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

doi:10.7498/aps.62.114101

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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.

关键词:

作者及机构信息

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.

参考文献

[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

施引文献

[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]	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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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.

收稿日期: 2012-11-29

修回日期: 2013-02-22

刊出日期: 2013-06-05

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.

关键词:

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参考文献 (21)

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