基于RIS的近场本征模馈电可 steerable 波束赋形天线
信号处理
2023-10-26 v5 新兴技术
摘要
我们提出了一种新颖、高功率与硬件效率的 antenna 系统，其利用从有源多天线馈电（AMAF）到大尺寸反射智能表面（RIS）的空中传播矩阵的本征模，二者均配置为标准线性阵列并置于彼此近场中。我们通过展示该架构能够生成多种应用所需的辐射方向图来证明其灵活性，例如用于空分多址通信的低旁瓣极窄波束、用于短距汽车传感的广角波束与扇区信标，以及用于雷达角度跟踪的单脉冲方向图。我们设计中的一个关键参数是 AMAF-RIS 距离，该距离必须优化，且通常远小于瑞利距离。对于给定的 AMAF 孔径，最优 AMAF-RIS 距离随 RIS 尺寸增大而增加。AMAF-RIS 损耗几乎被 RIS 更大的孔径增益精确补偿，从而使得 RIS 增益随 RIS 尺寸增大几乎恒定。这允许以相同的中心波束增益选择不同的波束角度选择性。有源 RF 放大仅在 AMAF 处进行，因此相比具有相同波束赋形性能的传统相控阵具有更高的功率效率与更低的硬件复杂度。
引用
@article{arxiv.2210.17239,
title = {RIS-Based Steerable Beamforming Antenna with Near-Field Eigenmode Feeder},
author = {Krishan K. Tiwari and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17239},
year = {2023}
}