空间波法测地物介电常数的反演方法

空间波法适合于测量大面积目标的介电常数,所以是测量地物微波介电特性的一种较好的方法。这种方法从测量数据反演复介电常数要用菲涅尔公式,如果测量数据包含相位信息,则反演是简单的;但是如果测量数据只是幅度,则反演过程需要求解一个二次非线性方程组,以往都采用近似的数字迭代求解,迭代过程对初值和测量数据本身都太敏感,解的存在性、唯一性和稳定性难以判定。本文给出了严格的解析反演法,并证明了解的唯一性和反演结果对测量误差的敏感性。     

基于随机平均梯度下降和对比源反演的非线性逆散射算法研究

采用非线性对比源反演(CSI)算法求解电磁逆散射问题时,在每次迭代过程中都涉及到求解散射场数据关于对比源和总场的微分,即Jacobi矩阵,该矩阵求解导致算法存在计算代价大和收敛速度慢等问题。该文在CSI框架下,采用一种基于随机平均梯度下降的对比源反演算法(SAG-CSI)代替原来的全梯度交替共轭梯度算法来重构介质目标介电常数的空间分布信息。该方法在每次迭代中只需计算随机抽取的部分测量数据在目标函数中的梯度信息,同时目标函数对未抽中的测量数据的梯度信息保持不变,用以上两部分梯度信息共同求解出目标函数的最优值。由模拟数据结果表明,该方法与传统CSI方法在成像精度相比拟的情况下,降低了计算代价并提高算法收敛速度。     

微带线法测量微波材料的复介电常数

电磁波传输介质的电磁参数的准确测量,对材料的实际应用十分重要。研究微波材料介电常数的微带线测量方法,通过正演和反演过程的求解分析,对不同介电常数的材料进行了实际计算,同时还对测试误差进行了简要分析。结果表明,微带线测试微波材料的复介电常数方法可行,测量过程较为简单,测量结果准确。     

用迭代方法和双共轭梯度法重建二维电导率剖面分布

本文着重阐述采用积分方程的迭代方法并结合双共轭梯度（ＢＣＧ）法对低频近声非均匀背景介质中二维轴对称电导率剖面的反演,并仅用ｚ向采集的数据进行目标重建。首先,基于等反演目标区内、外的电场积分方程。建立超反演积分方程,将积分方程离散化为矩阵方程用迭代方法求解目标区电导率分布。在每次迭代过程中,格林函数不断被更新。同时用正则人垭消除解的不适定性。文中利用不完备的测量数据对复杂的电导率同进行了反演。模拟结     

利用相位感应测井数据重建电导率和介电常数

基于两个接收线圈获取的总场相位差和幅度比信息,在二维轴对称非均匀介质中同时重建电导率和介电常数分布.利用电场积分方程和变分原理建立反演方程,然后采用共轭梯度(CG)法进行求解,在每次反演迭代过程中,格林函数保持不变.数值计算结果表明,该方法具有收敛速度快的特点.     

用变形玻恩迭代法反演电导率的二维非均匀分布

本文把变形玻恩迭代方法用于求解二维轴对称逆散射问题。该方法提供一种迭代收敛较快的反演成像算法。利用对称轴上２０ｋＨｚ电场的测量值在二维非均匀介质中对电导率分布进行反演。首先给出对于未知电导率分布的非线性积分方法，并用玻恩近似使积分方程线性化，然后用吉洪诺夫与正则化方法求出电导率分布。在迭代过程中，数值模式匹配法用于求解正演场．数值实例表明，用简单的对称轴上测量场能得到好的好的成像结果。     

遗传算法和多重网格在两步线性反演中的应用

基于扩展玻恩近似和电场积分方程,建立起非线性反演方程,然后应用两步线性反演方法进行迭代反演.在反演过程中,采用多重网格技术将待反演区域的离散网格从粗网格逐渐推演到细网格.在迭代前期,待反演区被离散为粗网格,利用实数编码的遗传算法对病态方程进行优化反演,并将其迭代反演结果作为迭代后期的初始值.在迭代后期,待反演区被离散成细网格,则采用共轭梯度(CG)法求解未知量较多的矩阵方程.二维轴对称非均匀介质剖面分布的反演结果表明,本文方法可反演高对比度的散射目标,具有较好的稳定性.     

