摘要：通过在超表面单元上加载二极管等有源器件,可编程超表面可实现对电磁波的实时灵活调控。通常利用全波仿真软件计算可编程超表面的辐射场,但该方法需要消耗大量的时间,因而降低了设计效率。为了实现准确高效求解给定编码序列计算辐射场,该文首先设计了辐射场自动测试系统,利用该测试系统实测了少量的编码和辐射场数据,其后提出了一个正向深度神经网络,基于实测的数据训练该神经网络,最终实现了给定编码准确高效预测辐射场。对于给定辐射场求解编码的逆问题,该文提出了一个逆向深度神经网络。基于正向网络生成的数据训练所提出的逆向网络,最终实现了给定辐射场实时准确求解编码。该文所提出的方法为雷达波束形成提供了一种新可选方案,在雷达智能波束形成、微波成像等领域有一定的应用价值。

摘要：多波束反射阵天线因其制备简单、成本低、波束调控灵活等优势而备受关注。基于极化复用的可编程超表面提出了一种双极化通道独立波束动态调控的多波束反射阵天线设计方法,并结合方向图快速计算与优化算法,实现了快速的编码序列优化与方向图预测。理论分析与全波仿真分析结果显示,反射阵天线在双极化通道下具有良好的辐射性能,主瓣辐射方向与理论计算结果一致。作为实验验证,加工了实物样件并在标准微波暗室中进行了测试。测试结果与仿真分析结果吻合良好,证明独立波束调控的双极化反射阵天线具有多通道电磁波辐射能力,有望应用于无线通信与多目标雷达系统中。

摘要：设计了一种可由空间编码结构光控制的多功能太赫兹超表面单元,该单元由嵌有光敏半导体材料的金属裂环-二氧化硅介质层-金属底板组成。超表面单元通过结构光源的编码控制光改变单元顶层金属裂环内嵌光敏半导体的电导率来模拟不同形状的C形环,实现了具有2 bit相位编码的光控超表面单元设计。将超表面单元组成阵列,通过编码结构光的空间分布进一步实现了角度可控的异常反射,并获得不同阶数的涡旋波束。所提出的基于空间编码结构光源的新型太赫兹超表面光控方式解决了现有光控超表面功能单一、加工难度大等问题,为光控可编程太赫兹超表面技术发展提供了新的思路。

摘要：无线环境通常表示能够显著改变电磁波在通信设备之间传播的物体集合.软件定义无线环境允许针对不同通信设备以最适宜的方式进行电磁传播规律的编程定制,为无线通信的发展提供了一种新的视角.相比被动抑制无线信道影响的传统通信技术,软件定义无线环境有着更高维度的调控自由度,在新一代移动通信特别是毫米波及太赫兹通信领域具有很大的应用潜力.本文首先介绍了软件定义无线环境的概念、历史沿革及其研究现状.然后给出了其基础模型及相对传统手段展现出来的性能优势.接着总结了软件定义无线环境的系统设计、网络服务支持、网络通信协议等关键技术,并指出软件定义无线环境未来发展所面临的挑战.最后凝练了几个面向新一代移动通信技术的软件定义无线环境研究方向.

摘要：针对大多数天线无法实现轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的任意生成和切换的问题,设计并分析了一种基于1-bit可编程超表面,探讨了其在涡旋电磁波的模态可重构方面的应用。基于1-bit相位量化原理,设计了一款极性转化单元,实现入射x极化波反射y极化波。理论分析了涡旋电磁波的辐射及可重构模态性能,并对设计的可编程超表面进行仿真验证。由15×15个单元组成的1-bit反射可编程超表面在11.5~13.5 GHz(16.0%)工作带宽内生成了携带模态l为0,±1,±2的涡旋电磁波,验证了模态可重构性。平面电磁波和涡旋电磁波既可以生成,又可以相互转换,为将来实现具有实时动态控制功能的OAM光束奠定了基础,在无线通信系统中具有良好的应用前景。