Застосування методу розкладу поля за власними функціями в мікрохвильовій томографії
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2014.59.121-129Ключові слова:
мікрохвильова томографія, мікрохвильова візуалізація, метод розкладу поля за власними функціямиАнотація
Наведено опис та огляд літератури з методу мікрохвильової візуалізації. Запропоновано алгоритм вирішення задачі мікрохвильової томографії із застосуванням методу розкладу поля за власними функціями для розв’язку прямої задачі. Об'єктом дослідження є екранований (для обмеження області розрахунку та уникнення врахування хвиль випромінювання неперервного спектра) поперечно неоднорідний об'єкт, з можливістю подальшого ускладнення до поперечно та поздовжньо неоднорідного. Очікувані результати при реалізації даного підходу: підвищення точності при аналізі поздовжньо однорідного об'єкта в порівнянні з задачею в двовимірній постановці, підвищення чисельної ефективності при розрахунку тривимірних об'єктів (поперечно і поздовжньо неоднорідних) порівняно з іншими чисельними методами.Посилання
Gorb, N. S. and Guseva, E. V. (2013) Choice of the study object for mathematical model in Electrical Impedance Tomography. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 52, pp. 120-128. (in Ukrainian)
Garcia M.G. (2013) Multi-antenna multi-frequency microwave imaging systems for biomedical applications: PhD Thesis / Universitat Politècnica de Catalunya.–Barcelona, 183 p.
Fang Q. (2004) Computational Methods for Microwave Medical Imaging: PhD Thesis / Thayer School of Engineering Dartmouth College.–Hanover, New Hampshire, 357 p.
Gunnarsson T. (2006) Microwave Imaging of Biological tissues: the current status in the research area. Available at: http://www.es.mdh.se/pdf_publications/1067.pdf
Paulsen K.D., Lynch D.R. and Strohbehn J.W. (1988) Three-dimensional finite, boundary, and hybrid element solutions of the Maxwell equations for lossy dielectric media. IEEE Trans.on Microw. Theory and Techn., Vol.36, No.4, pp.682-693.
Jin J. (2010) Theory and computation of electromagnetic fields. New Jersey, John Wiley & Sons, 572p. ISBN: 978-0-470-53359-8.
Garg R. (2008) Analytical and computational methods in electromagnetism. Boston, London, Artech House, 528 p. ISBN: 13: 978-1-59693-385-9.
Davidson D.B. (2011) Computational Electromagnetics for RF and Microwave Engineering. Cambridge, Cambridge University Press, 505p. ISBN: 978-0-521-51891-8.
Chari M. V. K. and Salon S. J. (2000) Numerical methods in electromagnetism. San Diego, Academic Press, 767p. ISBN: 0-12-615760-X.
Fang Q., Meaney P.M., Geimer S.D., Streltsov A.V. and Paulsen K.D. (2004) Microwave image reconstruction from 3-D fields coupled to 2-D parameter estimation. IEEE Trans. on Med. Imag., Vol.23, No.4, pp.475-484.
Fanq Q., Meaney P.M. and Paulsen K.D. (2010) Viable Three-Dimensional Medical Microwave Tomography: Theory and Numerical Experiments. IEEE Trans.on Anten.Prop., Vol. 58, No 2, pp. 449-458.
Drogoudis D.G., Kyriacou G.A. and Sahalos J.N. (2009) Microwave tomography employing an adjoint network based sensitivity matrix. PIERS, Vol. 94, No. 6, pp.213-242.
Okechukwu F.E. (2011) Medical imaging. Croatia, Intech Publisher, 400 p.
Franchois A. and Pichot C. (1997) Microwave Imaging-Complex Permittivity Reconstruction with a Levenberg-Marquardt Method. Anten. Prop., IEEE Trans. on, Vol. 45, No 2, pp. 203-215.
Zaeytijd J.D., Franchois A., Eyraud C. and Geffrin J.M. (2007) Full-Wave Three-Dimensional Microwave Imaging With a Regularized Gauss–Newton Method – Theory and Experiment. Anten. Prop, IEEE Trans. on, Vol. 55, No 11, pp. 3279-3292.
Rubæk T., Kim O.S. and Meincke P. (2009) Computational Validation of a 3-D Microwave Imaging System for Breast-Cancer Screening. Anten.Prop., IEEE Trans.on, Vol. 57, No 7, pp. 2105-2115.
