Les recherches du Dr Ruiwen Shao et du professeur Junwei Wu (Institut de l'espace électromagnétique, Université du Sud-Est, Nanjing, Chine) nous apprennent comment les métasurfaces numériques perdent des informations.
La décomposition en valeurs singulières (SVD) a été réalisée sur les ondes dispersées de métasurfaces numériques par Ruiwen Shao. Il a remarqué que le nombre de valeurs singulières non nulles n’est pas égal au nombre de méta-atomes mais s’en rapproche. "Il s'agit d'un résultat très inhabituel, contraire à la méthode de modélisation précédente des métasurfaces", explique Shao.
Ruiwen Shao et Junwei Wu, ainsi que le directeur du laboratoire Tiejun Cui, ont cherché à déterminer les causes de la valeur singulière redondante. L'équipe considère la métasurface de codage numérique comme un réseau micro-ondes composé de deux réseaux, dont des structures passives et des dispositifs accordables. La composition sépare avec succès l'impact des états de codage sur les ondes diffusées.
"L'expression obtenue par la formule en cascade du réseau micro-ondes contient toujours le terme d'inversion de matrice, nous nous demandons donc naturellement si l'expansion des séries de puissances aura un effet sur la simplification", explique Wu.
L'équipe a découvert qu'après une série de dérivations et d'approximations, les ondes dispersées de la métasurface de codage numérique peuvent être exprimées sous la forme d'un polynôme du second ordre des états de codage, comprenant les termes constants, les termes du premier ordre et les termes du second ordre des états adjacents. codes.
"L'introduction du terme d'ordre zéro et des termes de second ordre double le rang de l'équation, ce qui est cohérent avec le nombre de valeurs singulières non nulles. Ces termes peuvent être considérés comme étant causés par le couplage mutuel de méta adjacentes. -atomes", dit Shao.
Les chercheurs ont extrait ces modèles de courant grâce à des simulations pleine onde. Sur la base de ces modèles, ils prédisent avec précision les ondes EM dispersées de la métasurface dans n'importe quel état de codage.
"Une expression semi-analytique de haute précision nous fournit un outil puissant pour étudier théoriquement les caractéristiques statistiques des métasurfaces. À l'aide du modèle macroscopique, le couplage mutuel des éléments est transformé en covariance actuelle."
"Par conséquent, nous avons finalement découvert que la distribution de probabilité du courant sur la métasurface est un ensemble de distributions normales dépendantes. Nous comparons l'entropie différentielle des courants distribués dépendants avec celle des courants indépendants et identiques, et la différence entre eux indique la perte d'informations de convertir les signaux numériques en ondes électromagnétiques", explique Wu.
Comment évaluer la capacité de la métasurface à transmettre des informations est un problème urgent à résoudre dans l’application des systèmes de communication à métasurface. Dans cette étude, les chercheurs ont proposé une nouvelle méthode pour quantifier la perte d’informations provoquée par le couplage mutuel. Conformément à la cognition commune, la perte d'informations augmente à mesure que la période de l'élément diminue.
L'article est publié dans la revue National Science Review. .
Plus d'informations : Rui Wen Shao et al, Modèle macroscopique et modèle statistique pour caractériser les informations électromagnétiques d'une métasurface de codage numérique, National Science Review (2023). DOI : 10.1093/nsr/nwad299
Fourni par Science China Press
