电磁时间反演在电磁兼容、电力系统中的应用

目 录
第1章 时间反演：不同的视角 1
1.1 导言 1
1.2 什么是时间 1
1.3 时间反演或“回到过去” 2
1.3.1 方法1：记录系统整个演变过程中的状态 2
1.3.2 方法2：使用描述系统随时间演变的表达式 3
1.3.3 方法3：通过系统自身的自然定义方程进行系统回溯 3
1.3.4 严格意义和宽松意义上的时间反演不变性 5
1.3.5 薛定谔方程 8
1.3.6 麦克斯韦方程组 8
1.3.7 时间反演过程：综述 10
1.4 时间反演的实践应用 10
1.5 利用时间反演实现电磁波再聚焦 11
1.5.1 时间反演腔 11
1.5.2 使用有限数量传感器实现时间反演 12
1.5.3 时间反演与匹配滤波 14
1.6 时间反演在电气工程中的应用 15
原书参考文献 15
第2章 漫射介质中的时间反演 19
2.1 导言 19
2.2 漫射介质的基本性质 20
2.2.1 漫射介质中波的传播 20
2.2.2 统计黑盒建模 22
2.3 漫射介质中的时间反演 23
2.3.1 自平均与谱相干性 25
2.3.2 更广阔的视角：空域能量斑和背景波动 27
2.3.3 漫射介质中的时间反演场有多精确 28
2.3.4 极化选择性 31
2.3.5 转换效率与功率增益 34
2.4 通过时间反演产生波阵面 38
2.4.1 时间反演并矢函数 39
2.4.2 **辐射相位的负荷 41
2.4.3 直接波阵面合成 43
2.4.4 实施广义时间反演 44
2.4.5 自由空间状态反演的实验结果 47
2.4.6 原创应用：寻找金属屏蔽的缝隙 53
2.5 小结 55
原书参考文献 56
第3章 从电磁时间反演理论精度到电磁兼容实际应用的鲁棒性 59
3.1 时间反演在电磁兼容领域的应用 59
3.2 传输线网络中的时间反演 61
3.2.1 传输线与时间反演 61
3.2.2 检测传输线路的缺陷或故障 63
3.2.3 时间反演导线诊断 65
3.2.4 时间反演导线诊断实例 67
3.3 选择性电磁兼容辐射抗扰度 71
3.3.1 从开放区域到电磁时间反演的混响环境 71
3.3.2 混响腔数值实验中时间反演参数的优化 73
3.3.3 混响腔内电磁兼容抗扰度测试 75
3.4 实际电磁兼容测试 79
3.4.1 实际限制 79
3.4.2 鲁棒性与统计性 80
3.5 小结 89
原书参考文献 90
第4章 利用时间反演放大电磁波 94
4.1 概述 94
4.2 引言 94
4.3 测量 96
4.3.1 实验装置 96
4.3.2 时间压缩 96
4.3.3 天线数量和带宽的影响 97
4.3.4 焦点大小 98
4.3.5 1比特时间反演 98
4.3.6 孔径 98
4.4 理论模型 99
4.4.1 瞬态信号的平均幅度 99
4.4.2 使用时间反演获得增益 101
4.5 与定向天线的比较 102
4.5.1 概述 102
4.5.2 系统的自转向特性 102
4.6 讨论 103
4.6.1 在任意位置聚焦 103
4.6.2 获得高分辨率和高Q因子 103
4.6.3 雷达成像 104
4.7 小结 105
原书参考文献 105
第5章 时间反演在电力线通信中消减电磁辐射的应用 107
5.1 引言 107
5.2 时间反演对电力线通信的适用性 108
5.3 辐射消减实验研究 110
5.3.1 测量活动 110
5.3.2 数据处理 111
5.4 结果和统计分析 113
5.4.1 测量示例 113
5.4.2 统计分析 114
5.5 小结 116
原书参考文献 117
第6章 电磁时间反演在闪电定位中的应用 120
6.1 引言 120
6.2 闪电定位技术概述 120
6.2.1 云地闪 120
6.2.2 磁测向 121
6.2.3 到达时间差（TDoA） 122
6.3 EMTR和闪电位置 123
6.3.1 方法描述 123
6.3.2 运算原理 123
6.3.3 有限接地电导率 130
6.3.4 电磁时间反演和其他闪电定位技术的关系 134
6.4 实际实施问题 134
6.4.1 复杂耗散介质的建模 134
6.4.2 仿真资源 135
6.4.3 数据存储和通信资源 135
原书参考文献 136
第7章 电磁时间反演在电网故障定位中的应用 138
7.1 概览 138
7.2 引言 138
7.3 现有故障定位方法综述 139
7.3.1 基于阻抗的故障定位方法 139
7.3.2 基于行波的故障定位方法 140
7.3.3 基于知识的故障定位方法 141
7.4 电磁时间反演在故障定位中的应用 142
7.4.1 电报方程的基本概念及时间反演不变性 142
7.4.2 基于电磁时间反演的故障定位方法 143
7.5 损失的问题：反向传播模型 149
7.5.1 逆损耗的反向传播 150
7.5.2 无损的反向传播 150
7.5.3 有损的反向传播 150
7.5.4 反向传播模型的比较 151
7.6 实验验证 153
7.7 案例研究和效能评估 157
7.7.1 混合架空同轴电缆线组成的非均匀网络 157
7.7.2 串联补偿架空输电线路 159
7.7.3 径向配电网：IEEE 34总线测试配电馈线 161
7.7.4 多端高压直流链路 164
7.8 小结 169
原书参考文献 170