一种测量二维波达方向角的智能超表面、系统及方法

    公开(公告)号:CN115616476A

    公开(公告)日:2023-01-17

    申请号:CN202211300451.8

    申请日:2022-10-24

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种测量二维波达方向角的智能超表面、系统及方法,所述超表面由金属贴片层,F4B介质层和金属背板层组成,共n*n个基本单元,每个单元都可以被周期性的控制电压独立控制。通过设计每个单元的控制电压信号,使每个单元的反射相位在空间中呈现周期且相互正交的相位变化,随后由一个辅助天线接收后进行信号处理,获得该智能超表面上的二维波达方向角度。本发明仅通过对超表面施加周期性的控制电压和一个接收天线实现了精确的二维波达方向角估计,相较于需要n2个射频前端的同规模的二维波达方向角估计的相控阵系统而言,其架构简易,大幅降低了硬件成本,便于集成化,可以使用在雷达、遥感、无线通信等多个领域,具有广泛的应用前景。

    一种产生调频连续波的超表面

    公开(公告)号:CN115036702B

    公开(公告)日:2025-02-18

    申请号:CN202210593553.7

    申请日:2022-05-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种产生调频连续波的超表面,包括:n*n个基本单元,n列由基本单元组成的列子阵,每个列子阵由超表面的控制链路部分提供相同的周期性的非线性控制电压信号。通过精心设计不同类型的非线性控制电压信号,本发明中的超表面可以产生多种不同类型的线性和非线性调频连续波;通过改变超表面阵列的初始相位分布,本发明中的超表面还可以对调频连续波进行波束调控。与传统的调频连续波发生装置相比,本发明仅通过周期性的非线性控制电压信号实现了调频连续波的产生和波束赋形功能,其原理简单,架构简易,成本低廉,便于集成化,具有广泛的应用前景。

    一种产生调频连续波的超表面

    公开(公告)号:CN115036702A

    公开(公告)日:2022-09-09

    申请号:CN202210593553.7

    申请日:2022-05-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种产生调频连续波的超表面,包括:n*n个基本单元,n列由基本单元组成的列子阵,每个列子阵由超表面的控制链路部分提供相同的周期性的非线性控制电压信号。通过精心设计不同类型的非线性控制电压信号,本发明中的超表面可以产生多种不同类型的线性和非线性调频连续波;通过改变超表面阵列的初始相位分布,本发明中的超表面还可以对调频连续波进行波束调控。与传统的调频连续波发生装置相比,本发明仅通过周期性的非线性控制电压信号实现了调频连续波的产生和波束赋形功能,其原理简单,架构简易,成本低廉,便于集成化,具有广泛的应用前景。

    一种基于时空编码超材料的感知与波束操纵解耦方法

    公开(公告)号:CN119764855A

    公开(公告)日:2025-04-04

    申请号:CN202411950323.7

    申请日:2024-12-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于时空编码超材料的感知与波束操纵解耦方法。通过设计时空编码矩阵并利用数字控制电路将其加载至时空编码超材料上,实现了超材料对入射电磁波的同时感知与任意波束操纵功能。在感知方面,通过在不同时隙为超材料分配线性无关的空间编码,可从不同时间点的远场采样信号中精准还原每个单元的幅度和相位信息,从而实现对空间电磁场的高精度感知。在波束操纵方面,利用对超材料各单元的时变周期编码信号进行独立控制,入射至超材料的电磁波反射系数表现为编码序列幅度和相位的复数平均值,从而在空间中形成特定的幅度与相位分布,实现对反射电磁场的精确操纵。感知功能和波束操纵功能均可通过统一的时空编码矩阵同步实现。

    一种基于超表面的高精度宽角域DOA估计方法

    公开(公告)号:CN118914967A

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202411125143.5

    申请日:2024-08-16

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于超表面的高精度宽角域的DOA(Direction ofArrival,波达角)估计方法。首先,设计了两个初始的STC(Space‑Time Coding,时空编码)序列S0和S1,将其分别施加到超表面上,超表面可以调控反射波生成与入射角度无关的两个谐波状态;通过将两个STC序列按照生成谐波的状态组合成正交的编码矩阵,超表面上的每个单元可以在谐波上调制出互相正交的信号。该信号经过接收机接收后,可通过原始编码矩阵索引出每个单元上的信息,进而利用ASP(Array Signal Processing,阵列信号处理)算法实现高精度的DOA估计。该方法消除角度灵敏度对基于超表面的DOA估计的影响,不仅保证了高精度,而且大大降低了硬件要求。所提出的方法具有多种应用潜力,包括集成传感和通信(ISAC)和新雷达系统。

    一种同时实现RCS缩减和DOA估计的超表面及方法

    公开(公告)号:CN117810704A

    公开(公告)日:2024-04-02

    申请号:CN202311850516.0

    申请日:2023-12-29

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开一种同时实现RCS(Radar Cross‑Sectional)缩减和DOA(Direction Of Arrival)估计的超表面及方法,超表面由金属贴片层、Rogers 5880介质层和金属背板层组成,超表面每列单元共享相同的控制电压。通过设计数字编码矩阵并将其映射到每一列控制信号上,在时域上,超表面可以实现对入射电磁波的幅度和相位调制,随后由一个辅助天线接收并传送到上位机进行解调后,获得超表面上入射电磁波的波达角方向;在频域上,超表面可以将入射频点的能量分配到各个离散的谐波上,实现观测频点雷达散射截面能量的缩减。本发明以低硬件成本、简易架构的方式同时实现了基于超表面的RCS缩减及DOA估计,实现了多功能应用的集成化,可以应用在雷达、遥感、无线通信等领域,具有高性能、低成本的特点。

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