超宽带电磁时域翻转关键问题研究

本项目将从理论、仿真和实验角度深入研究超宽带电磁时域翻转中几个关键问题：1.超宽带电磁时域翻转频域设计方法的深入化研究，设计结构中非理想因素对时域翻转输出结果的影响研究，揭示非线性等非理想因素对最后的时域翻转时间和空间"聚焦"性的影响规律。2.超宽带天线阵列单元之间, 以及发射和接收端之间的电磁耦合对电磁时域翻转的作用研究，揭示其影响规律，为阵列设计研究打下基础。3.实际宽带阵列结构发射接收形式在复杂环境中的电磁时域翻转问题研究，揭示宽带天线阵列耦合在复杂多反射环境中对电磁时域翻转技术的影响规律。4.非理想频域电路结构与实际超宽带天线阵结构进行联合设计研究，给出非理想频域电路设计方案结合实际的宽带阵列天线，在复杂的电磁环境中，的整体性能分析。通过以上关键问题研究，为电磁时域翻转技术的宽带电磁通信及雷达探测设计打下坚实的基础。

通过该项目的支持：我们深入研究了电磁时间反演技术(time reversal)中的宽带化，小型化、多极化辐射终端设计；单元之间的耦合对反演技术的影响，及如何去耦合的多种设计方案；阵列在复杂电磁环境干扰问题；多天线宽带MIMO高性能电磁特性的优化分析和设计等方面。取得的进展及成果如下：(1) 采用电路结构与实际宽带天线相结合来分析time reversal技术在波束聚焦方面的研究，研究表明虽然宽带天线间具有一定的宽带非线性耦合性，但“聚焦”特性仍然较为明显。(2) 考虑在time reversal 的阵列的电磁耦合问题，可采用降低耦合方式来更为方便设置阵元位置，我们采用有效的电磁新结构进行降低天线间的互耦效应。 (3) 考虑目前time reversal在复杂环境中的相互干扰问题，我们在设计宽带辐射结构的同时引入了抗干扰因素，使辐射结构具有很强的单带或多带的陷波功能，达到复杂环境中脉冲波有效传输和反转。(4) 考虑time reversal更为实际的复杂的电磁环境，如大气、多系统干扰等，我们设计了多功能终端的同时，并设计多种性能的MIMO 阵列等，为更为实际的time reversal 技术在实际通信系统中应用打下重要基础。