任意波形生成超表面：一种直接调制与波束成形解耦的新范例
系统与控制
2025-03-24 v4 系统与控制
摘要
信息超表面，也称为可重构智能表面 (RIS)，因其在电磁 (EM) 波操控方面的显著能力而受到广泛关注。众多研究聚焦于利用 RIS 实现高效且多样化的信息传输，涵盖无线通信、雷达探测、集成感知和通信等多个领域。以往研究表明，通过利用每个单元的量化反射系数 (RC) 的叠加来实现反射调制，但受制于码本序列的计算复杂度、通信的安全性以及调制的灵活性。为此，我们引入一种新概念的信息超表面，即 AWG-RIS，能够通过分离幅度和相位而不改变波束图案，独立产生任意基带波形和波束图案。AWG-RIS 作为反射混合器，直接将预期信号嵌入进入的 EM 波中。随后，我们开发了分析框架，引入波形因子和波束因子至新模型，为从控制信号到发出的电磁波提供理论支持。此外，我们揭示了首个展示被动任意波形生成且保持波束图案不变的原型。利用直接调制与波束成形的解耦，我们探索了若干传统 RIS 相关的其他应用领域。最后，我们 presenting 实验，证实了任意波形和特定频谱图的生成。
引用
@article{arxiv.2407.04544,
title = {Arbitrary Waveform Generated Metasurface: A New Paradigm for Direct Modulation and Beamforming Decoupling},
author = {Xuehui Dong and Bokai Lai and Rujing Xiong and Jianan Zhang and Miyu Feng and Tiebin Mi and Robert Caiming Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.04544},
year = {2025}
}
备注
The new version of this paper (i.e., arXiv:2411.01863v3) has been already posted whose content can cover this old version