研究背景
近年來，時空編碼超表面在無線通信、雷達等領域逐步展現出重要的應用潛力。迄今為止，學術界對時空編碼超表面的研究都是在同步框架下開展的，即超表面上所有單元均保持相同的調製頻率。
圖1. 異步時空編碼超表面
成果簡介
研究表明，當超表面工作在異步條件下，即所有單元不再共享相同調製頻率時，其表面反射波會產生動態的空間散射波前。由於超表面單元之間存在調製頻率差，使得各單元表面的散射回波也存在頻率差。因此，隨着時間的變化，單元間的相位梯度不再保持恆定，導致散射電磁波具有時變特性。異步時空編碼超表面（圖1）將傳統「相位梯度」的概念進一步延伸到「頻率梯度」。對於具備「頻率梯度」的編碼超表面，其散射方向圖不僅僅是角度的函數，還是距離、時間的函數。
通過設計超表面單元調製頻率的空間分布，人們可以靈活調控散射波前的動態變化方式，為超表面的電磁調控提供了新的自由度。作者利用這一自由度，展示了異步時空編碼超表面的兩個獨特功能：自動波束掃描（圖2）和動態雷達散射截面調控（圖3），為相關領域的創新應用提供了重要的研究思路和技術路徑。
圖2. 自動空間波束掃描
圖3. 動態雷達散射截面的操控
參考文獻：
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http://doi.org/10.1002/advs.202200106
稿件來源：王思然 戴俊彥
編 輯：蔣睿哲
審 稿：張磊
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