電磁時間反演在電磁兼容、電力系統中的應用

目 錄
第1章 時間反演：不同的視角 1
1.1 導言 1
1.2 什麽是時間 1
1.3 時間反演或“回到過去” 2
1.3.1 方法1：記錄系統整個演變過程中的狀態 2
1.3.2 方法2：使用描述系統隨時間演變的表達式 3
1.3.3 方法3：通過系統自身的自然定義方程進行系統回溯 3
1.3.4 嚴格意義和寬松意義上的時間反演不變性 5
1.3.5 薛定諤方程 8
1.3.6 麥克斯韋方程組 8
1.3.7 時間反演過程：綜述 10
1.4 時間反演的實踐應用 10
1.5 利用時間反演實現電磁波再聚焦 11
1.5.1 時間反演腔 11
1.5.2 使用有限數量傳感器實現時間反演 12
1.5.3 時間反演與匹配濾波 14
1.6 時間反演在電氣工程中的應用 15
原書參考文獻 15
第2章 漫射介質中的時間反演 19
2.1 導言 19
2.2 漫射介質的基本性質 20
2.2.1 漫射介質中波的傳播 20
2.2.2 統計黑盒建模 22
2.3 漫射介質中的時間反演 23
2.3.1 自平均與譜相乾性 25
2.3.2 更廣闊的視角：空域能量斑和背景波動 27
2.3.3 漫射介質中的時間反演場有多精確 28
2.3.4 極化選擇性 31
2.3.5 轉換效率與功率增益 34
2.4 通過時間反演產生波陣面 38
2.4.1 時間反演並矢函數 39
2.4.2 第一輻射相位的負荷 41
2.4.3 直接波陣面合成 43
2.4.4 實施廣義時間反演 44
2.4.5 自由空間狀態反演的實驗結果 47
2.4.6 原創應用：尋找金屬屏蔽的縫隙 53
2.5 小結 55
原書參考文獻 56
第3章 從電磁時間反演理論精度到電磁兼容實際應用的魯棒性 59
3.1 時間反演在電磁兼容領域的應用 59
3.2 傳輸線網絡中的時間反演 61
3.2.1 傳輸線與時間反演 61
3.2.2 檢測傳輸線路的缺陷或故障 63
3.2.3 時間反演導線診斷 65
3.2.4 時間反演導線診斷實例 67
3.3 選擇性電磁兼容輻射抗擾度 71
3.3.1 從開放區域到電磁時間反演的混響環境 71
3.3.2 混響腔數值實驗中時間反演參數的優化 73
3.3.3 混響腔內電磁兼容抗擾度測試 75
3.4 實際電磁兼容測試 79
3.4.1 實際限制 79
3.4.2 魯棒性與統計性 80
3.5 小結 89
原書參考文獻 90
第4章 利用時間反演放大電磁波 94
4.1 概述 94
4.2 引言 94
4.3 測量 96
4.3.1 實驗裝置 96
4.3.2 時間壓縮 96
4.3.3 天線數量和帶寬的影響 97
4.3.4 焦點大小 98
4.3.5 1比特時間反演 98
4.3.6 孔徑 98
4.4 理論模型 99
4.4.1 瞬態信號的平均幅度 99
4.4.2 使用時間反演獲得增益 101
4.5 與定向天線的比較 102
4.5.1 概述 102
4.5.2 系統的自轉向特性 102
4.6 討論 103
4.6.1 在任意位置聚焦 103
4.6.2 獲得高分辨率和高Q因子 103
4.6.3 雷達成像 104
4.7 小結 105
原書參考文獻 105
第5章 時間反演在電力線通信中消減電磁輻射的應用 107
5.1 引言 107
5.2 時間反演對電力線通信的適用性 108
5.3 輻射消減實驗研究 110
5.3.1 測量活動 110
5.3.2 數據處理 111
5.4 結果和統計分析 113
5.4.1 測量示例 113
5.4.2 統計分析 114
5.5 小結 116
原書參考文獻 117
第6章 電磁時間反演在閃電定位中的應用 120
6.1 引言 120
6.2 閃電定位技術概述 120
6.2.1 雲地閃 120
6.2.2 磁測向 121
6.2.3 到達時間差（TDoA） 122
6.3 EMTR和閃電位置 123
6.3.1 方法描述 123
6.3.2 運算原理 123
6.3.3 有限接地電導率 130
6.3.4 電磁時間反演和其他閃電定位技術的關系 134
6.4 實際實施問題 134
6.4.1 復雜耗散介質的建模 134
6.4.2 模擬資源 135
6.4.3 數據存儲和通信資源 135
原書參考文獻 136
第7章 電磁時間反演在電網故障定位中的應用 138
7.1 概覽 138
7.2 引言 138
7.3 現有故障定位方法綜述 139
7.3.1 基於阻抗的故障定位方法 139
7.3.2 基於行波的故障定位方法 140
7.3.3 基於知識的故障定位方法 141
7.4 電磁時間反演在故障定位中的應用 142
7.4.1 電報方程的基本概念及時間反演不變性 142
7.4.2 基於電磁時間反演的故障定位方法 143
7.5 損失的問題：反向傳播模型 149
7.5.1 逆損耗的反向傳播 150
7.5.2 無損的反向傳播 150
7.5.3 有損的反向傳播 150
7.5.4 反向傳播模型的比較 151
7.6 實驗驗證 153
7.7 案例研究和效能評估 157
7.7.1 混合架空同軸電纜線組成的非均勻網絡 157
7.7.2 串聯補償架空輸電線路 159
7.7.3 徑向配電網：IEEE 34總線測試配電饋線 161
7.7.4 多端高壓直流鏈路 164
7.8 小結 169
原書參考文獻 170