（通訊員 穆亞潔）近日，電院李龍教授團隊在可重構智能超表面方面取得突破性進展，研究成果以《Electromagnetic All-in-One Radiation-Scattering Reconfigurable Intelligent Metasurface》為題發表于《國家科學評論》（National Science Review, NSR）上，NSR是由中國科學院主管、科學出版社主辦的綜合性英文學術期刊，位列中國最具國際影響力學術期刊榜首。電院穆亞潔博士為該論文的第一作者，李龍教授為通訊作者。
5G-A/6G無線通信技術旨在實現萬物互連。不僅僅包括傳統的基站和移動設備的連接，還包括各種傳感器、智能設備、家用電器、工業機器、交通工具、衛星互聯網等。幾乎涵蓋了所有可以連接到網絡的實體相互連接，實現萬物互連，創造一個更加智能、高效和互聯的世界。可重構智能超表面作為5G-A/6G的關鍵候選技術，其動態調控電磁波的能力為通信感知一體化發展帶來了全新可能。然而，現有可重構智能表面由于缺乏對輻射與散射狀態的協同調控機制，硬件資源利用率低，難以滿足未來網絡高集成、低功耗演進需求。
圖1電磁多維融合幅散可重構智能超表面示意圖
該成果提出了電磁多維融合幅散可重構智能超表面，構建了簡并集成的輻射-散射一體化超表面調控理論和統一物理平臺，涵蓋了電磁波相位、極化、幅度、波形、頻率和時間等多維特性，可實現幅散可重構智能超表面信息和能量按需設計。建立了無線能量與信息的“通信-感知-決策-供能”一體化調控理論和物理平臺，將通信、感知、傳能無縫集成于同一硬件平臺，無需額外配置傳感器即可實現多重功能決策。針對通信-感知-決策-供能，超表面在輻射模式發射先驗信號給無線互聯網絡中的核心網絡，核心網絡下發命令給互聯網絡節點傳感器，傳感器發射通信信號給超表面，超表面在接收模式感知外部電磁環境變化，判斷傳感器位置，自適應做出決策給傳感器節點進行無線信息和能量傳輸。此外，超表面在接收模式也能進行無線能量收集，采集的能量經整流后可為其他電子設備充電或為超表面自身供電，展示了其在自供電傳感系統中的潛在應用價值。
圖2電磁多維融合幅散可重構智能超表面(a)陣列原型，(b)輻射模式初始相位，(c)30°波束掃描編碼，輻射模式下(d)E面和(e)H面波束掃描特性，(f)16QAM傳輸星座圖，(g)接收模式無線能量收集。
圖3可重構智能超表面散射模式特性：(a)散射模式初始相位，(b)30°散射波束掃描編碼，(c)E和(d)H面散射波束掃描特性，(e) L形走廊中的功率密度分布，(f)L形走廊盲區覆蓋特性
電磁多維融合幅散可重構智能超表面揭示了電磁空間能量與信息協同調控新途徑。通過統一物理平臺實現通信-感知-決策-供能的深度融合，這種一體化架構在追求性能平衡的同時，能顯著降低硬件成本與系統功耗。這一突破實現了能量與信息同傳的新型電子信息系統，為6G通信、智能無人機續航和無線傳感網萬物智聯時代提供全新的技術范式。該研究得到了國家自然科學基金委信息超材料卓越研究群體項目、國家重點研發計劃等項目的支持。
論文信息：
Y. Mu, J. Han, H. Xue, Q. Feng, L. Niu, H. Liu, and L. Li, Electromagnetic All-in-One Radiation-Scattering Reconfigurable Intelligent Metasurface,National Science Review, nwaf470, 03 November 2025.
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf470
