Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc trưng hóa môi trường không đồng nhất: một phương pháp hỗn hợp giữa không gian trạng thái và sự đa dạng tần số
Tóm tắt
Bài báo này trình bày một phương pháp phân tích để tái cấu trúc hồ sơ tính thấm của một tấm không đồng nhất. Phương pháp được đề xuất, dựa trên ma trận chuyển trạng thái, kết hợp việc lập luận trong không gian trạng thái và dữ liệu miền tần số. Phương pháp luận và cách lập luận này dẫn đến việc đảo ngược chính xác các hồ sơ không đồng nhất phức tạp. So với các phương pháp phân tích khác, cách tiếp cận được đề xuất tránh việc giải phương trình tích phân vi phân phi tuyến, điều này dẫn đến việc thực hiện toán học thuận lợi hơn. Để xác thực thuật toán, một số hồ sơ không đồng nhất với các mức độ phức tạp khác nhau đã được xem xét và phân tích. Các kết quả cho thấy phương pháp đề xuất có thể được coi là một kỹ thuật mạnh mẽ cho các vấn đề tán xạ ngược một chiều. Các kết quả này có giá trị cho việc nghiên cứu và xác định đặc điểm điện từ của các phương tiện không đồng nhất và lớp phẳng.
Từ khóa
#tính thấm #phương pháp phân tích #không đồng nhất #tán xạ ngược một chiều #điện từ họcTài liệu tham khảo
T.M. Habashy, R. Mittra, Review of some inverse methods in electromagnetics. J. Opt. Soc. Amer. A 4, 281–291 (1987)
M. Pastorino, Recent inversion procedures for microwave imaging in biomedical, subsurface detection and nondestructive evaluation. Imaging Meas. Syst. 36, 257–269 (2004). (special issue)
F.H. Ahmad, R.M. Castellane, E.L. Miller, Technique for evaluation of profiles of a composite chiral slab through inversion and pseudospectral approximation. IEEE Trans. Antennas Propag. 54, 1709–1717 (2006)
E.A. Hashish, Forward and inverse scattering from an inhomogeneous dielectric slab. J. Electromagn. Waves Appl. 17(5), 719–736 (2003)
G. Caviglia, A. Morro, Inversion of reflection data in an isotropic multilayered medium. J. Acta Mech. 189(1–4), 65–72 (2007)
V.A. Mikhnev, P. Vainkainen, Two-step inverse scattering method for one-dimensional permittivity profiles. IEEE Trans. Antennas Propag. 48(2), 293–298 (2000)
M. Nakhkash, Y. Huang, M.T.C. Fang, Application of the multi-level single-linkage method to one-dimensional electromagnetic inverse scattering problem. IEEE Trans. Antennas Propag. 47(11), 1658–1668 (1999)
T.J. Cui, C.H. Liang, Novel application of an approximate profile inversion for one-dimensional medium. IEEE Trans. Antennas Propag. 43(3), 308–312 (1995)
H.D. Ladouceur, A.K. Jordan, Renormalisation of an inverse scattering theory for inhomogeneous dielectrics. J. Opt. Soc. Amer. A 2(11), 1916–1921 (1985)
M.J. Akhtar, A.S. Omar, Reconstructing permittivity profiles using integral transforms and improved renormalization techniques. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 48(8), 1385–1393 (2000)
D.L. Jaggard, K.E. Olson, Numerical reconstruction for dispersionless refractive profiles. J. Opt. Soc. Amer. A 2(11), 1931–1936 (1985)
P.V. Frangos, D.L. Jaggard, The reconstruction of stratified dielectric profiles using successive approximations. IEEE Trans. Antennas. Propagat. 35, 1267–1272 (1987)
M.J. Akhtar, Controlled resolution reconstruction of one-dimensional permittivity profiles (Diss. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Universität sbibliothek, 2003)
V. Mikhnev, P.-V. Vainikainen, Iterative step-like reconstruction of stratified dielectric media from multifrequency reflected-field data. Subsurf. Sens. Technol. Appl. 1(1), 65–78 (2000)
Tie Jun Cui, Chang Hong Liang, Inverse scattering method for one-dimensional inhomogeneous lossy medium by using a microwave networking technique. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 43(8), 1773–1781 (1995)
