超表面临电磁波的信息调制理论

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超外表怎么调制电磁波？调制进程由哪些参数决议？遵从何种规则？研讨者提出超外表远场信息理论，指出超外表远场辐射信息由超外表的孔径函数及电磁波的频率决议。

超外表是一种厚度远小于电磁波长的人工层状资料，可对入射电磁波的起伏、相位、极化等多种特点进行灵敏有用的调控，然后完成许多杂乱而有意思的超凡功用。近年来，跟着数字编码超外表和信息超外表的提出，超外表研讨现已从原始的物理、光学和资料科学范畴扩展到数字和信息范畴。从信息视点剖析和规划超外表，拓宽其在核算成像、无线通信、数学运算等范畴中的使用渐渐的变成了新趋势。

近期，东南大学崔铁军教授团队与北京大学李廉林教授协作，提出了超外表的信息理论。研讨人员剖析超外表编码信息与远场方向图的联系，并结合勒贝格空间的不确定性原理，剖析核算出超外表空间辐射的信息容量上限，该上限由超外表的孔径函数及入射电磁波的频率所决议。相关效果在线发表于《国家科学谈论》（National Science Review, NSR），榜首作者为东南大学博士研讨生吴浩天。

（a）k空间的一组丈量方位散布；（b）远场电磁辐射强度的理论散布；（c，d）1比特超外表的无序相位图画及所发生的远场强度散布；（e）不同尺度和相位的1比特超外表的辐射方向图所包含信息的理论值和核算结果。

对超外表远场信息不等式这一约束条件进行深入研讨，能够推导出必定面积超外表所能完成的正交波束的上限，进而为超外表的逆向规划供给理论指导。特别地，经过对无序相位调制超外表及其远场方向图的研讨，研讨者发现了无序相位超外表辐射方向图的信息不变性。也就是说，不管无序相位超外表的尺度、单元数量以及随机相位的形式怎么改动，其远场辐射方向图的信息一直为1-γ，其间γ是欧拉常数。经过上述研讨结果，该理论有望为超外表的信息调制使用（例如核算成像、隐身和无线通信等）供给理论指导。