基于时间反演的电磁波传播控制算法研究

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1、矣击糾成Ａ著ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮｌ￡ＮＣＥＡＮＤＦＣＨＩＮＡＵＮＩＣＳＣＩＶＥＲＳＩＴＹＯ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳｍＦ论文题目基于时间反演的电磁波传播控制算法妍究学科专业无浅电物理学号２０１３２１０４０２３３作者娃名孙虎＿＿指导教师赵德双教授ｆ独剑性声明本人声明所呈交的学位论义是本人在导师指导下进巧的研究Ｉ－—别加作及取得的研究成果。据我所知，除户文中特レッ标注和致谢的地气过的研究成果，也不包含方外，论文中不包含其他人已经发

2、表或撰为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一ｄ在论文中作ｆ明巧Ｉ：与我Ｌ作的同志对本研究所做的化何贡献均确的说明并表示谢意。、Ｈ乳氣鬥期：加６年女月／ｇ作者签名：论文使用授权本学位论文作者完全有义保留、使用学位论文了解电子科技大学口或机构送交论文的复印件和磁的规定，有权保留并向国家巧关部。本人授权电子科巧大学可Ｗ夺学位论义盘，允许论文被巧阅和借阅、缩印或的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印。扫描等复制手段保存、汇编学位论文）（保密的学位论义在解密后应遵守此规定作者签名：

3、莉、商、导师签名：＾巧日：年Ｈ期＾Ｍ分类号密级注1UDC学位论文基于时间反演的电磁波传播控制算法研究（题名和副题名）孙虎（作者姓名）指导教师赵德双教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业无线电物理提交论文日期2015.4论文答辩日期2015.5学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。TimeReversalBasedAlgorithmsforControllingElectromagneticWavePropagationAMasterThesisS

4、ubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:RadioPhysicsAuthor:HuSunSupervisor:Prof.DeshuangZhaoSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要随着无线技术的发展，电磁波在生活中的应用与日俱增，除了无线通信、远程遥感、目标追踪等传统应用外，近年来在医疗、工农业以及一些基础学科领域学中也获得了应用，而这些都与电磁波传播控制密切相关。电磁波传播控制一直都是电磁学领域中备受关注的研究课题，其中，如

5、何有效的进行电磁波空间场控制以达到预期的应用目的成了一个关键性的问题。电磁波传播控制方法主要包括：天线及天线阵列技术、超材料技术、时间反演技术。天线及天线阵列技术只能实现对远场方向图的控制，而且要解决特定的空间场控制问题，需要天线阵列技术繁琐的优化过程；超材料技术受限于工作原理，只能实现对窄带电磁波的传播控制，而且结构设计不灵活，不具备普适性；而时间反演技术借助时间反演电磁波的空时聚焦特性和自适应传输能力，可以简单地实现对宽带电磁波空间场的控制。因此，本论文将基于时间反演技术，研究电磁波空间场的控制算法，主要内容包括三部分：首先，通过对电磁场惟一性定理和

6、时间反演电磁波空时聚焦特性的理论分析，介绍了一种宽带电磁波空间场的控制方法。其次，基于上述原理，提出了一种基于格林函数的电磁波空间场分布控制算法，利用该算法对单点聚焦场的影响因素进行了分析，进一步通过仿真实现了线状近似均匀分布的聚焦场控制。最后，在时间反演技术基础上，提出了一种电磁波聚焦场的聚焦点运动控制算法，通过数值仿真分别在自由空间和半封闭金属腔中验证了该算法的有效性，同时，通过仿真结果分析了该方法的准确性，进一步通过后者的实验验证了该算法的可实现性。关键词：电磁波空间场控制，时间反演技术，运动控制，控制算法IABSTRACTABSTRACTWith

7、thedevelopmentofwirelesstechnology,electromagnetic(EM)wavesgainwidespreadapplicationsinourlife.Inadditiontoapplicationsinwirelesscommunications,remotesensing,andtargettracking,thenewapplicationsinthemedical,industrialandagriculturalaswellassomebasicsciencehavebeenexploitedinrecen

8、tyears.Theseapplicationsarecloselyrelate