[发明专利]一种基于可编程超表面的多通道近场信息传输系统

说明书

本发明公开了一种基于可编程超表面的多通道近场信息传输系统，该系统包括由若干周期排布的一比特数字单元组成的可编程超表面和数字控制单元，整个超表面的散射场是所有数字单元的散射场叠加。当改变每个单元的数字编码状态时，整个口面散射场随之变化。因此，设计不同的口面编码组合可以控制散射波的能量分布。本发明利用可编程超表面对电磁波的空域和时域特性，实现了近场信息的多通道直接传输，本发明的所提出的系统无需单独的移相器和信号调制器，极大地简化了系统体制，节约了系统研制的成本。可望在近场信息传输和信号处理中获得广泛的应用。

技术领域

本发明属于新型人工电磁媒质领域，具体涉及一种基于可编程超表面的多通道近场信息传输系统。

背景技术

在传统的信息传输系统种，信号的调制处理是在基带电路部分完成，之后信号经过上变频后通过天线向外辐射；而且为了达到多通道传输信息的目的，往往还需要复杂的信号处理技术和成本高昂的硬件架构。

可编程超表面是一种数字式可重构的人工电磁表面，由大量亚波长的数字可重构人工单元所组成。因为超表面的散射场是由所有单元散射场的叠加，通过改变单元的状态分布可以控制特定空间位置的电磁场的特性。基于可编程超表面的新体制发射机方案将基带信号编码在超材料各子单元的控制电压上，同时实现信息直接调制和波束直接控制。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于可编程超表面的多通道近场信息传输系统，该系统在无需单独的移相器和信号调制器的情况下实现了近场信息的多通道直接传输，极大地简化了系统体制，节约了系统研制的成本。

技术方案：本发明所述的基于可编程超表面的多通道近场信息传输系统，其特征在于，该系统包括由若干周期排布的一比特数字单元组成的可编程超表面和数字控制单元，所述一比特数字单元中集成一个受控器件，所述可编程超表面上的所有受控器件在所述数字控制单元的控制下得到不同状态组合，从而形成可编程口面，所述可编程口面包括所有受控器件在不同状态组合下形成的近场图形和与所述近场图形对应的口面编码，所述口面编码通过动态切换实现多个信息传输通道独立的信息传输。

优选的，所述信息传输的通道数为所述近场图形所形成的能量焦点个数。

优选的，所述口面编码所形成的每路信息传输通道均可以独立传输信息。

优选的，所述近场图形可以同时完成所有信息传输通道在同一时刻的赋值。

优选的，所述多个信息传输通道同一时刻的信息是相互独立的，且对应唯一的一组口面编码。

优选的，所述多个信息传输通道在同一时刻的信息决定了此时刻的口面编码，信息的传递由口面编码的时域切换所完成。

优选的，该系统还包括安装所述可编程超表面的发射终端和接收端，所述收发双方在预设的近场范围内，通过可编程口面形成的多通道进行信息传输和数据交换。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明利用可编程超表面对电磁波的空域和时域特性，实现了近场信息的多通道直接传输，本发明的所提出的系统无需单独的移相器和信号调制器，极大地简化了系统体制，节约了系统研制的成本。可望在近场信息传输和信号处理中获得广泛的应用。

附图说明

图1为可编程超表面的一比特数字单元的结构示意图；

图2为可编程超表面的一比特数字单元的结构的俯视图；

图3为可编程超表面的一比特数字单元的结构的仰视图；

图4为可编程超表面的相频曲线示意图；

图5为可编程超表面的幅频曲线示意图；

图6为本发明所述的口面编码与近场图形的对应关系图；