【摘要】：隨著無線技術(shù)的發(fā)展,電磁波在生活中的應(yīng)用與日俱增,除了無線通信、遠(yuǎn)程遙感、目標(biāo)追蹤等傳統(tǒng)應(yīng)用外,近年來在醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)以及一些基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域?qū)W中也獲得了應(yīng)用,而這些都與電磁波傳播控制密切相關(guān)。電磁波傳播控制一直都是電磁學(xué)領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究課題,其中,如何有效的進(jìn)行電磁波空間場控制以達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用目的成了一個(gè)關(guān)鍵性的問題。電磁波傳播控制方法主要包括:天線及天線陣列技術(shù)、超材料技術(shù)、時(shí)間反演技術(shù)。天線及天線陣列技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)場方向圖的控制,而且要解決特定的空間場控制問題,需要天線陣列技術(shù)繁瑣的優(yōu)化過程;超材料技術(shù)受限于工作原理,只能實(shí)現(xiàn)對(duì)窄帶電磁波的傳播控制,而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不靈活,不具備普適性;而時(shí)間反演技術(shù)借助時(shí)間反演電磁波的空時(shí)聚焦特性和自適應(yīng)傳輸能力,可以簡單地實(shí)現(xiàn)對(duì)寬帶電磁波空間場的控制。因此,本論文將基于時(shí)間反演技術(shù),研究電磁波空間場的控制算法,主要內(nèi)容包括三部分:首先,通過對(duì)電磁場惟一性定理和時(shí)間反演電磁波空時(shí)聚焦特性的理論分析,介紹了一種寬帶電磁波空間場的控制方法。其次,基于上述原理,提出了一種基于格林函數(shù)的電磁波空間場分布控制算法,利用該算法對(duì)單點(diǎn)聚焦場的影響因素進(jìn)行了分析,進(jìn)一步通過仿真實(shí)現(xiàn)了線狀近似均勻分布的聚焦場控制。最后,在時(shí)間反演技術(shù)基礎(chǔ)上,提出了一種電磁波聚焦場的聚焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制算法,通過數(shù)值仿真分別在自由空間和半封閉金屬腔中驗(yàn)證了該算法的有效性,同時(shí),通過仿真結(jié)果分析了該方法的準(zhǔn)確性,進(jìn)一步通過后者的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的可實(shí)現(xiàn)性。
[Abstract]:With the development of wireless technology, the application of electromagnetic wave in daily life is increasing. Besides wireless communication, remote sensing, target tracking and other traditional applications, in recent years, electromagnetic wave has also been applied in medical treatment, industry and agriculture, and some basic disciplines. These are closely related to electromagnetic wave propagation control. Electromagnetic wave propagation control has always been a subject of great concern in the field of electromagnetism, among which, how to effectively control the electromagnetic wave space field to achieve the expected purpose of application has become a key problem. Electromagnetic wave propagation control methods mainly include antenna and antenna array technology, metamaterial technology, time inversion technology. Antenna and antenna array technology can only control the far-field pattern, and the complex optimization process of antenna array technology is needed to solve the problem of special spatial field control. The technology of metamaterials is limited by the principle of work, it can only control the propagation of narrow-band electromagnetic wave, and the structure design is not flexible and universal. Time inversion technology can easily control the spatial field of broadband electromagnetic wave by using the space-time focusing characteristic and adaptive transmission ability of time inversion electromagnetic wave. Therefore, this paper will study the control algorithm of electromagnetic wave space field based on time inversion technology. The main contents are as follows: firstly, through the theoretical analysis of the uniqueness theorem of electromagnetic field and the space-time focusing characteristic of time inversion electromagnetic wave, This paper introduces a control method of wide band electromagnetic wave space field. Secondly, based on the above principle, a control algorithm of electromagnetic wave spatial field distribution based on Green's function is proposed, and the influence factors of single point focusing field are analyzed by using this algorithm. Furthermore, the focused field control with linear and uniform distribution is realized by simulation. Finally, on the basis of time inversion technology, a focus motion control algorithm of electromagnetic wave focusing field is proposed. The effectiveness of the algorithm is verified by numerical simulation in free space and semi-closed metal cavity, respectively. The accuracy of the method is analyzed by the simulation results, and the realizability of the algorithm is further verified by the experiments of the latter.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN011

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10 張光e，

本文編號(hào)：2419805