一种低副瓣特性且无量化瓣的 2 位宽带 5G 毫米波 RIS

具有 1 位相位分辨率的可重构智能表面 (RIS) 在近场和远场中分别存在高副瓣水平 (SLL) 和显著量化瓣水平 (QLL)，这对无线通信质量不利。在毫米波频段，通常需要较大带宽。为解决这些限制，本文提出一种 novel 的覆盖整个 5G n258 频段的 2 位宽带 5G 毫米波 RIS。该单元设计由接地主槽、 parasitic 槽和耦合 patch 组成，仅使用两个 PIN 二极管。该设计实现 2 位带宽 (BW) 为 24.1--27.7 GHz (13.9%)，有效 1 位 BW 为 20.0--28.9 GHz (36.4%)。单元特征为紧凑尺寸 0.39$\lambda$ $\times$ 0.39$\lambda$，提供 $\pm30^\circ$ 的良好角度稳定性，并消除 grating 瓣。基于该单元设计，已设计、制造并实验表征了 20 $\times$ 20 RIS 数组。测量结果表明，在 5G n258 频段内，所提出的 2 位 5G 毫米波 RIS 在近场实现 -15.4 dB 的 SLL，较其 1 位版本提升 7.6 dB。此外，其在远场几乎无 QLL (-14.6 dB)，相对于 1 位设计实现 13.3 dB 的抑制。因此，所提出的 2 位毫米波 RIS 在宽带性能、低 SLL、几乎无 QLL、良好角度稳定性和 50$^\circ$ 的宽广波束扫描范围方面表现出色，为高分辨率低干扰毫米波无线通信系统提供了有前景的解决方案。