申请/专利权人：CPG技术有限责任公司

申请日：2015-09-10

公开（公告）日：2020-02-11

公开（公告）号：CN106796304B

主分类号：G01V3/12(20060101)

分类号：G01V3/12(20060101);G01S13/88(20060101)

优先权：["20140911 US 62/049,237","20150909 US 14/848,892"]

专利状态码：失效-未缴年费专利权终止

法律状态：2021.08.20#未缴年费专利权终止;2017.10.03#实质审查的生效;2017.05.31#公开

摘要：公开了用于使用关于有损介质的引导表面波模式的远程表面传感的各种系统和方法。其中，一个系统包含配置为沿着有损导电介质的表面启动引导表面波的引导表面波导探头，和配置为接收由引导表面波照射的远程表面下对象反射的反向散射的接收器。其中，一种方法包括通过激励引导表面波导探头的充电端子，而沿着有损导电介质的表面启动引导表面波，和接收由引导表面波照射的远程表面下对象反射的反向散射。

主权项：1.一种系统，包括：引导表面波导探头，配置为沿着有损导电介质的表面启动引导表面波；和接收器，配置为接收由该引导表面波照射的远程表面下对象所反射的反向散射,所述引导表面波导探头包括在有损导电介质上方升高的充电端子，配置为生成至少一个复合场，所述至少一个复合场合成以有损导电介质的复数布鲁斯特入射角θi,B入射的波前。

全文数据：使用关于有损介质的引导表面波模式的表面下传感[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求于2014年9月11日提交的标题为“SUBSURFACESENSINGUSINGGUIDEDSURFACEWAVEMODESONLOSSYMEDIA”的共同未决美国临时专利申请第62049,237号和于2015年9月9日提交的具有序列号14848,892的标题为“SUBSURFACESENSINGUSINGGUIDEDSURFACEWAVEMODESONLOSSYMEDIA”的共同未决美国非临时申请的权益和优先权，其两者都通过引用全部合并于此。[0003]本申请涉及于2013年3月7日提交的并被分配申请号13789,538、并且于2014年9月11日公开为公开号US20140252886A1的标题为“ExcitationandUseofGuidedSurfaceWaveModesonLossyMedia”的共同未决美国非临时专利申请，并将其通过引用全部合并于此。本申请还涉及于2013年3月7日提交的并被分配申请号13789,525、并且于2014年9月11日公开为公开号US20140252865A1的标题为“ExcitationandUseofGuidedSurfaceWaveModesonLossyMedia”的共同未决美国非临时专利申请，并将其通过引用全部合并于此。本申请进一步涉及于2014年9月10日提交的并被分配申请号14483,089的标题为“ExcitationandUseofGuidedSurfaceWaveModesonLossyMedia”的共同未决美国非临时专利申请，且将其通过引用全部合并于此。本申请进一步涉及于2015年6月2日提交的并被分配申请号14728,507的标题为“ExcitationandUseofGuidedSurfaceWaves”的共同未决美国非临时专利申请，且将其通过引用全部合并于此。本申请进一步涉及于2015年6月2日提交的并被分配申请号14728,492的标题为“ExcitationandUseofGuidedSurfaceWaves”的共同未决美国非临时专利申请，且将其通过引用全部合并于此。背景技术[0004]近百年来，通过无线电波发送的信号涉及使用传统的天线结构启动的辐射场。相比无线电科学，最近一世纪的电功率分布系统涉及沿着导电体引导的能量的传输。自从1900年代早期以来，已经存在射频RF和功率传输之间的区别的理解。发明内容[0005]本公开的实施例涉及使用关于有损介质的引导表面波导模式的远程表面传感。[0006]在一个实施例中，其中，系统包括配置为沿着有损导电介质的表面启动引导表面波的引导表面波导探头，和配置为接收由引导表面波照射的远程表面下对象反射的反向散射。引导表面波导探头可以包括在有损导电介质上方升高的充电端子，配置为生成至少一个复合场，该复合场合成在有损导电介质的复数布鲁斯特入射角（Θ1Β入射的波前。该充电端子可以是多个充电端子之一。[0007]在这些实施例的一个或多个方面中，引导表面波导探头可以包括电气地耦合到充电端子的馈送网络，该馈送网络提供与波倾斜角度（Ψ匹配的相位延迟（Φ，该波倾斜角度与和在引导表面波导探头附近的有损导电介质关联的复数布鲁斯特入射角（Θ1Β关联。充电端子可以是多个充电端子之一。馈送网络可以配置为关于多个充电端子施加多个电压幅度和多个相位，以合成实质上匹配有损导电介质的引导表面波导模式的多个场，由此启动引导表面波。[0008]在这些实施例的一个或多个方面中，引导表面波导探头可以配置为以定义的重复率启动具有定义的脉冲持续时间的一系列引导表面波。引导表面波可以是频率调制连续波。远程对象可以是有损导电介质中的埋入项和或有损导电介质的地质特征。有损导电介质可以是陆地介质。[0009]在这些实施例的一个或多个方面中，接收器可以是引导表面波导探头。多个引导表面波导探头可以配置为沿着有损导电介质的表面启动引导表面波。多个接收器可以配置为接收由引导表面波照射的远程对象反射的反向散射。机动车辆可以包括该接收器。[0010]在另一实施例中，一种方法包括:通过激励引导表面波导探头的充电端子，沿着有损导电介质的表面启动引导表面波，和接收由引导表面波照射的远程表面下对象反射的反向散射。充电端子的激励可以生成复合场，该复合场合成在有损导电介质的复数布鲁斯特入射角（θί,Β入射的波前。远程对象的特性可以至少部分地基于反向散射确定。[0011]在这些实施例的一个或多个方面中，引导表面波导探头可以包括电气地耦合到充电端子的馈送网络，该馈送网络提供与波倾斜角度（Ψ匹配的相位延迟（Φ，该波倾斜角度与和在引导表面波导探头附近的有损导电介质关联的复数布鲁斯特入射角（Θ1Β关联。引导表面波导探头可以配置为以定义的重复率启动具有定义的脉冲持续时间的一系列引导表面波。[0012]在以下附图和详细说明的审查时，本公开的其他系统、方法、特征和优点将对本领域技术人员明显或变得明显。意在所有这种附加的系统、方法、特征和优点包括在该描述内，在本公开的范围内，且由所附的权利要求保护。[0013]另外，描述的实施例的所有可选的和优选的特征和修改可用于在这里教导的本公开的所有方面。此外，从属权利要求的单独的特征、以及描述的实施例的所有可选的和优选的特征和修改是彼此可组合和可互换的。附图说明[00Μ]参考以下附图能够更好地理解本公开的许多方面。在图中的组件并非必须是按比例的，代替地可以强调以清楚地图示本公开的原理。此外，在图中，类似的附图标记指定遍及几幅图的对应部分。[0015]图1是示出对于引导电磁场和辐射电磁场的作为距离的函数的场强的图表。[0016]图2是图示根据本公开的各种实施例的为了引导表面波的传输采用的具有两个区域的传播接口的图。[0017]图3是图示根据本公开的各种实施例的针对图2的传播接口部署的引导表面波导探头的图。[0018]图4是根据本公开的各种实施例的一阶汉克尔函数的逼近和远离渐近线的幅度的实例的绘图。[0019]图5Α和5Β是图示根据本公开的各种实施例的由引导表面波导探头合成的电场的复数入射角的图。[0020]图6是图示根据本公开的各种实施例的在图5A的电场以布鲁斯特角与有损导电介质交叉的位置上充电端子的升高效果的图形表示。[0021]图7是根据本公开的各种实施例的引导表面波导探头的实例的图形表示。[0022]图8A到8C是图示根据本公开的各种实施例的图3和7的引导表面波导探头的等效像平面模型的实例的图形表示。[0023]图9A和9B是图示根据本公开的各种实施例的图8B和8C的等效像平面模型的单线传输线和经典传输线模型的实例的图形表示。[0024]图10是图示根据本公开的各种实施例的调整图3和7的引导表面波导探头以沿着有损导电介质的表面启动引导表面波的实例的流程图。[0025]图11是图示根据本公开的各种实施例的在图3和7的引导表面波导探头的波倾斜角度和相位延迟之间的关系的实例的绘图。[0026]图12是图示根据本公开的各种实施例的引导表面波导探头的实例的图。[0027]图13是图示根据本公开的各种实施例的按照复数布鲁斯特角入射合成电场、以匹配在汉克尔跨越距离处的引导表面波导模式的图形表示。[0028]图14是根据本公开的各种实施例的图12的引导表面波导探头的实例的图形表示。[0029]图15A包括根据本公开的各种实施例的引导表面波导探头的充电端子Ti的相位延迟（Φυ的虚数和实数部分的实例的绘图。[0030]图15Β是根据本公开的各种实施例的图14的引导表面波导探头的示意图。[0031]图16是图示根据本公开的各种实施例的引导表面波导探头的实例的图。[0032]图17是根据本公开的各种实施例的图16的引导表面波导探头的实例的图形表示。[0033]图18Α到18C示出根据本公开的各种实施例的为了接收按照由引导表面波导探头启动的引导表面波的形式发送的能量、所能采用的接收结构的实例。[0034]图18D是图示根据本公开的各种实施例的调整接收结构的实例的流程图。[0035]图19示出根据本公开的各种实施例的为了接收按照由引导表面波导探头启动的引导表面波的形式发送的能量、所能采用的附加的接收结构的实例。[0036]图20Α到20Ε图示根据本公开的各种实施例的用于引导表面波探头和接收结构的讨论所使用的各种示意性符号的实例。[0037]图21是图示根据本公开的各种实施例的引导电磁场和辐射电磁场的作为距离的函数的场强的图。[0038]图22Α和22Β是根据本公开的各种实施例的包括一个或多个引导表面波导探头的检测系统的实例的图形表示。具体实施方式[0039]开始，应该建立某些术语以提供后续概念的讨论的清楚。首先，如在这里考虑的，在辐射电磁场和引导电磁场之间划清形式区别。[0040]如在这里考虑的，辐射电磁场包括以不与波导绑定的波的形式从源结构发出的电磁能。例如，辐射电磁场通常是离开诸如天线的电气结构、并通过大气或者其他介质传播、且不与任何波导结构绑定的场。一旦辐射电磁波离开诸如天线的电气结构，它们继续独立于它们的源在传播介质（比如空气）中传播，直到它们耗散为止，无论源是否继续操作。一旦辐射电磁波，它们除非被截取是不可回收的，且如果不截取，辐射电磁波中固有的能量永远丢失。比如天线的电气结构被设计，以通过最大化辐射电阻对结构损耗电阻的比率，来辐射电磁场。辐射能在空间中扩散并丢失，而无论是否存在接收器。辐射场的能量密度由于几何发散所以是距离的函数。因此，按照在此使用的它的所有形式的术语“辐射”指的是电磁传播的该形式。[0041]引导电磁场是其能量集中在具有不同电磁性质的介质之间的边界内或者该边界附近的传播电磁波。在这种意义上，引导电磁场是与波导绑定的电磁场，且其可被特征化为由波导中流动的电流传送。如果没有负载来接收和或耗散在引导电磁波中传送的能量，则除了引导介质的电导率中耗散的能量之外不丢失能量。换言之，如果没有用于引导电磁波的负载，则不消耗能量。因此，产生引导电磁场的发生器或者其他源不传递实际功率，除非存在电阻负载。为此，这种发生器或者其他源基本上空闲地运行，直到存在负载为止。这类似于运行发生器以生成通过没有电负载的电力线发送的60赫兹电磁波。应当注意，引导电磁场或者波等效于所谓的“传输线模式”。这与其中总是供应实际功率以生成辐射波的辐射电磁波形成对比。与辐射电磁波不同，引导电磁能在能量源关断之后不继续沿着有限长度波导传播。因此，术语“引导”以如在此使用的它的所有形式指的是电磁传播的该传输模式。[0042]现在参考图1，示出了在log-dB绘图上作为以千米为单位的距离的函数的以伏特米为单位的任意基准以上的以分贝（dB为单位的场强的曲线图100,以进一步图示辐射电磁场和引导电磁场之间的区别。图1的曲线图100示出引导场强曲线103,该曲线示出作为距离的函数的引导电磁场的场强。该引导场强曲线103基本上与传输线模式相同。此外，图1的曲线图100示出辐射场强曲线106,该曲线示出作为距离的函数的辐射电磁场的场强。