Abubakar A., Berg P.M. and Mallorqui J.J. (2002) Imaging of Biomedical Data Using a Multiplicative Regularized Contrast Source Inversion Method. IEEE Trans.on on Microw. Theory and Techn., Vol. 50, No 7, pp.1761-1771.
Meaney P.M., Paulsen K.D., Geimer S.D., Haider S.A. and Fanning M.W. (2002) Quantification of 3-D Field Effects During 2-D Microwave Imaging. IEEE Trans. on Biomed. Engin., Vol. 49, No 7, pp.708-720.
Gilmore C. (2009) Towards an Improved Microwave Tomography System: PhD Thesis, University of Manitoba, Winnipeg, 205 p.
Holder D.S. (2005) Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications. Bristol, Philadelphia, Institute of Physics Publishing, 464 p.
Guseva, E. V. and Gorb, M. S. (2014) Two dimensional microwave imaging of shielded objects. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 58, pp.35-46. (in Ukrainian)
Grzegorczyk T.M., Meaney P.M., Kaufman P.A., diFlorio-Alexander R.M. and Paulsen K.D. (2012) Fast 3-D Tomographic Microwave Imaging for Breast Cancer Detection. Med. Imag., IEEE Trans. on, Vol.31, No 8, pp.1584-1592.
Mojabi P, Ostadrahimi M., Shafai L. and Vetri J.L. (2012) Microwave Tomography Techniques and Algorithms: A Review. Antenna Technology and Applied Electromagnetics, 15th International Symposium on, pp.1-4.
Gilmore C., Zakaria A., Pistorius S. and Vetri J.L. (2013) Microwave Imaging of Human Forearms: Pilot Study and Image Enhancement. Intern. Journal of Biomed.Imag., Vol. 2013, p.1-17
Semenov S.Y., Bulyshev A.E., Abubakar A., Posukh V.G., Sizov Y.E., Souvorov A.E.,
van den Berg P.M. and Williams T.C. (2005) Microwave-Tomographic Imaging of the High Dielectric-Contrast Objects Using Different Image-Reconstruction Approaches. Microw. Theory and Techn., IEEE Trans.on, Vol. 53, No 7, pp.2284-2294.
Chew W.C. (1995) Waves and fields in inhomogeneous media. New York, IEEE PRESS, 608p.
Barybin А. А. (2007) Elektrodinamika volnovedushchikh sistem. Teorija vozbuzhdenija i svjazi voln. [Electrodynamics of waveguide system. Excitation and mode coupling theory]. Moscow, 512 p. – ISBN 978-5-9221-0740-2.
Doerstling B.H. (1995) A 3-D Reconstruction algorithm for linearized inverse boundary value problem for Maxwell's equations: Ph.D thesis, Rensselaer Polytechnic Institute, New York, 116 p.
Bahrani N. (2012) 2½D Finite Element Method for Electrical Impedance Tomography Considering the Complete Electrode Model: Ms.Sc thesis, Carleton University, Ottawa, Ontario, 153 p.
Mojabi P. and Vetri J.L. (2009) Eigenfunction contrast source inversion for circular metallic enclosures. Inv.Problems. Vol. 26, No. 2, pp.1–23.
Gilmore C., Vetri J.L. (2008) Enhancement of microwave tomography through the use of electrically conducting enclosures. Inv. Problems, Vol. 24, No. 3, pp. 1-21
Reddy C.J., Deshpande M.D., Cockrell C.R. and Beck F.B. (1994) Finite element method for eigenvalue problems in electromagnetics. Tech.Rep., NASA, Langley Res.Center, Hampton, VA, 28 p.
Vayinshtein L. A. (1988) Elektromagnitnye volny [Electromagnetic waves]. Moscow, , 440 p. ISBN 5-256-00064-0.
Berezhnoi V.A. and Kurdyumov V.N. (2013) Lektsii po vysokochastotnoi elektrodinamike [Lectures on the high-frequency electrodynamics]. Moscow, 405 p. – ISBN 978-5-94274-227-0.
Zhang J.P. and Chen K.M. (2000) Mode-matching analysis of the induced electric field in a material sample placed within an energized cylindrical cavity. PIERS. Vol.28, pp. 295–311.
Guseva, E. V. and Gorb, M. S. (2014) Eigenvalue problem of open inhomogeneous dielectric waveguide. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 56, pp. 42-54. (in Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
