通过夹式天线系统实现无线传感

《IEEE Wireless Communications Letters》：Wireless Sensing via Pinching-Antenna Systems

提出基于压敏天线系统（PASS）和泄漏同轴电缆（LCX）的无线传感架构，通过联合优化传输波形与天线位置最小化Cramér-Rao下界，采用两阶段粒子群优化算法解决非凸耦合问题，显著提升多目标传感的精度和鲁棒性。

　　

摘要：

本文提出了一种基于夹式天线系统的无线传感架构。与传统无线系统相比，该架构通过利用介质波导和夹式天线（PA），实现了更灵活的天线部署和更好的无线传感性能。为了增强信号接收能力，采用了漏泄同轴（LCX）电缆在较大范围内均匀收集回波信号。首先推导出多目标传感的Cramér-Rao界限（CRB），然后通过联合优化发射波形和PA的位置来最小化该界限。为了解决这一高度耦合的非凸问题，提出了一种基于两阶段粒子群优化（PSO）的算法。数值结果表明，与传统传感系统相比，该方案在传感精度和鲁棒性方面取得了显著提升，这凸显了将基于LCX的接收技术与优化后的PASS配置相结合的优势。

引言

夹式天线系统（PASS）近年来受到了广泛关注[1]、[2]、[3]。与传统无线系统不同，PASS以介质波导作为主要传播介质，并通过将称为夹式天线（PA）的介质颗粒压在波导上来将信号辐射到自由空间中。这种设计不仅建立了强大的视距通道并减少了遮挡问题，还通过PA的灵活部署实现了天线的高重配置能力。虽然这种天线部署方式在概念上类似于流体天线[4]，但由于使用了介质波导，PASS的部署范围要广泛得多。