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From Analytical Beamforming to Pattern Synthesis: Programmable RIS for Next-Generation Wireless Systems
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PRE
AI
DOI：10.1109/mmm.2026.3731077.png)
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摘要
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可重构智能表面已作为可编程电磁平台出现，能够动态控制无线电波的传播特性。尽管传统的相位梯度控制对于将单个波束导向预定方向是有效的，但未来的通信和传感系统越来越需要更灵活的空间控制能力。本文回顾了可编程RIS从传统波束转向到波束合成的演变，特别强调实际低分辨率硬件所施加的约束。首先总结了电磁学基础，该基础关联了单个单元的相位状态与合成的远场响应。然后讨论了两种互补的合成方法：一种基于物理信息的AI驱动的逆向设计框架，以及一种用于1位RIS的贪婪翻转相位优化算法。代表性示例展示了单波束转向、宽波束合成和多波束合成如何分别满足定向通信链路和传感、鲁棒区域覆盖以及同时多用户操作的需求。最后，提出了对未来发展的展望，包括面向任务的任务导向电磁场合成、自主的环境感知自适应以及可扩展的可编程电磁基础设施。
Keyword:
Beams
Reconfigurable intelligent surfaces
Optimization
Antenna radiation patterns
Artificial intelligence
Beam steering
Interference
Joining processes
Apertures
Design methodology