[0043]感兴趣的是分别用于引导波和用于辐射传播的曲线103和106的形状。辐射场强曲线106几何地下降（1d，其中d是距离），这在对数-对数尺度上描绘为直线。另一方面，引导场强曲线103具有的特性指数衰减，并在对数-对数尺度上展现有区别的拐点109。引导场强曲线103和辐射场强曲线106在点112交叉，在相交距离出现点112。在小于在交点112的相交距离的距离处，引导电磁场的场强在大部分位置显著地大于辐射电磁场的场强。在大于相交距离的距离时，情况相反。因此，引导场强曲线和辐射场强曲线103和106进一步图不引导电磁场和福射电磁场之间的基本传播差。对于引导电磁场和福射电磁场之间的差别的非正式讨论，参考Milligan,T.,ModernAntennaDesign,McGraw-Hi11，第一版，1985，pp.8-9，将其通过引用完全包括于此。[0044]以上做出的辐射电磁波和引导电磁波之间的区别容易正式地表示，并置于严格的基础上。两个这种不同的解决方案可以从同一个线性偏微分方程显露出来，其是波动方程，分析上从施加于该问题的边界条件得出。用于波动方程本身的格林函数包括辐射波和引导波的本质之间的区别。[0045]在空的空间中，该波动方程是其特征函数拥有复数波数平面上的特征值的连续谱的微分算子。该横向电磁TEM场被称为福射场，且那些传播场被称作“赫兹波”。但是，在传导边界的存在时，波动方程加上边界条件数学地导致由连续谱组成的波数的谱表示加上离散谱的和。为此，对Sommerfeld,A.，“UberdieAusbreitungderWelleninderDrahtlosenTelegraphie”，AnnalenderPhysik，Vol.28,1909，ρρ·665_736做出参考。还参见Sommerfeld，A·，“ProblemsofRadio”，作为第6章在PartialDifferentialEquationsinPhysics-LecturesonTheoreticalPhysics:VolumeVI中发表，AcademicPress,1949,pp.236-289,295-296；Collin,R.E.,uHertzianDipoleRadiatingOveraLossyEarthorSea:SomeEarlyandLate20thCenturyControversies”，IEEEAntennasandPropagationMagazine,Vol·46，No·2，2004年4月，pp·64-79;和Reich，H.J.，0rdnung，P.F，Krauss，Η·L.和Skalnik，J.G.,MicrowaveTheoryandTechniques,VanNostrand，1953，pp·291-293，这些参考中的每一个通过引用完全包括于此。[0046]术语“地波”和“表面波”标识两个明显不同的物理传播现象。表面波分析上从产生平面波谱中的离散分量的不同的极出现。例如，参见Cu11en，A.L.的“TheExcitationofPlaneSurfaceWaves”，（ProceedingsoftheIEEBritish，Vol·101，部分IV，1954年8月，pp.225-235。在上下文中，表面波被认为是引导表面波。表面波（在Zenneck-Sommerfeld引导波意义中），物理地和数学地与来自无线电广播的现在如此熟悉的地波在Weyl-Norton-FCC意义中王相同。这两个传播机制起因于复平面上不同类型的特征值频谱连续或者分立的）的激励。引导表面波的场强随着距离指数地衰减，如图1的曲线103所示更类似于有损波导中的传播），并且聚集径向传输线中的传播，这与地波的经典赫兹辐射相反，地波球形地传播，拥有特征值的连续，如图1的曲线106所示地几何地下降，且来自分支切割积分。如由C.R.Burrows在“TheSurfaceWaveinRadioPropagationoverPlaneEarth”（ProceedingsoftheIRE，Vol.25,No2,1937年2月，pp.219-229和“TheSurfaceWaveinRadioTransmission”（BellLaboratoriesRecord，Vol·15，1937年6月，pp·321-324中实验地示范的，垂直天线辐射地波，而不启动引导表面波。[0047]综上所述，首先，与分支切割积分对应的波数特征值谱的连续部分产生辐射场，且其次，离散谱以及从由积分的轮廓包围的极出现的相应的剩余和导致在对传播横向的方向上指数地衰减的非TEM迀移表面波。这种表面波是引导传输线模式。为了进一步说明，对Friedman,B.,PrinciplesandTechniquesofAppliedMathematics,ffiley,1956,pp·pp·214，283-286，290，298-300做出参考。[0048]在自由空间中，天线激励波动方程的连续特征值，其是辐射场，其中具有Ez和ΗΦ同相的向外传播RF能量永久丢失。另一方面，波导探头激励离散特征值，这导致传输线传播。参见Collin,R.E·,FieldTheoryofGuidedWaves,McGraw-Hill，1960,pp.453,474-477。虽然这种理论分析已经维持启动通过有损均匀介质的平面或者球面的、开放表面引导波的假定的可能性，但是一百多年来工程领域还没有已知的结构存在，用于以任何实际的效率实现此。不幸地，因为它在20世纪早期出现，所以以上提出的理论分析已经基本上只剩下理论，并且还没有已知的结构用于实际上实现通过有损均匀介质的平面或者球面的开放表面引导波的启动。[0049]根据本公开的各种实施例，描述了各种引导表面波导探头，其配置为沿着有损导电介质的表面激励耦合到引导表面波导模式中的电场。这种引导电磁场实质上在幅度和相位上与有损导电介质的表面上的引导表面波模式模式匹配。这种引导表面波模式也可以被称为Zenneck波导模式。由于在这里描述的引导表面波导探头所激励的复合场实质上与有损导电介质的表面上的引导表面波导模式模式匹配的事实，所以沿着有损导电介质的表面启动具有引导表面波的形式的引导电磁场。根据一个实施例，有损导电介质包括比如大地的陆地介质。[0050]参考图2,示出了准备用于对在1907导出的麦克斯韦方程的边界值解的检查的传播界面，其由JonathanZenneck在他的论文Zenneck,J·，“OnthePropagationofPlaneElectromagneticWavesAlongaFlatConductingSurfaceandtheirRelationtoWirelessTelegraphy”，AnnalenderPhysik，Serial4，V〇1.23，1907年9月20日，Pp.846-866中提出。图2示出用于沿着如区域I指定的有损导电介质和如区域2指定的绝缘体之间的界面、径向地传播波的圆柱坐标。区域1例如可以包括任何有损导电介质。在一个实例中，这种有损导电介质可以包括比如大地的陆地介质或者其他介质。区域2是与区域1共享边界界面、且具有相对于区域1的不同构成参数的第二介质。区域2例如可以包括任何绝缘体，比如大气或者其他介质。这种边界界面的反射系数仅对于在复数布鲁斯特角的入射到达零。参见Stratton,J.A.,ElectromagneticTheory,McGraw-Hill，1941，p·516。[0051]根据各种实施例，本公开提出了各种引导表面波导探头，其产生与包括区域I的有损导电介质的表面上的引导表面波导模式实质上模式匹配的电磁场。根据各种实施例，这种电磁场实质上合成按照可以导致零反射的有损导电介质的复数布鲁斯特角入射的波前。[0052]为了进一步解释，在其中假定场变化且其中P辛0和z彡0其中，z是垂直于区域1的表面的垂直坐标，且P是圆柱坐标中的径向维度）的区域2中，满足沿着界面的边界条件的麦克斯韦方程的Zenneck的封闭形式精确解由以下电场和磁场分量表不：[0056]在其中假定场变化且其中P#0和zB被称为布鲁斯特角。回去参考等式22，可以看到在等式22和26两者中存在相同的复数布鲁斯特角（Θ1Β关系。[0118]如图5Α所示，电场矢量E可以被示出为平行于入射平面而极化的输入非均匀平面波。可以从如下的独立的水平和垂直分量创建电场矢量E:[0119]27[0120]几何上，图5Α的图示提出电场矢量E可以由下式给出：[0125]称为“波倾斜”的广义参数W为在这里被记录为水平电场分量对垂直电场分量的比率，由下式给出：[0126]30a[0127]30b.[0128]其是复数且具有幅度和相位两者。对于区域2中的电磁波，波倾斜角（Ψ等于在与区域1的边界界面处的波前的法线和该边界界面的切线之间的角。这可以在图5Β中更容易地看到，图5Β图示了电磁波的等相位表面和它们对于径向圆柱引导表面波的法线。在与完美导体的边界界面ζ=0处，波前法线平行于边界界面的切线，导致W=0。但是，在有损电介质的情况下，因为波前法线不平行于在Z=O处的边界界面的切线，所以存在波倾斜W。[0129]将等式30b应用于引导表面波给出：[0130]31[0131]其中入射角等于复数布鲁斯特角（Θ1Β，等式25的Fresnel反射系数消失，如下式所示：[0132].3:2.[0133]通过调整等式22的复数场比率，可以合成入射场以按照复数角入射，在该复数角，反射减小或者被消除。将该比率建立为导致合成电场以复数布鲁斯特角入射，使得反射消失。[0134]电有效高度的概念可以提供以下进一步洞察，以利用引导表面波导探头200合成具有复数入射角的电场。对于具有物理高度或者长度hP或者长度）的单极，电有效高度heff已被定义为：[0135]33[0136]因为该表达式取决于沿着该结构的源分布的幅度和相位，所以有效高度或者长度通常是复数。该结构的分布电流Iz的积分在该结构hP的物理高度上执行，且被归一化为通过该结构的基极或者输入）向上流动的地电流Io。沿着该结构的分布电流可以表示为：[0137]Iz=Iccosβ〇ζ，34[0138]其中是在该结构上传播的电流的传播因数。在图3的实例中，Ic是沿着引导表面波导探头200a的垂直结构分布的电流。[0139]例如，考虑包括该结构的底部的低损耗线圈（例如，螺旋线圈）以及在该线圈和充电端子!^之间连接的垂直馈线导体的馈送网络209。由于线圈（或者螺旋延迟线）导致的相位延迟是0。=氏1。，其中物理长度是Ic且传播因数如下：[0140]35[0141]其中Vf是该结构上的速度因数，心是在供应频率处的波长，且λρ是从速度因数Vf产生导致的传播波长。相对于地粧电流Io测量相位延迟。[0142]另外，沿着垂直馈线导体的长度1』勺空间相位延迟可以由0y=0丄给出，其中杉,是用于垂直馈线导体的传播相位常数。在某些实现中，空间相位延迟可以由9y=i3whP近似，因为引导表面波导探头200a的物理高度hP和垂直馈线导体长度Iw之间的差值远小于供应频率处的波长λ〇。结果，通过线圈和垂直馈线导体的总相位延迟是Φ=θ^θγ，且从物理结构的底部馈送到线圈顶部的电流是：[0143]其中相对于地粧）电流Io测量总相位延迟Φ。因此，对于物理高度hPΒ的入射电场E的复数角度三角学。从等式26回想，对于有损导电介质，布鲁斯特角是复数且由下式指定：[0147]_3:8:[0148]电气地，几何参数通过下式由充电端子Tl的电有效高度hrff相关：[0149][0150]其中¢^=312-0^是从有损导电介质的表面测量的布鲁斯特角。为了耦合到引导表面波导模式中，在汉克尔相交距离处的电场的波倾斜可以表示为电有效高度和汉克尔相交距离的比率：[0151]40.[0152]因为物理高度hP和汉克尔相交距离Rx两者都是实数量，所以在汉克尔相交距离Rx处的所需的引导表面波倾斜的角度（Ψ等于复数有效高度hrff的相位（Φ。这暗示通过在线圈的供应点改变相位，且因此改变等式37中的相移，可以操纵复数有效高度的相位Φ以匹配在汉克尔相交点121处的引导表面波导模式的波倾斜角Ψ:Φ=Ψ。[0153]在图5Α中，示出直角三角形具有沿着有损导电介质表面的长度Rx的相邻边、以及在Rx处的汉克尔相交点121和充电端子1^的中心之间延伸的射线124与在汉克尔相交点121和充电端子T1之间的有损导电介质表面127之间测量的复数布鲁斯特角Φ1Β。对于位于物理高度hP处并以具有适当的相位延迟Φ的电荷激励的充电端子!^，产生的电场在汉克尔相交距离Rx，处并以布鲁斯特角对于该有损导电介质边界界面入射。