2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Time Domain Inverse Scattering Approach Based on the Field Equivalence Principle
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18K04173
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
森山 敏文 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (20452873)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 逆散乱問題 / 等価定理 / 時間領域 / ゼロパディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
この研究では，入射波の情報を使わず，等価問題により逆散乱問題を解くことを検討している．具体的には，観測曲面で観測した電界を利用して内部等価問題を考え，観測曲面内部の比誘電率分布を変えることにより変化する電磁界エネルギーをコスト汎関数として逆問題を解く．これまで，１）電界のみ逆問題が解けること，２）Zero paddingの補間を利用し，観測点を減らして等価問題が解けること，３）２）のデータを用いて遺伝的アルゴリズムで2次元の逆問題が解けることを確認した．
最終年度は，2次元の場合でZero paddingの補間を利用して観測点数を減らしたデータから，勾配法で逆問題を解けることの検討を行った．補間によって観測点数を減らしすぎると，再構成の結果の品質が劣化することを確認した．しかし，0.5波長程度の間隔で計測した電界値にもとに補間した場合は，補間しない場合のオリジナルの方法と同程度の再構成の結果を得られた．これにより，観測点数の大幅な低減が可能であり，逆散乱解法を現実の問題に適用できる可能性を示した．
さらに，実際の問題へ逆問題を適用するために，3次元の逆問題の検討を行った．但し，実際の計測は困難なため，3次元FDTDでシミュレーションを行った．ここでは，ダイポールアンテナから放射したパルス波を入射波として，ターゲットを含んだ閉領域の表面上の電界を観測して，等価問題が解けるかの検討を行った．更に，真のターゲットの場合と偽のターゲットの場合のコスト汎関数の値を求め，真のターゲットの場合に，コスト汎関数が最小値をとることを数値的に調べた．これにより，逆問題を解くときに実際のアンテナをモデル化を行わずに，観測した電界のみで逆問題を解けることを示した．
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