Radiophysical methods for solving problems of non-destructive testing and remote sensing in the frequency domain
Abstract
The review is devoted to the current state of solving inverse scattering problems in the frequency domain. The analysis of methods and various approaches to solving inverse scattering problems allowed us to more deeply understand the fundamentals of physical and mathematical models and algorithms of processing recorded experimental data sets. From the point of view of the computational methods development, the conducted numerical experiments showed the high efficiency of the proposed methods and algorithms and made it possible to suggest ways of further improvement not only of the mathematical apparatus and corresponding methods and algorithms but also ways of further development and improvement of sensing tools. This primarily relates to the requirements for antennas and, as a result, to the form and parameters of the sensing pulses. In this case, the obtained results are designed to ensure the solution of important practical problems and will contribute to the further development of the theoretical foundations of processing and interpreting the observed data in the case of electrodynamically complex structures sensing.
Downloads
References
Лаврентьев М.М. Многомерные обратные задачи для дифференциальных уравнений. / М.М. Лаврентьев, В.Г Васильев., В.Г. Романов / Новосибирск, 1969. 66 с.
Tah-Hsiung Chu Wide-band microwave diffraction tomography under Born approximation / Tah-Hsiung Chu Ken -Yu Lee /IEEE Trans. on Antennas & Propagat.-1989.- Vol. AP-37. -No 4. -P.515-519.
Арсенин В.Я. Задачи вычислительной диагностики в медицине. В кн.: Некорректные задачи естествознания.-М.: Изд-во МГУ, 1987.- с.171-184.
Наттерер Ф. Математические аспекты компьютерной томографии.- М.: Мир, 1990.-288с.
Huang Lin Thermoacoustic tomography: A novel method for early breast tumor detection. / Huang Lin, Qi Weizhi, Xu Jinyu, Zhao Yuan, Chi Zihui, Wu Dan, Rong Jian, and Lai Dakun / X Acoust. Imaging Sens. 2015; N1, PP. 36–47. DOI 10.1515/phto-2015-0004
Hassan Akhouayri Quantitative Thermoacoustic Tomography with microwaves sources ./ Hassan Akhouayri, Maïtine Bergounioux, Anabela Da Silva, Peter Elbau, Amélie Litman, et al.. / Journal of Inverse and Illposed Problems, De Gruyter, 2016. Р.1-21. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01267412/document.
Miaad Aliroteh Microwave-induced Thermoacoustic tomography for subcutaneous vascular imaging. / Miaad Aliroteh ; Hao Nan ; Amin Arbabian./ Ultrasonics Symposium (IUS), Tours, France, 2016 IEEE International, 18-21 Sept. 2016, Р. 1-4, DOI: 10.1109/ULTSYM.2016.7728643.
Ваньян Л.Л. Электромагнитные зондирования. — М. : Науч. мир, 1997. — 218 с.— ISBN 5-89176-018-5.
Хмелевский В.К. Электроразведка.-М.:Изд-во МГУ, 1984. -422с.
Дмитриев В.И. Обратные задачи электромагнитных методов геофизики.- / В.И. Дмитриев / В кн.: Некорректные задачи естествознания.-М.: Изд-во МГУ, 1987.- с.54-76.
Яковлев В.А. Прямые и обратные задачи в гидрооптике. / В.А. Яковлев / - СПб. РГГМУ, 2004. - 127 с.
Hee Jung Shin Ultrawideband Noise Radar Tomography: Principles, Simulation, and Experimental Validation / Hee Jung Shin, Ram M. Narayanan, Mark A. Asmuth, and Muralidhar Rangaswamy. / International Journal of Microwave Science and Technology, vol. 2016, Article ID 5787895, 21 pages, 2016. doi:10.1155/2016/5787895
Aleshin V. “Photometry o f optical fields of upper layers of sea waters” / V.Aleshin, E.A.Tsvetkov, V.N.Ryabova,// Proc. SPIE, Ocean Optics XII, 1994, v.2558, p.682-684
Nondestructive Testing Methods and New Applications Edited by Mohammed Omar Published by InTech Janeza Trdine 9, 51000 Rijeka, Croatia, 2012, 264 P.
Yeh, P. L. Imaging of internal cracks in concrete structures using the surface rendering technique. / Yeh, P. L. & Liu, P. L.. / NDT & E International, Vol.42, No.3, 2009, pp. 181-187
Zhu, J. Y. Imaging concrete structures using air-coupled impactecho. // J. Y. Zhu & J. S. Popovics / ASCE Journal of Engineering Mechanics, Vol.133, No.6, 2007, pp. 628-640
Тихонов А.Н. Об устойчивости обратных задач / А.Н. Тихонов // Докл. АН СССР. 1943. Т. 39, № 5. С. 195-198.
Тихонов А.Н. Методы решения некорректных задач. / А. Н. Тихонов, В. Я. Арсенин // М., 1986. 287 с.
Тихонов А.Н. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации / А.Н. Тихонов // Докл. АН СССР, 1963. Т. 151, № 3. С. 501-504.
Тихонов А.Н. Математические задачи компьютерной томографии. / А.Н.Тихонов, В.Я. Арсенин, А.А. Тимонов // М., 1987. 160 с.
Batrakov D.O. Solution of a General Inverse Scattering Problem Using the Distorted Born Approximation and Iterative Technique / D.O. Batrakov, N.P. Zhuck // Inverse Problems. – Feb., 1994. - vol.10, № 1. - Р.39-54.
Zhuck N.P. Inverse scattering problem in the polarization parameters domain for isotpopic layered media: solution via Newton-Kantorovich iterative technique / N.P Zhuck and D. O. Batrakov //Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 1994, Vol. 8, No. 6, PP.759-779.
