30993

تصويربرداري مايكروويو از پشت ديوار متناوب در دو راستا

دكتري

مهندسي برق مخابرات ميدان

1393

1403/3/19

دكتر مجيد طيراني

دكتر مجتبي دهملائيان

مهندسي برق

تصويربرداري مايكروويو در سالهاي گذشته نقش تعيين كننده اي را به واسطه اثر غير مخرب بودن در آشكارسازي اجسام نهفته به خود اختصاص داده است . آشكارسازي تومورهاي سرطاني، تصويربرداري از اجسام نهفته در زير خاك، تصويربرداري از اجسام پشت ديوار از اصلي ترين كاربردهاي تصويربرداري مايكروويو مي باشند. در اين رساله تصويربرداري از اجسام پشت ديوار متناوب در دو راستا را با استفاده از رادار روزنه مصنوعي (SAR) و با در نظر گرفتن تابع گرين (GF) اين ساختار مطالعه مي¬كنيم. به منظور حل اين مسئله الكترومغناطيسي از روش تحليل موج كوپل شده دقيق (RCWA) استفاده مي¬شود ، كه با تابش موج الكترومغناطيسي به ساختار متناوب به محاسبه ميدانهاي انتقالي و برگشتي با در نظر گرفتن مدهاي فلوكه مي¬پردازد. همچنين براي محاسبه تابع گرين از منبع نقطه اي در حوزه طيف و بسط آن به صورت مجموعي از امواج صفحه اي استفاده مي¬شود كه با استفاده از قاعده جمع آثار به تخمين تابع گرين ساختار مي¬پردازيم. روش عنصر المان محدود نرم افزار كامسول نتايج روش تحليلي موج كوپل شده ارائه شده در اين رساله را تاييد مي¬كند. در مرحله اول با جمع آوري ميدانهاي برگشتي از هدف و ديوار به بازسازي تصوير با استفاده از الگوريتم SAR و تابع گرين فضاي آزاد مي¬پردازيم و نشان مي¬دهيم كه تصوير در محل دقيق بازسازي نشده است. در ادامه با در نظر گرفتن فاز تابع گرين ساختار متناوب موفق به بازسازي تصوير در محل درست مي¬شويم. همچنين در اين رساله وابستگي تابع گرين ساختار به تعداد مدهاي فلوكه را بررسي كرده و اثر اين وابستگي را در بازسازي تصوير نشان مي¬دهيم. و در نهايت به منظور اجراي يك طرح عملي به طراحي سيستمي تصويربرداري مايكروويو از پشت ديوار مي¬پردازيم.

1403/04/10

Microwave Imaging Through Periodic Wall In Two Direction

1/1/1900 12:00:00 AM

We study synthetic aperture imaging of targets closely behind a reinforced concrete wall, modelled by a periodic structure by using the proper Green’s function (GF) of the structure. To compute the GF accurately, we propose using the rigorous coupled-wave analysis (RCWA). We represent the radiation of a line source in the spectral domain as a summation of plane waves. Illuminating the periodic structure by each plane wave, we compute Bragg modes by RCWA. Then, we estimate the GF as the superposition of all the Bragg modes’ contributions. The numerical Finite Element Method (FEM) results of COMSOL validates the results of our semi-analytical approach. Having COMSOL numerically calculated backscattered fields of a target behind the wall and the simple free-space GF, the synthetic aperture image of a target is not focused. Employing the phase of the proper GF instead of the simple free-space GF, we show that the target image is successfully refocused. We investigate the effect of the number of Bragg modes on the estimation of the GF and also uncertainties in the distances between reinforced metallic bars on the target image.

تابع گرين , تصويربرداري مايكروويو , رادار روزنه مصنوعي

Green Function , Microwave imaging , Synthetic aperture Radar

Alireza Ghobadi Rad

Majid Tayarani