В.В. Разевиг – к.т.н., ст. науч. сотрудник,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

E-mail: vrazevig@rslab.ru

А.И. Ивашов – к.т.н., вед. инженер,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Е-mail: ivashovai@mail.ru

А.С. Бугаёв – академик РАН, д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой, 

Московский физико-технический институт (государственный университет)

Е-mail: bugaev@cplire.ru

А.В. Журавлёв – к.ф.-м.н., вед. науч. сотрудник,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

E-mail: azhuravlev@rslab.ru

Постановка проблемы. Радиовидение – метод интроскопии, позволяющий с помощью радиоволн визуально изучать внутреннее строение объектов, непрозрачных в оптическом диапазоне длин волн, и наблюдать объекты, находящиеся в оптически непрозрачной среде. Результатом исследования с использованием данной технологии является радиоизображение внутренней структуры объекта, которое строится путем восстановления рассеянного объектом электромагнитного поля (называемого радиоголограммой), зарегистрированного с помощью некоторой радиолокационной системы. Для восстановления радиоизображений существует целый ряд методов, но в большинстве случаев каждый исследователь (коллектив исследователей) использует для решения своей конкретной задачи только один метод, выбранный либо по совету коллег, либо по результатам анализа литературы.

Цель. Сравнить различные методы восстановления радиоголограмм с целью выявления достоинств и недостатков каждого метода.

Результаты. Сравнение выполнено путем восстановления одних и тех же радиоголограмм, полученных как методами математического моделирования, так и экспериментально, всеми выбранными для сравнения методами. На основе полученных результатов как вычислительных, так и физических экспериментов рассмотрены достоинства и недостатки методов. Практическая значимость. Полученные результаты помогут новым исследователям, планирующим использовать технологию радиовидения для решения своих задач, сориентироваться в многообразии существующих методов и подходов.

1. Суханов Д.Я., Завьялова К.В. Восстановление трехмерных радиоизображений по результатам многочастотных голографических измерений // Журнал технической физики. 2012. Т. 82. № 6. С. 85−89.
2. Sheen D.M., McMakin D.L., Hall T.E. Three-dimensional millimeter-wave imaging for concealed weapon detection // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2001. V. 49. № 9. P. 1581−1592.
3. Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В. Влияние ширины полосы частот на качество восстановления подповерхностных радиоголограмм // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 3. С. 3−13.
4. Zaeytijd J., Franchois A., Eyraud C., Geffrin J. Full-Wave Three-Dimensional Microwave Imaging With a Regularized Gauss– Newton Method – Theory and Experiment // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2007. V. 55. № 11. P. 3279−3292.
5. Pahomov V., Semenchik V., Kurilo S. Reconstructing reflecting object images using Born approximation // Proceedings of 35th European Microwave Conference. CNIT la Defense. Paris (France). October 2005. V. 46. P. 1375−1378.
6. Kundu A.K., Bandyopadhyay B., Sanyal S. An Iterative Algorithm for Microwave Tomography Using Modified Gauss-Newton Method // 4th Kuala Lumpur International Conference on Biomedical Engineering. 2008. P. 511−514.
7. Курикша А.А. Алгоритм обратной проекции в задачах восстановления пространственного распределения источников волн // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47. № 12. С. 1484−1489.
8. Zhuravlev A., Razevig V., Chizh M., Ivashov S. Imaging of concealed objects on moving persons by creating synthetic aperture due to their natural motion // Proceedings of the IEEE International Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic Systems (COMCAS 2017). Tel-Aviv (Israel). 13−15 November 2017. P. 1−4.
9. Chizh M.A., Zhuravlev A.V., Razevig V.V., Ivashov S.I. Experimental validation of sparse sensing technique in subsurface microwave holography // 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS). Shanghai. 2016. P. 1734−1738.
10. Zhuravlev A.V., Razevig V.V., Chizh M.A., Bugaev A.S. On the use of augmented reality devices for subsurface radar imaging // 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS). Shanghai. 2016. P. 2132−2136.
11. Chandra R., Balasingham I., Zhou H., Narayanan R.M. Medical Microwave Imaging and Analysis // Chapter 19 in Medical Image Analysis and Informatics: Computer-aided Diagnosis and Therapy. Boca Raton, FL: CRC Press. 2017. P. 451−466. ISBN: 978-14987-5139-7.
12. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я., Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1979. 283 с.
13. Born, Max (1926). Quantenmechanik der Stossvorgänge. Zeitschrift für Physik. 38: 803.
14. Chew W.C. Waves and Fields in Inhomogeneous Media. Van Nostrand Reinhold, New York. 1990. Reprinted by IEEE Press. 1995.
15. Dubois F., Schockaert C., Callens N., Yourassowsky C. Focus plane detection criteria in digital holography microscopy by amplitude analysis // Optics Express. 2006. V. 14. № 13. P. 5895−5908.
16. Zhuravlev A., Razevig V., Chizh M., Ivashov S. Non-Destructive testing of foam insulation by holographic subsurface radar // 2017 9th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR). Edinburgh. 2017. P. 1−5.