本文關(guān)鍵詞：微波時(shí)間反演系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：時(shí)間反演技術(shù)早期在聲學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,近年來(lái)被引入到電磁學(xué)領(lǐng)域。時(shí)間反演電磁波的時(shí)空同步聚焦特性在微波通信或雷達(dá)系統(tǒng)中擁有潛在的應(yīng)用,因此時(shí)間反演技術(shù)愈來(lái)愈受到電磁學(xué)研究者的關(guān)注。本學(xué)位論文以微波時(shí)間反演系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)為研究課題,重點(diǎn)研究了基于模擬信號(hào)處理技術(shù)的微波時(shí)間反演鏡系統(tǒng)、基于微波時(shí)間反演聚焦的多天線陣列系統(tǒng)、基于時(shí)間反演技術(shù)的源成像系統(tǒng)及這些系統(tǒng)的物理機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù),主要研究?jī)?nèi)容分為三部分。第一部分對(duì)基于模擬信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)微波時(shí)間反演鏡的系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先,對(duì)采用啁啾變換原理實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)時(shí)間反演的系統(tǒng)方案進(jìn)行了理論分析、仿真模擬及測(cè)試驗(yàn)證。對(duì)系統(tǒng)中各器件的工作帶寬與信號(hào)時(shí)寬進(jìn)行了分析;對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵模塊和器件設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論,研制出兩種工作在反射模式的微波寬帶啁啾色散延遲線;搭建起微波時(shí)間反演測(cè)試系統(tǒng),最終獲得兩個(gè)2ns三角波的時(shí)間反演實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次,對(duì)利用時(shí)間透鏡原理實(shí)現(xiàn)微波時(shí)間反演鏡的系統(tǒng)方案進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬。推導(dǎo)得到兩組時(shí)間反演條件,均通過(guò)仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果與理論分析基本吻合;通過(guò)該系統(tǒng)獲得了6ns三角波的時(shí)間反演仿真結(jié)果,并與基于啁啾變換原理實(shí)現(xiàn)微波時(shí)間反演鏡的系統(tǒng)方案進(jìn)行了對(duì)比。第二部分對(duì)基于微波時(shí)間反演聚焦的多天線陣列系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先,設(shè)計(jì)出兩種頻帶寬、結(jié)構(gòu)緊湊、基于微波時(shí)間反演技術(shù)的亞波長(zhǎng)天線陣列。每一種陣列由四個(gè)平面單極子天線單元組成,每個(gè)單元的輻射貼片和地板均刻蝕微結(jié)構(gòu),通過(guò)仿真研究了刻蝕的單元天線輻射特性;采用信道理論對(duì)系統(tǒng)聚焦特性進(jìn)行了分析;通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,證明了這兩種天線陣列均可獲得遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)間反演超分辨聚焦效果。其次,提出了一種簡(jiǎn)化的、采用色散饋電技術(shù)的脈沖整形網(wǎng)絡(luò)。利用一段啁啾色散延遲線兩個(gè)端口所分別對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信道近似獨(dú)立特性,進(jìn)行預(yù)失真饋電設(shè)計(jì);采用該網(wǎng)絡(luò)搭建、分析和測(cè)試了兩套具有不同接收部分的微波時(shí)間反演系統(tǒng),第一套系統(tǒng)包含一個(gè)1?2亞波長(zhǎng)天線陣列作為接收陣列,而第二套系統(tǒng)僅有一個(gè)接收天線,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了時(shí)間反演電磁波在這兩套系統(tǒng)的目標(biāo)輸出端口均可很好聚焦,其中,在第一套系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)間反演超分辨聚焦。第三部分對(duì)基于時(shí)間反演技術(shù)的源成像系統(tǒng)進(jìn)行了研究。針對(duì)微波時(shí)間反演技術(shù)的應(yīng)用潛力,建立了兩種時(shí)間反演源成像系統(tǒng)模型。