Батраков Д.О. Итерационное решение обратной задачи зондирования неоднородных сред в области значений поляризационных параметров. / Д.О. Батраков, Н.П. Жук// Радиотехника и электроника. - Москва. – 1993. - Т.38, №6. - С.1106-1114.
Батраков Д.О. Интерпретация данных зондирования слоистых структур на основе решения обратной задачи рассеяния электромагнитных волн. / Д.О. Батраков, Н.В. Будко, Н.П. Жук // Журнал технической физики. – 1994. - Т.64, № 1. - С. 152-161.
Батраков Д.О. Качество и эффективность обработки информации при радиоволновом контроле слоистонеоднородных диэлектриков многочастотным методом. / Д.О. Батраков // Дефектоскопия РАН. – 1998. - N8. - С.68-76.
Фельдбаум А.А. О синтезе оптимальных систем с помощью фазового пространства / А.А. Фельдбаум / Автоматика и телемеханика. 1955. -Т. 16. - №2.- С. 129-149.
Коробов В.И. Решение задачи синтеза с помощью функции управляемости / В.И. Коробов / Докл. АН СССР. 1979. - Т. 248. - №5. -С. 1051-1055.
Громов Ю.Ю. Специальные разделы теории управления. Оптимальное управление динамическими системами: учеб. пособие / Ю.Ю. Громов, Н.А. Земской, А.В. Лагутин, О.Г. Иванова, В.М. Тютюнник. – 2-е изд., стереотип. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – 108 с. – ISBN 978-5-8265-0627-1.
Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров./ Г. Корн , Т. Корн / М.: Наука, 1974.— 832 с..
Батраков Д.О. Радиофизические модели дистанционного зондирования и диагностики. /Д.О. Батраков / Lambert Academic Publishing, Düsseldorf, Germany, 2017, 309 P. ISBN: 978-620-2-09485-6
Понтрягин Л. С. Математическая теория оптимальных процес сов /Л. С. Понтрягин, В. Г. Болтянский, Р. В. Гамкрелидзе, Е. Ф. Мищенко // М.: Наука, изд. 4-е, 1983г., 392 стр.
Моисеев Н. Н. Численные методы в теории оптимальных систем. / Н. Н. Моисеев // – М.: Наука, 1971г., 424 стр.
Батраков Д. О. Об одном алгоритме решения обратной задачи рассеяния, основанном на использовании принципа максимума Понтрягина. / Батраков Д. О., Тарасов М. М. // – Депонировано в ГНТБ Украины 16.01.95г.,16 стр.
Batrakov D.O. Algorithm of solving inverse scattering problems using the Pontryagin maximum principle. / D.O. Batrakov, M.M. Tarasov // Radiotekhnika i Elektronika, 1999, V.44, №2, PP.137-142.
Pochanin G. P. Advances in Short Range Distance and Permittivity Ground Penetrating Radar Measurements for Road Surface Surveying, in: Advanced Ultrawideband Radar: Signals, Targets and Applications. / G. P. Pochanin, S. A. Masalov, V. P. Ruban, P. V. Kholod, D. O. Batrakov, A. G. Batrakova, S. N. Urdzik, O. G. Pochanin. //CRC Press - Taylor & Francis Group, London, 2016. 20-65. ISBN 9781466586574.
Батраков Д.О. Спектральный анализ импульсных электромагнитных полей в дистанционном зондировании и биомедицине / Д.О. Батраков, М.С. Антюфеева, А.В. Антюфеев // Вісник Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна. – Х. : ХНУ, 2016. – вип. 25. – С. 21-25. – (Серія: «Радіофізика та електроніка»)
Батракова А.Г. Определение плотности и влажности грунтов земляного полотна методами георадиолокации / А.Г. Батракова, Д.О. Батраков // Дороги і мости: зб. наук. статей – К. : ДержНДІ ім. М. П. Шульгіна – 2006. – Вип. 5. – С. 15–35.
Методика комплексного моніторингу автомобільних доріг методами підповерхневого зондування : М 02071168-725:2013 – [Чинний від 2014-01- 01]. – К. : Державна служба автомобільних доріг України (Укравтодор), 2013. – 52 с. – (Методика).
Пат. 113916 Україна, (51) МПК E01C 23/00, G01R 29/08 (2006.01) Спосіб виявлення підповерхневих тріщин у асфальтобетонному покритті дороги під час руху діагностичної лабораторії в транспортному потоці / Батраков Д.О., Урдзік С.М., Почанін Г.П., Батракова А. Г.; заявник та патентоутримувач Батраков Д.О., Урдзік С.М., Почанін Г.П., Батракова А. Г. – а201511191; заявл. 13.11.2015; опубл. 27.03.2017, Бюл. № 6/2017
Пат. 121495 Україна, (51) МПК E01C 23/00, G01R 29/08 (2006.01) Калібрування та видалення паразитних відбиттів при неруйнівному контролі верхнього шару асфальтобетону за допомогою георадара / Батраков Д.О., Батракова А. Г.; заявник та патентоутримувач Харківський національний автомобільно-дорожній університет; Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна; Батраков Д.О., Батракова А. Г. – u201705479; 02.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. № 23/2017
Пат. 121483 Україна, (51) МПК E01C 23/00, G01R 29/08 (2006.01) Спосіб виявлення та визначення напрямку у тому числі і підповерхневих тріщин в асфальтобетонному покритті / Батраков Д.О., Батракова А. Г., Почанін Г.П., Орленко О.А.; заявник та патентоутримувач Харківський національний автомобільно-дорожній університет; Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна; Батраков Д.О., Батракова А. Г., Почанін Г.П., Орленко О.А. – u201705440; заявл. 02.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. № 23/2017
