3月4日記者獲悉，近日，西安電子科技大學(xué)李龍教授團(tuán)隊(duì)與東南大學(xué)崔鐵軍院士合作在自驅(qū)動(dòng)可編程信能同傳超材料/超表面方面取得了突破性進(jìn)展。

據(jù)悉，該成果提出了一種全新的自驅(qū)動(dòng)無尾信能超材料/超表面系統(tǒng)。可編程超表面因其集成了有源微波控制器件，如PIN二極管、變?nèi)荻O管、MEMS開關(guān)或三極管等，可根據(jù)外部環(huán)境需求對(duì)電磁波和信息進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)控，為新型電子信息系統(tǒng)提供了一種全新的范式，在5G/6G無線通信智能超表面（RIS）領(lǐng)域和新體制雷達(dá)相控陣領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

但目前的可編程超表面需要外部的直流電源驅(qū)動(dòng)，通過直流偏置網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)對(duì)有源器件的控制，這根電源線就像尾巴一樣，大大約束了可編程超表面的應(yīng)用和部署，特別是在一些無人值守的區(qū)域、峽谷或山區(qū)等存在供電困難的特殊應(yīng)用場景。

為了克服上述困難，實(shí)現(xiàn)可編程超表面“無尾化”的愿景，研究人員將可編程超表面技術(shù)和無線功率傳輸與自適應(yīng)無線能量收集技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新性地提出了一種雙頻共口徑自驅(qū)動(dòng)無尾信能超表面系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過兩種工作模式，實(shí)現(xiàn)了無線收能-供能-通信的閉環(huán)，擺脫了電源線或電池的束縛，突破了傳統(tǒng)可編程超表面集成度低，受外部電源驅(qū)動(dòng)和距離限制嚴(yán)重等問題。研究人員在室內(nèi)和室外場景中測試了自驅(qū)動(dòng)無尾信能超表面系統(tǒng)的無線信道調(diào)控能力以及無線能量和信息同時(shí)傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)效果，這些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了無尾信能超表面的可行性和有效性，為可編程超表面的供電方式提供了一種新的思路。

該成果深度研究了無尾信能超表面的實(shí)現(xiàn)模型和工作參數(shù)，通過引入能量超表面和整流網(wǎng)絡(luò)，去除了傳統(tǒng)可編程超表面中的外部直流電源，實(shí)現(xiàn)了非接觸式遠(yuǎn)程可編程超表面的自供電模式，解決可編程超表面系統(tǒng)的拖尾問題。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無線能量和信息的同時(shí)傳輸，進(jìn)一步提升了“無尾”信能超表面的集成度和應(yīng)用度，為大規(guī)模自驅(qū)動(dòng)可編程信能同傳超材料新型電子系統(tǒng)的研制奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果登上國際權(quán)威刊物《先進(jìn)材料》，西安電子科技大學(xué)常明揚(yáng)博士為第一作者，李龍教授和東南大學(xué)崔鐵軍院士為通訊作者，西安電子科技大學(xué)為第一單位。