K.I. Hopcraft, P.R. Smith, Geometrical properties of backscattered radiation and their relation to inverse scattering. JOSA A 6(4), 508–516 (1989)
I.M. Gel’fand, B.M. Levitan, On the determination of a differential equation from its spectral function. Am. Math. Soc. (1955)
Z.S. Agranovich, V.A. Marchenko. The inverse problem of scattering theory. Gordon Breach (1964)
H.D. Ladouceur, A.K. Jordan, Renormalization of an inverse-scattering theory for inhomogeneous dielectrics. JOSA A 2(11), 1916–1921 (1985)
F.V. Frangos, D.L. Jaggard, Inverse scattering: solution of coupled Gel’fand-Levitan-Marchenko integral equations using successive kernel approximations.”. IEEE Trans. Antennas Propag. 43(6), 547–552 (1995)
A. Kumar, M.J. Akhtar, Microwave imaging of stratified media from band-limited reflection coefficient data. IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 11(7), 1255–1259 (2014)
V. Mikhnev, Iterative reconstruction of the one-dimensional dielectric permittivity profile using frequency domain microwave reflection measurements: studies in applied electromagnetics and mechanics, v. 13: non-linear electromagnetic systems. Non-linear Electromagn. Syst. Adv. Tech. Math. Methods 13, 442 (1998)
V. Mikhnev, Reconstruction of layered dielectric media using the band-limited reflectometry. In Microwave conference, 1998. 28th European, 2. IEEE (1998)
S. Alexin, O. Drobakhin, V. Tkachenko, Reconstruction of permittivity profile for stratified dielectric material: Gel’fand–Levitan and Newton-Kantorovich methods. In Mathematical methods in electromagnetic theory, 2008. MMET 2008. 12th International conference on IEEE (2008)
S.G. Alexin, O.O. Drobakhin, Inverse problem solving for layered dielectric structure using Newton-Kantorovich iterative scheme with increased accuracy. In Direct and inverse problems of electromagnetic and acoustic wave theory, 2009. DIPED 2009. International seminar/workshop on IEEE (2009)
L. Zhi-Wei et al., An inverse electromagnetic scattering method for one-dimensional inhomogeneous media. Chine. Phys. Lett. 28(1), 014101 (2011)
L. Li, F. Li, Closed time-domain solutions for 1D scattering and inverse scattering in anisotropic medium. IEEE Trans. Antennas Propag. 56(7), 2061–2066 (2008)
Salvatore Caorsi, Mattia Stasolla, A layer stripping approach for EM reconstruction of stratified media. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 52(9), 5855–5869 (2014)
Andrew E. Yagle, Poovendran Raadhakrishnan, Numerical performance of layer stripping algorithms for two-dimensional inverse scattering problems. Inverse Prob. 8(4), 645 (1992)
A. Tijhuis, Iterative determination of permittivity and conductivity profiles of a dielectric slab in the time domain. IEEE Trans. Antennas Propag. 29(2), 239–245 (1981)
C. Bennett, Time domain inverse scattering. IEEE Trans. Antennas Propag. 29(2), 213–219 (1981)
Z. Akhter, M.J. Akhtar, Time domain microwave technique for dielectric imaging of multi-layered media. J. Electromagn. Waves Appl. 29(3), 386–401 (2015)
D. Zarifi, M. Soleimani, A. Abdolali, Electromagnetic characterization of uniaxial chiral composites using state transition matrix method. IEEE Trans. Antennas Propag. 61(11), 5658–5665 (2013)
D. Zarifi, M. Soleimani, A. Abdolali, State-transition-matrix method for inverse scattering in one-dimensional inhomogeneous media. Phys. Rev. E 90(5), 053203 (2014)
M. Morgan, D. Fisher, E. Milne, Electromagnetic scattering by stratified inhomogeneous anisotropic media. IEEE Trans. Antennas Propag. 35(2), 191–197 (1987)
D. Zarifi, M. Soleimani, Ali Abdolali, State transition matrix of inhomogeneous planar layers. IET Microwaves Antennas Propag. 9(4), 301–306 (2015)