Imaging of perfectly conducting objects buried in a dielectric cylinder
Dielektrik silindir içine gömülü iletken cisimlerin görüntülenmesi
- Tez No: 252110
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 41
Özet
Mükemmel iletken cisimlerin yer ve şekillerinin tespitine ilişkinyöntemler, ters saçılma problemlerinin önemli bir ksımınıoluşturmaktadır. Teorik açıdan incelenmeye değer olmalarınınyanında, uzaktan algılama, optik sistem ölçümleri, su altı akustiği,tahribatsız muayene gibi önemli uygulama alanlarının mevcut olması,bu tür problemleri önemini arttırmaktadır. Neticede söz konusuproblemler literatürde sıklıkla karşımıza çıkmaktadır veçözümlerinde bir çok farklı yöntem kullanılmıştır. Bu farklıçalışmalarda şekli belirlenecek cismin homojen uzayda ya da sınırlıolmayan bir ortamda gömülü olarak bulunduğu kabul edilmiştir. Ancak,cismin sınırlı bir ortamda, örneğin bir homojen dielektrik slindiriniçine gömülü olduğu durum da incelenmeye değerdir. Bu tür problemlerözellikle tıbbi uygular için önemlidir. Bu tez çalışmasında,dielektrik silindir içine gömülü mükemmel iletken bir cisminşeklinin belirlenmesine ilişkin yeni, basit ve hızlı bir yöntemtanıtılmıştır. Sınırsız homojen uzayda bulunan dielektrik silindir,tek frekanslı düzlem dalgayla aydınlatılmaltadır. Sunulan metod tekyönden ve çok yönden aydınlatma sonucu elde edilen veriler içingeçerlidir. İki durum da ayrı ayrı ele alınacak vekarşılaştırılacaltır. Saçılan alan silindiri çevreleyen dairesel birdomende yapılır ve tek tabakalı potansiyel gösterilimi yardımıylaslindir yüzeyine kadar analitik devam ettirilir. Silindirin içindeise, yarıçapı bilinmeyen cisiminkinden biraz büyük olacak şekildebir minimum çember seçilir ve silindirin yüzeyi ile bu minimum dairearasında saçılan alanın Bessel fonksiyonları serisi gösterilimindenyararlanılır. Minimun daire ile mükemmel iletken cisim yüzeyiarasında kalan bölgede ise Taylor açılımından yararlanılarak saçılanalan ifade edilir. Mükemmel iletken cisim yüzeyindeki sınır koşuluyardımıyla elde edilen doğrusal olmayan denklem, bilindik Newtonmethodu ile doğrusallaştırılıp çözülür. Son olarak minumun kareleryöntemiyle hata azaltılır ve aranan yüzey elde edilir. Sunulanyöntem çalışılan dalga boyu mertebelerindeki cisimlerde iyi sonuçlarvemektedir.
Özet (Çeviri)
Reconstruction of the shape and the location of a perfectly conducting objectsconstitutes one of the basic and important class of problems in inverse scatteringtheory. Besides the remarkable theoretical aspects, the relevance of this kind ofproblems is due to fact that they have a large domain of applications includingmicrowave remote sensing, optical system measurements, underwater acousticsor non-destructive testing, only to mention some examples. Accordingly, suchproblems have been extensively investigated in the open literature and severalmethods have been developed. In all these works, the methods are developedfor the objects located in an homogeneous space or buried in an unboundedmedia. On the other hand, the body can be located in a bounded medium suchas a dielectric sphere or cylinder. Such problems are of importance especiallyin medical applications. Within this framework, the aim of this paper is toprovide a new, simple and fast method to reconstruct the unknown shape of aperfectly conducting object buried in a dielectric circular cylinder. The cylinderis located in an infinite homogeneous space and illuminated by a plane waveof fixed frequency. The method is valid for objects illuminated from a singledirection and several directions. The measurements are performed on a circulardomain all around the cylinder. In the method presented here, the measureddata is analytically continued to the surface of the cylinder by using the singlelayer potential representation of the scattered field. For the scattered field insidethe cylinder, a circle which is assumed to be the minimum circle covering theunknown object that separates the region into two parts is initially determined.In the outer part between the minimum circle and the boundary of the cylinderthe scattered field is expressed as a series through the Bessel functions while it isrepresented in terms of Taylor series in the region between the unknown objectand the minimum circle. The use of the boundary conditions reduces the problemto the solution of a nonlinear equation which can be treated by linearizing in theNewton sense. Since the problem is ill-posed, a regularization in the least squaresense is also applied. The proposed method is able to provide satisfactory resultswhen the size of the scatterer is comparable to the wavelength.
Benzer Tezler
- Kapalı ortamlara yerleştirilen objelere ilişkin düz ve ters saçılma problemleri
Forward and inverse scattering problems for the objects located in a closed medium
GİZEM DİLMAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YAPAR
- Electromagnetic imaging of conducting objects buried under a half space by an integral equation approach
Yeraltına gömülü cismin şeklinin integral metot yardımıyla belirlenmesi
UMUT AZİZ ALBAYRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ YAPAR
- A second order newton method for reconstruction of perfectly conducting objects
İkinci derece newton yöntemiyle mükemmel iletken cisimlerin şeklinin bulunması
NECMİ SERKAN TEZEL
Doktora
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK PAKER
- Kanonik şekle sahip cisimlerin Huygens yöntemi ile görüntülenmesi
Imaging of objects with canonical shape by Huygens method
BURAK ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YAPAR
- Microwave and terahertz imaging with time-reversed finitedifference time domain method
Zamanı tersine çevrilmiş sonlu fark zaman alanı yöntemiyle mikrodalga ve terahertz görüntüleme
CEMİLE BARDAK
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTexas Tech UniversityElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMAD SAED