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超分辨率成像是电磁学与光学领域非常重要的研究课题。在电磁成像中，通过高阶成像或近场成像方法，可以捕捉到凋落波分量的信息，从而实现超分辨率成像。电磁逆散射与电磁成像本身是计算电磁学领域中相当重要的分支，在地球物理学勘探、生物医学成像、地雷侦察等方面有广泛的应用。而近年来，左手媒质被证明具有凋落波放大和超分辨率的完美成像性质。左手媒质又称异向介质，是最近几年新兴的国际前沿课题，目前在许多国家已经受到不同寻常的重视。
电磁逆散射与电磁成像是一个复杂的非线性问题。在其大部分应用中主要采用线性逆散射方法。但是，线性逆散射对于大对比度的目标成像是不准确的。本论文提出高阶电磁逆散射成像算法，它在线性逆散射的基础上，不需要求解非线性积分方程，即可获得高分辨率的电磁成像。文章分别就二维和三维问题，给出了高阶算法公式的详细推导，并且进行了大量数值仿真，验证算法的可靠性和有效性。
左手媒质具有许多不同于自然界中普通媒质的新奇性质。本论文分析了左手媒质的物理性质，讨论了完美成像理论与高分辨率电磁成像。同时，综述了左手媒质的实现方法，并且提出实现左手媒质的综合传输线模型，给出了左手传输线媒质的参数设计公式及推导过程，并利用商用欺件对所提出的左手媒质传输线实现方法与综合传输线模型进行仿真与比较。此外，文章讨论了利用左手媒质实现开放式谐振腔和封闭左手谐振腔等的应用，对开放式谐振腔和封闭左手谐振腔的性质进行了理论分析，并利用软件仿真加以验证。