Doktorská práce je zamerena na návrh a implementaci systému rešícího inverzní
problém urcení elektrické permitivity neznámého materiálu ci vrstev
neznámých druhu materiálu. V navrženém rešení je využita kombinace evolucního
algoritmu a prímého matematického modelu vypocítávajícího koeficienty
odrazu a prostupu definovaného materiálu ci vícevrstvé struktury definovaných
materiálu. Vstupem systému jsou pritom práve koeficienty odrazu
a prostupu ve volném prostoru ve frekvencním rozsahu od jednotek gigahertz
výše. V práci je též venován prostor citlivostní analýze i analýze nejistot implementovaného
sytému. Soucástí práce jsou i experimenty jak se syntetickými
daty, tak i s daty z prímých merení prokazující použitelnost navrženého systému.
Odhady komplexní permitivity provedené v rámci experimentální cásti
jsou uspokojivé, s pomerne nízkou mírou nejistot a soucasne s prijatelnou tolerancí
vuci úrovni chyby u vstupních dat.
Anotace v angličtině
The aim of the doctoral thesis is to design and implement a system for solving
the inverse problem of estimation of electric permittivity of an unknown material
or multiple layers of unknown materials. The proposed solution is based
on the combination of an evolutionary algorithm and a direct mathematical
model computing transmission and reflection coefficients of a defined material
or a multi-layered structure of defined materials. Synthetic data as well as
real data obtained by direct measurement of transmission and reflection coefficients
in free space (frequency range: single units of gigahertz and higher)
serve as the system input. Uncertainty and sensitivity analyses are also part
of the study. Included experiments present reasonable estimations of complex
permittivity with rather low uncertainties and low sensitivity on the error of
the input data.
Doktorská práce je zamerena na návrh a implementaci systému rešícího inverzní
problém urcení elektrické permitivity neznámého materiálu ci vrstev
neznámých druhu materiálu. V navrženém rešení je využita kombinace evolucního
algoritmu a prímého matematického modelu vypocítávajícího koeficienty
odrazu a prostupu definovaného materiálu ci vícevrstvé struktury definovaných
materiálu. Vstupem systému jsou pritom práve koeficienty odrazu
a prostupu ve volném prostoru ve frekvencním rozsahu od jednotek gigahertz
výše. V práci je též venován prostor citlivostní analýze i analýze nejistot implementovaného
sytému. Soucástí práce jsou i experimenty jak se syntetickými
daty, tak i s daty z prímých merení prokazující použitelnost navrženého systému.
Odhady komplexní permitivity provedené v rámci experimentální cásti
jsou uspokojivé, s pomerne nízkou mírou nejistot a soucasne s prijatelnou tolerancí
vuci úrovni chyby u vstupních dat.
Anotace v angličtině
The aim of the doctoral thesis is to design and implement a system for solving
the inverse problem of estimation of electric permittivity of an unknown material
or multiple layers of unknown materials. The proposed solution is based
on the combination of an evolutionary algorithm and a direct mathematical
model computing transmission and reflection coefficients of a defined material
or a multi-layered structure of defined materials. Synthetic data as well as
real data obtained by direct measurement of transmission and reflection coefficients
in free space (frequency range: single units of gigahertz and higher)
serve as the system input. Uncertainty and sensitivity analyses are also part
of the study. Included experiments present reasonable estimations of complex
permittivity with rather low uncertainties and low sensitivity on the error of
the input data.