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亚波长金属线阵中一维时间反演电磁波的聚焦机理研究

章志敏 王秉中 葛广顶 梁木生 丁帅

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亚波长金属线阵中一维时间反演电磁波的聚焦机理研究

章志敏, 王秉中, 葛广顶, 梁木生, 丁帅

Research on the focusing mechanism of one dimensional time reversal EM wave in sub-wavelength metal wire array

Zhang Zhi-Min, Wang Bing-Zhong, Ge Guang-Ding, Liang Mu-Sheng, Ding Shuai
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  • 基于周期金属线阵的等效电介质模型, 并使用传输线理论方法, 得到了金属线阵中时间反演电磁波的解析表达式. 接着, 在等效电介质模型的适用范围内, 讨论了金属线半径、金属线阵周期、金属线阵周期数对时间反演电磁波聚焦的影响. 从而在理论上证实, 这种结构可以实现远场时间反演电磁波聚焦, 同时, 也为时间反演技术提供了工程参考.
    Based on the equivalent dielectric model of the periodic metal wire array, the analytical expression of time reversal EM wave in the metal wire array is derived using transmission line method. Then, the influence of metal wire radius, metal wire array period and the amount of layers on time reversal EM wave focusing property is discussed within the equivalent dielectric model. This structure can be used to focus time reversal EM wave in the far field, at the same time, it provides an engineering reference for time reversal technique.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61071031),博士点基金(批准号: 20100185110021),中央高校基本科研业务费项目(批准号: E022050205)和淮北师范大学青年科研项目(批准号: 2012xq41) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61071031), Ph.d. Program Foundation of Ministry of Education of China (Grant No. 20100185110021), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. E022050205), and the Scientific Research Foundation for Young Scientist of Huaibei Normal University, China (Grant No. 2012xq41).
    [1]

    Xiao S Q, Chen J, Wang B Z, Liu X F 2007 Progress in Electromagnetics Research 77 329

    [2]

    Guo N, Sadler BM, Qiu R C 2007 IEEE Trans. Wireless Commun. 6 4221

    [3]

    Song H C, Hodgkiss W S, Kuperman W A, Akal T, Stevenson M 2007 IEEE Journall of Oceanic Engineering 32 915

    [4]

    Jin Y, Moura J M F 2009 IEEE Trans. Signal Processing 57 1396

    [5]

    Liu X F, Wang B Z, Li L W 2009 IEEE Antenna Wireless Propag. Lett. 8 1426

    [6]

    Jin Y, Moura J M F, O’donoughue N2010 IEEE J. Selected Topics in Signal Processing 4 210

    [7]

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

    [8]

    Wang D, Wang B Z, Ge G D, Chen S T, Tang M C 2011 Journal of Electromagnetic Waves and Applications 25 63

    [9]

    Davy M, Rosny J D, Fink M 2010Propagation and Remote Sensing 11 37

    [10]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Derode A, Montaldo G, Fink M 2004 Phys. Rev. Lett. 92 193904

    [11]

    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]

    [12]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Derode A, Fink M 2006 Appl. Phys. Lett. 88 154101

    [13]

    Rosny J D, Fink M 2007 Phys. Rev. A 92 1

    [14]

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

    [15]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Fink M 2007 Science 315 1119

    [16]

    Pendry J B 2008 Science 322 71

    [17]

    Lemoult F, Lerosey G, Rosny J D, Fink M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 203901

    [18]

    Ding S, Wang B Z, Ge G D, Wang D, Zheng G, Liu X 2010 ICMMT chengdu 11 60

    [19]

    Mudry E, Moal E L, Ferrand P, Chaumet P C, Sentenac A 2010 Phys. Rev. Lett. 92 193904

    [20]

    Katko A R, Gu Shi, Barrett J P, Popa B I, Shvets G, Cummer S A 2010 Phys. Rev. Lett. 105 123905

    [21]

    Glasgow S A 2010 Phys. Rev. E 82 011115

    [22]

    Sivan Y, Pendry J B 2011 Phys. Rev. A 84 033822

    [23]

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

    [24]

    Ge G D, Wang B Z, Wang D 2011 IEEE Trans. on Antennas Propag. 59 4345

    [25]

    Ge G D, Zhang R, Wang D, Wang B Z 2011 IET Electronics Letters 47 901

    [26]

    Maslovski S I, Tretyakov S A, Belov P A 2002 Microwave and Optical Technology Letters 35 47

    [27]

    Chen K S 2007 Electromagnetic Fields and Waves (Beijing: Higher Education Press) p251 (in Chinese)[陈抗生 2007 电磁场与电磁波 (北京: 高等教育出版社) 第251页]

  • [1]

    Xiao S Q, Chen J, Wang B Z, Liu X F 2007 Progress in Electromagnetics Research 77 329

    [2]

    Guo N, Sadler BM, Qiu R C 2007 IEEE Trans. Wireless Commun. 6 4221

    [3]

    Song H C, Hodgkiss W S, Kuperman W A, Akal T, Stevenson M 2007 IEEE Journall of Oceanic Engineering 32 915

    [4]

    Jin Y, Moura J M F 2009 IEEE Trans. Signal Processing 57 1396

    [5]

    Liu X F, Wang B Z, Li L W 2009 IEEE Antenna Wireless Propag. Lett. 8 1426

    [6]

    Jin Y, Moura J M F, O’donoughue N2010 IEEE J. Selected Topics in Signal Processing 4 210

    [7]

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

    [8]

