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时间反演电磁波在金属丝阵列媒质中的超分辨率聚焦

周洪澄 王秉中 丁帅 欧海燕

时间反演电磁波在金属丝阵列媒质中的超分辨率聚焦

周洪澄, 王秉中, 丁帅, 欧海燕
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  • 本文利用一种已有的金属丝阵列结构, 验证了时间反演技术的时空聚焦特性, 并证明了在该阵列结构中, 时间反演电磁波具有超分辨率聚焦特性. 利用金属丝阵列能为凋落波提供传播渠道这一特性, 通过改变信号对时间反演镜的激励方式, 得到了多种亚波长异地成像的仿真结果. 本文的分析和仿真结果证实了利用时间反演技术, 可以采用传统的材料和设备, 在远场实现超分辨率聚焦成像, 并能在多个位置实现对源信号的提取和分析.
    • 基金项目: 博士点基金 (批准号: 20100185110021, 20120185130001) 和国家自然科学基金 (批准号: 61071031, 61107018) 资助的课题.
    [1]

    Lerosey G, Rosny J, Tourin A, Derode A, Montaldo G, Fink M 2004 Phys. Rev. Lett. 92 1

    [2]

    Ding S, Wang B Z, Ge G D, Wang D 2011 Acta Phys. Sin. 60 104101 (in Chinese) [丁帅, 王秉中, 葛广顶, 王多 2011 物理学报 60 104101]

    [3]

    Rosny J, Fink M 2007 Phys. Rev. A 76 1

    [4]

    Lerosey G, Rosny J, Tourin A, Fink M 2007 Science 315 1120

    [5]

    Ge G D, Wang B Z, Huang H Y, Zheng G 2009 Acta Phys. Sin. 58 8249 (in Chinese) [葛广顶, 王秉中, 黄海燕, 郑罡 2009 物理学报 58 8249]

    [6]

    Chen Y M, Wang B Z, Ge G D 2012 Acta Phys. Sin. 61 024101 (in Chinese) [陈英明, 王秉中, 葛广顶 2012 物理学报 61 024101]

    [7]

    Chen Y M, Wang B Z 2012 Chin. Phys. B 21

    [8]

    Zhang Z M, Wang B Z, Ge G D 2012 Acta Phys. Sin. 61 098401 (in Chinese) [章志敏, 王秉中, 葛广顶 2012 物理学报 61 098401]

    [9]

    Liu X F, Wang B Z, Xiao S, Deng J 2008 Progress in Electromagnetics Research, PIER 79 401

    [10]

    Liu X F, Wang B Z, Xiao S, Lai S 2010 IEEE Trans. Antennas Propag. 58 1731

    [11]

    Liu X F, Wang B Z, Li L 2009 IEEE Antennas and Wireless Propag. Letters 9 1429

    [12]

    Malyuskin O, Fusco V 2010 IEEE Trans. Antennas Propagat. 58 2884

    [13]

    Malyuskin O, Fusco V 2010 IEEE Trans. Antennas Propagat. 58 459

    [14]

    Malyuskin O, Fusco V 2010 Proc. URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. Berlin 2010 p235

    [15]

    Pendry J B 2010 Phys. Rev. Lett. 85 3966

    [16]

    Ge G D, Wang B Z, Wang D, Zhao D, Ding S 2011 IEEE Trans. Antennas Propagat. 59 4345

    [17]

    Ge G D, Wang D, Wang B Z 2011 Progress In Electromagnetics Research 114 429

    [18]

    Ge G D, Zang R, Wang D, Ding S, Wang B Z 2011 IET Electronics Letters 47 901

    [19]

    Belov P A, Silveirinha M G 2006 Phys. Rev. 73 056607

    [20]

    Ding S, Wang B Z, Ge G D 2010 Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), International Conference on p1160

    [21]

    Belov P A, Marques R, Maslovski S, Nefedov I, Silverinha M, Simovski C, Tretyakov S 2003 Phys. Rev. B 67 113103

  • [1]

    Lerosey G, Rosny J, Tourin A, Derode A, Montaldo G, Fink M 2004 Phys. Rev. Lett. 92 1

    [2]

    Ding S, Wang B Z, Ge G D, Wang D 2011 Acta Phys. Sin. 60 104101 (in Chinese) [丁帅, 王秉中, 葛广顶, 王多 2011 物理学报 60 104101]

    [3]

    Rosny J, Fink M 2007 Phys. Rev. A 76 1

    [4]

    Lerosey G, Rosny J, Tourin A, Fink M 2007 Science 315 1120

    [5]

    Ge G D, Wang B Z, Huang H Y, Zheng G 2009 Acta Phys. Sin. 58 8249 (in Chinese) [葛广顶, 王秉中, 黄海燕, 郑罡 2009 物理学报 58 8249]

    [6]

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    [7]

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    [8]

    Zhang Z M, Wang B Z, Ge G D 2012 Acta Phys. Sin. 61 098401 (in Chinese) [章志敏, 王秉中, 葛广顶 2012 物理学报 61 098401]

