基于时间反演电磁波传输的空间电磁场赋形产生方法

摘要

该发明公开了一种基于时间反演电磁波传输的空间电磁场赋形产生方法，该方法基于时间反演电磁理论，借助时间反演电磁波的空时聚焦原理，将电磁波聚焦成特定几何形状，进而实现预期的空间电磁场强度分布图形。空间电磁场赋形不同于空间点聚焦以及天线波束赋形，它不局限于将能量以聚焦于一个点或者某一个传播方向，而是在空间区域内使电磁波的能量能够在一个特定形状的位置聚焦，形成一个特定的赋形电磁场，相当于是不同电磁波从不同方向传播，最终在空间预期位置形状内达到能量的聚焦，形成一个赋形电磁场。本发明利用时间反演电磁波传输方法，可以简单、方便地得到一个预期赋形电磁场。

主权项

一种基于时间反演电磁波传输的空间电磁场赋形产生方法，包括以下步骤：步骤一：在预期的赋形场所在区域，利用全向性天线，构建一个“赋形场天线阵”作为发射阵列，此阵列的几何部署与预期赋形场的形状保持相同；步骤二：在赋形场区域外围，利用相同的全向性天线，以“赋形场天线阵”作为中心，距其边缘阵元天线一定的空间距离，构建一个包围或半包围“赋形场天线阵”的“时间反演天线阵”作为接收阵列，用于记录“赋形场天线阵”发射过来的电磁信号；步骤三：采用相同的激励信号对“赋形场天线阵”所有阵元进行同步激励，产生电磁辐射信号；步骤四：利用“时间反演天线阵”对“赋形场天线阵”辐射出的电磁波信号进行接收和采集，并记录下各阵元接收到的信号；步骤五：利用计算机将步骤四接收到的每个信号均做时间反演处理，即在时间轴上做翻转或镜像操作，得到各阵元对应的时间反演信号；步骤六：移除“赋形场天线阵”，设置场观察器，用来观察在步骤八中时间反演信号产生的空间电磁场分布；步骤七：将步骤五所得到的时间反演信号，同步馈入到对应的“时间反演天线阵”的每个阵元，作为“时间反演天线阵”的激励信号；步骤八：将步骤七激励信号辐射出去，即可在“赋形场天线阵”所在空间位置上产生与预期形状一致的赋形电磁场，此赋形场的空间几何图案由步骤五中的场观察器进行探测。