[發明專利]一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法

在審

• 申請號: 202111226010.3
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113922097A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 萬向;黃梓艾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q3/34;H01Q3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孫峰

1.一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、設計所述數字可編程透射式超表面的初始口面編碼，生成期望方向的遠區場，然后在所述初始口面編碼基礎上增加遠場相位調制項，得到第一口面編碼，再通過對所述第一口面編碼進行一定的速率動態切換，用以動態改變遠區場相位，實現遠區場范圍內的相位調制；

步驟S2、設計所述數字可編程透射式超表面的第二口面編碼，通過對該第二口面編碼進行一定的速率切換，用以動態改變遠區場指向，使超表面的遠區場能夠隨著時間變化改變空間指向，實現時空調制；

步驟S3、結合所述第一口面編碼和所述第二口面編碼，使得所述數字可編程透射式超表面的遠區場隨著時間改變空間指向和相位。

2.根據權利要求1所述的一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，所述期望方向的遠區場的表達式為：

公式中，M，N是超表面x方向和y方向的單元個數，U_t，mn為瞬時孔徑場，θ和分別為遠區場的方位角和俯仰角，A_t表示增益，P表示單元周期長度，φ(t)表示信號相位，R_o表示點源和超表面的垂直距離，其中，x，y和z表示遠區場的坐標。

3.根據權利要求2所述的一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，所述設計所述數字可編程透射式超表面的初始口面編碼具體通過：

對所述期望方向的遠區場進行傅里葉逆變換后得到。

4.根據權利要求3所述的一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，所述第一口面編碼具體通過對U(u，v；t)exp^jφ進行傅里葉逆變換后得到，其中，U(u，v；t)表示為期望方向的遠區場，φ表示為遠場相位調制項。

5.根據權利要求4所述的一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，在所述步驟S2中，針對不同期望方向的遠區場U(u，v；t)設計對應的瞬時孔徑場U_t，mn，以此獲得對應的第二口面編碼。

6.根據權利要求5所述的一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：

在所述第二口面編碼的基礎上增加遠場相位調制項，即將第二口面編碼與第一口面編碼結合，通過對該第二口面編碼進行一定的速率切換，使得所述數字可編程透射式超表面的遠區場隨著時間改變空間指向和相位，實現時空頻率調制。

7.根據權利要求6所述的一種基于數字可編程透射式超表面的電磁波時空頻域調制方法，其特征在于，所述的一定的速率具體為50MHz。