近日，我系张青峰老师课题组在微波近场感知与成像领域取得突破性进展，论文成果“Frequency-Diverse Near-Field Sensing Using Multiple Coupled-Resonator Probes” 被国际微波理论与技术领域顶级期刊IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques接受。耦合矩阵理论与微波成像，两个相距甚远的研究领域，在本研究成果中被交叉在一起，解决了耦合谐振探针的信息提取难题。论文成果的第一作者为2018级南科大-港科大联合培养博士生周宏鑫，南科大电子系张青峰副教授是论文的唯一通讯作者。

微波近场感知技术被广泛应用于无损探测、诊断和成像。近年来，微波单探针的性能（分辨率，敏感性，信噪比等）提升已得到充分的研究。然而，对于大面积成像问题，单探针系统借助机械扫描，需要消耗大量时间，不可对快速移动的物体进行成像。大面积微波探针阵列有望解决单探针费时的问题，但探针阵列的信息获取仍面临诸多挑战。第一种解决方法是，每个探针通过一个单独的收发机获取信息，简单又粗暴，有点类似于军用的数字相控阵雷达，但大面积阵列需要大量的收发模块，造成系统异常昂贵。第二种解决方法是，探针阵列通过开关矩阵与单个收发机相连，成本大幅降低，但开关矩阵损耗巨大、设计复杂，且开关的切换速度受限，因而也无法对快速移动的物体进行信息获取。本论文提出了一种全新思路：与其让所有的探针独立开来，还不如让它们谐振且相互耦合在一起，如此，我们仅需单个收发机就可以连接所有的探针，既避免了大量收发机的价格昂贵问题，又避免了开关互连造成的损耗和切换延迟问题。那么，随之而来的挑战是，如何有效区分来自不同探针的扰动信息，从而提取空间成像信息。本论文创新性地引入了耦合矩阵理论相关的提取技术，彻底突破了不同探针信息的提取难题。耦合谐振器结构和对应的耦合矩阵理论原本是微波滤波器设计中使用的技术，本论文将其应用于微波成像，在国际上尚属首次。本论文成果实现了理论和应用的双重突破。

多探针耦合谐振传感器示意图及其拓扑结构

论文成果：

H. Zhou, Q. Zhang*, and R. D. Murch, "Frequency-Diverse Near-Field Sensing Using Multiple Coupled-Resonator Probes", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., in press, Jun. 2020.