[发明专利]一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法

权利要求书

1.一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、设计所述数字可编程透射式超表面的初始口面编码，生成期望方向的远区场，然后在所述初始口面编码基础上增加远场相位调制项，得到第一口面编码，再通过对所述第一口面编码进行一定的速率动态切换，用以动态改变远区场相位，实现远区场范围内的相位调制；

步骤S2、设计所述数字可编程透射式超表面的第二口面编码，通过对该第二口面编码进行一定的速率切换，用以动态改变远区场指向，使超表面的远区场能够随着时间变化改变空间指向，实现时空调制；

步骤S3、结合所述第一口面编码和所述第二口面编码，使得所述数字可编程透射式超表面的远区场随着时间改变空间指向和相位。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，所述期望方向的远区场的表达式为：

公式中，M，N是超表面x方向和y方向的单元个数，U_t，mn为瞬时孔径场，θ和分别为远区场的方位角和俯仰角，A_t表示增益，P表示单元周期长度，φ(t)表示信号相位，R_o表示点源和超表面的垂直距离，其中，x，y和z表示远区场的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，所述设计所述数字可编程透射式超表面的初始口面编码具体通过：

对所述期望方向的远区场进行傅里叶逆变换后得到。

4.根据权利要求3所述的一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，所述第一口面编码具体通过对U(u，v；t)exp^jφ进行傅里叶逆变换后得到，其中，U(u，v；t)表示为期望方向的远区场，φ表示为远场相位调制项。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，针对不同期望方向的远区场U(u，v；t)设计对应的瞬时孔径场U_t，mn，以此获得对应的第二口面编码。

6.根据权利要求5所述的一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

在所述第二口面编码的基础上增加远场相位调制项，即将第二口面编码与第一口面编码结合，通过对该第二口面编码进行一定的速率切换，使得所述数字可编程透射式超表面的远区场随着时间改变空间指向和相位，实现时空频率调制。

7.根据权利要求6所述的一种基于数字可编程透射式超表面的电磁波时空频域调制方法，其特征在于，所述的一定的速率具体为50MHz。