PSTD计算方法实现的3维时间反转镜像技术算法

资 源 简 介

PSTD计算方法实现的3维时间反转镜像技术算法

详 情 说 明

3维时间反转镜像技术是一种基于波场逆向传播原理的成像方法，通过PSTD（伪谱时域）计算方法实现高效模拟。该算法主要分为波场记录、时间反转和重聚焦三个阶段。

在声学或电磁学应用中，首先由传感器阵列记录目标区域散射的波场信号。PSTD方法通过频域微分算子处理空间导数，相比传统时域有限差分（FDTD）具有更高的精度和更低的数值色散。记录到的波场数据经过时间反转操作后，作为激励信号重新注入计算域，利用波的时空可逆特性实现能量自动聚焦于散射源位置。

算法的三维实现需要处理庞大的计算量，PSTD方法通过快速傅里叶变换优化空间微分计算，配合并行计算技术可有效提升效率。在医学超声成像、地下资源勘探等场景中，该技术能突破衍射极限，实现亚波长级分辨率的缺陷检测。关键技术挑战包括复杂介质中的多路径效应补偿，以及传感器阵列有限孔径导致的镜像伪影抑制。