磁非線性逆散射成像方法時，先驗信息的缺失將導(dǎo)致非線性的逆散射方法的計算代價和待重構(gòu)空間維數(shù)過高。通常來說線性逆散射算法在反演散射體個數(shù)和所處區(qū)域位置的計算代價比非線性逆散射算法低得

4、多。有鑒于此本文提出一種非線性方法與線性方法相結(jié)合的混合非線性成像方法。通過混合非線性成像方法和相對應(yīng)的非線性方法成像效果進行對比，從而驗證混合成像方法的有效性。本文提出一種基于稀疏約束的非線性逆散射成像方法。該方法散射場的基本方程為二階玻恩近似方程，并把方程寫成一種新穎的算符形式，該方程的非線性通過不精確牛頓方案解決。不精確牛頓方案所獲得的微分方程是一個病態(tài)方程，需利用稀疏正則化方法來解決病態(tài)性，然后構(gòu)建一個由數(shù)據(jù)誤差項和懲罰項所組成