時間反演超分辨率聚焦的建模和實現(xiàn)研究.pdf

1、時間反演的一大優(yōu)勢是自適應(yīng)空時聚焦。該特性是指由空間中的某點作為源輻射一個信號，經(jīng)過時間反演鏡的接收、反轉(zhuǎn)和重發(fā)射，該信號會在源點處聚焦。在自適應(yīng)空時聚焦的基礎(chǔ)之上，時間反演技術(shù)的超分辨率特性可以突破衍射極限而展現(xiàn)出來亞波長分辨率。這一特性使得時間反演技術(shù)成為研究熱點，并廣泛應(yīng)用于聲學(xué)、超聲學(xué)和電磁領(lǐng)域等。本論文的研究主要圍繞著時間反演的超分辨率聚焦特性來展開，包括：對時間反演聚焦特性的基本原理進行了歸納總結(jié)；驗證性地分析了若干可能影響

2、時間反演超分辨率聚焦的因素；提出了兩款用于時間反演通信的亞波長陣列天線。
　　首先，本論文給出了波動方程的時間反演解，證實了時間反演信號可以在自由空間中傳播。從麥克斯韋方程出發(fā)，闡述了電磁波時間反演腔聚焦的基本理論。引入時間反演鏡的概念及其應(yīng)用，并證實了時間反演鏡同樣具有聚焦特性。基于信道相關(guān)理論的分析，給出了亞波長陣列天線的超分辨聚焦理論。
　　其次，本論文分析了影響時間反演超分辨率聚焦的因素，其中包含：時間反演鏡放置位置

3、、時間反演鏡個數(shù)、亞波長陣列有無金屬絲加載、加載金屬絲陣列結(jié)構(gòu)是否均勻分布。通過仿真實驗發(fā)現(xiàn)，在無金屬絲分布的情況下，時間反演鏡采用多天線并將其置于近場，易實現(xiàn)超分辨率聚焦效果。若亞波長陣列周圍有非周期性金屬絲分布，時間反演信道具有豐富的多徑分量，可以展示時間反演超分辨率聚焦的特性。
　　最后，本論文提出了兩款亞波長陣列天線。一款為刻蝕結(jié)構(gòu)陣列天線，該陣列由四個相同結(jié)構(gòu)的超寬帶天線等亞波長間距排布而成。通過在單元天線的輻射面和地面