A Fast Physics-Driven Fourier-Spectral Solver for Highly Nonlinear Inverse Scattering Problems

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Green Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/lawp.2026.3697794
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Physics-driven neural solvers can reconstruct strongly nonlinear inverse scattering scenes without supervised training, but their per-instance optimization over pixel-wise unknowns is computationally expensive. This letter presents a fast physics-driven Fourier-spectral solver for two-dimensional transverse-magnetic inverse scattering. The induced current is parameterized in a truncated Fourier basis, so that the reconstruction is carried out in a compact spectral space rather than on dense spatial grids. To improve robustness in high-contrast regimes, a contraction integral equation is incorporated into the physics-consistency model. In addition, a contrast-compensated operator is introduced to alleviate boundary attenuation caused by spectral truncation, and a bridge-suppressing loss is designed to reduce false connections between adjacent scatterers. A lightweight fully connected network, initialized from a back-propagation-based estimate, optimizes the spectral coefficients for each measurement instance. Numerical examples and Fresnel experimental data show that the proposed method preserves the main target topology and quantitative contrast with sub-second reconstruction time. Compared with representative spatial-domain physics-driven solvers, it achieves nearly two orders of magnitude acceleration while maintaining competitive reconstruction quality, which is promising for fast microwave imaging applications.