陆希成 邱扬† 田锦 汪海波 江凌 陈鑫3)

1) (西安电子科技大学机电工程学院,西安 710071)

2) (西北核技术研究院,西安 710024)

3) (中国工程物理研究院电子工程研究所,绵阳 621999)

基于时间反演腔的电磁波时间反演技术在许多方面有着潜在的应用,如脉冲压缩、功率合成、微扰探测、波束成形等.其中,时间反演腔通常采用具有多径传输特征的微波混沌腔.利用衍射理论,虽然可以证明这类腔体在时间反演过程中具有时空聚焦特性并可用于脉冲压缩,但是它不能用于分析腔体的反演性能.为了得到一个合适的分析方法并可用于指导时间反演腔设计,本文基于信道理论,分析电磁波传播的散射、扩散和衰减特性,构建了时间反演腔的多径信道模型,并详细研究了路径之间的串扰特征,给出反演重构信号的时间旁瓣产生机理、时移特征以及对主瓣的干扰情况.另外,根据随机平面波假设,还分析了空间焦斑的分布特征.实际焦斑大小不但受限于衍射极限而且还与初始焦斑大小有关.这些理论分析结果与实验和数值仿真结果基本一致.

1 引言

时间反演方法是将系统响应信号进行时间翻转后形成反演信号,然后再输入到系统中,并在初始位置重构出原始波形的一种方法,该方法具有时空同步聚焦特性.早在20世纪六七十年代,人们就提出了时间反演的概念[1],主要用于研究声波在时间和空间上的聚焦[2].在数学上,声波的传播方程与电磁波的传播方程……