在这些条件下，可以激励引导表面波导模式，而没有反射或者实质上微不足道的反射。[0154]如果充电端子T1的物理高度减小而不改变有效高度heff的相移Φ，则产生的电场在距引导表面波导探头200的减小的距离处以布鲁斯特角与有损导电介质203交叉。图6图形地图示减小充电端子T1的物理高度对于以布鲁斯特角入射电场的距离的影响。随着高度从h3通过h2减小到lu，电场以布鲁斯特角与有损导电介质例如，大地交叉的点移动更靠近充电端子位置。但是，如等式39指示的，充电端子T1的高度H1图3应该等于或者高于物理高度hP，以便激励汉克尔函数的远离分量。利用位于有效高度heff或者该有效高度以上的充电端子T1，有损导电介质203可以以处于或者超出汉克尔相交距离Rx121以布鲁斯特入射角Oh,B=V2-01B照射，如图5A所示。为了减小或者最小化充电端子Td的绑定电荷，该高度应该是如上所述的充电端子!^的球面直径（或者等效的球面直径）的至少四倍。[0155]引导表面波导探头200可以配置为建立具有与以复数布鲁斯特角照射有损导电介质203的表面的波对应的波倾斜的电场，由此通过实质上模式匹配到在或者超出）Rx的汉克尔相交点121的引导表面波模式，来激励径向表面电流。[0156]参考图7,示出了包括充电端子T1的引导表面波导探头200b的实例的图形表示。AC源212用作充电端子1^的激励源，其通过包括比如螺旋线圈的线圈215的馈送网络（图3耦合到引导表面波导探头200b。在其它实现中，AC源212可以通过主线圈电感地耦合到线圈215。在一些实施例中，可以包括阻抗匹配网络以改进和或最大化AC源212到线圈215的耦合。[0157]如图7所示，引导表面波导探头200b可以包括沿着垂直轴z实质上正交由有损导电介质定位的上部充电端子Ti例如，在高度hP的球形），该垂直轴z实质上与由有损导电介质203表示的平面正交。第二介质206位于有损导电介质203以上。充电端子T1具有自电容CT。在操作期间，电荷Q1取决于在任何给定时刻施加到端子T1的电压，而强加在端子!^上。[0158]在图7的实例中，线圈215耦合到在第一端的地粧218,并经由垂直馈线导体221耦合到充电端子T1。在一些实现中，到充电端子T1的线圈连接可以使用如图7所示的线圈215的抽头224来调整。线圈215可以通过在线圈215的下部的抽头227由AC源212在操作频率处致能。在其它实现中，AC源212可以通过主线圈电感地耦合到线圈215。[0159]引导表面波导探头200的结构和调整基于各种操作条件，比如传输频率、有损导电介质的条件例如，土壤导电率σ和相对介电常数er和充电端子T1的大小。折射率可以如下从等式10和11计算：[0160]41[0161]其中Χ=σωε。，且ω=2对。导电率σ和相对介电常数£1可以通过有损导电介质203的测试测量来确定。从表面法线测量的复数布鲁斯特角（Θ1Β也可以从等式26如下确定：[0162]42[0163]或者如下从如图5Α所示的表面测量：[0164]43[0165]还可以使用等式40求出在汉克尔相交距离处的波倾斜Wrx。[0166]还可以通过对于-jγP令等式20b和21的幅度相等，并求解如图4所示的Rx，来求出汉克尔相交距离。然后可以使用汉克尔相交距离和复数布鲁斯特角从等式39如下确定电有效高度：[0167]如可以从等式44看到的，复数有效高度heff包括与充电端子!^的物理高度hP关联的幅度、和要与在汉克尔相交距离Rx处的波倾斜的角度（Ψ关联的相位延迟（Φ。利用这些变量和所选的充电端子1\配置，可能确定引导表面波导探头200的配置。[0168]利用位于物理高度hP或以上的充电端子T1，馈送网络209图3和或将馈送网络连接到充电端子Ti的垂直馈线可以被调整，以将充电端子!^上的电荷的相位（Φ与波倾斜W的角度（Ψ匹配。可以选择充电端子T1的大小，以对于强加在端子上的电荷提供充分大的表面。总的来说，希望使得充电端子1^实际上尽可能大。充电端子1^的大小应该足够大以避免周围空气的电离，这可导致充电端子周围的放电或者火花。[0169]螺旋缠绕的线圈的相位延迟Θ。可以从麦克斯韦方程确定，如已经由Corum，K.L.和J.F.Corum?uRFCoilsjHelicalResonatorsandVoltageMagnificationbyCoherentSpatialModes”,MicrowaveReview?Vol.7，No.2，2001年9月，pp.36-45.讨论的，将其通过引用完全包括于此。对于具有HD1的螺旋线圈，沿着线圈的纵向轴的波的传播速率⑻与光的速度c的比率，或者“速度因数”由下式给出：[0170]45[0171]其中H是螺线管螺旋线的轴向长度，D是线圈直径，N是线圈的匝数，s=HN是线圈的匝到匝间隔（或者螺旋线间距），且λ。是自由空间波长。基于该关系，螺旋线圈的电长度，或者相位延迟由下式给出：[0172]46[0173]如果螺旋线以螺旋状地缠绕或者短和粗，该原理是相同的，但是Vf和Θ。更易于通过实验测量获得。螺旋传输线的特性波阻抗的表达还已经被导出为：[0174]47[0175]该结构的空间相位延迟07可以使用垂直馈线导体221图7的行波相位延迟确定。在完美地平面以上的圆柱垂直导体的电容可以表示为：[0176]你）[0177]其中hw是导体的垂直长度或者高度），且a是半径（以mk为单位）。对于螺旋线圈，垂直馈线导体的行波相位延迟可以由下式给出：[0178]49[0179]其中K是垂直馈线导体的传播相位常数，hw是垂直馈线导体的垂直长度或者高度）^|是线路上的速率因数，λ〇是在供应频率的波长，且Aw是从速率因数Vw导致的传播波长。对于均匀圆柱导体，速率因数是具有Vw〜0.94的常数，或者在从大约0.93到大约0.98的范围内。如果考虑桅是均匀传输线，则其平均特性阻抗可以由下式近似：[0180]50[0181]其中对于均匀圆柱导体Vw〜0.94对于均匀圆柱导体，且a是导体的半径。在单线馈线的特性阻抗的业余无线电文献中已经采用的替代表示可以由下式给出：[0182]51[0183]等式（51暗示用于单线馈送器的2|随着频率改变。可以基于电容和特性阻抗，来确定相位延迟。[0184]利用位于如图3所示的有损导电介质203以上的充电端子!^，馈送网络209可以被调整，而以等于在汉克尔相交距离处的波倾斜的角度（Ψ的复数有效高度heff的相位延迟（Φ、或者Φ=Ψ，来激励充电端子!^。当满足该条件时，由在充电端子!^上振荡的电荷Q1产生的电场耦合到沿着有损导电介质203的表面行进的引导表面波导模式中。例如，如果布鲁斯特角（Θ1Β、与垂直馈线导体221相关联的相位延迟（θγ图7、和线圈215图7的配置已知，则抽头224图7的位置可以被确定和调整，以在具有相位Φ=Ψ的充电端子T1上施加振荡电荷Qi。抽头224的位置可以被调整为，将行进的表面波最大化耦合到引导表面波导模式中。超出抽头224的位置的过度线圈长度可以被去除，以减小电容效应。螺旋线圈的垂直线高度和或几何参数也可以改变。[0185]在有损导电介质203的表面上耦合到引导表面波导模式可以通过针对与充电端子Tii的电荷相关联的复数镜像平面、对于驻波谐振调谐引导表面波导探头200来改进和或优化。通过这样做，可以调整引导表面波导探头200的性能，用于充电端子!^上增加的和或最大的电压且因此电荷Q1。回头参考图3,可以使用镜像原理来检查区域1中的有损导电介质203的效果。[0186]物理上，位于完美导电平面上方的升高的电荷吸引完美导电平面上的自由电荷，其然后在升高的电荷下的区域中“积累”。产生的完美导电平面上的“绑定”电荷的分布类似于钟形曲线。升高的电荷的电势加上它下面的感应的“积累”电荷的电势的叠加促使完美导电平面的零等势面。描述完美导电平面以上的区域中的场的边界值问题解可以使用镜像电荷的经典概念而获得，其中来自升高的电荷的场与来自完美导电平面之下的相应的“镜像”电荷的场叠加。[0187]该分析还可以通过假定引导表面波导探头200之下的有效镜像电荷Q1’的存在而针对有损导电介质203使用。有效镜像电荷Q1’关于导电镜像地平面130与充电端子T1上的电荷一致，如图3所示。但是，镜像电荷Q1’不仅位于某个实际深度，而且与充电端子T1上的主要源电荷成180°反向，如它们在完美导体的情况下那样。而是，有损导电介质203例如，陆地介质表示相移镜像。就是说，镜像电荷Q1’在有损导电介质203的表面或者物理边界）以下的复数深度。对于复数镜像深度的讨论，参考Wait,J.R.，“ComplexImageTheory—Revisited”，IEEEAntennasandPropagationMagazine，Vol·33,No·4,1991年8月，pp.27-29,将其通过引用完全包括于此。[0188]代替在等于电荷Qi的物理高度H1的深度处的镜像电荷Q1’，导电镜像地平面130表示完美导体位于复数深度z=_d2,且镜像电荷Qi’在由-Di=-d2+d2+Hi辛Hi给出的复数深度（即，“深度”具有幅度和相位两者）出现。对于大地上的垂直极化源，[0193]如在等式（12中指示的。镜像电荷的复数间隔又暗示外部场将经历当界面是电介质或者完美导体时未遇到的额外相移。在有损导电介质中，波前法线在z=_d2处，且不在区域1和2之间的边界界面处，平行于导电镜像地平面130的切线。[0194]考虑图8A中图示的有损导电介质203是具有物理边界136的有限导电大地133的情况。有限导电大地133可以由如图8B所示的完美导电镜像地平面139替代，其位于物理边界136之下的复数深度21。当向下看到在物理边界136处的界面中时，该等效表示展现相同阻抗。图8B的等效表示可以被建模为等效传输线，如图8C所示。等效结构的截面表示为Z-方向）端负载传输线，该完美导电镜像平面的阻抗短路Zs=O。该深度Z1可以通过令在大地向下看的TEM波阻抗与看到图8C的传输线中的镜像地平面阻抗ζιη相等而确定。[0195]在图8A的情况下，上部区域空气）142中的传播常数和波固有阻抗是：[0201]对于法线入射，图8B的等效表示等效于其特性阻抗是空气的阻抗z。）、具有传播常数γ。，、且其长度是zj^TEM传输线。这样，在图8C的短的传输线的界面处看到的镜像地平面阻抗Zin由下式给出：[0202]Zin=Zotanhγ〇ζι。（59令与图8C的等效模式相关联的镜像地平面阻抗Zin与图8A的法线入射波阻抗相同并求解21给出到短路完美导电镜像地平面139的距离为：[0203].，60：[0204]其中对于该近似仅考虑反双曲线正切的串行扩展的第一项。注意到在空气区域142中，传播常数是γ。=沖。，所以Zin=jZotanPoZi其对于实数Zi是完全虚数量），但是如果〇辛〇则Ze是复数值。因此，仅当Z1是复数距离时，Zin=Ze。[0205]因为图8B的等效表示包括完美导电镜像地平面139,所以位于大地表面物理边界136处的电荷或者电流的镜像深度等于在镜像地平面139的另一侧上的距离Z1，或者在大地表面之下的d=2XZ1其位于Z=O处）。因此，到完美导电镜像地平面139的距离可以由下式近似：[0206]61[0207]另外，“镜像电荷”将与真实电荷“大小相等方向相反”，所以在深度Z1=_d2处的完美导电镜像地平面139的电势将是零。[0208]如果在如图3所示的大地表面以上的距离出升高电荷Q1,则镜像电荷Q1驻留在该表面以下的复数距离D1=CM1*，或者镜像地平面130以下的复数距离d2+m处。图7的引导表面波导探头200b可以建模为可以基于图8B的完美导电镜像地平面139的等效单线传输线镜像平面模型。图9A示出等效单线传输线镜像平面模型的实例，且图9B图示包括图8C的短路传输线的等效经典传输线模型的实例。[0209]在图9A和图9B的等效镜像平面模型中，Φ=0y+0c是参考大地133或者有损导电介质203的引导表面波导探头200的行波相位延迟，θ〇=βρΗ是以度表示的物理长度H的线圈215图7的电长度，0y=pwhw是以度表示的物理长度匕的垂直馈线导体221图7的电长度，且0d=0Qd2是镜像地平面139和大地133或者有损导电介质203的物理边界136之间的相移。在图9A和图9B的实例中，Zw是以欧姆为单位的升高垂直馈线导体221的特性阻抗，Zc是以欧姆为单位的线圈215的特性阻抗，且Zo是自由空间的特性阻抗。[0210]在引导表面波导探头200的基底base，“向上看”到该结构中的阻抗是ZT=Zbase。