具有合成反射的水声可重构智能表面的实验研究
系统与控制
2026-04-08 v3 系统与控制
摘要
本文提出了一种水下声学可重构智能表面，旨在用于海洋环境中长距离、高速且环境友好的通信。所提出的 UA-RIS 由多对声学反射器组成，利用合成反射方案灵活控制反射波的振幅和相位。这种能力能够实现精确的波束控制，以增强或衰减特定方向上的声压级。我们构建了一个具有 4*6 声学反射单元的 UA-RIS 原型，并在水池和湖泊环境中进行了测试以评估其性能。使用连续波作为源信号的实验结果表明，该原型能够通过合成反射将反射波有效指向目标方向，同时最小化旁瓣。现场测试表明，在发送端部署 UA-RIS 可使深水和浅水中的通信距离分别延长 28% 和 46%。此外，在固定通信距离下，将 UA-RIS 置于发射端可显著提高接收信噪比，平均提升 2.13 dB，峰值达 2.92 dB。当置于接收端时，UA-RIS 可使浅水和深水环境中的通信距离分别扩展 40.6% 和 66%。此外，将 UA-RIS 靠近接收端放置可使 SNR 平均提高 2.56 dB，在某些情况下可达 4.2 dB。
引用
@article{arxiv.2411.12906,
title = {Experimental Study of Underwater Acoustic Reconfigurable Intelligent Surfaces with Synthetic Reflection},
author = {Yu Luo and Lina Pu and Aijun Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12906},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 20 figures