时间反演电磁波在复杂媒质中的传播特性研究

发布时间：2021-09-23 11:05

　　因为时间反演波具有自适应时空聚焦特性和特定条件下表现出来的超分辨聚焦特性,时间反演技术自上个世纪90年代引入工程领域以来,迅速引起了人们的广泛兴趣。时间反演自适应聚焦特性是指空间中的某点辐射一个脉冲信号,经时间反演镜接收、反演、重新发射后,该信号会在原发射点聚焦。而时间反演超分辨聚焦特性是指时间反演波在自适应聚焦的同时,所展现出来的亚波长分辨特性。本学位论文一方面使用不同方法对不同环境下的时间反演电磁波的时空聚焦特性和超分辨特性进行研究;另一方面,在模型研究的基础上,分别在时间反演通信和时间反演峰值检测方面推广时间反演技术的应用。主要包括以下内容:1.全局差分算子及其时间反演特性首先,从有源亥姆霍兹方程出发,构造含边界条件的全局差分算子,等价有源亥姆霍兹方程。对比于普通的差分算子,全局差分算子不仅避免了特征向量的计算,或是用迭代法求解场分布,而且解决了使用迭代法求解有源亥姆霍兹方程差分格式在高频段迭代发散的问题。由于虚假源的引入,该方法也使时间反演操作变得简便。其次,推出了全局差分算子满足电磁场互易性、时间反演对称性的条件,给出了实现时间反演完美聚焦对全局差分算子的要求。最后,在金属腔... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义和主要内容
    1.3 论文的主要贡献和创新点
第二章 时间反演差分算子理论及其在封闭金属腔内的应用
    2.1 电磁波的互易性和时间反演对称性
        2.1.1 全局差分算子的构建
        2.1.2 电磁波互易性和算子的对称性
        2.1.3 时间反演对称性和算子的幺正性
        2.1.4 时间反演超分辨聚焦与算子的对角化
    2.2 全局差分算子的有效性和优势
        2.2.1 全局差分算子的有效性
        2.2.2 全局差分算子的优势
    2.3 封闭金属腔内的时间反演聚焦
        2.3.1 激励对时间反演聚焦的影响
        2.3.2 时间反演镜对时间反演聚焦的影响
        2.3.3 金属散射体加载对时间反演聚焦的影响
    2.4 本章小结
第三章 时间反演聚焦和亚波长空间超分辨
    3.1 亚波长金属线阵中的一维时间反演时空聚焦
        3.1.1 一维时间反演模型
        3.1.2 计算结果与讨论
    3.2 周期狭缝中的时间反演电磁波聚焦特性
        3.2.1 近场时间反演超分辨
        3.2.2 远场时间反演聚焦
    3.3 用于时间反演通信的超分辨天线阵列设计
        3.3.1 天线阵列单元的设计和仿真
        3.3.2 亚波长天线阵列的时间反演超分辨实验
    3.4 本章小结
第四章 基于时间反演技术的检测
    4.1 基于迭代时间反演聚焦峰的分层媒质介电常数测定
        4.1.1 分层媒质中时间反演过程描述
        4.1.2 迭代时间反演聚焦峰的计算
        4.1.3 计算结果与讨论
    4.2 基于时间反演聚焦峰的螺栓松紧状态检测
        4.2.1 理论分析
        4.2.2 实验模型研究
        4.2.3 在实体结构中的应用
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文的工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻博期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于远场时间反演的亚波长天线阵列研究[J]. 梁木生,王秉中,章志敏,丁帅,臧锐.  物理学报. 2013(05)
[2]微波时间反演系统的空间超分辨率机理[J]. 陈英明,王秉中,葛广顶.  物理学报. 2012(02)
[3]时间反演镜对时间反演电磁波聚焦特性影响因素的研究[J]. 丁帅,王秉中,葛广顶,王多,赵德双.  物理学报. 2011(10)
[4]时间反演电磁波超分辨率特性[J]. 葛广顶,王秉中,黄海燕,郑罡.  物理学报. 2009(12)
[5]电磁矢量位的边界条件[J]. 徐绳均.  华北电力学院学报. 1989(04)



本文编号：3405592