Compensation of influence of shifting the antenna array transducers on tomography data

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Method for correction of fields detected by an antenna array with a non-ideal placement of transmitting and receiving transducers has been developed and numerically tested. The shifts of the transducers from their ideal positions are determined in advance. The correction technique involves finding the angular harmonics based on the fields measured with the shifted transducers. Then these found angular harmonics allow us to recalculate the fields at ideal positions of the transducers, as well as directly calculate the scattering amplitude. Such corrected data is the input for the stage of reconstruction of acoustic tomograms, i.e. the internal structure of the object. Numerical modeling has illustrated that the tomograms can be destroyed in the absence of the correction of data measured in real conditions.

About the authors

D. I. Zotov

Department of Acoustics, Moscow State University

Email: zotovdi@mail.ru
Moscow, 119991 Russia

O. D. Rumyantseva

Department of Acoustics, Moscow State University

Email: burov@phys.msu.ru
Moscow, 119991 Russia

References

  1. Буров В.А., Румянцева О.Д.Обратные волновые задачи акустической томографии. Ч. 2: Обратные задачи акустического рассеяния. М.: ЛЕНАНД, 2020, 2021. 768 с.
  2. Буров В.А., Румянцева О.Д.Обратные волновые задачи акустической томографии. Ч. 4: Функционально-аналитические методы решения многомерной акустической обратной задачи рассеяния. М.: ЛЕНАНД, 2024. 504 с.
  3. Зотов Д.И., Румянцева О.Д., Шуруп А.С.Раздельное восстановление скорости звука, плотности среды и поглощения в задачах томографического типа // Изв. Рос. Акад. наук. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 1. С. 41–46.
  4. Novikov R.G.Rapidlyconvergingapproximationininversequantumscatteringindimension 2 //PhysicsLetters A. 1998.V. 238.N 2–3.P. 73–78.
  5. Новиков Р.Г.Приближенное решение обратной задачи квантовой теории рассеяния при фиксированной энергии в размерности 2 // Труды Математического института им. В. А.Стеклова. Солитоны, геометрия, топология — на перекрестках. М.: Наука, 1999. Т. 225. С. 301–318.
  6. Буров В.А., Алексеенко Н.В., Румянцева О.Д.многочастотное обобщение алгоритма Новикова для решения обратной двумерной задачи рассеяния // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 6. С. 784–798.
  7. Буров В.А., Шуруп А.С., Румянцева О.Д., Зотов Д.И.Функционально-аналитическое решение задачи акустической томографии по данным от точечных преобразователей // Известия Рос. Акад. наук. Сер. физ. 2012. Т. 76. № 12. С. 1524–1529.
  8. Буров В.А., Шуруп А.С., Зотов Д.И., Румянцева О.Д.Моделирование функционального решения задачи акустической томографии по данным от квазиточечных преобразователей // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 3. С. 391–407.
  9. Буров В.А., Вечерин С.Н., Морозов С.А., Румянцева О.Д.Моделирование точного решения обратной задачи акустического рассеяния функциональными методами // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 4. С. 516–536.
  10. Зотов Д.И., Румянцева О.Д., Черняев А.С. Восстановление пространственного распределения акустических характеристик на основе аппарата угловых гармоник // Изв. Рос. Акад. наук. Сер. физ. 2025. Т. 89. № 1. С. 14–20.
  11. Новиков Р.Г.Многомерная обратная спектральнаязадача для уравнения// Функцион. анализ и его прил.1988.Т. 22. N 4.С. 11–22.
  12. Novikov R.G., Santacesaria M.Monochromatic reconstruction algorithms for two-dimensional multi-channel inverse problems // Int. Mathematics Research Notices. 2012. doi: 10.1093/imrn/rns025
  13. Дмитриев К.В.,Зотов Д.И.,Румянцева О.Д.Принципыполученияиобработкиакустическихсигналоввлинейноминелинейномтомографах//Изв.Рос.Акад. наук. Сер. физ. 2017. Т. 81. № 8. С. 1014–1019.
  14. Зотов Д.И.Принципы функционирования линейного акустического томографа // Изв. Рос. Акад. наук. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 1. С. 36–40.
  15. Буров В.А., Зотов Д.И., Румянцева О.Д.Восстановление пространственных распределений скорости звука и поглощения в фантомах мягких биотканей по экспериментальным данным ультразвукового томографирования // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 2. С. 254–273.
  16. Буров В.А., Зотов Д.И., Румянцева О.Д.Восстановление пространственных распределений скорости звука и поглощения в мягких биотканях по модельным данным ультразвукового томографирования // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 4. С. 443–456.
  17. Буров В.А., Зотов Д.И., Румянцева О.Д.Определение геометрических и фазовых поправок для приемоизлучающих преобразователей кольцевой антенной решетки // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика, Астрономия. 2018. № 5. С. 25–29.
  18. Зотов Д.И., Румянцева О.Д.Коррекция данных акустического томографирования в случае неидеального расположения излучателей и приемников // Изв. Рос. Акад. наук. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 1. С. 122–127.
  19. Буров В.А., Румянцева О.Д.Обратные волновые задачи акустической томографии. Ч. 1: Обратные задачи излучения в акустике. М.: ЛЕНАНД, 2017, 2018, 2020, 2021. 384 с.
  20. Корн Г., Корн Т.Справочник по математике для научных работников и инженеров. Изд. 5-е. Пер. с англ. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1984.832 с.
  21. Colton D., Kress R.Inverse acoustic and electromagnetic scattering theory. (Applied Mathematical Sciences, V. 93) Second edition. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1998. 334 p.
  22. Rumyantseva O.D., Shurup A.S., Zotov D.I. Possibilities for separation of scalar and vector characteristics of acoustic scatterer in tomographic polychromatic regime // J. Inverse and Ill-Posed Problems.2021.V. 29. N 3.P. 407–420. https://doi.org/10.1515/jiip-2020-0141
  23. Березанский Ю.М.О теореме единственности в обратной задаче спектрального анализа для уравнения Шредингера // Труды Моск. матем. общества. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1958. Т. 7. С. 3–62.
  24. Буров В.А., Побережская А.Ю., Богатырев А.В.,Румянцева О.Д.Особенности расчета процессов рассеяния на контрастных и сильно поглощающих двух- и трехмерных неоднородностях // Акуст. журн. 2011. Т. 57. № 5. С. 665–680.
  25. Зотов Д.И., Румянцева О.Д., Черняев А.С. Вычисление полей, рассеянных на неоднородной области с большим волновым размером // Изв. Рос. Акад.наук.Сер.физ. 2024.Т. 88. № 1.С. 131–137.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».