对亚波长电磁源进行与空间和时间无关的成像

《Scientific Reports》：Space- and time-agnostic imaging of subwavelength electromagnetic sources

　　

摘要

在设备中成像电磁干扰源是进行电磁兼容性预合规测试的一种有趣方法，但这带来了三个主要挑战：首先，这些干扰源的尺寸通常小于波长，这意味着衍射极限会限制其成像效果；其次，这些干扰源的空间特性和时间特性难以控制。实际上，在空间上，它们的虚假信号会在具有任意形状和材料的设备中传播；而在时间上，这些信号可能是由于数字或模拟信号产生的非预期辐射，或是由于静电放电等随机脉冲事件引起的。为了解决这些问题，我们提出：i) 结合使用时间反转技术和共振金属透镜来实现对这些干扰源的亚波长成像。我们首次获得了静电放电的亚波长图像，从而能够区分相距8毫米的两条PCB走线产生的辐射。ii) 为了实现设备（空间）的通用性，该成像方法无需对设备或其环境进行仿真，这得益于通过扫描仪获得的频域数据与设备发出的时域数据的结合。iii) 为了确保在所需频率范围内的灵活性，我们设计了一种新型金属透镜，该透镜能够在大兆赫兹范围内有效工作，这得益于有效介质理论的应用。