通过辐射孔径与馈电端口联合重构的高可重构像素天线实现角度感知
信号处理
2026-01-21 v1 信息论
math.IT
摘要
通过采用辐射孔径与馈电端口联合重构的高可重构像素天线（HRPA），实现了角度感知能力。像素天线代表了一类通用的可重构天线设计，其中辐射面无论其形状或大小如何，都被划分为称为像素的亚波长单元。每个像素通过射频开关与其相邻单元连接。通过控制像素连接，可以灵活调整像素天线拓扑结构，从而重构生成的辐射方向图。然而，传统的像素天线只有一个固定位置的馈电端口，这对于角度感知效率不高。因此，在这项工作中，我们通过引入 HRPA 进一步扩展了像素天线的可重构性，该天线能够同时控制像素天线的几何结构并切换其馈电端口。推导了所提出 HRPA 的模型，包括电路参数和辐射参数。然后定义了一个码本，由每个感知区域的像素连接状态和馈电端口位置组成。基于此码本，开发了一种高效的优化方法，以最小化 Cram\acute{\mathrm{\mathbf{e}}}r-Rao 下界（CRLB），并获得在给定区域内进行角度感知的最优 HRPA 几何结构。数值结果表明，与相同尺寸的传统均匀平面阵列相比，HRPA 在整个三维球面上将角度估计误差降低了 50% 以上。这证明了所提出方法的有效性，并突显了 HRPA 在集成感知与通信系统中的潜力。
引用
@article{arxiv.2601.12867,
title = {Angular Sensing by Highly Reconfigurable Pixel Antennas with Joint Radiating Aperture and Feeding Ports Reconfiguration},
author = {Zixiang Han and Hanning Wang and Shiwen Tang and Yujie Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.12867},
year = {2026}
}