基于探地雷达首达时约束的层状构造波形反演方法

采用现有的方法对层状构造探地雷达数据进行波形反演时,存在两个难题：问题求解过程时间复杂度高和误差分析函数收敛性差。为了解决这些问题,提出一种基于首达时约束的波形反演方法,该方法以各层介质分界面处对应的回波信号的首达时为先验信息,以降低算法求解过程的复杂度,并保证误差分析函数的收敛性。实验结果表明：针对层状构造反演问题,改进后的波形反演方法能有效重建出各层介质的厚度和介电常数信息;同时,该方法还具有时间复杂度低和反演结果精度高等优点。     

基于稀疏脉冲反演的墙体参数研究

稀疏脉冲反演实际上是从含有噪声的雷达数据单道中计算出具有稀疏分布特性的反射系数。文中以范数约束为基础,提出L1 范数约束求解的方法,并且采用迭代重加权最小二乘法(IRLS)的优化算法,该算法具有精度高、速度快的优点,对穿墙侦查雷达数据处理后可以有效提高分辨率,获得反射系数,有助于进一步求得墙体的厚度和介电常数。最后针对不同数据的实验结果验证了算法的有效性。     

基于积分方程的阵列信号的反演方法

本文将收敛速度快的变形玻恩迭代法(DBIM)结合数值模式匹配法(NMM)用于实际工程中的阵列感应成象仪(AIT)的测量信号的反演和剖面成象。在反演迭代过程中,利用NMM解的z向解析性质,避免了双重数值积分,提高了计算效率,同时也提高了反演质量。文中利用不完备的测量数据对AIT进行了反演,表明该方法非常适合实际工程应用。     

三通道瑞利散射测风激光雷达风速反演算法

为了获得更为准确的大气风速廓线,使用国内首台基于三通道Fabry-Perot标准具的瑞利散射测风激光雷达进行风场测量,提出了根据实测数据及时调整标准具位置的激光频率反演方法。此方法有效减小了激光频率漂移和抖动造成的反演误差,同时对传统风速算法进行了改进。利用非线性迭代算法处理数据,通过对两种算法处理结果的比较,发现迭代算法具有更高的反演精度。使用非线性迭代算法对三通道瑞利散射多普勒测风激光雷达风场测量数据进行处理,得到了10km～40km的大气风速廓线。结果表明,此种风速反演算法切实可行,并提高了反演精度。     

基于改进的Chahine迭代算法的粒径分布反演

反演算法的速度、精度及稳定性一直是颗粒测量领域中的研究重点。针对传统的Chahine迭代算法在反演过程中出现毛刺、伪峰及震荡等不稳定现象,将正则化理论与Chahine迭代算法相结合的改进算法用于颗粒粒径分布的重建。通过引入正则化理论建立新的线性方程,采用L曲线法确定正则化参数,再利用Chahine迭代算法求解该线性方程。仿真及实验结果表明:改进的算法解决了Chahine迭代算法的缺点,提高了反演结果的稳定性和平滑性。利用改进的算法实现国家标准颗粒的测量,其迭代15 000次所得中值粒径D50的相对误差在2%以内,用于描述分布曲线展宽的D10、D90的相对误差均在5%以内,且反演时间小于1 min,可满足颗粒粒径在线测量的需求。     

基于双感应测井仪低数据量的反演方法研究

将一种迭代方法和双共轭梯度法用于实际工程中常用的双感应测井仪（DIT）的反演和剖面成象。基于目标区内、外电场积分方程,建立DIT的反演积分方程,利用MoM将积分方程高散为矩阵方程。在每次反演迭代过程中,用数值模式匹配法（NMM）求解DIT的感应电动势和格林函数。文中利用沿井轴的DIT不完备的低信息量对地层剖面进行反演,数值模拟结果表明该迭代方法的实际工程应用的潜力。     