其中负载阻抗是：[0211]62[0212]其中Ct是充电端子1^的自电容，“向上看”到垂直馈线导体221图7中的阻抗由下式给出：[0216]在引导表面波导探头200的基底处，“向下看”到有损导电介质203中的阻抗是A=Zin，其由下式给出：[0217]65[0218]其中Zs=〇。[0219]忽略损耗，等效镜像平面模型可以被调谐为当Zi+ZT=0时在物理边界136处谐振。或者，在低损耗情况下，在物理边界136处X丨+Xt=O，其中X是相应的电抗分量。因此，“向上看”到引导表面波导探头200中的物理边界136处的阻抗是“向下看”到有损导电介质203中的物理边界136处的阻抗的共辄。通过调整充电端子T1的负载阻抗ZL，同时维持行波相位延迟Φ等于介质的波倾斜Ψ的角度，以使得Φ=Ψ，这改进和或最大化沿着有损导电介质203例如，大地的表面的、探头的电场到引导表面波导模式的耦合，图9Α和图9Β的等效镜像平面模型可以被调谐以相对于镜像地平面139谐振。以该方式，等效复数镜像平面模型的阻抗是纯电阻的，这维持使得端子T1I的电压和升高电荷最大化的探头结构上的叠加驻波，并且通过等式1-3和16使得传播表面波最大化。[0220]从汉克尔解得出，由引导表面波导探头200激励的引导表面波是向外传播的行波。充电端子!^和引导表面波导探头200的地粧218之间的沿着馈送网络209的源分布（图3和图7实际上由该结构上的行波加上驻波的叠加构成。利用位于物理高度hP或其以上的充电端子!^，通过馈送网络209移动的行波的相位延迟匹配与有损导电介质203相关联的波倾斜的角度。该模式匹配允许沿着有损导电介质203启动行波。一旦对于行波已建立了相位延迟，就调整充电端子!^的负载阻抗Zl以使得探头结构针对在复数深度-d2的镜像地平面图3的130或者图8的139驻波谐振。在该情况下，从镜像地平面看的阻抗具有零电抗，且充电端子T1上的电荷最大化。[0221]行波现象和驻波现象之间的区别在于（1在长度d的传输线有时称为“延迟线”）的部分上的行波的相位延迟（θ=β1是由于传播时间延迟;然而（2驻波（由前向和后向传播波构成）的取决于位置的相位取决于线长度传播时间延迟和在不同特性阻抗的线部分之间的界面处的阻抗变换两者。除了由于以正弦稳态操作的传输线部分的物理长度导致的相位延迟，存在由于比率ZJZclb导致的阻抗不连续处的额外反射系数相位，其中Zc^PZcib是传输线的两个部分的特性阻抗，例如，特性阻抗的螺旋线圈部分Z〇a=Z。（图9B和特性阻抗的垂直馈线导体的直线部分Zcib=Zw图9B。[0222]作为该现象的结果，普遍不同的特性阻抗的两个相对短的传输线部分可以用于提供非常大的相移。例如，可以制造由传输线的两个部分一个是低阻抗另一个是高阻抗与总共0.05λ的物理长度一起构成的探头结构，以提供等效于〇.25λ谐振的90°的相移。这是由于特性阻抗的大的跳变。以该方式，物理上短的探头结构可以电气地长于组合的两个物理长度。这在图9Α和图9Β图示，其中阻抗比率的不连续性提供相位的大的跳变。阻抗不连续性提供其中各部分接合在一起的实质的相移。[0223]参考图10,示出了流程图150,图示调整引导表面波导探头200图3和图7以实质上模式匹配到有损导电介质的表面上的引导表面波导模式的实例，该引导表面波导模式启动沿着有损导电介质203图3的表面的引导表面行波。以153开始，引导表面波导探头200的充电端子T1位于有损导电介质203以上的限定高度。利用有损导电介质203的特性和引导表面波导探头200的工作频率，可以通过对于-jγP令等式20b和21的幅度相等，并求解图4所示的Rx，来求出汉克尔相交距离。可以使用等式41确定复数折射率η，且然后可以从等式42确定复数布鲁斯特角（Θ1Β。然后可以从等式44确定充电端子T1的物理高度hP。充电端子!^应该在或者高于物理高度hP以便激励汉克尔函数的远离分量。当启动表面波时，最初考虑该高度关系。为了减小或者最小化充电端子T1上的绑定电荷，该高度应该是充电端子T1的球面直径或者等效球面直径的至少四倍。[0224]在156,充电端子!^上的升高的电荷的电相位延迟Φ匹配到复数波倾斜角Ψ。螺旋线圈的相位延迟（Θ。和或垂直馈线导体的相位延迟（θγ可以被调整以使得Φ等于波倾斜W的角度（Ψ。基于等式31，波倾斜的角度（Ψ可以如下确定：[0225]66[0226]电相位Φ然后可以匹配到波倾斜的角度。当启动表面波时，接下来考虑该角或者相位关系。例如，可以通过改变线圈215图7的几何参数和或垂直馈线导体221图7的长度或者高度），来调整电相位延迟Φ=9c+0y。通过匹配Φ=Ψ，可以在边界界面处具有复数布鲁斯特角的汉克尔相交距离Rx处或者超出该汉克尔相交距离Rx建立电场，以激励表面波导模式和沿着有损导电介质203启动行波。[0227]接下来在159,调谐充电端子T1的负载阻抗，以谐振该引导表面波导探头200的等效镜像平面模型。图9Α和图9Β的导电镜像地平面139或者图3的130的深度d2可以使用等式52、（53和54以及可以测量的有损导电介质203例如，大地的值确定。使用该深度，可以使用θΒ和波倾斜（|W|e，。[0275]例如电导率测量探头、介电常数传感器、地参数计、场计、电流监视器和或负载接收器之类的仪器可以用于监控操作条件的改变，并将关于当前操作条件的信息提供给自适应探头控制系统230。探头控制系统230然后可以对引导表面波导探头200做出一个或多个调整，以维持引导表面波导探头200的特定操作条件。例如，当湿度和温度改变时，土壤的电导率也将改变。电导率测量探头和或介电常数传感器可以位于引导表面波导探头200周围的多个位置。通常，可期望在该操作频率的汉克尔相交距离Rx处或其周围监控电导率和或介电常数。电导率测量探头和或介电常数传感器可以位于引导表面波导探头200周围的多个位置例如，每个象限中）。[0276]电导率测量探头和或介电常数传感器可以配置为按照周期性的基础估计电导率和或介电常数，并将该信息传递到探头控制系统230。该信息可以通过网络传递到探头控制系统230,网络比如但是不限于LAN、WLAN、蜂窝网络、或者其它适当的有线或者无线通信网络。基于监控的电导率和或介电常数，探头控制系统230可以估计折射率η、复数布鲁斯特角（G1,Β和或波倾斜（|W|eW的变化，并调整引导表面波导探头200,以维持馈送网络209的相位延迟（Φ等于波倾斜角（Ψ和或维持引导表面波导探头200的等效镜像平面模型的谐振。这可以通过例如调整θγ、θ。和或Ct来实现。例如，探头控制系统230可以调整充电端子T1的自电容和或应用于充电端子T1的相位延迟θγ，Θ。），以将引导表面波的电启动效率维持在最大或其附近。例如，充电端子T1的自电容可以通过改变端子的大小来改变。电荷分布也可以通过增加充电端子Ti的大小来改进，增加充电端子Ti的大小可以减小从充电端子!^的放电的机会。在其它实施例中，充电端子T1可以包括可以调整以改变负载阻抗Zl的可变电感。应用于充电端子T1的相位可以通过改变线圈215图7上的抽头位置、和或通过包括沿着线圈215的多个预定义抽头并在不同预定义抽头位置之间切换来调整，以最大化启动效率。[0277]场或者场强FS计也可以围绕引导表面波导探头200分布，以测量与引导表面波相关联的场的场强。场或者FS计可以配置为检测场强和或场强例如，电场强）的改变，并将该信息传递到探头控制系统230。该信息可以通过网络传递到探头控制系统230,网络比如但是不限于LAN、WLAN、蜂窝网络、或者其它适当的通信网络。当负载和或环境条件在操作期间改变或者变化时，可以调整引导表面波导探头200以维持在FS计位置的特定场强，以保证到接收器的适当的功率传输、和它们提供的负载。[0278]例如，可以调整应用于充电端子T1的相位延迟（Φ=θγ+Θ。）以匹配波倾斜角（Ψ。通过调整一个或两个相位延迟，可以调整引导表面波导探头200，以保证波倾斜对应于复数布鲁斯特角。这可以通过调整线圈215图7上的抽头位置、以改变供应到充电端子T1的相位延迟来实现。供应到充电端子T1的电压电平还可以增加或者减少，以调整电场强。这可以通过调整激励源212的输出电压或者通过调整或者重新配置馈送网络209来实现。例如，可以调整AC源212的抽头227图7的位置，以增加由充电端子T1看到的电压。在预定义范围内维持场强级别可以改进接收器的耦合，减小地电流损耗，和避免与来自其它引导表面波导探头200的传输的干扰。[0279]探头控制系统230可以以硬件、固件、由硬件执行的软件、或者其组合实现。例如，探头控制系统230可以包括处理电路，其包括处理器和存储器，处理器和存储器两者可以耦合到本地接口，例如具有附带的控制地址总线的数据总线，如本领域技术人员认识到的那样。探头控制应用可以由处理器执行，以基于监控的条件调整引导表面波导探头200的操作。探头控制系统230还可以包括用于与各种监控装置通信的一个或多个网络接口。通信可以通过网络，比如但是不限于LAN、WLAN、蜂窝网络、或者其它适当的通信网络。探头控制系统230例如可以包括比如服务器、桌面计算机、膝上型计算机之类的计算机系统，或者具有类似性能的其他系统。[0280]回头参考图5A的实例，示出复数角三角学用于具有在汉克尔相交距离Rx处的复数布鲁斯特角（G1,B的充电端子T1的入射电场E的射线光学解释。回想，对于有损导电介质，布鲁斯特角是复数且由等式38指定。电气地，几何参数通过等式39由充电端子1^的电有效高度heff相关。因为物理高度hP和汉克尔相交距离Rx两者都是实数量，所以在汉克尔相交距离处的所需的引导表面波倾斜的角度Wrx等于复数有效高度Gie3ff的相位Φ。对于位于物理高度hP处且以具有适当相位Φ的电荷激励的充电端子1\，产生的电场在汉克尔相交距离Rx处，并以布鲁斯特角入射该有损导电介质边界界面。在这些条件下，可以激励引导表面波导模式，而没有反射或者实质上可忽略的反射。[0281]但是，等式39指的是引导表面波导探头200的物理高度可以相对小。虽然这将激励引导表面波导模式，但是这可能导致具有很小自由改变的过大的绑定电荷。为了补偿，可以将充电端子1^升高到适当标高，以增加自由电荷量。作为一个示例经验法则，充电端子T1可以位于充电端子T1的有效直径的大约4-5倍或者更大）的标高处。图6图示将充电端子!^升高到如图5A所示的物理高度hP以上的效果。增加的标高导致波倾斜入射该有损导电介质的距离移动超出汉克尔相交点121图5A。为了改进引导表面波导模式中的耦合，且因此提供引导表面波的更大的启动效率，可使用下部补偿端子T2,以调整充电端子1\的总有效高度OlTE，使得在汉克尔相交距离处的波倾斜在布鲁斯特角。[0282]参考图12,示出了引导表面波导探头200c的实例，其包括沿着与由有损导电介质203表示的平面垂直的垂直轴z布置的升高的充电端子!^和下部补偿端子!^。在这方面，充电端子T1直接位于补偿端子T2以上，虽然可能使用两个或者更多充电和或补偿端子Tn的一些其他布置。根据本公开的实施例，引导表面波导探头200c设置在有损导电介质203以上。有损导电介质203组成区域1，同时第二介质206组成区域2,第二介质206与有损导电介质203共享边界界面。[0283]引导表面波导探头200c包括馈送网络209,该馈送网络209将激励源212耦合到充电端子T1和补偿端子T2。根据各种实施例，取决于在任何给定时刻施加到端子^和!^的电压，电荷QjPQ2能施加于相应充电和补偿端子^和!^上。I1是经由端子引线在充电端子T1I馈送电荷的传导电流，且I2是经由端子引线在补偿端子T2上馈送电荷Q2的传导电流。[0284]根据图12的实施例，充电端子T1位于有损导电介质203以上物理高度出处，且补偿端子IV沿着垂直轴Z直接位于!^以下物理高度出处，其中H2小于H1。传输结构的高度h可以计算为Ii=H1-H2t3充电端子!^具有隔离的（或者自）电容C1，且补偿端子T2具有隔离的（或者自）电容C2。互电容Cm可取决于其间的距离而存在于端子TjPT2之间。在操作期间，取决于在任何给定时刻施加到充电端子Ti和补偿端子T2的电压，电荷Qi和Q2分别施加在充电端子Ti和补偿端子T2上。[0285]接下来参考图13,示出了由图12的充电端子T1和补偿端子T2上的升高的电荷产生的效果的射线光学解释。利用升高到射线在大于如由线163图示的汉克尔相交点121的距离处以布鲁斯特角与有损导电介质相交的高度的充电端子T1，补偿端子T2可以用于通过补偿增加的高度而调整hTE。补偿端子!