基于压缩感知的近场微波成像系统的设计

发布时间：2023-05-17 21:57

　　电磁波成像在微波和毫米波波段广泛应用于探测和成像远距离物体或环如雷达成像,卫星成像,医疗成像等等。我们通过对比接收信号和发射信号之间的不同去反演推测出待测物体的物理信息。建立更加高效、准确的微波感知系统一直是科研学习的目标,可以结合不同的结构和算法,本文主要结合的是表面波传输线结构和压缩感知算法。本文的研究工作具体如下:首先阐述了逆散射成像理论和压缩感知算法,然后介绍了作为微波感知系统的表面波结构Goubau line表面波传输线。表面波有很高的分辨率——亚波长,此外还有一个极大的优势就是空间束缚性也很高。并且提出频率扫描频率为分散集度的对数据进行扫描,更加高效、快速的一种扫描方式,为微波实时成像奠定了一定的基础。基于上述原理,传输线和数据探测方式,设计了微波成像感知的模型。从电磁学最基本的传输理论,结合表面波传输线的弱散射特征,即本文只集中于讨论弱散射情况,结合格林函数和波恩近似等数学工具,得到端口的反射系数与局部反射系数的数学关系,最后得到由于散射体引起的扰动阻抗和局部反射系数的关系。仅仅只利用远远少于传统要求的测量样本就可以恢复出未知的整体数据集是压缩感知最大的优势,在本文中使用...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 压缩感知和逆散射成像基本理论
    2.1 引言
    2.2 压缩感知
        2.2.1 压缩感知基本原理
        2.2.2 压缩感知恢复算法
        2.2.3 奇异值分解(SVD)
    2.3 逆散射成像原理
    2.4 本章小结
第3章 表面波传输线的设计
    3.1 引言
    3.2 表面波理论
        3.2.1 表面波基本理论
        3.2.2 表面波传输线结构
        3.2.3 Goubau line传输线的设计
    3.3 数据探测方式
    3.4 本章小结
第4章 一维近场微波散射成像
    4.1 引言
    4.2 压缩感知一维散射成像理论
        4.2.1 传统波导传输线模型
        4.2.2 TM传输线的弱散射
        4.2.3 稀疏恢复
    4.3 一维散射体仿真和测试结果
        4.3.1 细小散射体
        4.3.2 有宽度散射体
        4.3.3 纵向距离感知范围测试
        4.3.4 实验测试
    4.4 与超材料感知线的感知力的对比
    4.5 本章小结
第5章 二维近场微波散射成像
    5.1 引言
    5.2 二维近场微波成像
        5.2.1 二维近场微波成像理论
        5.2.2 二维近场微波成像仿真结果
        5.2.3 二维散射体实际测试成像结果
    5.3 远场微波成像
        5.3.1 远场微波成像理论
        5.3.2 基于压缩感知的远场微波成像
    5.4 远场微波成像的目前进展
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3818075