微波逆散射成像中的若干問題研究.pdf

1、本文主要研究電磁逆散射成像問題。首先針對較少有人研究的斜入射情況下的二維電磁逆散射問題，通過建立TM與TE模式相耦合的電磁散射模型，提出了一種實現(xiàn)任意入射極化、任意斜入射角度下的二維逆散射成像算法。通過數(shù)值仿真，分析了斜入射角度和極化對成像質(zhì)量的影響。研究結(jié)果指出，盡管斜入射情況下TM與TE模式之間存在耦合，但斜入射角度較小時交叉極化分量對成像質(zhì)量影響較小，因而通過合理選擇入射波與所測量的散射場的極化，可以在不明顯惡化成像質(zhì)量的前提下簡

2、化成像系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計并實現(xiàn)了斜入射條件下進(jìn)行逆散射成像的實驗系統(tǒng)，并通過基于實測數(shù)據(jù)的逆散射成像驗證了上述算法的有效性。其次針對缺乏實驗研究的非均勻背景下的逆散射成像問題，考慮實際系統(tǒng)中可能存在的各種因素的影響，進(jìn)行了成像方法的優(yōu)化，提出了多種隔墻成像的策略，并實現(xiàn)了對位于四面墻體圍成的封閉區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行逆散射隔墻成像的實驗。在改進(jìn)校準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，通過對多種目標(biāo)進(jìn)行測量，得到了逆散射隔墻成像的實驗數(shù)據(jù)。通過比較不同策略的成像結(jié)果，

3、可以得出結(jié)論：在使用實測數(shù)據(jù)時，基于非均勻背景格林函數(shù)的算法成像效果較好。最后研究了實際應(yīng)用中普遍存在的觀察視角受限時的逆散射成像問題，提出了一種在成像目標(biāo)背后設(shè)置反射平面提升成像質(zhì)量的方法，可有效彌補(bǔ)觀察視角缺失導(dǎo)致的成像信息丟失。首先通過鏡像原理推導(dǎo)并建立了導(dǎo)體平面附近物體的電磁散射模型，實現(xiàn)了對導(dǎo)體平面附近目標(biāo)的逆散射成像。其后進(jìn)一步研究了觀察視角受限對成像質(zhì)量的影響，以及在成像目標(biāo)背后設(shè)置導(dǎo)體平面對成像質(zhì)量的改善。研究表明，當(dāng)觀