    Wang D, Wang B Z, Ge G D, Chen S T, Tang M C 2011 Journal of Electromagnetic Waves and Applications 25 63

    [9]

    Davy M, Rosny J D, Fink M 2010Propagation and Remote Sensing 11 37

    [10]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Derode A, Montaldo G, Fink M 2004 Phys. Rev. Lett. 92 193904

    [11]

    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]

    [12]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Derode A, Fink M 2006 Appl. Phys. Lett. 88 154101

    [13]

    Rosny J D, Fink M 2007 Phys. Rev. A 92 1

    [14]

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

    [15]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Fink M 2007 Science 315 1119

    [16]

    Pendry J B 2008 Science 322 71

    [17]

    Lemoult F, Lerosey G, Rosny J D, Fink M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 203901

    [18]

    Ding S, Wang B Z, Ge G D, Wang D, Zheng G, Liu X 2010 ICMMT chengdu 11 60

    [19]

    Mudry E, Moal E L, Ferrand P, Chaumet P C, Sentenac A 2010 Phys. Rev. Lett. 92 193904

    [20]

    Katko A R, Gu Shi, Barrett J P, Popa B I, Shvets G, Cummer S A 2010 Phys. Rev. Lett. 105 123905

    [21]

    Glasgow S A 2010 Phys. Rev. E 82 011115

    [22]

    Sivan Y, Pendry J B 2011 Phys. Rev. A 84 033822

    [23]

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

    [24]

    Ge G D, Wang B Z, Wang D 2011 IEEE Trans. on Antennas Propag. 59 4345

    [25]

    Ge G D, Zhang R, Wang D, Wang B Z 2011 IET Electronics Letters 47 901

    [26]

    Maslovski S I, Tretyakov S A, Belov P A 2002 Microwave and Optical Technology Letters 35 47

    [27]

    Chen K S 2007 Electromagnetic Fields and Waves (Beijing: Higher Education Press) p251 (in Chinese)[陈抗生 2007 电磁场与电磁波 (北京: 高等教育出版社) 第251页]

  • [1] 陈传升, 王秉中, 王任. 基于时间反演技术的电磁器件端口场与内部场转换方法. 物理学报, 2021, 70(7): 070201. doi: 10.7498/aps.70.20201682
    [2] 院琳, 杨雪松, 王秉中. 基于经验知识遗传算法优化的神经网络模型实现时间反演信道预测. 物理学报, 2019, 68(17): 170503. doi: 10.7498/aps.68.20190327
    [3] 秦康, 袁列荣, 谭骏, 彭胜, 王前进, 张学进, 陆延青, 朱永元. 金属亚波长结构的表面增强拉曼散射. 物理学报, 2019, 68(14): 147401. doi: 10.7498/aps.68.20190458
    [4] 龚志双, 王秉中, 王任. 亚波长间距理想导体球阵列近区时间反演电磁场的快速求解. 物理学报, 2018, 67(8): 084101. doi: 10.7498/aps.67.20172508
    [5] 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
    [6] 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
    [7] 马晓亮, 李雄, 郭迎辉, 赵泽宇, 罗先刚. 超构天线:原理、器件与应用. 物理学报, 2017, 66(14): 147802. doi: 10.7498/aps.66.147802
    [8] 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
    [9] 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
    [10] 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
    [11] 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. 物理学报, 2013, 62(11): 114101. doi: 10.7498/aps.62.114101
    [12] 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
    [13] 赵德双, 岳文君, 余敏, 张升学. 时间反演脉冲电磁波在双负材料中传播特性研究. 物理学报, 2012, 61(7): 074102. doi: 10.7498/aps.61.074102
    [14] 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
    [15] 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
    [16] 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
    [17] 康果果, 谭峤峰, 陈伟力, 李群庆, 金伟其, 金国藩. 亚波长金属线栅的设计、制备及偏振成像实验研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014218. doi: 10.7498/aps.60.014218
    [18] 李敏, 张志友, 石莎, 杜惊雷. 亚波长金属聚焦透镜结构参数的优化与分析. 物理学报, 2010, 59(2): 958-963. doi: 10.7498/aps.59.958
    [19] 褚庆昕, 龚建强. TE10矩形波导中填充金属线阵和铁氧体合成的新型左手媒质. 物理学报, 2008, 57(5): 2925-2929. doi: 10.7498/aps.57.2925
    [20] 张锦龙, 刘 旭, 厉以宇, 李明宇, 顾培夫. 一维金属-介质周期结构的自准直特性和亚波长成像. 物理学报, 2007, 56(10): 6075-6079. doi: 10.7498/aps.56.6075
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-22
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

亚波长金属线阵中一维时间反演电磁波的聚焦机理研究

  • 1. 电子科技大学应用物理研究所, 成都 610054;
  • 2. 淮北师范大学物理与电子信息学院, 淮北 235000
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61071031),博士点基金(批准号: 20100185110021),中央高校基本科研业务费项目(批准号: E022050205)和淮北师范大学青年科研项目(批准号: 2012xq41) 资助的课题.

摘要: 基于周期金属线阵的等效电介质模型, 并使用传输线理论方法, 得到了金属线阵中时间反演电磁波的解析表达式. 接着, 在等效电介质模型的适用范围内, 讨论了金属线半径、金属线阵周期、金属线阵周期数对时间反演电磁波聚焦的影响. 从而在理论上证实, 这种结构可以实现远场时间反演电磁波聚焦, 同时, 也为时间反演技术提供了工程参考.

English Abstract

参考文献 (27)

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