双线极化宽带1-bit可编程智能超表面设计

作     者：朱利豪 郑哲 韩家奇 李龙 ZHU Lihao;ZHENG Zhe;HAN Jiaqi;LI Long

作者机构：西安电子科技大学电子工程学院 

出 版 物：《无线电通信技术》 (Radio Communications Technology)

年 卷 期：2024年第50卷第2期

页      面：373-380页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金(62288101) 国家重点研发计划(2021YFA1401001) 陕西省重点研发计划(2021TD-07)~~ 

主　　题：智能超表面 双线极化调控 宽带超表面 

摘      要：智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)因其对电磁波的灵活调控特点，广泛应用于新型无线通信网络系统中，满足了6G移动通信对低成本、低剖面、易布局、低能耗、多功能器件的要求。然而，现有超表面器件往往局限于单极化的调控，且工作带宽较窄，极大限制了其在新一代无线通信系统中的应用。提出了一种新型的双线极化宽带1-bit可编程RIS,通过接收贴片、可重构缝隙和辐射贴片的形式，在完成双线极化电磁波极化转换的同时，实现3.5 GHz附近的1-bit相位调控，设计的超表面单元-3 dB带宽为2.98～4.6 GHz,相对带宽达到42.7%,所设计单元也可以实现圆极化的波束调控；通过平面波角谱理论，对该单元所建超表面进行分析综合；建立的16×16阵列可以实现多功能电磁波调控，包括波束扫描、聚焦以及涡旋波束生成等，可以在二维平面±60°内实现高增益波束扫描，-3 dB相对带宽达到36.7%。