唯一性检测在椭圆偏振光谱薄膜拟合中的应用

利用椭圆偏振光谱进行薄膜样品的测量数据分析拟合时,薄膜厚度与介电常数具有很强的关联性。不同色散模型的选取也会对拟合结果产生明显的影响,引起较大误差。介绍了唯一性检测在椭偏拟合中的实现方法。并以二氧化钛样品为例,利用唯一性检测对比了不同色散模型、不同厚度、不同测量波段、不同入射角度时的唯一性检测结果。结果表明,唯一性检测能够有效标定出椭偏测量和拟合过程中所产生的误差,同时能够对不同色散模型进行量化对比,提升拟合精度。     

基于积分方程的阵列信号的反演方法

本文将收敛速度快的变莆玻恩迭代法（ＤＢＩＭ）结合数值模式匹配法（ＮＭＭ）用于实际工程中的阵列感庆成象仪（ＡＩＴ）的测量的反演和剖面成象。在反演迭代过程中，利用ＮＭＭ解的Ｚ向解析性质，避免了双重数值积分，提高了计算效率，同时也提高了反演质量，文 中利用不完备的测量数据对ＡＩＴ进行了反演，表明该方法非常适合实际工程应用。     

唯一性检测在椭圆偏振光谱薄膜拟合中的应用（英文）

利用椭圆偏振光谱进行薄膜样品的测量数据分析拟合时,薄膜厚度与介电常数通常具有一定的关联性.不同色散模型的选取也会对拟合结果产生明显的影响,引起较大误差.介绍了唯一性检测在椭偏拟合中的实现方法.并以二氧化钛样品为例,利用唯一性检测对比了不同色散模型、不同厚度、不同测量波段、不同入射角度时的唯一性检测结果.结果表明,唯一性检测能够有效标定出椭偏测量和拟合过程中所产生的误差,同时能够对不同色散模型进行量化对比,提升拟合精度.     

基于积分方程的低数据量的快速反演

本文将变形玻昂迭代法（ＤＢＩＭ）并结合数值模式匹配法（ＮＭＭ）用于实际工程中的深感应测井仪（６ＦＦ４０）的低信息量的反演和剖面成像。在反演迭代过程中,用Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正则化求解病态问题,利用ＮＭＭ解的ｚ向解析性质,避免了双重数值积分,同时提高了计算效率和反演质量。文中利用不完备的低信息量工程数据对地层电参数进行了反演,表明该方法实际工程应用的潜力。     

轴对称二维位场的变形玻恩迭代的反演

本文将变形玻恩迭代方法用于处理轴对称二维非均匀介质分布的电导率反演问题。众所周知，横磁场的反演比横电场的反演的非线性程序更高。本文选用了收敛速度快而效果好的变形波恩迭代反演方法。而离散非线性积分方程所得矩阵方程的病态特性用吉洁诺夫正则化方法来克服，再用共因梯度方法求解，在每次迭代过程中采用了快速的半解析阗数值的高效正演方法，本文用它半解析地表达出反演中所需计算的格林函数的偏导数；并在此基础上半解析     

轴对称二维非均匀介质结构的非线性反演方法

按每次变形Born迭代(DBIM)过程中,用入射场替代总场使非线性积分方程线性化,但线性化对非线性度很高的强散射体时将会带来很大的误差。为了克服DBIM的不足,本文基于目标区内、外电场积分方程导出反演积分方程,在每次迭代过程中,利用迭代法和双共轭梯度法求解非线性反演问题,利用数值模式匹配方法(NMM)求解正演问题．考虑到NMM解的z向解析性,推导出z向积分的解析表达式,大大减少了计算量．数值结果表明,本文方法与DBIM相比不仅具有更快的收敛速度,而且能反演更高的对比度．     

轴对称二维非均匀介质结构的非线性反演方法

按每次变形Born迭代(DBIM)过程中,用入射场替代总场使非线性积分方程线性化,但线性化对非线性度很高的强散射体时将会带来很大的误差．为了克服DBIM的不足,本文基于目标区内、外电场积分方程导出反演积分方程,在每次迭代过程中,利用迭代法和双共轭梯度法求解非线性反演问题,利用数值模式匹配方法(NMM)求解正演问题．考虑到NMM解的z向解析性,推导出z向积分的解析表达式,大大减少了计算量．数值结果表明,本文方法与DBIM相比不仅具有更快的收敛速度,而且能反演更高的对比度．