La ricerca del Dr. Ruiwen Shao e del Prof. Junwei Wu (Istituto di spazio elettromagnetico, Southeast University, Nanchino, Cina) ci insegna come le metasuperfici digitali perdono informazioni.
La decomposizione dei valori singolari (SVD) è stata eseguita sulle onde sparse delle metasuperfici digitali da Ruiwen Shao. Notò che il numero di valori singolari diversi da zero non è uguale al numero di metaatomi ma lo approssima. "Si tratta di un risultato molto insolito, contrario al precedente metodo di modellazione delle metasuperfici", afferma Shao.
Ruiwen Shao e Junwei Wu, insieme al direttore del laboratorio Tiejun Cui, hanno cercato di determinare le cause del valore singolare ridondante. Il team considera la metasuperficie di codifica digitale come una rete a microonde composta da due reti, comprese strutture passive e dispositivi sintonizzabili. La composizione separa con successo l'impatto degli stati di codifica sulle onde diffuse.
"L'espressione ottenuta dalla formula della cascata della rete a microonde contiene ancora il termine di inversione della matrice, quindi ci chiediamo naturalmente se l'espansione delle serie di potenze avrà un effetto sulla semplificazione", afferma Wu.
Il team ha scoperto che, dopo una serie di derivazioni e approssimazioni, le onde sparse della metasuperficie di codifica digitale possono essere espresse come un polinomio di secondo ordine degli stati di codifica, inclusi termine costante, termini di primo ordine e termini di secondo ordine di adiacenti. codici.
"L'introduzione del termine di ordine zero e dei termini di secondo ordine raddoppia il rango dell'equazione, che è coerente con il numero di valori singolari diversi da zero. Questi termini possono essere considerati causati dall'accoppiamento reciproco di meta adiacenti -atomi," dice Shao.
I ricercatori hanno estratto questi modelli attuali attraverso simulazioni dell’onda intera. Sulla base dei modelli, prevedono accuratamente le onde EM sparse della metasuperficie in qualsiasi stato di codifica.
"Un'espressione semi-analitica ad alta precisione ci fornisce un potente strumento per studiare teoricamente le caratteristiche statistiche delle metasuperfici. Con l'aiuto del modello macroscopico, l'accoppiamento reciproco degli elementi viene trasformato nella covarianza corrente."
"Pertanto, abbiamo finalmente scoperto che la distribuzione di probabilità della corrente sulla metasuperficie è un insieme di distribuzioni normali dipendenti. Confrontiamo l'entropia differenziale delle correnti distribuite dipendenti con quella di quelle indipendenti e identiche, e la differenza tra loro indica la perdita di informazione di convertendo i segnali digitali in onde elettromagnetiche," dice Wu.
Come valutare la capacità della metasuperficie di trasmettere informazioni è un problema urgente da risolvere nell'applicazione dei sistemi di comunicazione sulla metasuperficie. In questo studio, i ricercatori hanno fornito un nuovo metodo per quantificare la perdita di informazioni causata dall'accoppiamento reciproco. Coerentemente con la cognizione comune, la perdita di informazione aumenta al diminuire del periodo dell'elemento.
L'articolo è pubblicato sulla rivista National Science Review .
Ulteriori informazioni: Rui Wen Shao et al, Modello macroscopico e modello statistico per caratterizzare le informazioni elettromagnetiche di una metasuperficie di codifica digitale, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad299
Fornito da Science China Press
