换一批德拜色散媒质的三维时域电磁逆散射技术
Three-Dimensional Time-Domain Electromagnetic Inverse Scattering Technique for Debye Dispersive Media
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。
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关键词
乳腺癌检测电磁逆散射单极德拜色散模型吉洪诺夫正则化时域有限差分法breast cancer detectionelectromagnetic inverse scatteringsingle-pole Debye dispersive modelTikhonov?s regularizationfinite-difference time-domain method
DOI
10.3969/j.issn.1001-246X.2015.04.011
发布时间
2015-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
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）
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