^的效果是减小引导表面波导探头的电有效高度或者有效地提升有损介质界面），使得在汉克尔相交距离处的波倾斜在布鲁斯特角，如线166图示的。[0286]总有效高度可以写为与充电端子!^相关联的上部有效高度hUE和与补偿端子T2相关联的下部有效高度Om的叠加，使得：[0287]85[0288]其中Φυ是施加到上部充电端子!^的相位延迟，Φί是施加到下部补偿端子!^的相位延迟，β=2πλΡ是来自等式35的传播因数，hP是充电端子T1的物理高度且hd是补偿端子T2的物理高度。如果考虑额外的引线长度，则可以通过将充电端子引线长度z加到充电端子T1的物理高度^和将补偿端子引线长度y加到补偿端子T2的物理高度hd来说明它们，如下所示：[0289][0290]下部有效高度可以用于调整总有效高度hTE以等于图5A的复数有效高度heff。[0291]等式85或者86可以用于确定补偿端子!^的下部盘的物理高度和馈送端子的相位角，以获得在汉克尔相交距离处的所需波倾斜。例如，等式86可以重写为作为补偿端子高度hd的函数施加到充电端子!\的相移，以给出：[0292][0293]为了确定补偿端子T2的定位，可以使用上述关系。首先，总有效高度hTE是上部充电端子!\的复数有效高度hUE和下部补偿端子1~2的复数有效高度hu的叠加，如等式86表示的。之后，入射角的正切可以几何地表示为：[0294]：88[0295]其等于波倾斜的定义，W。最终，给定所需汉克尔相交距离Rx，可以调整hTE以使得入射射线的波倾斜匹配在汉克尔相交点121处的复数布鲁斯特角。这可以通过调整1ιΡ、Φυ和或hd实现。[0296]当在引导表面波导探头的实例的上下文中讨论时，这些概念可以更好地理解。参考图14,示出了包括沿着实质上与由有损导电介质203表示的平面正交的垂直轴z定位的上部充电端子T1例如，在高度hT的球和下部补偿端子T2例如，在高度hd的盘的引导表面波导探头200d的实例的图形表示。在操作期间，取决于在任何给定时刻施加到端子^和!^的电压，电荷QjPQ2分别施加在充电端子T1和补偿端子T2上。[0297]AC源212用作充电端子1^的激励源，其通过包括比如螺旋线圈的线圈215的馈送网络209耦合到引导表面波导探头200cLAC源212可以通过抽头227连接在线圈215的下部两端，如图14所示，或者可以通过主线圈的方式电感地耦合到线圈215。线圈215可以在第一端耦合到地粧218并在第二段耦合到充电端子T1。在一些实现中，可以使用在线圈215的第二端处的抽头224调整到充电端子!^的连接。补偿端子T2位于有损导电介质203例如，地或者大地）以上并实质上与其平行，且通过耦合到线圈215的抽头致能。位于线圈215和地粧218之间的电流计236可以用于提供在引导表面波导探头的基底处的电流（Io的幅度的指示。替代地，可以在耦合到地粧218的导体周围使用电流钳以获得电流Io的幅度的指示。[0298]在图14的实例中，线圈215在第一端耦合到地粧218,并经由垂直馈线导体221在第二端耦合到充电端子T1。在一些实现中，可以使用在线圈215的第二端处的抽头224调整到充电端子!^的连接，如图14所示。线圈215可以通过在线圈215的下部的抽头227由AC源212以操作频率致能。在其它实现中，AC源212可以通过主线圈电感地耦合到线圈215。补偿端子T2通过耦合到线圈215的抽头233致能。位于线圈215和地粧218之间的电流计236可以用于提供在引导表面波导探头200d的基底处的电流的幅度的指示。替代的，可以在耦合到地粧218的导体周围使用电流钳，以获得电流的幅度的指示。补偿端子T2位于有损导电介质203例如，地）以上并实质上与其平行。[0299]在图14的实例中，位于线圈215上的到充电端子!^的连接在用于补偿端子!^的抽头223的连接点以上。这种调整允许增大的电压且因此更高的电荷Q1施加到上部充电端子T1。在其它实施例中，充电端子T1和补偿端子T2的连接点可以反向。可以调整引导表面波导探头220d的总有效高度hTE以激励具有在汉克尔相交距离Rx处的引导表面波倾斜的电场。汉克尔相交距离也可以通过对于_jγP令等式20b和21的幅度相等，并求解如图4所示的Rx而求出。折射率η、复数布鲁斯特角（Θ1Β和φ1Β、波倾斜（IW|¥Ψ和复数有效高度hm=hPej1可以相对于上面的等式41-44确定。[0300]利用所选的充电端子T1配置，可以确定球面直径或者有效球面直径）。例如，如果充电端子!^不配置为球面，则端子配置可以建模为具有有效球面直径的球面电容。可以选择充电端子T1的大小以提供用于施加在端子上的电荷的足够大的表面。总的来说，期望使得充电端子T1S可能大。充电端子T1的大小应该足够大以避免周围空气的电离，这可能导致充电端子周围的放电或者火花。为了减小充电端子T1上的绑定电荷的量，提供用于启动引导表面波的充电端子T1上的自由电荷的期望提升应该是有损导电介质（例如，大地）以上的有效球面直径的至少4-5倍。补偿端子T2可以用于调整引导表面波导探头200d的总有效高度hTE，以激励具有在Rx处的引导表面波倾斜的电场。补偿端子T2可以在hd=hT-hP处位于充电端子!^以下，其中hT是充电端子T1的总物理高度。对于固定的补偿端子!^的位置和施加到上部充电端子!^的相位延迟Φυ，施加到下部补偿端子T2的相位延迟Φί可以使用等式86的关系来确定，以使得：[0301]89[0302]在替代实施例中，补偿端子T2可以位于高度hd处，其中Im{®L}=0。这在图15Α中图形地示出，图15Α分别示出Φυ的虚数和实数部分的绘图172和175。补偿端子于高度hd处，其中Im{Φυ}=0,如绘图172图形地图示的。在该固定高度，可以从Re{Φυ}确定线圈相位Φυ，如绘图175图形地图示的。[0303]对于耦合到线圈215的AC源212例如，在50Ω点以最大化耦合），可以调整抽头233的位置以用于补偿端子!^与在操作频率的线圈的至少一部分的并行谐振。图15B示出了图14的总的电气关联hookup的示意性图，其中V1是通过抽头227从AC源212施加到线圈215的下部部分的电压，V2是供应到上部充电端子!^的抽头224处的电压，且V3是通过抽头233施加到下部补偿端子T2的电压。电阻RdPRd分别表示充电端子T1和补偿端子!^的地返回电阻。充电端子!^和补偿端子!^可以配置为球面、圆柱、环面、环、罩或者电容结构的任何其他组合。可以选择充电端子T1和补偿端子T2的大小以提供在端子上施加的电荷和出的足够大的表面。总的来说，需要使得充电端子T1S可能大。充电端子T1的大小应该足够大以避免周围空气的电离，这可导致充电端子周围的放电或者火花。充电端子T1和补偿端子!^的自电容CdPCd例如可以分别使用等式24确定。[0304]如在图15B中看到的，由线圈215的电感的至少一部分、补偿端子T2的自电容Cd和与补偿端子!^相关联的地返回电阻Rd形成谐振电路。可以通过调整施加到补偿端子T2的电压V3例如，通过调整线圈215上的抽头233位置或者通过调整补偿端子!^的高度和或大小以调整Cd，来建立并行谐振。可以调整线圈抽头233的位置以用于并行谐振，这将导致通过地粧218和通过电流计236的地电流达到最大点。在已经建立补偿端子!^的并行谐振之后，可以调整AC源212的抽头227的位置到线圈215上的50Ω点。[0305]来自线圈215的电压V2可以施加到充电端子T1，且可以调整抽头224的位置以使得总有效高度Om的相位（Φ近似地等于在汉克尔相交距离Rx处的引导表面波倾斜Wrx的角度。可以调整线圈抽头224的位置直到到达该操作点为止，这导致通过电流计236的地电流增大到最大。在这点，由引导表面波导探头200d激励的产生的场实质上模式匹配到有损导电介质203的表面上的引导表面波导模式，导致沿着有损导电介质203的表面的引导表面波的启动。这可以通过测量沿着从引导表面波导探头200延伸的径向的场强来确认。[0306]可以通过充电端子1^的附加和或通过抽头224施加到充电端子1^的电压的调整，来改变包括补偿端子T2的电路的谐振。虽然调整补偿端子电路用于谐振帮助充电端子连接的后续调整，但是不必建立在汉克尔相交距离Rx处的引导表面波倾斜Wrx。可以进一步调整该系统，以通过迭代地调整AC源212的抽头227的位置以在线圈215上的50Ω点、和调整抽头233的位置以最大化通过电流计236的地电流，来改进耦合。当调整抽头227和233的位置时，或者当其他组件附加到线圈215时，包括补偿端子!^的电路的谐振可以漂移。[0307]在其它实现中，来自线圈215的电压V2可以施加到充电端子T1，且可以调整抽头233的位置，以使得总有效高度hTE的相位（Φ近似地等于在Rx处的引导表面波倾斜的角度Ψ。可以调整线圈抽头224的位置，直到达到操作点为止，这导致通过电流计236的地电流实质上达到最大。产生的场实质上模式匹配到有损导电介质203上的引导表面波导模式，且沿着有损导电介质203的表面启动引导表面波。这可以通过测量沿着从引导表面波导探头200延伸的径向的场强来确认。可以进一步调整该系统，以通过迭代地调整AC源212的抽头227的位置在线圈215上的50Ω点，并调整抽头224和或223的位置以最大化通过电流计236的地电流，来改进耦合。[0308]回头参考图12,可以控制引导表面波导探头200的操作，以调整用于与引导表面波导探头200相关联的操作条件的变化。例如，探头控制系统230可以用于控制馈送网络209和或充电端子TjP或补偿端子T2的定位，以控制引导表面波导探头200的操作。操作条件可以包括，但是不限于有损导电介质203的特性例如，电导率〇和相对介电常数er的变化、场强的变化和或引导表面波导探头20的负载的变化。如可以从等式41-44看到的，可以通过例如由天气条件导致的土壤电导率和介电常数的改变，影响折射率η、复数布鲁斯特角（θί,Β和ih,B、波倾斜（IW|ejV和复数有效高度hrff=hpeji。[0309]例如电导率测量探头、介电常数传感器、地参数计、场计、电流监视器和或负载接收器之类的仪器可以用于监控操作条件的改变，并将关于当前操作条件的信息提供给探头控制系统230。探头控制系统230然后可以对引导表面波导探头200做出一个或多个调整，以维持引导表面波导探头200的特定操作条件。例如，当湿度和温度改变时，土壤的电导率也将改变。电导率测量探头和或介电常数传感器可以位于引导表面波导探头200周围的多个位置。通常，期望对于该操作频率在汉克尔相交距离Rx处或其周围监控电导率和或介电常数。电导率测量探头和或介电常数传感器可以位于引导表面波导探头200周围的多个位置例如，每个象限中）。[0310]然后参考图16,不出了包括沿着垂直轴z布置的充电端子Tl和充电端子T2的引导表面波导探头200e的实例。引导表面波导探头200e设置在组成区域1的有损导电介质203以上。另外，第二介质206共享与有损导电介质203的边界界面，并组成区域2。充电端子TjPT2位于有损导电介质203以上。充电端子于高度出处，且充电端子T2沿着垂直轴z直接位于!^以下高度出处，其中H2小于H1。由引导表面波导探头200e表示的传输结构的高度h是Ii=H1-H2。引导表面波导探头200e包括将激励源212耦合到充电端子^和!^的馈送网络209。[0311]充电端子Ti和或T2包括可以保持电荷的导电物质mass，该导电物质可以被调整大小以保持尽可能多的电荷。充电端子T1具有自电容C1，且充电端子T2具有自电容C2,其可以使用例如等式24确定。由于将充电端子T1直接放置在充电端子T2以上，所以在充电端子TdPT22间创建互电容Cm。注意到充电端子TjPT2F需要是相同的，而是每个可以具有单独的大小和形状，且可以包括不同导电物质。最终，由引导表面波导探头200e启动的引导表面波的场强与端子Ti上的电荷量成正比。电荷Qi又与和充电端子!^相关联的自电容成比例，因为Qi=C1V,其中V是在充电端子T1I施加的电压。[0312]当适当地调整以在预定义操作频率操作时，引导表面波导探头200e生成沿着有损导电介质203的表面的引导表面波。激励源212可以以施加到引导表面波导探头200e以激励该结构的预定义频率生成电能。当由引导表面波导探头200e生成的电磁场实质上与有损导电介质203模式匹配时，该电磁场实质上合成在复数布鲁斯特角入射的波前，导致很少或者没有反射。因此，表面波导探头200e不产生辐射波，但是沿着有损导电介质203的表面启动引导表面行波。