一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备的制作方法

本实用新型涉及的是电磁波无损探测技术领域，特别涉及一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备。

背景技术：

电磁波透地探测方法是一种高分辨率高效的无损探测技术，其通过发射电磁脉冲波，利用地下介质电性参数的差异，根据回波的振幅、波形以及频率等运动学和动力学特征来分析和推断介质结构和物性特征，然而在实际使用时，由于介质的不均匀性、各项异性以及复杂环境下各种杂波干扰，传统的电磁波透地探测装置和方法会导致光束弯曲、聚焦点散焦，信号相差畸变、图像失真和模糊，对其回波信号的分析就变得困难。

因此，需要提出一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，适应空间聚焦特性，能有效抵抗复杂媒质或者多散射体环境引起的信号多径延迟衰减，并且能利用复杂媒质中的多径效应实现超分辨率成像。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题：提供一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，用以解决传统的电磁波透地探测装置和方法容易导致光束弯曲、聚焦点散焦、信号相差畸变、图像失真和模糊的问题。

本实用新型的技术方案：

一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，包括主控单元、发射单元、显示器以及若干个时间反转镜，所述的发射单元分别与显示器及主控单元连接，所述的若干个时间反转镜均与主控单元连接。

所述的发射单元为可移动发射天线。

所述的主控单元包括控制器和信号处理器，所述的控制器与信号处理器连接。

一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，探测方法包括以下步骤：

步骤1：主控单元控制发射单元向地下目标区域辐射电磁波信号；

步骤2：地下目标体反射电磁波信号以及杂波信号至各个时间反转镜；

步骤3：主控单元对时间反转镜接收的信号进行处理，去除杂波信号；

步骤4：各时间反转镜将接收的电磁波信号进行时域中的时间反转；

步骤5：时间反转后的信号按照原来的路径，返回至发射单元；

步骤6：主控单元对发射单元中经时间反转后的信号进行叠加，实现定位成像；

步骤7：发射单元将定位成像信号发送至显示器，显示器显示地下目标图像。

本实用新型的有益效果：提供一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，在各种不均匀介质中以及复杂环境下，探测光束不会发生弯曲，且光束可以实现自适应聚焦，同时，本实用新型在复杂环境中的多径效应能有效的提高探测成像的分辨率，确保图像准确清晰。

附图说明

图1为本实用新型结构连接示意图；

图2为本实用新型装置探测原理图。

具体实施方式

一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，包括主控单元、发射单元、显示器以及若干个时间反转镜，所述的发射单元分别与显示器及主控单元连接，所述的若干个时间反转镜均与主控单元连接。

所述的发射单元为可移动发射天线, 向地下目标辐射电磁波信号，并接收回传的成像信号，同时由控制单元控制回传辐射信号的叠加来定位成像。

所述时间反转镜，负责将每个时间反转镜上记录的信号分别进行时间反转，时间反转镜采用时间反转技术，是基于波动方程在无耗和时不变媒质中经过时间反转操作（对时域信号的逆序操作）后依然成立的特性得到的，其具体实现可分为两个阶段：第一阶段，即前向传播阶段，源辐射的信号或者散射体反射的信号被一个接收单元阵列记录；第二阶段，即后向传播阶段，每个接收单元上记录的信号分别进行时间反转，然后从接收阵列上将这些时间反转信号同时回传辐射至原空间媒质（即前向传播阶段所经过的媒质），根据互易定理，在辐射源或者散射体位置，时间反转信号将发生空间聚焦。时间反转信号的空间聚焦是指时间反转信号在没有任何对辐射源或者散射体的先验知识的情况下，会自适应的在辐射源或者散射体所在位置实现空间上的能量聚焦。

所述的显示器负责地下目标图像的显示。

所述的主控单元包括控制器和信号处理器，所述的控制器与信号处理器连接。

一种基于时间反转镜成像技术的电磁波透地探测设备，其特征在于：探测方法包括以下步骤：

步骤1：主控单元控制发射单元向地下目标区域辐射电磁波信号；

步骤2：地下目标体反射电磁波信号以及杂波信号至各个时间反转镜；

步骤3：主控单元对时间反转镜接收的信号进行处理，去除杂波信号；

步骤4：各时间反转镜将接收的电磁波信号进行时域中的时间反转；

步骤5：时间反转后的信号按照原来的路径，返回至发射单元；

步骤6：主控单元对发射单元中经时间反转后的信号进行叠加，实现定位成像；

步骤7：发射单元将定位成像信号发送至显示器，显示器显示地下目标图像。