時間反演電磁學（第二版）

目錄
**篇時間反演電磁學的背景和基礎
第1章緒論3
1.1電磁時間反演理論進展簡介5
1.2電磁時間反演實現進展簡介6
1.3電磁時間反演應用進展簡介7
1.3.1時間反演大容量無線通信7
1.3.2時間反演密集多端口陣列8
1.3.3時間反演自適應波束/場綜合8
1.3.4時間反演遠距離無線輸能9
1.3.5時間反演遠場雷達成像9
1.3.6時間反演超分辨率探測10
1.3.7時間反演智能電磁逆設計10
1.4本書內容導讀11
參考文獻12
第2章時變電磁場的基本理論16
2.1電磁場基本方程16
2.2場的輔助位函數表示法18
2.2.1Lorentz輔助位19
2.2.2用兩個標量位表示無源區(qū)的場21
2.2.3Hertz矢量位22
2.3場的積分表達式23
2.3.1無界空間中波動方程的積分形式解23
2.3.2有界空間中波動方程的積分形式解29
參考文獻31
第二篇時間反演電磁波的傳播特性
第3章時間反演電磁波的基本特性35
3.1時間反演解35
3.2時間反演腔36
3.2.1標量波動問題的時間反演腔36
3.2.2矢量波動問題的時間反演腔39
3.2.3矢量時間反演場的空間聚焦特性42
3.3時間反演鏡49
參考文獻51
習題52
第4章時間反演電磁波在腔體內的聚焦特性53
4.1邊界條件對時間反演電磁場空間聚焦模式的影響53
4.1.1矩形金屬腔中的時間反演多中心聚焦53
4.1.2平行板波導中時間反演電磁場的環(huán)狀連續(xù)聚焦57
4.2波導內的時間反演場62
4.2.1矩形波導內的TEm0模式的時間反演場62
4.2.2一端短路的矩形波導內的TEm0模式的時間反演場68
參考文獻72
第5章散射結構輔助的時間反演超分辨率聚焦73
5.1小金屬球散射場分析73
5.1.1偶極子源激勵情況散射場求解73
5.1.2單金屬散射體情況并矢格林函數分析84
5.1.3金屬球陣列情況并矢格林函數分析87
5.2小金屬球輔助的時間反演超分辨率聚焦89
5.2.1時間反演場超分辨率聚焦數值求解結果89
5.2.2小金屬球輔助的聚焦分辨率討論91
5.3金屬絲陣列輔助的時間反演遠場超分辨率聚焦95
5.3.1周期金屬絲陣列的模式轉換原理96
5.3.2平面金屬絲陣列輔助的遠場超分辨率聚焦100
5.3.3平面金屬絲陣列輔助的時間反演遠場聚焦實驗102
5.3.4加載金屬絲陣列的時間反演微結構天線104
5.4缺陷超表面輔助的時間反演遠場超分辨率聚焦105
5.4.1時間反演空間電磁場賦形105
5.4.2缺陷超表面輔助的時間反演超分辨率空間電磁場賦形107
參考文獻109
習題110
第三篇時間反演電磁波應用技術與應用系統(tǒng)
第6章時間反演信號的時域聚焦113
6.1從信道響應的角度看時間反演時域聚焦113
6.1.1時間反演多用戶系統(tǒng)的信道矩陣分析113
6.1.2亞波長間距一般天線陣列的時間反演時域聚焦115
6.1.3二次相位色散對亞波長陣列的影響117
6.2基于時間反演時域聚焦特性的密集多通道天線120
6.2.1色散分多址接入技術120
6.2.2色散延遲線加載的密集多通道天線122
6.3基于時間反演信號聚焦的時域匿跡通信系統(tǒng)125
參考文獻127
第7章時間反演超寬帶脈沖通信128
7.1超寬帶室內信道模型128
7.1.1IEEE802.15.3a超寬帶室內信道模型128
7.1.2確定信道模型131
7.2時間反演超寬帶脈沖通信系統(tǒng)仿真133
7.3時間反演超寬帶脈沖通信的功率優(yōu)化控制137
7.3.1時間反演信號和補償系數137
7.3.2確定信道下功率補償后的系統(tǒng)性能138
7.4后置時間反演MIMO超寬帶通信140
7.4.1后置時間反演MIMO超寬帶通信系統(tǒng)140
7.4.2后置時間反演MIMO超寬帶通信性能分析142
7.5室內超寬帶動態(tài)時間反演系統(tǒng)的魯棒性分析147
7.6時間反演超寬帶脈沖數據傳輸通信實驗151
7.6.1系統(tǒng)結構151
7.6.2編碼、調制與解調152
7.6.3信息傳輸實驗153
參考文獻154