来自激励源的能量可以作为Zenneck表面电流传送到位于引导表面波导探头200e的有效传输范围内的一个或多个接收器。[0313]人们可以确定有损导电介质203的表面上的径向Zenneck表面电流JpP的渐近线是JiP趋近和J2P远离，其中：其中I1是在第一充电端子T1上馈送电荷Q1的传导电流，且I2是在第二充电端子T2上馈送电荷Q2的传导电流。上部充电端子!^上的电荷由=^1确定，其中C1是充电端子1^的隔离电容。注意到，对于由Ε»Ζρ给出的上述J1存在第三分量，其符合Leontovich边界条件且是由第一充电端子Qi上的提升的振荡电荷的准静态场栗送的有损导电介质203中的径向电流贡献。量Zp=jωμ。γe是有损导电介质的径向阻抗，其中γe=jCoy1O1-CoVe112。[0316]表示由等式90和91提出的径向电流趋近和远离的渐近线是复数量。根据各种实施例，合成物理表面电流JP以在幅度和相位上尽可能接近地匹配电流渐近线。就是说，趋近|jpI是对Ij1I的正切，且远离|jpI是对Ij2I的正切。此外，根据各种实施例，JP的相位应该从J1趋近的相位变换为J2远离的相位。[0317]为了在传输的地点匹配引导表面波模式以启动引导表面波，表面电流IJ21远离的相位应该不同于表面电流IJ11趋近的相位，该不同是与对应的传播相位加上大约45度或者225度的常数。这是因为对于^γ存在两个根，一个在3T4附近且一个在5π4附近。适当调整的合成径向表面电流是：[0318]{92[0319]注意到这与等式（17—致。通过麦克斯韦方程，这种JP表面电流自动创建符合以下的场：[0323]因此，对于要匹配的引导表面波模式的表面电流IJ21远离和表面电流IJ11趋近之间的相位差是由于与等式⑴-3—致的、等式93-95中的汉克尔函数的特性。认识到以下方面是重要的：由等式⑴-6和（17以及等式92-95表示的场具有绑定到有损界面的传输线模式的性质，而不是与地波传播相关联的辐射场。[0324]为了获得在给定位置处的引导表面波导探头200e的给定设计的适当的电压幅度和相位，可以使用迭代方案。特别地，可以考虑到端子TjPT2的馈送电流、充电端子TjPT2I的电荷以及有损导电介质203中的它们的镜像，来执行引导表面波导探头200e的给定激励和配置的分析，以便确定生成的径向表面电流密度。可以迭代地执行该处理，直到基于所需参数确定给定引导表面波导探头200e的最优配置和激励为止。为了帮助确定给定引导表面波导探头200e是否以最优级别操作，可以基于在引导表面波导探头200e的位置处的区域1的电导率〇1和区域1的介电常数（ει的值，使用等式（1-12，来生成引导场强曲线103图1。这种引导场强曲线103可以提供操作的基准，以使得测量的场强可以与由引导场强曲线103指示的幅度比较，以确定是否已经达成最优传输。[0325]为了达成最优条件，可以调整与引导表面波导探头200e相关联的各种参数。可以改变以调整引导表面波导探头200e的一个参数是充电端子TdPST2之一或两者相对于有损导电介质203的表面的高度。另外，还可以调整充电端子^和!^之间的距离或者间距。这样做时，如可以理解的，人们可以最小化或者按照别的方式更改充电端子^和!^与有损导电介质203之间的互电容Cm或者任何绑定电容。还可以调整各个充电端子TdPST2的大小。通过改变充电端子TdPST2的大小，如可以理解的，人们将改变各个自电容和或C2和互电容Cm〇[0326]此外，可以调整的另一参数是与引导表面波导探头200e相关联的馈送网络209。这可以通过调整组成馈送网络209的电感和或电容性电抗的大小来实现。例如，在这种电感性电抗包括线圈时，可以调整这种线圈上的匝数。最终，可以做出馈送网络209的调整以更改馈送网络209的电长度，由此影响充电端子TdPTiJ:的电压幅度和相位。[0327]注意到，如可以理解的，通过做出各种调整所执行的传输的迭代可以通过使用计算机模型或者通过调整物理结构来实现。通过做出上述调整，人们可以创建近似在上述等式90和91中指定的引导表面波模式的相同电流JP的对应的“趋近”表面电流J1和“远离”表面电流J2。这样做时，产生的电磁场将实质上或者近似地模式匹配到有损导电介质203的表面上的引导表面波模式。[0328]虽然在图16的实例中没有示出，但是可以控制引导表面波导探头200e的操作，以对于与引导表面波导探头200相关联的操作条件的变化进行调整。例如，图12中示出的探头控制系统230可以用于控制馈送网络290和或充电端子TjP或!^的定位和或大小，以控制引导表面波导探头200e的操作。操作条件可以包括，但是不限于有损导电介质203的特性变化例如，电导率σ和相对介电常数er、场强的变化和或引导表面波导探头200e的负载的变化。[0329]现在参考图17,示出了图16的引导表面波导探头200e的实例，在这里表示为引导表面波导探头200f。引导表面波导探头200f包括沿着实质上与由有损导电介质203例如，大地表示的平面正交的垂直轴z定位的充电端子^和!^。第二介质206在有损导电介质203以上。充电端子T1具有自电容C1，且充电端子T2具有自电容C2。在操作期间，取决于在任何给定时刻施加到充电端子TjPT2的电压，电荷QjPQ2分别施加在充电端子TjPT2上。取决于其间的距离，充电端子TjPT2之间可存在互电容Cm。另外，取决于各个充电端子TdPTdg对于有损导电介质203的高度，在各个充电端子Ti和T2与有损导电介质203之间可存在绑定电容。[0330]引导表面波导探头200f包括馈送网络209,该馈送网络209包括电感性阻抗，该电感性阻抗包括具有耦合到充电端子TjPT2中相应的一个的一对引线的线圈Lla。在一个实施例中，指定线圈Lla具有引导表面波导探头200f的操作频率处的波长一半（12的电长度。[0331]虽然将线圈Lla的电长度指定为在操作频率的波长的近似二分之一（12，但是可以理解可以指定线圈Lla具有在其他值的电长度。根据一个实施例，线圈Lla具有近似在操作频率的波长的二分之一的电长度的事实提供在充电端子TjPT2上创建最大电压差分的优势。但是，当调整引导表面波导探头200f以获得引导表面波模式的最优激励时，线圈Lla的长度或者直径可以增大或者减小。线圈长度的调整可以通过位于线圈的一端或者两端的抽头提供。在其它实施例中，这可以是指定电感性阻抗以具有显著小于或者大于在引导表面波导探头200f的操作频率的波长的12的电长度的情况。[0332]激励源212可以通过磁耦合的方式耦合到馈送网络209。特别地，激励源212耦合到线圈LP，线圈Lp电感地耦合到线圈Lla的线圈LP。这可以通过链路耦合、分接线圈、可变电抗或者可以理解的其它耦合方法达成。为此，线圈Lp用作初级线圈，且线圈Lla用作次级线圈，如可以理解的。[0333]为了对于所需引导表面波的传输调整引导表面波导探头200f，可以相对于有损导电介质203和相对于彼此更改各个充电端子TjPT2的高度。此外，可以更改充电端子TjPT2的大小。另外，可以通过添加或者去除匝、或者通过改变线圈Lla的一些其他维度，来更改线圈Lla的大小。线圈Lla还可以包括用于调整如图17所示的电长度的一个或多个抽头。也可以调整连接到充电端子T1或者!^的抽头的位置。[0334]接下来参考图18A、图18B、图18C和图19，示出了用于使用无线功率传送系统中的表面引导波的一般接收电路的实例。图18A和图18B-图18C分别包括线性探头303和调谐的谐振器306。图19是根据本公开的各种实施例的磁线圈309。根据各种实施例，可以采用线性探头303、调谐的谐振器306和磁线圈309中的每一个，以接收根据各种实施例以有损导电介质203的表面上的引导表面波的形式发送的功率。如上所述，在一个实施例中，有损导电介质203包括陆地介质或者大地）。[0335]通过特别参考图18A，在线性探头303的输出端312处的开路端子电压取决于线性探头303的有效高度。为此，端子点电压可以计算为：[0336]96[0337]其中Einc是以伏特每米为单位的在线性探头303上感应的入射电场的强度，dl是沿着线性探头303的方向上的积分元素，且he是线性探头303的有效高度。电气负载315通过阻抗匹配网络318耦合到输出端312。[0338]当线性探头303经历如上所述的引导表面波时，在输出端312两端生成电压，该电压可以通过共辄阻抗匹配网络318施加到电气负载315,如情况可能的。为了促进功率到电气负载315的流动，电气负载315应该实质上与线性探头303阻抗匹配，如以下将要描述的。[0339]参考图18B，拥有等于引导表面波的波倾斜的相移的地电流激励线圈306a包括在有损导电介质203上方升高或者悬挂）的充电端子TR。充电端子Tr具有自电容CR。另外，取决于充电端子Tr在有损导电介质203以上的高度，还可能在充电端子Tr和有损导电介质203之间存在绑定电容未示出）。绑定电容应该优选地尽可能最小化，尽管这不是在每个情况下完全必要的。[0340]调谐的谐振器306a还包括包含具有相移Φ的线圈Lr的接收器网络。线圈Lr的一端耦合到充电端子Tr，且线圈Lr的另一端耦合到有损导电介质203。接收器网络可以包括将线圈Lr耦合到充电端子Tr的垂直供应线导体。为此，线圈Lr其也可以被称为调谐的谐振器Lr-Cr包括串行调整的谐振器，因为充电端子Cr和线圈Lr串行设置。可以通过改变充电端子Tr的大小和或高度、和或调整线圈Lr的大小，来调整线圈Lr的相位延迟，以使得该结构的相位Φ实质上等于波倾斜的角度Ψ的角度。还可以例如通过改变导体的长度，来调整垂直供应线的相位延迟。[0341]例如，由自电容Cr表示的电抗被计算为1jcoCr。注意到，该结构306a的总电容还可以包括充电端子Tr和有损导电介质203之间的电容，其中该结构306a的总电容可以从自电容Cr和任何绑定电容两者计算，如可以理解的那样。根据一个实施例，充电端子Tr可以被升高到一高度，从而实质上减小或者消除任何绑定电容。可以从充电端子Tr和有损导电介质203之间的电容测量来确定绑定电容的存在，如先前讨论的。[0342]由分立元件线圈Lr表示的电感性电抗可以计算为jωL，其中L是线圈Lr的集中元件电感。如果线圈U是分布元件，则其等效端点电感性电抗可以通过传统方案确定。为调谐该结构306a，人们可以做出调整以使得为了模式匹配到操作频率的表面波导的目的，相位延迟等于波倾斜。在该情况下，可以认为接收结构与表面波导“模式匹配”。该结构周围的变压器链路和或阻抗匹配网络324可以插入在探头和电气负载327之间，以将功率耦合到负载。在探头端子321和电气负载327之间插入阻抗匹配网络324可以影响用于到电气负载327的最大功率传送的共辄匹配条件。[0343]当在操作频率的表面电流的存在下放置时，功率将从表面引导波传递到电气负载327。为此，电气负载327可以通过磁耦合、电容耦合或者导电（直接分接耦合的方式，耦合到该结构306a。耦合网络的元件可以是集中组件或者分布元件，如可以理解的那样。[0344]在图18B所示的实施例中，采用磁耦合，其中线圈Ls相对于用作变压器初级的线圈Lr位于次级。如可以理解的，线圈Ls可以通过在同一铁芯结构周围几何地缠绕它并调整耦合的磁通量，来链路耦合到线圈Lr。另外，虽然接收结构306a包括串行调谐的谐振器，但是还可以使用适当相位延迟的并行调谐的谐振器或者甚至分布元件谐振器。[0345]虽然浸入电磁场中的接收结构可以耦合来自场的能量，但是可以理解的是通过最大化耦合，极化匹配的结构最好地工作，且应该遵守用于到波导模式的探头耦合的现有规贝1J。例如，TE2Q横向电气模式波导探头对于从以TE2Q模式激励的传统波导提取能量可能是最优的。类似地，在这些情况下，可以对于耦合来自表面引导波的功率优化模式匹配和相位匹配的接收结构。由引导表面波导探头200在有损导电介质203的表面上激励的引导表面波可以考虑为开波导的波导模式。排除波导损耗，可以完全恢复源能量。有用的接收结构可以是耦合的E场、耦合的H场或者激励的表面电流。[0346]可以调整接收结构以基于在接收结构附近的有损导电介质203的局部特性增大或者最大化与引导表面波的耦合。为实现此，可以调整接收结构的相位延迟（Φ以匹配在接收结构处的表面行波的波倾斜的角度（Ψ。如果适当地配置，则可以调谐该接收结构以用于相对于在复数深度z=_d2处的完美导电镜像地平面的谐振。[0347]例如，考虑包括图18B的调谐的谐振器306a的接收结构，包括线圈Lr和在线圈Lr和充电端子Tr之间连接的垂直供应线。