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一种处理分层有耗色散介质的时域逆散射方法
  • ISSN号:0372-2112
  • 期刊名称:电子学报
  • 时间:2011
  • 页码:2856-2862
  • 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]
  • 作者机构:[1]南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏南京210003, [2]阜阳师范学院物理与电子科学学院,安徽阜阳236037
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.61071022); 阜阳师范学院自然科学基金重点项目(No.2011FSKJ01ZD)
  • 相关项目:早期乳腺癌诊断的三维超宽带微波断层成像理论研究
中文摘要:

为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的拉格朗日(Lagrange)函数关于特征参数的Férchet导数;最后借助梯度算法和时域有限差分(FDTD)法迭代求解.此外,为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶吉洪诺夫(Tikhonov)正则化方法.数值应用中,利用一组非线性共轭梯度(CG)法,在几种情形下对一维乳房模型进行了数值测试,测试结果显示了算法的鲁棒性和识别病灶的有效性.

英文摘要:

We present a time-domain inverse scattering approach using functional analysis and variational method,which is applied to reconstruct dispersive dielectric properties of stratified lossy media.This approach firstly formulates a cost functional,according to least squares criterion,to turn the inverse problem into a constrained minimization problem.The resulting constrained minimization problem is then transformed into an unconstrained minimization problem by a penalty function technique.And then,the closed Fréchet derivatives of the Lagrange function with respect to the properties are derived based on the calculus of variations.Thus,the unconstrained minimization problem can be solved by using any gradient-based algorithm and the finite-difference time-domain(FDTD) method.Also,the first-order Tikhonov's regularization is adopted to cope with noise and the ill-posedness of the problem.In numerical examples,the presented algorithm is applied to a one-dimensional(1-D) breast model in several cases with the help of a set of nonlinear conjugate gradient(CG) methods,and the simulated results demonstrate its robustness and validity in the lesions identification.

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期刊信息
  • 《电子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:郝跃
  • 地址:北京165信箱
  • 邮编:100036
  • 邮箱:new@ejournal.org.cn
  • 电话:010-68279116 68285082
  • 国际标准刊号:ISSN:0372-2112
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2087/TN
  • 邮发代号:2-891
  • 获奖情况:
  • 2000年获国家期刊奖,2000年获国家自然科学基金志项基金支持,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:57611