时空编码超表面

波束可动态调控

区别于传统固定辐射特性的超表面，该超表面通过时空编码对谐波能量分布进行主动调控，可实现多目标信号分集和选择性隐身。

Xueyan, Wang · Rui, Xi · Xinan, Hou · Huanran, Qiu · Zihui, Liu · Xia, Dexiao · Xiaokui, Kang · Shiyun, Ma · Yuanhao, Zhang · 李龙 · Lan, Lan · 廖桂生

Progress in Electromagnetics Research 2025

参数信息

谐波主瓣增益

>20 dBi

视距特定谐波频率抑制

<-60 dBi

旁瓣电平

<-20 dBi

技术优势

谐波可抑制

利用1 bit交叉开关机制和50%占空比，可将视距上特定谐波频率抑制至−60 dBi以下，旁瓣低于−20 dBi，实现选择性隐身。

增益够高

仿真结果表明谐波主瓣增益超过20 dBi，满足实际通信系统对高增益波束的需求。

能分集

通过设计时空编码矩阵，可在不同距离产生相同波束角或在相同距离产生不同波束角，实现独特的多目标信号分集。

优化效率高

采用遗传算法改进的二进制粒子群优化（BPSO-GA），利用交叉变异操作增强种群多样性，避免陷入局部最优，提高高维离散空间中的搜索效率。

应用场景

• 智能反射面：提供可重构谐波波束，用于智能反射面动态调控无线信道。
• 波束赋形天线：实现不同距离/角度的波束分集，替代传统固定波束赋形天线。
• 毫米波动态调控：以时空编码实时调控毫米波频段能量分布，适应动态场景。
• 可调谐隐身表面：选择性抑制特定谐波，实现可调谐的雷达隐身表面。