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| 光学应用-数字处理技术重构被测介质截面图像 |
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光学应用-数字处理技术重构被测介质截面图像 反向散射微波断层摄影 人们对微波图像的兴趣开始于早期使用雷达来鉴别埋在地下的物体。为了得到更清晰的分析图像，使用更短的电磁辐射波长是很必要的；所以就引发了人们使用频率从300MHz到300GHz的微波，这一频率范围对应的波长在空气中分别为1mm～lm。所以，与它们的名字相反，微波并不是指波长微小的波。对于民用工程的应用，这些射线波长也是同样的大小顺序，大小不均匀的分布。所以，微波不同于x射线，而和超声波类似，不能再含多项介质的直线中传播；它们会发生衍射，也就是微波的范围会实际地分散于所有的方向。衍射的数学描述是十分复杂的，直到近，该工作在快速、可靠的构建系统的模型上才取得了发展。 微波图像是能传递和发射的图像技术。材料表面包含的电的非均质性，可用高频率的电磁波前来表示。入射场在非均质的内部产生等效感应电流，它又会感应出分散磁场。用测量传递波前(传递技术)或反射波前(反射技术)，或使用数字处理技术来修正材料内部非均质的信息和重构被测介质截面的图像。 反向散射微波图像用于测定钢筋的存在和在结构中的位置。就像迁移天线和接收天线一样，需要接触混凝土的表面，这一方法适用于拍摄大而平直的结构。在反向散射微波图像中，从散射波前的测量开始，使用衍射层析法构建数字处理技术，用来修复由入射电磁波在钢筋上感应产生的表面电流信息和重构被测介质的截面图像。基于随时改变入射磁场频率的多频反射图像处理技术，能够提高重构图像的质量。 实验结果显示，这一技术有很多潜在的应用，如鉴别复杂结构中钢筋的尺寸和位置。在水平和竖直位置有误的平均差分别为2．5mm和2．0mm。当钢筋的直径大于10mm时，水平方向的重叠就可分辨。但是完全的、竖直方向的重叠还不能分辨，是因为在正常入射下移动天线会产生类似的平面波(在这种情况下，小尺寸的钢筋被完全遮住，钢筋下没有表面电流产生)。仅在钢筋上可以进行分辨和正确的估计。连续的下面第二条钢筋可用多频入射光来分辨。到目前为止，大的测试深度可以达到大约6cm。 近年来，微波技术的进步开启了低成本发展传感器组的道路。压缩微波照相机可用多种频率操作，使用的x微波波段在7～13GHz，已经发展到可以拍摄到不同尺寸钢筋的图像。该种相机的主要构件是微波传感器、多路器、低频检测器和为收集数据、处理数据和显示图样而设的电脑。这种技术使用的成像算法是衍射层析法，屏幕上的图像显示出了钢筋的数量、侧向位置，混凝土保护层和每根钢筋的直径大小。近，硬件和软件发展使实时数据采集和处理成为可能(每秒可以采集2～10个图像)，钢筋竖向重叠也可以通过多向入射进行分辨
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