    [9]

    Liu X F, Wang B Z, Xiao S, Deng J 2008 Progress in Electromagnetics Research, PIER 79 401

    [10]

    Liu X F, Wang B Z, Xiao S, Lai S 2010 IEEE Trans. Antennas Propag. 58 1731

    [11]

    Liu X F, Wang B Z, Li L 2009 IEEE Antennas and Wireless Propag. Letters 9 1429

    [12]

    Malyuskin O, Fusco V 2010 IEEE Trans. Antennas Propagat. 58 2884

    [13]

    Malyuskin O, Fusco V 2010 IEEE Trans. Antennas Propagat. 58 459

    [14]

    Malyuskin O, Fusco V 2010 Proc. URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. Berlin 2010 p235

    [15]

    Pendry J B 2010 Phys. Rev. Lett. 85 3966

    [16]

    Ge G D, Wang B Z, Wang D, Zhao D, Ding S 2011 IEEE Trans. Antennas Propagat. 59 4345

    [17]

    Ge G D, Wang D, Wang B Z 2011 Progress In Electromagnetics Research 114 429

    [18]

    Ge G D, Zang R, Wang D, Ding S, Wang B Z 2011 IET Electronics Letters 47 901

    [19]

    Belov P A, Silveirinha M G 2006 Phys. Rev. 73 056607

    [20]

    Ding S, Wang B Z, Ge G D 2010 Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), International Conference on p1160

    [21]

    Belov P A, Marques R, Maslovski S, Nefedov I, Silverinha M, Simovski C, Tretyakov S 2003 Phys. Rev. B 67 113103

  • [1] 章志敏, 王秉中, 葛广顶, 梁木生, 丁帅. 亚波长金属线阵中一维时间反演电磁波的聚焦机理研究. 物理学报, 2012, 61(9): 098401. doi: 10.7498/aps.61.098401
    [2] 陈英明, 王秉中, 葛广顶. 微波时间反演系统的空间超分辨率机理. 物理学报, 2012, 61(2): 024101. doi: 10.7498/aps.61.024101
    [3] 龚志双, 王秉中, 王任, 臧锐, 王晓华. 基于光栅结构的远场时间反演亚波长源成像. 物理学报, 2017, 66(4): 044101. doi: 10.7498/aps.66.044101
    [4] 章志敏, 王秉中, 葛广顶. 一种用于时间反演通信的亚波长天线阵列设计. 物理学报, 2012, 61(5): 058402. doi: 10.7498/aps.61.058402
    [5] 梁木生, 王秉中, 章志敏, 丁帅, 臧锐. 基于远场时间反演的亚波长天线阵列研究. 物理学报, 2013, 62(5): 058401. doi: 10.7498/aps.62.058401
    [6] 陈秋菊, 姜秋喜, 曾芳玲, 宋长宝. 基于时间反演电磁波的稀疏阵列单频信号空间功率合成. 物理学报, 2015, 64(20): 204101. doi: 10.7498/aps.64.204101
    [7] 丁帅, 王秉中, 葛广顶, 王多, 赵德双. 基于时间透镜原理实现微波信号时间反演. 物理学报, 2012, 61(6): 064101. doi: 10.7498/aps.61.064101
    [8] 冯菊, 廖成, 张青洪, 盛楠, 周海京. 蒸发波导中的时间反演抛物方程定位法. 物理学报, 2014, 63(13): 134101. doi: 10.7498/aps.63.134101
    [9] 朱江, 王雁, 杨甜. 无线多径信道中基于时间反演的物理层安全传输机制. 物理学报, 2018, 67(5): 050201. doi: 10.7498/aps.67.20172134
    [10] 张洪波, 张希仁. 用于实现散射介质中时间反演的数字相位共轭的相干性. 物理学报, 2018, 67(5): 054201. doi: 10.7498/aps.67.20172308
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-29
  • 修回日期:  2013-02-22
  • 刊出日期:  2013-06-05

时间反演电磁波在金属丝阵列媒质中的超分辨率聚焦

  • 1. 电子科技大学应用物理研究所, 成都 610054
    基金项目: 

    博士点基金 (批准号: 20100185110021, 20120185130001) 和国家自然科学基金 (批准号: 61071031, 61107018) 资助的课题.

摘要: 本文利用一种已有的金属丝阵列结构, 验证了时间反演技术的时空聚焦特性, 并证明了在该阵列结构中, 时间反演电磁波具有超分辨率聚焦特性. 利用金属丝阵列能为凋落波提供传播渠道这一特性, 通过改变信号对时间反演镜的激励方式, 得到了多种亚波长异地成像的仿真结果. 本文的分析和仿真结果证实了利用时间反演技术, 可以采用传统的材料和设备, 在远场实现超分辨率聚焦成像, 并能在多个位置实现对源信号的提取和分析.

English Abstract

参考文献 (21)

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