Томография неоднородных сред с использованием некогерентного микроволнового излучения

• Автор: Лосев, Дмитрий Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Оглавление
Аннотация
Введение
1. Томографические методы исследования сред с использованием некогерентного излучения
1.1. Задачи современной томографии
1.2. Математические методы решения томографических задач
1.3. Микроволновая томография
1.4. Развитие понятия некогерентности полей
1.5. Методы описания некогерентных полей и задачи некогерентной томографии
2. Томография случайно-неоднородных сред
2.1. Томография некогерентных источников собственного излучения
2.1.1. Постановка задачи
2.1.2. Решение двумерной задачи с использованием уравнения в свертках
2.1.3. Численное моделирование и анализ результатов
2.1.4. Учет поглощения в томографии некогерентных источников
2.2. Диагностика радиационных загрязнений
2.2.1. Методы диагностики
2.2.2. Измерительная установка и методика эксперимента
2.2.3. Пространственно-временной спектральный анализ излучения
2.2.4. Решение задачи томографии при однопозиционной локации
2.2.5. Детектирование загрязнений при слабых уровнях радиации
2.3. Диагностика случайно-неоднородных сред при просвечивании их когерентным излучением
2.3.1. Методы описания распространения волн в неоднородных средах
2.3.2. Восстановление неоднородностей в борновском приближении
2.3.3. Восстановление распределения неоднородностей в приближении МПВ
2.3.4. Исследование спектра неоднородностей следа кометы Галлея
3. Томография поглощающих сред
3.1. Метод амплитудных траекторий
3.1.1. Существующие подходы описания поглощающих сред
3.1.2. Распространение некогерентного излучения в среде с произвольным поглощением
3.1.3. Преломление когерентного излучения на границе раздела сильно поглощающих сред
3.2. Восстановление структуры осесимметричных поглощающих сред
3.2.1. Рефракция волн в поглощающей осесимметричной среде
3.2.2. Томография осесимметричных сред
3.2.3. Имитационное моделирование и проверка устойчивости алгоритма восстановления
3.3. Восстановление структуры несимметричных поглощающих сред
3.3.1. Ослабление интенсивности в несимметричной поглощающей среде
3.3.2. Томография слабо неоднородных сред
3.3.3. Томография двумерной структуры среды при учете кривизны траектории луча
Заключение
Литература

Аннотация
Данная диссертационная работа посвящена решению обратных задач восстановления внутренней структуры неоднородных сред для случаев, когда зондирующее излучение можно считать некогерентным. Предложены методы томографии распределения источников собственного излучения среды при учете ослабления этого излучения за счет радиальной расходимости и постоянного фонового поглощения в среде. Рассмотрены случаи определения структуры рассеивающих сред на основе борновского приближения и метода плавных возмущений. Показано, что в случае поглощающей среды характеристики регистрируемого излучения можно описать на основе их изменения вдоль выделенной траектории. Этот результат использован для восстановления пространственного распределения коэффициента линейного поглощения неоднородной среды. Разработанные методы применяются для картографирования радиационных загрязнений на основе излучения атомарного водорода и нахождения пространственного спектра неоднородностей следа кометы Г аллея.

некогерентного излучения [70]. Это вызвано тем, что многие источники излучения не отличаются высокой когерентностью, к тому же при сильном или многократном взаимодействии характеристики излучения претерпевают значительные изменения, и когерентность излучения существенно разрушается. В результате отдельные участки неоднородностей выступают как источники первичного или вторичного некогерентного излучения. При этом излучение в точке приема следует считать частично когерентным или полностью некогерентным. Распределение интенсивности излучения характеризует распределение неоднородностей среды [15]. Предлагаемая работа посвящена решению томографических задач в случае сильного взаимодействия зондирующего излучения со средой, в результате чего принимаемое излучение можно считать некогерентным.
1.4. Развитие понятия некогерентности полей
Для восстановления внутренней структуры среды на основе предположения, что при взаимодействии с ней зондирующего излучения поле в точке приема можно считать полностью или частично некогерентным, необходимо описать процесс распространения излучения в среде в замкнутом виде, удобном для решения обратной задачи. Для этого рассмотрим понятие некогерентного поля и методы его описания.
Понятие когерентности было введено впервые для анализа явлений интерференции и дифракции волн. При этом под когерентностью понимается согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении [71]. Из этого определения видно, что для когерентного поля важны фазовые соотношения для парциальных волн. В качестве характеристики когерентности поля обычно используют видность интерференционных полос [72].