高集成宽频导波可编程超表面测向感知系统及其 U-Net 降噪技术

《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》：Wideband Direction-of-Arrival (DOA) Estimation with Improved Accuracy Enabled by Programmable Guided-Wave-Driven Metasurface

　　

摘要：

可编程超表面的发展通过避免使用传统阵列天线中的大量收发器，为测向（DOA）估计提供了简化的架构。然而，外接接收天线限制了其在高度集成场景中的应用。在这里，我们提出了一种基于导波的可编程超表面，用于测向感知，该超表面具有简化的结构和高集成度，同时避免了大量收发器以及外接馈电的需求。与以往依赖于共振调谐的可编程超表面不同，我们利用对称馈电结构的设计实现了从4 GHz到6 GHz的超宽带和稳定的1位辐射相位切换。此外，引入了MF-U-Net技术来抑制匹配滤波器空间谱中的噪声和旁瓣，从而提高测向估计的准确性。作为概念验证，所提出的系统在40%的相对带宽范围内，对单目标和多目标场景均实现了可靠的测向估计。这种高度集成、可编程且具有宽频带特性的平台在雷达和物联网应用中具有巨大潜力。