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2 篇 学位论文

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2 篇 工学
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1 篇 管理学
- 1 篇 管理科学与工程(可...

主题

2 篇 新架构无线通信系...
1 篇 频谱调控
1 篇 时空编码超表面
1 篇 时域编码超表面
1 篇 编码超表面
1 篇 谐波幅相独立调控
1 篇 时域超表面
1 篇 深度学习
1 篇 可编程超表面
1 篇 频率合成

机构

2 篇 东南大学

作者

1 篇 戴俊彦
1 篇 杨欣雨

语言

2 篇 中文

检索条件"主题词=新架构无线通信系统"

共 2 条记录，以下是1-10 订阅

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详细简洁

排序：

时域超表面理论研究与应用

时域超表面理论研究与应用

引用

作者：戴俊彦东南大学

学位级别：博士

编码超表面是一类从数字信息的角度对其进行表征、分析和设计的电磁超表面,是传统超材料的数字信息化发展。该方法简化了设计流程,扩大了调控范围,并将传统信号处理中的一些算法应用于超表面的设计,带来全新的调控功能与物理现象。自201... 详细信息

编码超表面是一类从数字信息的角度对其进行表征、分析和设计的电磁超表面,是传统超材料的数字信息化发展。该方法简化了设计流程,扩大了调控范围,并将传统信号处理中的一些算法应用于超表面的设计,带来全新的调控功能与物理现象。自2014年编码超表面概念首次被提出以来,人们在空间维度上对超表面做了非常深入地研究,取得了一系列激动人心的成果,如波束偏折、全息成像、超薄透镜、随机表面等。本文在时间维度上研究了一种全新的编码超表面--时域编码超表面,从理论推导、数值仿真、加工制造、实验验证等角度全面深入地研究了其灵活调控电磁波的机理,并讨论分析了其在通信领域内的全新应用形式。主要研究内容和贡献概括如下:·提出了时域编码超表面的全新概念及其理论与设计方法。详细讨论了具有时变电磁特性的编码超表面对电磁波调控机理,并揭示了出许多全新的物理现象,如频谱调控、非线性谐波生成、频率转换等。在实验中设计了一款加载变容二极管的反射相位可调超表面,其反射相位取决于变容二极管两端的偏置电压。利用定制的控制系统平台输出特定的变容管偏置电压波形,通过实验发现,超表面可对反射波的各阶谐波幅度进行调整,验证了理论预测的准确性。·基于傅里叶变换理论中的时移特性,通过将时域编码超表面的控制信号进行适当的延时,提出了一种独立调控谐波幅度/相位的方法,并与传统空间编码相结合,实现了电磁波特定的谐波方向图与强度的独立调控。在实验中,我们设计了一款加载变容二极管的反射相位可调超表面,通过加载不同的控制信号并观察其散射特性及频谱特性,证明了反射波谐波方向图与强度独立调控的可行性。·提出了一种基于时域超表面的高效率频率合成方法,利用线性变化的反射相位,以实现对特定谐波的高效生成,同时极大的抑制其它谐波。在实验中,以能量转化效率,即所需合成谐波能量占电磁波总能量之比,作为衡量超表面频率合成性能的指标。实测结果显示其对电磁波的能量转化效率比之前同类产品有了巨大提升。·提出了一种基于时域编码超表面的简化无线通信发射机架构,在该架构下只需使用时域编码超表面以及单音载波激励就能实现信息调制与传输。通过理论分析推导出时域编码超表面信息调制的基本原理,分别设计了两款不同调制方案的新架构无线通信发射机,验证了其信息传输功能并测试了相关通信性能指标。最终结合传统通信技术,在实际室内场景中实现了视频流的实时无损传输。·提出了一种利用时域编码超表面实现多调制方案无线通信的方法。利用连续线性变化的反射相位分布结合傅里叶变换的时延特性生成了多种基带信号在载波上的调制,具有很高的能量转换效率。该方法只需使用反射相位可调的时域编码超表面就实现了高阶调制方案,降低了超表面的设计难度。最终在实验中利用时域编码超表面实现了三种调制方案下的无线通信,并分别对其通信性能进行了讨论分析。

关键词：编码超表面时域超表面时域编码超表面频谱调控谐波幅相独立调控频率合成新架构无线通信系统

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基于深度学习可编程超表面编码的研究与设计

基于深度学习可编程超表面编码的研究与设计

引用

作者：杨欣雨东南大学

学位级别：硕士

超表面(Metasurface)是一种二维人工电磁材料,通常由亚波长尺寸的电磁结构单元组成。随着无线通信和信息技术的快速发展,对于更高效、灵活且可控的电磁波调控技术的需求日益迫切,可编程超表面引起了广泛关注。与传统超表面相比,可编程... 详细信息

超表面(Metasurface)是一种二维人工电磁材料,通常由亚波长尺寸的电磁结构单元组成。随着无线通信和信息技术的快速发展,对于更高效、灵活且可控的电磁波调控技术的需求日益迫切,可编程超表面引起了广泛关注。与传统超表面相比,可编程超表面能够实现对电磁波的多种不同的动态调控功能,且其中多数功能都可以集成在一块超表面,为电磁波调控带来非常广阔的可能性。本论文在时间和空间维度上对可编程超表面进行研究,从原理、仿真、加工制造、实验验证等角度全面深入地研究了可编程超表面灵活调控电磁波的机理。此外,本论文还结合了深度学习等相关技术,实现了可编程超表面编码的实时精确设计。主要研究内容和贡献概括如下: 1.研制了一款1-bit反射式可编程超表面。通过控制超表面单元上加载的PIN二极管的工作状态(导通或截止)实现1-bit相位调控;基于此单元,进一步设计了Ka波段1-bit可编程16×16低剖面超表面阵列,该超表面阵列可实现单波束±60°宽角扫描功能;最后制作了该可编程超表面及其控制电路,并进行实验测试,测试结果较好地验证了仿真预测。 2.训练了一个卷积神经网络模型,验证了其针对1-bit可编程超表面进行自主编码设计的可行性。对19654个包含需求信息的训练数据进行了预处理;网络结构包含6个卷积层、4个池化层和1个全连接层;通过实验验证了该卷积神经网络的性能。具体训练结果显示,网络在接收波束信息后,能在4毫秒内输出预测编码矩阵,准确度达到96%以上,预测波束方向图与仿真结果基本一致。 3.基于时空编码超表面调控电磁波的原理,通过理论分析和实验验证,证实了时空编码对于空间电磁波调控的灵活性和优越性;通过在时空编码中引入不同的时延,产生额外相移,将1-bit编码等效为3-bit编码,实现了更精确的谐波调控,简化了单元设计和馈电网络,仿真和实验结果表明,不同时延的控制信号加载至超表面时的各阶谐波方向图与预期一致;基于调制解调原理,提出了基于时空编码超表面的BFSK、QPSK调制方案,搭建了基于时空编码超表面的BFSK无线通信原理验证系统,实验表明,该时空调制方案有效地实现了信息传输功能。

关键词：可编程超表面时空编码超表面深度学习新架构无线通信系统

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