Mikrodalga ile görüntüleme uygulamaları
Microwave imaging applications
Yazar: NURİ GÖKMEN KARAKİRAZ
Danışman: PROF. DR. ERSİN GÖSE
Milli Savunma Üniversitesi / Hezarfen Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Görüntüleme yöntemleri = Imaging methods ; Mikrodalga görüntüleme = Microwave imaging ; Ters problemler = Inverse problems ; Çoklu frekans = Multifrequency

Özet:
Mikrodalga görüntüleme, konum, biçim ve uygulanan tekniklere göre gizlenmiş cisme ait elektriksel bilgeleri elde etmek amacıyla bir takım askeri ve tıp alanlarında kendisine uygulama imkanı bulan geliştirilmeye açık bir çalışma sahasıdır. Hasarsız incelemeye olanak sağlaması onu biyolojik uygulamalarda önemli bir konuma getirmektedir. Günümüz askeri ve uzaktan algılama uygulamalarında da, yüzey altı görüntüleme ve duvar arkası görüntüleme gibi, kullanım alanına sahip bir tekniktir. Bu yöntemi biyolojik uygulamalarda öne çıkaran özelliği, dokular üzerinde zarar verici radyasyon etkisinin olmamasıdır.
Mikrodalga görüntüleme tekniği doğası gereği bir ters kaynak problemidir. Mikrodalga yayılıma maruz bırakılan gizlenmiş bir cismin biçim, konum ve elektriksel verilerinin yeniden elde edilmeye çalışılmasıdır. Cisimden geri yansıyan dalgalar alıcılar tarafından toplanır. Toplanan bu veriler ışığında, İteratif Metotlar, Ayrıştırma Metotları ya da Örnekleme Metotlarından bir ya da birkaçı kullanılarak, cismin görüntüsünün yeniden oluşturulması sağlanır. Bahsedilen yöntemlerin seçilmesinde kullanıcının ihtiyacı önemli bir etkendir.
Ters saçılma problemlerinin çözümü, literatürde nitel görüntüleme yöntemleri adı altında oldukça teorik birkaç yöntemi içermektedir. Nitel görüntüleme yöntemleri, integral denklemlerin çözümünü saçıcıların şeklini ve konumunu belirlemek için kullanılır ve saçıcıların yapısı ve şekli hakkında herhangi bir bilgiye ihtiyaç duymaz. En iyi bilinen nitel görüntüleme yöntemleri doğrusal örnekleme yöntemi ve çarpanlara ayırma yöntemidir. Doğrusal Örnekleme yöntemi, uzak alan verilerini kullanarak bir yoğunluk fonksiyonu oluşturur ve bu işlevin yalnızca saçılan bir cisim içinde çözülebileceğini gösterir.
Doğrusal Örnekleme yöntemi ve çarpanlara ayırma yöntemi, formülasyon ve performans açısından oldukça benzerdir. Çarpanlara Ayırma yöntemi de Doğrusal Örnekleme yöntemine benzer bir yoğunluk fonksiyonu yardımıyla saçılan bir nesnenin mevcut olup olmadığını belirleyebilir.

Abstract:
Microwave imaging is an open field of study that has the opportunity to be applied in a number of military and medical fields in order to obtain electrical information about the hidden object according to its location, shape, and applied techniques. The fact that it allows for non-destructive examination makes it an important position in biological applications. It is a technique that can be used in today's military and remote sensing applications, such as sub-surface imaging and behind-the-wall imaging. The feature that makes this method stand out in biological applications is that it does not have harmful radiation effects on tissues.
The microwave imaging technique is inherently a reverse source problem. It is the attempt to recover the shape, position, and electrical data of a hidden object exposed to microwave emission. Reflected waves from the object are collected by the receivers. In the light of this collected data, the image of the object is reconstructed by using one or more of the Iterative Methods, Separation Methods, or Sampling Methods. The user's needs are an important factor in choosing the mentioned methods.
The solution of inverse scattering problems includes several very theoretical methods called qualitative imaging methods in the literature. Qualitative imaging methods are used to solve integral equations to determine the shape and position of the scatterers and do not need any knowledge of the structure and shape of the scatterers. The best known qualitative imaging methods are the linear sampling method and factorization method. The Linear Sampling method constructs a density function using far-field data and shows that this function can only be solved within a scattering object.
The linear Sampling method and factorization method are quite similar in formulation and performance. The Factoring method can also determine whether a scattering object is present with the help of a density function similar to the Linear Sampling method.