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2021-03-30
报刊:《东南大学报》

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东南大学电磁空间研究院在信息超材料方面取得重要进展

   期次:第1449期   


本报讯 近日,东南大学电磁空间科学与技术研究院、毫米波国家重点实验室崔铁军院士、程强教授课题组与移动通信国家重点实验室金石教授课题组在信息超材料领域取得新进展,利用时空编码数字超表面将信息直接加载到电磁波的空间谱和频率谱特征上,实现了空分和频分复用的无线通信新体制。研究成果以 “Awirelesscommunicationschemebasedonspace-andfrequency-divisionmultiplexingusingdigitalmetasurfaces”为题,于3月18日发表在国际知名期刊 《自然·电子学》(NatureElec鄄tronics)上。东南大学为第一署名单位,论文通讯作者为崔铁军院士、程强教授和金石教授,第一作者为东南大学张磊博士;合作者还包括东南大学博士生陈明正、唐万恺、戴俊彦、苗龙和周小阳老师。

自2014年崔铁军院士课题组提出“数字编码与可编程超材料/超表面”的概念以来 (Light:Science&Applications3,e218,2014),相关研究一直是国际超材料领域的热点。数字超表面通过改变编码序列来操控电磁波的辐射或散射特性,可以简化设计流程,便于仿真优化和加工测试;也使得在物理空间上进行信息编码与处理成为可能。数字编码的表征方式也在物理世界与数字世界之间建立了纽带,可以从信息科学的角度来研究超表面,形成了“信息超材料/超表面”的新体系 (JournalofMaterialsChemistryC5,3644-3668,2017;iScience23,101403,2020)。信息超表面能够实时操控电磁波、直接处理数字信息,并能进一步对信息进行感知、学习和认识。2018年,“时空编码数字超表面”概念的提出统一了空间域和时间域的编码,可以同时在空间域和频率域进行电磁调控和信息处理 (NatureCommunications9,4334,2018),拓展了信息超表面的应用范围。

目前正处于第五代移动通信技术(5G)快速发展的时代,6G的研究也开始萌芽,未来无线通信对射频链路和大规模天线阵列提出了较高的性能要求,在成本、性能、功耗、集成度等方面有诸多挑战。在移动通信领域,复用技术被广泛地用于信息传输,通过在收发机之间建立多个独立通道,大幅提升通信网络的容量。时分复用、频分复用、码分复用、空分复用等技术在过去几十年被广泛研究用于移动通信。传统频分复用技术通常需要高性能滤波器和混频器来划分频带;传统空分复用(下转八版)

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