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第一章 电磁成像的理论基础 1

1.1 介质的电磁参数 1

1.1.1 电导率、介常数和磁导率 1

1.1.2 波数、衰减常数、相移常数、波阻抗及趋肤深度 3

1.2 介质中的电磁波与场 6

1.2.1 麦克斯韦方程组 6

1.2.2 基本电磁场模型 7

1.2.3 格林函数 9

1.2.4 惠更斯原理与电磁散射 11

1.2.5 物理光学近似与弱散射近似 14

1.2.6 电磁波场的反射与透射 16

1.2.7 定解条件 20

1.2.8 电磁波场的激励 22

第二章 电磁成像原理及方法 30

2.1 参数成像原理 30

2.1.1 射线成像原理 30

2.1.2 偏移成像原理 37

2.1.3 散射成像原理 47

2.2 非均匀介质电磁参数成像方法 50

2.2.1 一维反射波场的逆散射与剥层反演 50

2.2.2 三维反射波场的迭代偏移成像 59

2.2.3 二维透射波场的射线层析成像 66

2.2.4 任意非均匀介质的散射成像与比散射成像 76

2.2.5 全局积分局部微分域分解成像 85

2.2.6 Fréchet导数计算 88

第三章 非均匀介质中电磁波场的数值计算 95

3.1 基本方程 95

3.1.1 时间空间域方程 95

3.1.2 频率波数域方程 97

3.1.3 数值解 98

3.2 时域有限差分方法（FDTD） 99

3.2.1 基本方程 100

3.2.2 解的稳定性与数值色散 104

3.2.3 吸收边界条件 105

3.2.4 FDTD数值计算步骤 111

3.3 积分方程法 112

3.3.1 频域积分方程法 112

3.3.2 时域积分方程法 116

第四章 成像方程解算方法 123

4.1 反演问题及解算概论 123

4.1.1 反演问题的数学与几何模型 124

4.1.2 反演问题的基本数值解算方法 126

4.1.3 非线性反问题的线性化 127

4.1.4 反演问题的物理准则约束 128

4.1.5 不适定问题与正则化 129

4.2 线性成像方程—矩阵方程解算方法 131

4.2.1 矩阵方程的分类 131

4.2.2 广义逆解法 132

4.2.3 正交投影迭代解法 138

4.2.4 代数重建迭代解法 141

4.3 非线性成像方程解算方法 144

4.3.1 模拟退火 145

4.3.2 遗传算法 146

4.3.3 神经网络算法 148

4.4 成像反演解评价 150

4.4.1 连续模型反问题解评价 150

4.4.2 线性反问题广义逆解的解评价 151

4.4.3 线性反问题迭代解的解评价 155

附录：典型激励条件下均匀半空间介质表面的电磁场分布 157

参考文献 169