近日，物理与电子工程学院王静副教授团队在国际学术期刊《Materials》（JCR Q2，IF =3.1）上发表了题为“A Convolution-Based Coding Metasurface for Wide-Angle Beam Steering for Enhanced 5G Wireless Communications”的学术论文。该论文的通讯作者和第一作者为王静副教授，2022级无线电物理专业研究生陈燕为第二作者，新疆师范大学为第一完成单位。
在垂直入射平面波作用下，编码超表面的功能实现
随着5G通信技术的快速发展，高性能天线和波束控制技术的需求日益增长，使得能够精确操控电磁波的新颖超材料结构成为当前研究热点。本文介绍了一种适用于在5G通信3.5GHz频段的无源编码波束调控超表面。该设计采用独特的环形超表面单元结构，工作频率为3.5 GHz，不仅具有双极化调制能力，还能在20°以内的斜入射条件下保持稳定性能。通过卷积操作，实现了对反射角度的精确控制，可调范围从 51.5°到17.5°，分辨率为10°。此设计克服了传统梯度编码方法的固有限制，为超表面设计中的宽角度反射控制提供了全面框架。实验验证确认了该设计在实际环境中的波束控制功能，突显了其在5G无线通信中提高信号接收灵敏度和传输效率的潜力。这项工作为可重构和智能超表面领域的研究开辟了新的途径，潜在应用不仅限于5G，还扩展到未来的6G网络和物联网（IoT）系统。
(a)超表面单元结构示意图；(b)超表面单元的剖面图
(a)编码超表面实物的示意图；(b)微波暗室测试环境
测量结果与模拟结果对比
论文链接：https://doi.org/10.3390/ma18091913