第一種系統(tǒng)將時(shí)間反演鏡擺放在金屬腔外,對(duì)開(kāi)孔矩形金屬腔內(nèi)的時(shí)間反演電磁波聚焦特性進(jìn)行了理論分析和仿真研究。采用信道理論,分析了時(shí)間反演聚焦和鏡像聚焦現(xiàn)象,并提出了散射體加載、開(kāi)孔位置調(diào)整兩種有效消除鏡像聚焦現(xiàn)象的方案。第二種系統(tǒng)對(duì)微細(xì)金屬絲陣列中的時(shí)間反演電磁波聚焦特性進(jìn)行了仿真研究。分別建立單天線和雙天線兩種模型,通過(guò)旋轉(zhuǎn)整個(gè)微細(xì)金屬絲陣列,分析和討論了時(shí)間反演信號(hào)在源天線處的聚焦效果;此外,利用單天線模型,分別研究了時(shí)間反演信號(hào)電壓幅度和時(shí)間長(zhǎng)度的適當(dāng)調(diào)整對(duì)最終時(shí)間反演聚焦結(jié)果的影響。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)間反演 微波系統(tǒng) 時(shí)間反演鏡 超分辨率 聚焦
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN015
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 時(shí)間反演系統(tǒng)的研究進(jìn)展12-23
• 1.2.1 時(shí)間反演鏡系統(tǒng)研究進(jìn)展12-15
• 1.2.2 時(shí)間反演多天線陣列系統(tǒng)研究進(jìn)展15-21
• 1.2.3 微波時(shí)間反演應(yīng)用系統(tǒng)研究進(jìn)展21-23
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新23
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排23-25
• 第二章 基于模擬信號(hào)處理技術(shù)的微波時(shí)間反演鏡系統(tǒng)25-55
• 2.1 基于啁啾變換原理實(shí)現(xiàn)時(shí)間反演鏡25-47
• 2.1.1 Chirp變換原理25-27
• 2.1.2 數(shù)值仿真模擬27-36
• 2.1.3 關(guān)鍵器件和模塊設(shè)計(jì)36-44
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-47
• 2.2 基于時(shí)間透鏡原理實(shí)現(xiàn)時(shí)間反演鏡47-54
• 2.2.1 原理框圖47-48
• 2.2.2 時(shí)間反演條件48-51
• 2.2.3 信號(hào)帶寬與時(shí)寬51-52
• 2.2.4 數(shù)值仿真與分析52-54
• 2.3 本章小結(jié)54-55
• 第三章 基于微波時(shí)間反演聚焦的多天線陣列系統(tǒng)55-84
• 3.1 基于時(shí)間反演超分辨的亞波長(zhǎng)天線陣列研究55-68
• 3.1.1 理論分析56-58
• 3.1.2 單元天線設(shè)計(jì)與仿真58-62
• 3.1.3 時(shí)間反演聚焦實(shí)驗(yàn)62-64
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析64-68
• 3.2 用于時(shí)間反演聚焦的脈沖整形網(wǎng)絡(luò)研究68-83
• 3.2.1 脈沖整形系統(tǒng)搭建69-72
• 3.2.2 信號(hào)流圖分析72-75
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證75-79
• 3.2.4 比較與討論79-83
• 3.3 本章小結(jié)83-84
• 第四章 基于時(shí)間反演的源成像系統(tǒng)84-109
• 4.1 開(kāi)孔矩形金屬腔內(nèi)的時(shí)間反演電磁波特性84-94
• 4.1.1 系統(tǒng)搭建84-85
• 4.1.2 信道理論分析85-87
• 4.1.3 仿真驗(yàn)證87-94
• 4.2 微細(xì)金屬絲陣列中的時(shí)間反演電磁波特性94-100
• 4.2.1 單天線模型94-96
• 4.2.2 雙天線模型96-100
• 4.3 時(shí)間反演信號(hào)參數(shù)變化對(duì)時(shí)間反演聚焦的影響100-108
• 4.4 本章小結(jié)108-109
• 第五章 全文總結(jié)與展望109-111
• 5.1 全文總結(jié)109-110
• 5.2 后續(xù)工作展望110-111
• 致謝111-112
• 參考文獻(xiàn)112-120
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的成果120-121

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 丁帥;王秉中;葛廣頂;王多;趙德雙;;基于時(shí)間透鏡原理實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)時(shí)間反演[J];物理學(xué)報(bào);2012年06期

  本文關(guān)鍵詞：微波時(shí)間反演系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：354700