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Accurate Iterative Inverse Scattering Methods Based on Finite-Difference Frequency-Domain Inversion

发表时间：2022

发表刊物：IEEE

摘要：

针对电磁逆散射问题，提出了两种基于频域有限差分（FDFD）的精确迭代反演方法，即基于FDFD的迭代法（FIM）和基于失真的FDFD迭代法（DFIM）。它们可以被视为基于FDFD版本的BIM和DBIM，并继承了传统直接FDFD反演方法的优点，即不需要复杂背景的格林函数，特别是对于非均匀介质。不同之处在于，所提出的方法实现了全波考虑，以建立迭代框架。然后，在每次迭代中更新散射场和目标参数轮廓。利用迭代公式中的高阶分量，这两种方法都能够重建高对比度物体，并提供准确的重建结果。与其他基于微分方程的全波方法相比，这两种方法还有一个明显的特点，即反演精度不受额外约束的限制。所提出的两种方法之间的区别在于背景系数矩阵是否被更新。通常，由于迭代中更新了背景系数矩阵，DFIM比FIM具有更快的收敛性。为了证明这两种方法的有效性，进行了几个典型的二维实验。结果表明，所提出的方法实现了良好的精度和高成像质量。

索引术语——玻恩近似(Born approximation)，电磁逆散射(electromagnetic inverse scattering)，FDFD，迭代方法(iterative methods)。

词汇：

Finite-Difference Frequency-Domain Inversion 有限差分频域反演