三维可重构智能天线面板：从反射到透射，单半球到全3D覆盖
系统与控制
2026-02-16 v1 系统与控制
摘要
可重构智能天线面板(RIS)通常以二维(2D)电磁(EM)结构实现，以引导入射波指向所需的反射角。这种方法将反射限制于单个半球，且波束扫描范围相对较小。本文提出了一种新的三维(3D)RIS概念，通过反射从照明表面以及通过控制的传输指向相邻表面来实现波束扫描，从而实现全3D空间域近乎无盲点的覆盖。 presented。本文提出了一种新的三维(3D)RIS概念，通过反射从照明表面以及通过控制的传输指向相邻表面来实现波束扫描，从而实现全3D空间域近乎无盲点的覆盖。一种基于立方体的3D-RIS设计 operating at millimeter-wave(mm-Wave)频率，由六个互相连接的RIS表面组成。每个表面集成了具有正交极化的可重构接收和反射阵列，以确保内在的EM隔离，同时具备可重构的馈线网络支持动态运行。开发了一种基于子数组的方法的综合方法，采用二进制�幅门控和预定义相位偏移，通过统一的理论模型实现。该模型通过全波仿真验证，能够通过共享光圈实现高效波束切换。基于此框架，设计了一个8x12元素表面，由六个4x4子数组组成，每个表面覆盖从-30度到+30度的角度范围。实验原型在24至30 GHz频段进行表征，结果显示反射增益提升14.7 dB，而对相邻表面的传输实现14.1 dB。最后，使用Pluto软件定义无线电平台结合频率上/下转换器进行无线通信试验，确认了星座质量的改善，反射和相邻表面传输场景下的误差矢量幅度(EVM)改善了6-7 dB。
引用
@article{arxiv.2602.13150,
title = {3-D Reconfigurable Intelligent Surface: From Reflection to Transmission and From Single Hemisphere to Full 3-D Coverage},
author = {Ruiqi Wang and Yiming Yang and Atif Shamim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13150},
year = {2026}
}