王志鹏 王秉中 刘金品 王任

(电子科技大学应用物理研究所,成都 610054)

本文提出一种基于全介电微散射体的散射阵列结构逆向设计方法,用以实现散射电场强度整形.该方法基于空域傅里叶变换与角谱变换,从给定目标区域处期望实现的散射场强分布出发,逆向求得所需的感应源,再利用电磁感应源理论,逆向设计微散射体阵列,且只需通过解析计算便能够快速地求取出微散射体阵列的电磁参数值分布.基于提出的逆向设计方法,文中提供了三维情况下的具体算例,实现了给定方形面目标区域的散射场强整形.理论计算结果与全波仿真结果符合良好,表明本文提出的逆向设计方法具有可行性与有效性.

1 引 言

灵活控制物理场,使其在空间中聚焦或呈现某种形状在诸多领域中具有重大意义以及潜在应用价值,如无损检测、通信、医疗、无线功率传输等.最早在声学领域中,利用时间反演(time-reversal,TR)技术[1]、声学相控阵技术[2-5]等方法对空间中声场进行聚焦及整形.近年来对电磁场在空间中的控制、整形引起了学者们的广泛研究,并取得一系列的重要成果.

对电磁辐射场的控制可以分为近场和远场两类： 近场聚焦天线利用相位共轭原理将天线辐射的电磁场聚焦在天线近场区域中的某个点[6-8]； 采用相控阵及天线阵列技术可以对远场进行调控整形[9,10].在最近的文献报道中,TR场整形技术[11,12]、多目标最优约束功率方法[13]和优化的多目标TR技……