第8章時間反演系統(tǒng)響應和時間反演算子156
8.1時間反演鏡的系統(tǒng)響應156
8.1.1回波模式的時間反演鏡156
8.1.2傳輸模式的時間反演鏡157
8.2標量波時間反演算子157
8.2.1時間反演算子及其特征值系統(tǒng)157
8.2.2迭代時間反演鏡法159
8.3電磁波時間反演算子161
8.3.1玻恩近似161
8.3.2回波模式時間反演算子163
8.3.3傳輸模式時間反演算子165
8.4多散射下的傳輸矩陣和時間反演算子166
參考文獻170
習題170
第9章時間反演成像算法171
9.1標量波時間反演算子分解法171
9.2電磁波時間反演算子分解法173
9.2.1回波模式特征值分析及偽譜定義173
9.2.2傳輸模式特征值分析及偽譜定義174
9.3標量波時間反演多信號分類法175
9.4電磁波時間反演多信號分類法179
9.4.1特征值系統(tǒng)和TR-MUSIC偽譜定義179
9.4.2擴展目標的TR-MUSIC探測與成像180
參考文獻186
第10章時間反演超分辨率成像與探測188
10.1光柵結構的散射場分析188
10.1.1p極化波189
10.1.2s極化波192
10.2光柵結構輔助的目標超分辨率成像194
10.2.1源目標成像194
10.2.2散射體目標成像198
10.3平面諧振微結構陣列輔助的拓展目標超分辨率成像203
10.4基于時間反演相位紋的亞波長擾動識別206
10.4.1時間反演時頻相位紋構建206
10.4.2基于時間反演時頻相位紋-神經網絡方法的亞波長物體識別與定位208
參考文獻210
習題210
第11章時間反演無線功率傳輸211
11.1時間反演定域功率傳輸211
11.2基于時間反演的大規(guī)模MIMO能量傳輸系統(tǒng)213
11.2.1基于時間反演的大規(guī)模MIMO能量傳輸系統(tǒng)結構213
11.2.2基于時間反演的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中功率平衡方案216
11.3基于時間反演的無線信能同傳技術218
11.3.1時間反演無線信能同傳理論218
11.3.2時間反演無線信能同傳系統(tǒng)仿真222
11.3.3時間反演無線信能同傳實驗系統(tǒng)225
參考文獻228
第12章時間反演波束/場綜合229
12.1時間反演電磁波的自適應方向回溯特性229
12.1.1時間反演波束綜合方法229
12.1.2時間反演綜合方法的波束特征230
12.1.3波束綜合算例233
12.2基于時間反演的波束畸變糾正235
12.2.1天線罩輻射波束指向角偏差縮小236
12.2.2天線罩輻射波束畸變糾正237
12.3基于時間反演的場綜合238
12.3.1時間反演-向量擬合場綜合方法原理238
12.3.2場綜合案例240
參考文獻241
第13章時間反演電磁器件逆設計243
13.1基于時間反演的電磁器件端口場與內部場轉換243
13.1.1電磁器件端口場與內部場的轉換理論243
13.1.2端口場與內部場轉換的案例驗證245
13.2基于時間反演初值加速拓撲優(yōu)化249
13.2.1介質導波器件拓撲優(yōu)化模型249
13.2.2基于時間反演的拓撲優(yōu)化初值求解方法250
13.2.3介質導波器件初值求解算例252
13.2.4時間反演初值加速拓撲優(yōu)化算例255
參考文獻258
第四篇時間反演電磁信號的產生
第14章電磁時間反演鏡的實現263
14.1基于數字信號處理技術實現電磁信號時間反演263
14.2基于時域成像原理實現電磁信號時間反演264
14.2.1時域成像原理264
14.2.2實現方案267
14.2.3實驗驗證269
14.3基于色散補償原理實現電磁信號時間反演271
14.3.1理論推導及反演條件271
14.3.2實驗驗證273
14.4基于瞬變介質實現電磁信號時間反演275
14.4.1空(時)不連續(xù)性界面處電磁散射的理論分析275
14.4.2瞬變介質數值仿真276
14.4.3基于時變傳輸線實現電磁信號波形時間反演278
參考文獻281
習題282