集成石墨烯的太赫兹波束成形智能超表面  

Graphene-Based Reconfigurable Intelligent Surface for Terahertz Wave Beamforming

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作  者:司黎明 汤鹏程 吕昕 SI Liming;TANG Pengcheng;LYU Xin(Beijing Key Laboratory of Millimeter Wave and Terahertz Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)

机构地区:[1]北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室,北京100081

出  处:《中兴通讯技术》2022年第3期13-19,共7页ZTE Technology Journal

基  金:国家重点基础研究项目(2019-JCJQ-349);国家重点研发计划(2018YFF0212103);国家自然科学基金(61527805);高等学校学科创新引智计划项目(B14010);北京理工大学国际合作项目(BITBLR2020014)。

摘  要:提出了一种基于石墨烯的太赫兹智能超表面(RIS)。通过调节化学势能,该智能超表面能够实现对线极化太赫兹波的反射相位动态控制,进而实现太赫兹波束成形。为了获得超单元360°的反射相位调控范围,设计了工字形金属谐振器集成石墨烯的超单元结构,这种集成结构加强了超表面的局部电场,拓展了反射相位动态调控范围。基于异常反射和编码超材料原理,该智能超表面可具备近场波束偏转和远场波束分裂等波束成形功能,为灵活调控太赫兹波提供了新的思路,有望运用到6G无线通信、太赫兹遥感、空间态势感知等领域。A graphene-based reconfigurable intelligent surface(RIS)is proposed for terahertz beamforming.By adjusting the chemical poten⁃tial energy,the reflection phase of linearly polarized incident electromagnetic wave can be controlled.In order to obtain the 360°reflection phase control range,a Gong-shaped metal resonator integrated graphene structure is designed.The Gong-shaped metal resonator strengthens the local electric field of metasurface,widening the regulation range of reflection phase.According to the principle of anomalous reflection and coding metasurface,the deflection of near-field beam and splitting of far-field beam are realized,which could be a new idea for flexible regulation of terahertz beamforming.The results show that the proposed graphene-based terahertz RIS can be expected to play a key role in 6G communication,terahertz remote sensing,and space situational awareness.

关 键 词:太赫兹 智能超表面 石墨烯 异常反射 编码超材料 波束成形 

分 类 号:TB34[一般工业技术—材料科学与工程]

 

参考文献:

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引证文献:

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