驾驭电磁波的未来,智能超表面技术引领6G通信革命(上)

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智能超表面技术是一种中国自研的6G领域基础性创新技术,也被称为“可重配智能表面”或“智能反射表面”,英文简称为RIS(Reconfigurable Intelligence Surface)或IRS(Intelligent Reflection Surface)。
6G
 
智能超表面由大规模单元阵列和阵列控制模块构成,可以在平面底板上周期排列大量可调器件单元(成百上千),实现对波束及信号的有效调控。每个单元上都具有可变的器件结构,例如,单元上的PIN二极管开关的状态决定了RIS单元对入射信号的不同响应模式。
 
阵列控制模块可以控制每个器件单元的工作状态,从而动态或半静态地控制RIS单元对无线信号的响应模式。不同状态RIS单元的无线响应信号互相叠加,从而形成特定的波束传播特征。控制模块相当于整个RIS的“大脑”,根据通信系统的需求来确定无线信号响应波束,对电磁波进行主动的智能调控。
 
智能超表面由大规模的单元阵列组成,每个单元都具有可调的器件结构。这些单元的排列和调控需要用到大规模阵列技术,实现高效的信号覆盖和波束调控。智能超表面的“大脑”是阵列控制模块,它可以根据通信系统的需求来确定无线信号响应波束。这需要用到智能控制技术,对每个单元的工作状态进行实时的监控和控制,以实现高效的波束调控。
 
智能超表面由大量的可调器件单元组成,每个单元都需要消耗一定的能量。为了实现低功耗,需要用到低功耗技术,例如优化电路设计、采用低功耗器件等。智能超表面需要用到大量的可调器件单元,每个单元的尺寸都需要在微米级别。这需要用到超大规模器件制造技术,例如微纳加工、光刻等技术。智能超表面可以对入射的无线信号进行调控,形成特定的波束传播特征。这需要用到信号处理技术,例如数字信号处理、自适应滤波等技术,对接收到的信号进行处理和优化。
 
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