对于位于有损导电介质203以上定义高度的充电端子TR，线圈Lr和垂直供应线的总相移Φ可以与在调谐的谐振器306a处的波倾斜的角度（Ψ匹配。从等式22，可以看到波倾斜渐进地通过：[0348]補[0349]其中er包括相对介电常数，且〇1是在接收结构的位置处的有损导电介质203的电导率，ε。是自由空间的介电常数，且ω=23ΐί·，其中f是激励的频率。因此，可以从等式97确定波倾斜角度Ψ。[0350]调谐的谐振器306a的总相移（Φ=0c+0y包括通过线圈LR的相位延迟（Θ。和垂直供应线的相位延迟0y两者。沿着垂直供应线的导体长度1的空间相位延迟可以由0y=pwiw给出，其中K是垂直供应线导体的传播相位常数。由于线圈（或者螺旋延迟线）的相位延迟是0c=i3Plc，其中Ic是物理常数且传播因数是：[0351]98[0352]其中Vf是该结构上的速率因数，λ〇是在供应频率的波长，且λρ是从速率因数Vf产生的传播波长。可以调整一个或两个相位延迟θ#θγ以将相移Φ与波倾斜的角度（Ψ匹配。例如，可以在图18B的线圈Lr上调整抽头位置以调整线圈相位延迟队）以将总相移与波倾斜角匹配（Φ=Ψ。例如，线圈的位置可以通过抽头连接旁路，如图18B所示。垂直供应线导体也可以经由抽头连接到线圈Lr，可以调整其在线圈上的位置以将总相移与波倾斜角度匹配。[0353]一旦已经调整调谐的谐振器306a的相位延迟（Φ，就可以调整充电端子Tr的阻抗以调谐为相对于在复数深度z=_d2处的完美导电镜像地平面谐振。这可以通过调整充电端子T1的电容实现，而不改变线圈Lr和垂直供应线的行波相位延迟。该调整类似于相对于图9A和图9B描述的调整。[0354]“向下看”到有损导电介质203中到复数镜像平面的阻抗由下式给定：[0355]Zin=Rin+jXin=Z〇tanhj^〇d2,99[0356]其中对于大地以上的垂直极化源，复数镜像平面的深度可以由下式给出：[0357]100[°358]其中μι是有损导电介质203的介电常数，且E1=E1^0c3[0359]在调谐的谐振器306a的基底，“向上看”到接收结构中的阻抗是Z丨=Zbase,如图9Α所示。其中端子阻抗是：[0360]1101^[0361]其中Cr是充电端子Tr的自电容，“向上看”到调谐的谐振器306a的垂直供应线导体中的阻抗由下式给定：[0365]通过匹配“向下看”到有损导电介质203中的电抗分量Xin与“向上看”到调谐的谐振器306a中的电抗分量Xbase，可以最大化到引导表面波导模式中的親合。[0366]接下来参考图18C，示出了不在接收结构的顶部包括充电端子TR的调谐的谐振器306b的实例。在该实施例中，调谐的谐振器306b不包括在线圈Lr和充电端子Tr之间耦合的垂直供应线。因此，调谐的谐振器306b的总相移（Φ仅包括通过线圈Lr的相位延迟（Θ。）。如对于图18B的调谐的谐振器306a那样，可以调整线圈相位延迟Θ。以匹配从等式97确定的波倾斜的角度（Ψ，这导致Φ=Ψ。虽然对于耦合到表面波导模式中的接收结构功率提取是可能的，但是难以调整接收结构以最大化与引导表面波的耦合而没有由充电端子Tr提供的可变电抗性负载。[0367]参考图18D，示出了图示调整接收结构以实质上模式匹配有损导电介质203的表面上的引导表面波导模式的实例的流程图180。在181开始，如果接收结构包括充电端子Tr例如，图18B的调谐的谐振器306a的充电端子），则在184，充电端子Tr位于有损导电介质203以上的定义高度处。因为已经由引导表面波导探头200建立了表面引导波，所以充电端子Tr的物理高度hP可以低于有效高度。可以选择物理高度以减小或者最小化充电端子Tr上的绑定电荷例如，充电端子的球面直径的四倍）。如果接收结构不包括充电端子Tr例如，图18C的调谐的谐振器306b的充电端子），则流程进行到187。[0368]在187,接收结构的电相位延迟Φ匹配由有损导电介质203的局部特性定义的复数波倾斜角Ψ。可以调整螺旋线圈的相位延迟Θ。和或垂直供应线的相位延迟θγ以使得Φ等于波倾斜W的角度（Ψ。可以从等式86确定波倾斜的角度（Ψ。然后电相位Φ可以匹配波倾斜的角度。例如，可以通过改变线圈Lr的几何参数和或垂直供应线导体的长度或者高度来调整电相位延迟Φ=9c+9y。[0369]接下来在190，可以调谐充电端子Tr的负载阻抗以谐振调谐的谐振器306a的等效镜像平面模式。接收结构以下的导电镜像地平面139图9A的深度（d2可以使用等式100和可以本地测量的在接收结构处的有损导电介质203例如，大地）的值确定。使用复数深度，在镜像地平面139和有损导电介质203的物理边界136图9A之间的相移（0d可以使用9d=iUl2确定。然后可以使用等式（99确定“向下看”到有损导电介质203中的阻抗Zin。可以考虑该谐振关系以最大化与引导表面波的耦合。[0370]基于线圈Lr的调整的参数和垂直供应线导体的长度，可以确定速率因数、相位延迟、以及线圈Lr和垂直供应线的阻抗。另外，可以例如使用等式24确定充电端子Tr的自电容Cr。可以使用等式98确定线圈Lr的传播因数〇3P，且可以使用等式49确定垂直供应线的传播相位常数K。使用自电容、以及线圈U和垂直供应线的确定的值，可以使用等式101、（102和（103确定“向上看”到线圈Lr中的调谐的谐振器306a的阻抗Zbase。[0371]图9A的等效镜像平面模型应用于图9B的调谐的谐振器306a。可以通过调整充电端子Tr的负载阻抗Zr以使得Zbase的电抗分量Xbase抵消Zin的电抗分量Xin，或者Xbase+Xin=0，来调谐调谐的谐振器306a。因此，“向上看”到调谐的谐振器306a的线圈中的在物理边界136图9A处的阻抗是“向下看”到有损导电介质203中的在物理边界136处的阻抗的共辄。可以通过改变充电端子Tr的电容Cr来调整负载阻抗ZR，而不改变由充电端子Tr看到的电相位延迟Φ=θ^θγ。可以采用迭代方案来调谐负载阻抗ZR，以用于等效镜像平面模型相对于导电镜像地平面139的谐振。以该方式，可以改进和或最大化沿着有损导电介质203例如，大地的表面的电场到引导表面波导模式的耦合。[0372]参考图19,磁线圈309包括通过阻抗匹配网络333耦合到电气负载336的接收电路。为了促进来自引导表面波的电能的接收和或提取，磁线圈309可以定位以使得引导表面波的磁通量Ηφ通过穿过磁线圈309,由此在磁线圈309中感应电流，并在其输出端330产生端点电压。耦合到单匝线圈的引导表面波的磁通量由下式表示：[0373]C104[0374]其中;F是耦合的磁通量，是磁线圈309的铁芯的有效相对介电常数，μ。是自由空间的介电常数，ΐί是入射磁场强矢量，t是与匝的横截面正交的单位矢量，且Acs是每个环路围绕的区域。对于用于到在磁线圈309的横截面上均勾的入射磁场的最大親合而定向的Ν0Ϊ磁线圈309,在磁线圈309的输出端330处出现的开路感应电压是：[0375]105[0376]其中变量如上定义。磁线圈309可以被调谐到引导表面波频率，作为分布谐振器或者外部电容器跨接其输出端330,如可能的情况，且然后通过共辄阻抗匹配网络333阻抗匹配到外部电气负载336。[0377]假定由磁线圈309和电气负载336表示的产生的电路被适当地调整和经由阻抗匹配网络333共辄阻抗匹配，则可以采用磁线圈309中感应的电流以最优地对电气负载336供电。由磁线圈309表示的接收电路提供的优点在于它不必须物理地连接到地。[0378]参考图18A、图18B、图18C和图19,由线性探头303、模式匹配结构306和磁线圈309表示的接收电路的每个促进接收从上面描述的引导表面波导探头200的任何一个实施例发送的电能。为此，接收的能量可以用于经由共辄匹配网络向电气负载315327336供应功率，如可以理解的。这与可以在接收器中接收的以辐射电磁场的形式发送的信号形成对比。这种信号具有非常低的可用功率，且这种信号的接收器不加载发射器。[0379]使用上面描述的引导表面波导探头200生成的当前引导表面波的特性还在于由线性探头303、模式匹配结构306和磁线圈309表示的接收电路将加载应用于引导表面波导探头200的激励源212例如，图3、图12和16，由此生成这种接收电路经历的引导表面波。这反映由上面描述的给定引导表面波导探头200生成的引导表面波包括传输线模式的事实。通过对比的方式，驱动生成辐射电磁波的辐射天线的功率源未由接收器加载，而无论采用的接收器的数目如何。[0380]因此，与一个或多个引导表面波导探头200和以线性探头303、调谐的模式匹配结构306和或磁线圈309的形式的一个或多个接收电路一起，可以组成无线分布系统。给定使用如以上提出的引导表面波导探头200的引导表面波的传输距离取决于频率，则可能在宽区域上甚至全球地实现无线功率分布。[0381]现在广泛地研究的传统的无线功率传输分布系统包括来自辐射场的“能量收获”以及耦合到电感或者电抗近场的传感器。相反地，该无线功率系统不浪费以辐射的形式的功率，辐射如果不截取则永远丢失。本公开的无线功率系统也不限于传统的互电抗耦合近场系统那样的极短距离。在这里公开的无线功率系统探头耦合到新颖的表面引导传输线模式，其等效于通过波导传递功率到负载、或者传递功率到直接连线到远程功率发生器的负载。不考虑维持传输场强需要的功率加上在表面波导中耗散的功率这在极低频率相对于传统的在60Hz的高压电源线的传输损失是无关紧要的），所有发生器功率仅到达期望的电气负载。当电气负载需要终止时，源功率生成相对空闲。[0382]接下来参考图20A-图20E，示出了参考后续讨论使用的各种示意性符号的实例。通过特别参考图20A，示出了表示引导表面波导探头2003、20013、2003、2006、2001或者20^中的任何一个;或者其任何变形的符号。在下面的图和讨论中，该符号的叙述将称为引导表面波导探头P。为了在下面讨论中的简单起见，对引导表面波导探头P的任何参考是对引导表面波导探头200a、200b、200c、200e、200d或者200f中的任何一个或者其变形的参考。[0383]类似地，参考图20B，示出了表示可以包括线性探头303图18A、调谐的谐振器306图18B-18C或者磁线圈309图19中的任何一个的引导表面波接收结构的符号。在下面的附图和讨论中，该符号的叙述将称为引导表面波接收结构R。为了在下面讨论中的简单起见，对引导表面波接收结构R的任何参考是对线性探头303、调谐的谐振器306或者磁线圈309中的任何一个或者其变形的参考。[0384]进一步，参考图20C，示出了特别地表示线性探头303图18A的符号。在下面的附图和讨论中，该符号的叙述将称为引导表面波接收结构Rp。为了在下面讨论中的简单起见，对引导表面波接收结构Rp的任何参考是对线性探头303或者其变形的参考。[0385]另外，参考图20D，示出了特别地表示调谐的谐振器306图18B-图18C的符号。在下面的附图和讨论中，该符号的叙述将称为引导表面波接收结构Rr。为了在下面讨论中的简单起见，对引导表面波接收结构Rr的任何参考是对调谐的谐振器306或者其变形的参考。[0386]另外，参考图20E，示出了特别地表示磁线圈309图19的符号。在下面的附图和讨论中，该符号的叙述将称为引导表面波接收结构Rm。为了在下面讨论中的简单起见，对引导表面波接收结构Rm的任何参考是对磁线圈309或者其变形的参考。[0387]无线电检测和测距或者雷达可以用于通过发送由任意对象在它们的路径中反射的电磁波例如无线电、微波等来检测对象。发送的波当与对象接触或者照射对象时被反射或者散射。反射回到或者反向散射到发射器或者单独的接收器的波可以被接收和处理以确定对象的属性例如，方位、范围、角度、速率等）。如果物体朝着或者远离接收器移动，则存在由多普勒效应引起的波的频率的轻微改变。[0388]电磁波从两个不同材料例如，空气中的固体对象或者两个不同密度之间的边界散射或者反射。具有比对象大小短的波长的波将类似于镜子的熄灯lightoff反射。当波长大于对象大小时，对象可以造成不良反射。在这些较长的波长，可以通过瑞利散射检测对象。雷达可以用于空中、海上和地面业务量检测和控制、对空防御、导航、监视、勘探和或其他应用。[0389]引导表面波导探头200可以用于发送可以用于对象的检测的表面引导波。通过匹配引导表面波导模式，可以在有损导电介质203例如，陆地介质）上启动引导表面波。如已经讨论的，引导表面波的场强与引导表面波导探头200的升高的自由电荷或者施加到引导表面波导探头200的一个或多个充电端子的电压成比例。