位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
德拜色散媒质的三维时域电磁逆散射技术
  • ISSN号:1001-246X
  • 期刊名称:《计算物理》
  • 时间:0
  • 分类:TN95[电子电信—信号与信息处理;电子电信—信息与通信工程] O441[理学—电磁学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]阜阳师范学院物理与电子工程学院,阜阳236037, [2]阜阳肿瘤医院乳腺外科,阜阳236018
  • 相关基金:Supported by National Natural Science Foundation of China(61071022); Key Program of Natural Science Foundation of Anhui Higher Education Institutions of China(KJ2014A193); Science and Technology Program of Anhui Province,China(12010302080,1501031114); Natural Science Foundation of Fuyang Teachers College,China(2014FSKJ14)
中文摘要:

生物组织、土壤、水等媒质的电特性是频率相关的(称为色散媒质),常利用单极德拜(Debye)模型描述.为重建这一类媒质的色散特性,基于泛函分析和变分法,提出一种三维(3-D)时域电磁(EM)逆散射技术,主要流程为:1根据最小二乘准则,转化逆散射问题为约束最小化问题;2应用罚函数法,转化约束最小化问题为无约束最小化问题;3通过变分计算,解析导出梯度(Fréchet导数)表达式;4利用梯度法求解.此外,引入一阶吉洪诺夫(Tikhonov)正则化以应对逆问题的病态特性和噪声影响.数值应用中,将提出的方法应用到一个简单的三维癌变乳房模型,借助PRP共轭梯度(CG)算法和时域有限差分(FDTD)法,仿真结果初步证实本文方法的可行性、有效性和鲁棒性.

英文摘要:

Dielectric properties of a variety of media,such as biological tissues,soil,and water,are frequency-dependent,which are depicted frequently by a single-pole Debye model. A three-dimensional( 3-D) time-domain electromagnetic inverse scattering technique,based on functional analysis and variation method,is developed to reconstruct dispersive properties of media. Main procedures of the technique are: 1 Inverse scattering problem is turned into a constrained minimization problem,according to the least squares criterion; 2 Resulting problem is translated into an unconstrained minimization one,using a penalty function method;3 Closed Fréchet derivatives of Lagrange function with respect to properties are derived,based on calculus of variations; 4 Resulting problem is solved with any gradient-based algorithm. Furthermore,a first-order Tikhonov's regularization is adopted to cope with noise and ill-posedness of the problem. In numerical experiment,the technique is applied to a simple 3-D cancerous breast model,with Polak-Ribière-Polyak conjugate gradient algorithm and finite-difference time-domain method. Simulated results demonstrate preliminarily feasibility,effectiveness and robustness of the method.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《计算物理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国核学会
  • 主编:朱少平
  • 地址:北京海淀区丰豪东路2号北京应用物理与计算数学研究所
  • 邮编:100094
  • 邮箱:jswl@iapcm.ac.cn
  • 电话:010-59872547 59872545 59872547
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-246X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2011/O4
  • 邮发代号:2-477
  • 获奖情况:
  • 1992年获“全优期刊”奖,《CAJ-CD规范》执行优秀奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4426