[发明专利]基于超表面天线和放大器的有源可重构智能表面

权利要求书

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用来接收信道估计信息，并将处理后的信息发送给控制模块。

2.根据权利要求1所述的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，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。

3.根据权利要求1所述的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，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。

4.根据权利要求1所述的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，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。

5.根据权利要求1所述的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，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。

6.根据权利要求1所述的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，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。

7.根据权利要求1所述的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，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。

8.根据权利要求1所述的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，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。