地波指的是与陆地表面或者导电介质203平行并相邻的电磁波的传播。[0390]如之前相对于引导波和辐射传播的场强曲线讨论的，当引导波场的场强具有的特性指数衰减且展现区别拐点时，辐射场的场强几何地减少（1d，其中d是距离）。在小于其中引导场强曲线103和辐射场强曲线106交叉的相交距离（图1的点112的距离，引导电磁场的场强在大多数位置显著大于辐射电磁场的场强。因为此，产生的从远程定位的对象的反向散射将从引导表面波比从辐射雷达波更强。[0391]该增加的场强对于表面下雷达检测可以是有用的。例如，引导表面波可以在陆地介质上启动且可以照射位于和或靠近陆地介质的表面的对象，以及可能位于陆地介质的表面以下的对象。如已经讨论的，麦克斯韦方程的Zenneck解可以由下面的电场和磁场分量表示。在陆地介质（大气中）的表面或者其以上，对于P#〇和z$0,由等式⑴-3描述场，再现如下：[0395]其中z是与表面正交的垂直坐标，且P是圆柱坐标中的径向维度）。在陆地介质的表面处或者其以下，对于P#〇和Z彡0,由等式4-6描述场，其再现如下：[0399]因此，在陆地介质上启动的引导表面波包括位于表面以上和以下的场，其可以用于远程地检测对象和或监控环境的特征的变化。[0400]参考图21，示出了单极天线和引导表面波导探头200的地辐射场和表面下辐射场的实例。在两个情况下，地辐射是关于天线或者探头全向的。传送的辐射可以由位于有损导电介质203表面以下的对象反射和或散射。[0401]对于单极天线，地辐射403在返回到最小值之前从天线到最大值点正弦地增大。对于有损导介质表面以下的辐射也是如此，除了表面以下的场的衰减更加显著。相反地，由引导表面波导探头200启动的表面引导波产生在有损导电介质203的表面处和表面以下的福射场409。这可以提供位于地下的对象的照射。地（或者有损导电介质203的特征，传输频率、和或生成的场强可能限制检测对象的有效深度。土壤的类型（例如，岩石类的）也可以由于各向异性状况的信号散射而影响感测。[0402]例如，使用由引导表面波导探头200启动的表面引导波的雷达可以用于大地表面以下的例如庇护所、隧道或者其他埋入对象的检测。该系统还可以用于检测陆地基地的变化，比如但不限于地下空洞或者下沉孔，矿物或者液体的地下沉积，断层线等。这些变化可能自然地发生或者是在土壤中人造不连续。例如，埋入的基础设施例如，电水线、气线和或电线）、填埋物、修复地点和或矿井或者其他可以检测到埋入条例。[0403]如图21所示，来自来自天线的辐射场可以穿透有损导电介质203的表面。但是，辐射场的衰减比来自引导表面波的场更显著地衰减。在导向表面波的场衰减l_2dB时，在相同状况下的辐射场可能衰减大约30dB。因为电场强在曲线的拐点之外保持很大，且不以与辐射波同样的方式逐渐减少，所以可以通过使用一个或多个引导表面波导探头200以引导表面波导模式启动引导表面波，而延伸沿着陆地表面的检测范围。[0404]在一些情况下，引导表面波可以用于在干燥的沙子中检测直到表面以下200m位置的对象。当土壤的成分、密度、层理和或湿度变化时，检测深度改变。例如，对象可以位于具有更高湿度含量和更富于养分的其它土壤的表面以下至多30m。相对地，典型的地穿透雷达限于在干净的干沙子中大约18米并且在致密的湿黏土中大约6米。穿透深度通过以更低频率操作而增加。[0405]一个或多个引导表面波导探头200可以用于使用脉冲载波和或频率调制连续波FMCW方法的雷达检测。对于脉冲载波雷达，引导表面波导探头200以定义的重复周期启动一系列引导表面波。对于预定义的持续时间（或者脉冲宽度发送每一个引导表面波。选择传输信号的脉冲宽度以保证雷达发射足够能量以允许由接收器检测来自对象的反向散射。传送给远程对象的能量的量可能受到传输的持续时间和或引导表面波的场强的影响。范围分辨力也可能受到脉冲持续时间的影响。为改进感应对象的能力，可以以定义的重复率启动脉冲。从对象检测的反向散射然后可以每次发送新脉冲都集成到信号处理器中，由此加强检测。[0406]对于FMCW雷达，引导表面波通过调制信号在固定时间段上频率上下地变化。来自对象的反向散射和引导表面波之间的频率差随着延迟，且由此随着距离增加。来自对象的反向散射信号能够与发送的引导表面波信号混合以产生差拍信号，这可以提供解调之后目标的距离。还可以由引导表面波导探头200启动其他类型的信号以用于对象的雷达检测。例如，合成脉冲雷达可以用于通过以不同频率启动一系列脉冲引导表面波以使得发送信号的叠加产生脉冲波形来构成脉冲波形。因为脉冲波形是启动的引导表面波的叠加，所以可以以较低电平发送引导表面波，这可以减小探头的外形。使用叠加来组合来自对象的反向散射信号，可以为了估计而重构对脉冲波形的响应。[0407]现在参考图22A，示出了包括一个或多个引导表面波导探头200的雷达系统500的实例。如先前已经讨论的，引导表面波导探头200可以沿着陆地介质的表面启动引导表面波503。引导表面波导探头200可以包括作为供应一个或多个充电端子的激励源212例如，图3、图12和图16的发射器。发射器可以包括生成激励信号的振荡器例如，速度调制管或者磁控电子管和控制激励信号的持续时间的调制器。当由发射器激励时，可以由探头启动引导表面波。当引导表面波503经过远程表面下对象506例如，埋入项和或者其他表面下特征时，由对象反射场的一部分作为反向散射509。[0408]当作为反向散射509反射发射信号时，可以沿着地界面传播回来并且使用一个或多个接收器512检测到。接收器512可以包括一个或多个接收元件，该接收元件配置为与从对象506反射的反向散射509耦合。接收元件可以包括但是不限于先前讨论的线性探头303图18A、调谐的谐振器306图18B和图18C和或磁线圈309图19，或者比如那些用于地穿透雷达应用的其它接收元件。引导表面波场的一部分可以在表面以上反射。虽然可以使用现有的接收器检测到该后向散射，衰减可能妨碍或者阻止表面以上的检测。[0409]虽然图22A示出单独的接收器512。在一些实现中，用于启动引导表面波的引导表面波导探头200还可以用作接收器以检测后向散射509。在有些情况下，接收器512可以位于可能身处接近对象506或者移动接近对象506的机动车辆例如，卡车或者其他车辆上。这可以通过减小反射行进的返回距离来帮助检测反向散射509。在各种实现中，如图22B所示，可以使用接收器512的阵列。接收器512的阵列可以允许反向散射509的方向感测。[0410]单独的引导表面波导探头200启动在所有方向上沿着有损导电介质203的表面传播的全向引导表面波。来自对象的反向散射509然后可以被处理以确定对象506的位置。通过估计由接收器512接收的反向散射，可以确定到对象506的距离（以及其他特征或者特性）。处理可以在接收器512本地地进行，或者反向散射信息可以被传递到远程位置以用于信息的确定。通过使用如图22B所示的多个接收器512,可以使用三角测量确定对象506的位置。当存在多个对象506时，来自每个对象506的反向散射509可以由一个或多个接收器512检测且用于确定对象506的距离、位置和或其他特性。[0411]另外，引导表面波导探头200的阵列可以用于聚焦和或指引引导表面波和或在期望方向上增加场强。引导表面波可以建设性地和或破坏性地干扰以产生期望的传输图案。例如，多个引导表面波导探头200可以以彼此的预定义距离例如，4，2等和或以预定义图案例如，直线、三角形、正方形等定位，且被控制以产生一个或多个方向上的传输节点。在有些情况下，可以控制引导表面波导探头200以使得可以使用相同探头在不同方向上启动引导表面波。在一些实施例中，可以控制传输延迟以在期望方向上操纵引导表面波或者调整正在启动表面波的方向。[0412]相对于图22A和图22B的实例，考虑配置为以定义的重复率启动具有定义的脉冲持续时间的一系列脉冲引导表面波的单个引导表面波导探头200。因为引导表面波脉冲503沿着地的表面行进，由表面下的任何对象506反射场的一部分。来自对象506的反向散射509然后可以由接收器512接收，并被处理以确定对象506的各种特性。例如，可以确定到对象506的位置和距离。较长的脉冲持续时间可以传递更多能量，并增加来自对象506的反向散射509的级别。另外，脉冲引导表面波可以充分地分开以允许启动的引导表面波达到引导场强曲线103图1的拐点109并反向散射以返回到接收器512。这将避免由引导表面波的反向散射的干扰。[0413]应该强调本公开的上述实施例仅是为了清楚地理解本公开的原理而提出的实现的可能的实例。可以对一个或多个上述实施例做出许多变化和修改而不实质上脱离本公开的精神和原理。所有这种修改和变化在这里意在包括在本公开的范围内并由以下权利要求保护。另外，描述的实施例和从属权利要求的所有可选的和优选的特征和修改可用于在这里教导的本公开的所有方面。此外，从属权利要求的单独的特征，以及描述的实施例的所有可选的和优选的特征和修改是彼此可组合和可互换的。

权利要求：1.一种系统，包括：引导表面波导探头，配置为沿着有损导电介质的表面启动引导表面波;和接收器，配置为接收由该引导表面波照射的远程表面下对象所反射的反向散射。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述引导表面波导探头包括在有损导电介质上方升高的充电端子，配置为生成至少一个复合场，所述至少一个复合场合成以有损导电介质的复数布鲁斯特入射角（θί,Β入射的波前。3.如权利要求1和2中的任一个所述的系统，其中，所述充电端子是多个充电端子之一。4.如权利要求1到3中的任一个所述的系统，其中，所述引导表面波导探头包括电气耦合到充电端子的馈送网络，所述馈送网络提供相位延迟（Φ，所述相位延迟（Φ匹配与复数布鲁斯特入射角（G1,Β相关联的波倾斜角（Ψ，所述复数布鲁斯特入射角（G1,Β与在引导表面波导探头附近的有损导电介质相关联。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述充电端子是多个充电端子之一。6.如权利要求1到5中的任一个所述的系统，其中，所述馈送网络配置为在多个充电端子上施加多个电压幅度和多个相位，以合成实质上匹配有损导电介质的引导表面波导模式的多个场，由此启动引导表面波。7.如权利要求1到6中的任一个所述的系统，其中，所述引导表面波导探头配置为以定义的重复率启动具有定义的脉冲持续时间的一系列引导表面波。8.如权利要求1到6中的任一个所述的系统，其中，所述引导表面波是频率调制连续波。9.如权利要求1到8中的任一个所述的系统，其中，所述远程对象是有损导电介质中的埋入项。10.如权利要求1到8中的任一个所述的系统，其中，所述远程对象是有损导电介质的地质特征。11.如权利要求1到10中的任一个所述的系统，其中，所述接收器是引导表面波导探头。12.如权利要求1到11中的任一个所述的系统，包括配置为沿着有损导电介质的表面启动引导表面波的多个引导表面波导探头。13.如权利要求1到12中的任一个所述的系统，包括配置为接收由引导表面波照射的远程对象所反射的反向散射的多个接收器。14.如权利要求1到13中的任一个所述的系统，其中，所述有损导电介质是陆地介质。15.如权利要求1到14中的任一个所述的系统，包括包含接收器的机动车辆。16.一种方法，包括：通过激励引导表面波导探头的充电端子，而沿着有损导电介质的表面启动引导表面波;和接收由引导表面波所照射的远程表面下对象反射的反向散射。17.如权利要求16所述的方法，其中，所述充电端子的激励生成复合场，所述复合场合成以有损导电介质的复数布鲁斯特入射角（S1,Β入射的波前。18.如权利要求16和17中的任一个所述的方法，其中，所述引导表面波导探头包括电气耦合到充电端子的馈送网络，所述馈送网络提供与波倾斜角（Ψ匹配的相位延迟（Φ，所述波倾斜角（Ψ与复数布鲁斯特入射角（S1,Β相关联，所述复数布鲁斯特入射角（Q1,Β与在引导表面波导探头附近的有损导电介质相关联。19.如权利要求1到186中的任一个所述的方法，其中，所述引导表面波导探头配置为以定义的重复率启动具有定义的脉冲持续时间的一系列引导表面波。20.如权利要求16到19中的任一个所述的方法，包括至少部分地基于反向散射来确定远程表面下对象的特性。

百度查询： CPG技术有限责任公司 使用关于有损介质的引导表面波模式的表面下传感

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