面向 5G 频段的全印刷铱钛氧化物开关式宽带可重构智能表面
信号处理
2024-05-01 v1
摘要
可重构智能表面 (RIS) 正因其能够重编程无线环境而受到越来越多的研究关注。然而，由于印刷电路板 (PCB) 技术在大尺寸制造和成本方面的限制，设计和实现 RIS 具有挑战性。因此，有必要采用适合大规模制造的低成本工艺，如 screen-printing。本文首次提出了一种用于 5G 及更高频率通信的全印刷可重构智能表面 (RIS)，其中采用铱钛氧化物 (VO2) 开关。已配制 VO2 墨水并印刷了批次开关，这些开关成本为商业开关的分数。此外，这些开关直接印刷在金属图案上，无需对开关进行微小焊接。为避免多层印刷和无通孔实现 RIS 的复杂性，振荡器和偏置线路在单层上实现。然而，这引入了振荡器与偏置线路之间的干扰问题，本文通过将偏置线路作为振荡器的一部分来解决。通过调整单元单元周期和 H 形振荡器的尺寸，我们实现了从 23.5 GHz 到 29.5 GHz 220°至170°的相位移，覆盖 n257 和 n258 频段。在整个宽频带内，最大 ON 反射幅度为 74%，最大 OFF 幅度为 94%。RIS 数组由 20x20 个单元组成（在 29.5 GHz 时为 4.54x4.54 个 λ²）。每个单元列通过电流偏置电路串联连接。为验证阵列性能，我们进行了全波仿真以及近场和远场测量。
引用
@article{arxiv.2404.19646,
title = {A Fully Screen-Printed Vanadium-Dioxide Switches Based Wideband Reconfigurable Intelligent Surface for 5G Bands},
author = {Yiming Yang and Mohammad Vaseem and Ruiqi Wang and Behrooz Makki and Atif Shamim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.19646},
year = {2024}
}