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摘要：本发明公开了一种基于超表面天线和放大器的有源可重构智能表面，包括面向基站的超表面天线、面向用户的超表面天线、放大器模块、控制模块以及信道信息处理模块，所述面向基站的超表面天线用于接收来自基站的信号以及向基站转发信号，所述面向用户的超表面天线具有方向图可重构功能，用于向用户转发信号以及接收来自用户的信号，两个超表面天线通过所述放大器模块进行连接，所述控制模块用来控制面向用户的超表面天线的辐射方向图使其指向用户，所述信道信息处理模块用来接收信道估计信息并发送给控制模块。本发明可用于无线通信中通信盲区的补盲，并且本发明对于单个极化状态只需要一个放大器模块，成本低、体积小、适用范围广。

主权项：1.一种基于超表面天线和放大器的有源可重构智能表面，其特征在于：包括面向基站的超表面天线、面向用户的超表面天线、放大器模块、控制模块以及信道信息处理模块；所述面向基站的超表面天线主瓣方向指向基站用于在下行链路中接收来自基站的信号以及在上行链路中向基站转发信号；所述面向用户的超表面天线具有方向图可重构功能，用于在下行链路中向用户转发信号以及在上行链路中接收来自用户的信号，面向基站的超表面天线输入端口和面向用户的超表面天线输入端口通过一个放大器模块进行连接；所述控制模块用来控制面向用户的超表面天线中的可调元件实现天线辐射方向图的变换，同时还用来控制放大器的开关和功率增益；所述信道信息处理模块接收来自基站、用户或者其他感知设备的信道估计信息，并对信息进行处理转化为数字信息后发送给控制模块；所述面向基站的超表面天线主要由第一底层阵列天线、顶层无源超表面、第一支撑用尼龙柱以及与输入端口相连的传输线组成，第一底层阵列天线与顶层无源超表面之间有一定的空气间隙，空气间隙的厚度通过固定用的四个第一支撑用尼龙柱进行控制；第一底层阵列天线包括底层天线金属地层、第一介质基板层、贴片与功分网络金属层以及同轴背馈部分；顶层无源超表面由11×13个无源超表面单元组成；单个无源超表面单元的组成自下而上包括第一方形金属贴片层、第二介质基板层、第一粘合层、第一闵可夫斯基分形金属贴片层、第三介质基板层、第二粘合层、第一金属缝隙层、第四介质基板层、第一金属延迟线层、第三粘合层、第五介质基板层、第一金属地层、第六介质基板层、第四粘合层、第二金属延迟线层、第七介质基板层、第二金属缝隙层、第五粘合层、第八介质基板层、第二闵可夫斯基金属贴片层、第六粘合层、第九介质基板层、第二方形金属贴片层以及连接两层金属延迟线用的金属化通孔；其中所述第一方形金属贴片层和第二方形金属贴片层的结构是完全一样的，第一闵可夫斯基分形金属贴片层和第二闵可夫斯基金属贴片层的结构是完全一样的，第一金属缝隙层和第二金属缝隙层的结构是完全一样的，第一金属延迟线层和第二金属延迟线层的结构是完全一样的；所述面向用户的超表面天线主要由第二底层阵列天线、顶层可重构超表面、第二支撑用尼龙柱以及与输入端连接的同轴传输线组成；第二底层阵列天线和顶层可重构超表面之间有一定的空气间隙，空气间隙的厚度通过四个第二支撑用尼龙柱进行控制；通过控制顶层可重构超表面中各个移相单元上PIN管的通断，实现对超表面移相单元相移量的调控，最终实现对面向用户的超表面天线辐射方向图的调控；第二底层阵列天线采用与面向基站的超表面中阵列天线相同的结构；顶层可重构超表面由10×12个可重构超表面单元组成，单个超表面单元的组成自下而上包括第一环形金属贴片层、第十介质基板层、第二金属地层、第七粘合层、直流馈电层、第十一介质基板层、第二环形金属贴片层、第一PIN管、第二PIN管以及连接直流馈电层和第二环形金属贴片用的金属化通孔、连接第一环形金属贴片和第二环形金属贴片的金属化通孔；第一PIN管和第二PIN管采用锡焊的方式加载在第二环形金属贴片中间空挡处，与中间的小方形贴片相连；所述面向基站的超表面天线和面向用户的超表面天线之间通过拉开距离和添加吸波材料的方式保持间隔；所述面向用户的超表面天线和面向基站的超表面天线能够以任意夹角进行放置，从而实现360°全方位的波束方向偏折；所述放大器模块为半双工双向放大器，由两个低噪声放大器和两个单刀双掷开关构成，两个低噪声放大器反向放置，分别用来放大上行和下行信号，两个单刀双掷开关配合使用，用来分时切换上行和下行放大通路，实现时分双工放大；所述控制模块由可编程逻辑器件为核心部件构成，具备信号处理能力；所述控制模块根据信道估计的结果，结合预编码策略对面向用户的超表面天线的辐射方向图和放大器的开关及其功率增益进行控制。

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百度查询： 南京理工大学 基于超表面天线和放大器的有源可重构智能表面