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一种电色散媒质的改进对比源反演方法

刘广东, 张开银

计算物理 2022, 39 (6): 699-706. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8506

摘要（161）

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PDF （7180KB）（900）

基于一种单极德拜(Debye)经验模型, 尝试改进其中的一种多频乘性正则化对比源反演方法, 改进的主要思路是: 从直接反演电参数差异, 改进为间接反演4种频率无关的模型参数, 即光频相对介电常数、相对介电常数差、静态电导率和弛豫时间。两个数值算例的仿真结果初步证实了改进方法的可行性和鲁棒性。

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重建Cole-Cole模型参数的时域微波乳腺筛查技术

刘广东, 余广群

计算物理 2018, 35 (3): 313-320. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7638

摘要（329）

HTML （1）

PDF （2477KB）（1200）

提出一种时域微波层析成像新技术，分别通过非线性最优化方法、正则化方法、Cole-Cole建模方法，有效地克服了时域微波成像技术在筛查早期乳腺肿瘤出现的成像问题非线性、病态特性及乳腺组织色散特性等困难.在二维的数值算例中，考虑噪声影响，仿真结果初步证实：该技术检测小尺寸乳腺肿瘤是可行的；易于发现浅层肿瘤；且反演静态电导率的精度最高.

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一种乳腺癌检测的改进微波共焦成像方法

刘广东

计算物理 2017, 34 (1): 82-88.

摘要（432）

HTML （1）

PDF （1505KB）（1199）

尝试引入因媒质不均匀而产生的折射效应，改进原有算法.共焦过程选用鲁棒的Capon波束成形（RCB）算法.乳房模型选用较为简单的三维（3-D）半球，为了更好地描述人体组织电参数的色散特性，各组织建模为多极柯尔-柯尔（Cole-Cole）媒质.在超宽带（UWB）平面波激励下，利用时域有限差分（FDTD）法模拟电波传播.数值应用中，乳房植入两个半径3 mm球状肿瘤，分别应用原有微波共焦成像方法和改进方法检测乳腺肿瘤.仿真结果对比显示：改进方法在复杂度略微增加的同时，提高了计算精度.

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德拜色散媒质的三维时域电磁逆散射技术

刘广东, 余广群, 范士民

计算物理 2015, 32 (4): 455-468.

摘要（472）

PDF （4687KB）（1055）

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,将提出的目的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目的的可行性、有效性和鲁棒性.

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