ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИЙ АЛГОРИТМ РОЗРАХУНКУ ВІДБИВАЮЧОГО ЕЛЕМЕНТУ РЕКОНФІГУРОВАНОЇ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ПОВЕРХНІ
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2025-1-19Ключові слова:
реконфігурована інтелектуальна поверхня, відбиваючий елемент, метод інтегрального рівняння, коефіцієнт відбиття, чисельна збіжність, бездротова мережа.Анотація
Статтю присвячено дослідженню нового підходу до розрахунку відбиваючого елементу реконфігурованої інтелектуальної поверхні. Розв’язок електродинамічної задачі проводиться на основі умовного розподілу всієї області визначення електромагнітного поля в одиничному відбиваючому елементі на дві області. В даному підході використовується метод інтегрального рівняння. Показана коректність застосування запропонованого підходу для розрахунку характеристик поодинокого відбиваючого елементу. В даній статті проведено розрахунок поодинокого відбиваючого елементу реконфігурованої інтелектуальної поверхні. Досліджена чисельна збіжність запропонованого підходу для коефіцієнтів відбиття R10 при збільшенні поряду усічення системи лінійних алгебраїчних рівнянь. Отримано, що модуль коефіцієнта відбиття співпадає із точним рішенням. Тобто, для випадку сканування в Н-площині для всіх кутів сканування отримана гарна збіжність рішення задачі. Мета роботи полягає в розробці методу розрахунку хвилеводного відбиваючого елементу реконфігурованої інтелектуальної поверхні. Методологія полягає в умовному розділі всієї області визначення електромагнітного поля на дві області та застосуванні метода інтегрального рівняння. Наукова новизна полягає в тому, що ми показали коректність застосування нового підходу для розрахунку поодинокого відбиваючого елементу реконфігурованої інтелектуальної поверхні. Висновки можна сформулювати таким чином. Показано, доцільність використання хвилеводного відбиваючого елементу в реконфігурованих інтелектуальних поверхнях. Запропоновано використання строгого електродинамічного розрахунку даної структури на основі метода інтегрального рівняння. Показана коректність алгоритму шляхом межового переходу до відомого точного рішення. Це дозволяє рекомендувати запропоновану методику для побудови реконфігурованих інтелектуальних поверхонь в 5G та 6G.
Посилання
Basar E., Yildirim I. Reconfigurable Intelligent Surfaces for future wireless networks: a channel modeling perspective. IEEE Wireless Communications, 2021. Vol. 28, No. 3. P. 108–114. https://doi.org/10.1109/MWC.001.2000338
Sharma T., Chehri A., Fortier P. Reconfigurable Intelligent Surfaces for 5G and beyond wireless communications: a comprehensive survey. Energies, 2021. 14. 8219. https://doi.org/10.3390/ en14248219
Tapio V., Hemadeh I., Mourad A. et al. Survey on reconfgurable intelligent surfaces below 10 GHz. EURASIP Journal on Wireless Communication on networking, 2021. 175. P. 1–18. https://doi.org/10.1186/s13638-021-02048-5
Liu Y., Liu X., Mu X. et al. Reconfigurable Intelligent Surfaces: principles and opportunities. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2021. Vol. 23, No. 3. P. 1546–1577. https://doi.org/10.1109/COMST.2021.3077737
Tan X., Sun Z., Jornet J. M. et al. Increasing indoor spectrum sharing capacity using smart reflectarray. IEEE International Conference on Communications (ICC), 2016. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICC.2016.7510962
Hassouna S., Jamshed M. A., Rains J. et al. A survey on reconfigurable intelligent surfaces: wireless communication perspective. IET Communications, 2023. 17(5). P. 497–537. https://doi.org/10.1049/cmu2.12571
Liu R., Li M., Luo H. et al. Integrated sensing and communication with Reconfigurable Intelligent Surfaces: opportunities, applications, and future directions. IEEE Wireless Communications, 2023. Vol. 30, No. 1. P. 50–57. https://doi.org/10.1109/MWC.002.2200206
Pan C., Ren H., Wang K. et al. Reconfigurable Intelligent Surfaces for 6G systems: principles, applications, and research directions. IEEE Communications Magazine, 2021. Vol. 59, No. 6. P. 14–20. https://doi.org/10.1109/MCOM.001.2001076
Renzo M. D., Danufane F. H., Tretyakov S. Communication models for Reconfigurable Intelligent Surfaces: from surface electromagnetics to wireless networks optimization. Proceedings of the IEEE, 2022. Vol. 110, No. 9. P. 1164–1209. https://doi.org/10.1109/JPROC.2022.3195536
Yildirim I., Uyrus A., Basar E. Modeling and analysis of Reconfigurable Intelligent Surfaces for indoor and outdoor applications in future wireless networks. IEEE Transactions on Communications, 2021. Vol. 69, No. 2. P. 1290–1301. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2020.3035391
Ellingson S. W. Path loss in Reconfigurable Intelligent Surface-enabled channels. IEEE 32nd Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2021. P. 1–7. https://doi.org/10.1109/PIMRC50174.2021.9569465
Magro V. I., Morozov V. M. Electrodynamic algorithm for calculation an antenna array base on an integral representation for a common region field. Information Technology: Computer Science, Software Engineering and Cyber Security, 2023. No. 3. P. 43–49. https://doi.org/10.32782/IT/2023-3-5
Magro V. I., Morozov V. M. Study of a finite linear waveguide antenna array with dielectric plugs. Journal of Physics and Electronics, 2022. Vol. 30, No. 2. P. 75–80. https://doi.org/10.15421/332223
Amitay N., Galindo V., Wu C. Theory and analysis of phased array antennas. New York : Wiley-Interscience, 1972. 462 p.
