新的超表面创新解锁了信号的精确控制
研究人员推出了一项推动通信领域向前发展的技术。这种尖端设计被称为可重构透射超表面，利用剪刀和旋转致动器的协同混合来独立管理光束扫描和偏振转换。这引入了一种创新方法来提高网络中的信号强度和效率。
可重构超表面通过调整振幅、相位和极化等电磁波特性来改变通信。这些平面阵列增强了波控制，增强了偏振转换和光束扫描等功能。偏振转换可改变电磁波的偏振状态，而光束扫描可实现电磁波的方向调整。这些进步对于增强图像传感、高分辨率成像、雷达系统和通信效率至关重要，特别是在具有多种偏振态和非视距传播的场景中。传统的超表面在波向和偏振匹配方面至关重要，但常常面临独立控制、有限的扫描范围和成本效益的问题。
中央大学的研究人员开发了一种超表面，通过提供光束方向和偏振态的独立操纵来解决普遍存在的局限性。该技术于 2024 年 3 月 21 日发表在《Microsystems & Nanoengineering》(DOI：10.1038/s41378-024-00671-y)上，它推动了通信的发展，为高分辨率成像、雷达系统和通信效率的显着改进奠定了基础。 该超表面集成了两个新颖的致动器：一个用于调整单位单元之间的间距的剪刀致动器，以及一个用于改变其方向的旋转致动器。这种双重作用机制使超表面能够在不同的偏振状态(右旋和左旋圆偏振)之间无缝切换，并在大范围内引导光束，而不受传统系统中的限制。创新之处在于它能够独立执行这些功能，这一壮举可以显着提高信号的效率和强度。该研究通过一系列全面的分析、数值和实验测试证实了超表面的能力，展示了其在 10.5 GHz 工作频率下扫描 28° 范围内光束的能力。 首席研究员 Sungjoon Lim 断言：“我们的工作代表了电磁波操控方面向前迈出的重要一步。通过结合剪刀和旋转致动器，我们开发了一种可以独立控制光束扫描和偏振转换的超表面，这种能力是以前很难实现。”
突破性的超表面技术预示着对众多领域的巨大影响，有望将雷达系统、通信、高分辨率成像和环境监测提升到前所未有的效率和有效性水平。
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