从电磁原理到通信系统的 RIS 建模——第一部分：可扩展异常反射器的综合与表征
应用物理
2025-01-03 v1
摘要
本工作旨在通过提出一种将电磁 RIS 设计的输出结合到 RIS 定制的系统级仿真器和光线追踪器中的方法，建立可重构智能表面（RIS）的电磁与通信方面之间的联系。在本贡献的第一部分中，使用代数阵列天线散射综合技术设计了一个周期性异常反射器，该技术能够对具有静态和可重构散射特性的散射表面进行电磁精确建模。这种多模式周期性结构能够通过操纵电抗负载散射到多个异常角度，随后将其裁剪为有限尺寸阵列，并分析了负载电抗对阵列散射的量化效应。展示了一个实验性异常反射器，并比较了仿真和测量的散射性能。在第二部分中，利用异常反射器的仿真接收和发射散射方向图，在系统级仿真器中构建了 RIS 的电磁一致路径损耗模型。分析了 RIS 辅助无线网络简单场景中的大尺度衰落以验证通信模型，并使用制造的异常反射器样品进行了室内场景测量以支持仿真分析。通过仿真和测量验证了电磁与通信方面之间的联系后，所提出的通信模型可用于广泛的 RIS 设计，以在真实场景中执行大规模系统级和光线追踪仿真。
引用
@article{arxiv.2403.12790,
title = {Modeling RIS from Electromagnetic Principles to Communication Systems--Part I: Synthesis and Characterization of a Scalable Anomalous Reflector},
author = {Sravan K. R. Vuyyuru and Le Hao and Markus Rupp and Sergei A. Tretyakov and Risto Valkonen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.12790},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 7 figures