可重构反射设备

本公开总体上涉及可重构反射设备领域，特别是用于引导信号(诸如无线电波和/或无线电信号)。本公开涉及一种可重构反射设备和操作方法。

背景技术

一般来说，可重构反射设备(RRD)(又称大型智能表面(LIS)、可重构智能表面(RIS)和智能反射表面(IRS))有望在当前通信系统(5G)和未来通信系统(6G)的成功中发挥重要作用。特别是，RRD对于毫米波和太赫兹频率下运行的系统是重要的。反射RRD的设想应用包括增强覆盖范围和阻塞缓解。更一般地说，通过明智地部署RRD，可以将给定的无线电环境设计成智能环境(诸如具有更有利传播条件的无线电环境)。

要实现这一愿景，需要生产出普遍存在、成本低廉的RRD，这些RRD仍然提供可接受的覆盖范围。目前，RRD的开发还处于起步阶段，并且迄今为止公布的少数原型都是昂贵的高级硬件。

发明内容

因此，需要可以减轻、缓解或解决现有缺陷并可以向用户设备提供改进的信号覆盖范围的可重构反射设备。

公开了一种可重构反射设备。该可重构设备可以被布置为将从一个方向传入的无线电信号引导至输出方向。该可重构反射设备可以具有x轴、y轴和z轴。该可重构反射设备可以包括多个反射层片。多个反射层片中的每一个可以具有层片x轴、层片y轴和层片z轴。多个反射层片中的每一个可以沿x轴与多个反射层片中的另一个相邻。该可重构反射设备可以被配置为独立地控制多个反射层片中的每一个的移动。

本公开的优点是，无需使用昂贵的技术即可保持波和/或信号的引导性以及效率。换言之，本公开使得能够维持波的效率和引导性，同时提供不太复杂的可重构反射设备(例如，通过使用机械特征)。有利地，所公开的设备可以极大地改进波和/或信号引导性，同时避免与空间布置结构相关的阴影、相消信号和问题。当设备需要位于不可移动结构(例如壁)附近时，这可能是特别有利的。利用所公开的技术，可以生产出价格合理、超薄、无源且易于配置的设备，其捕获范围广，而且几乎没有表面效率损失。

附图说明

通过参照附图对本公开的示例进行以下详细描述，本公开的上述和其他特征和优势对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：

图1是高度为H、宽度为W的可重构反射设备的示意图，其中来自源的撞击信号从可重构反射设备反射并朝向用户设备(UD)(前视图)，

图2是在与壁的方位角度为ψ

图3是例示来自源的信号如何撞击在可重构反射设备上并反射到用户设备的示意图(顶视图)，

图4是例示根据本公开的可重构反射设备的示例的示意图(前视图)，

图5是例示根据本公开的多个反射层片的示例的示意图(前视图)，

图6是例示根据本公开的独立地控制多个反射层片的层片方位角度的可重构反射设备的示例的示意图(顶视图)，

图7是例示根据本公开的独立地控制多个反射层片的可重构反射设备的示例的示意图(顶视图)，

图8是例示根据本公开的控制自身并独立地控制多个反射层片的可重构反射设备的示例的示意图(顶视图)，

图9是例示根据本公开的可重构反射设备的示例z轴旋转的示意图(前视图)，

图10是例示根据本公开的多个反射层片的示例的示意图(前视图)，

图11A至图11B是图6所示设置的接收信号的性质的曲线图。图11A示出了作为ψ的函数的从每个层片(它们都是重叠的)生成的接收功率。图11B示出了每个层片生成的信号的相位。在此设置中，N＝10、θ

图12A至图12B是图6所示设置的总接收功率的曲线图。图12A：θ

图13是例示具有优化ψ

图14是例示作为入射角度和反射角度的函数的、可重构反射设备的总深度的3D曲线图(其中N＝11、λ＝0.01米且W＝1米)。已对伸缩角度ψ

图15是例示作为N的函数的、可重构反射设备的总深度的3D曲线图(其中λ＝0.01米且W＝1米)。图例中给出了入射角度和反射角度的最小值(30、40、60、70、80、90)。入射角度和反射角度的最大值为180-“最小角度”，以及

图16是例示通过选择次优ψ

具体实施方式

下面参考相关附图描述各种示例和细节。应当注意，附图可以按比例或可以不按比例绘制，并且相似结构或功能的元素在整个附图中由相同的附图标记表示。还应当注意，附图仅旨在促进对示例的描述。它们不旨在作为本公开的详尽描述或作为对本公开的范围的限制。此外，所例示的示例不需要示出所有方面或优点。结合特定示例描述的方面或优点不一定限于该示例，并且即使没有如此例示，或者如果没有如此明确地描述，也可以在任何其他示例中实践。

本文公开了简单的、经济高效的反射性可重构反射设备(RRD)的示例，所述反射性可重构反射设备也被称为大型智能表面(LIS)、可重构智能表面(RIS)、反射天线(RA)和智能反射表面(IRS)。

可重构反射设备有利于反射和/或引导波和/或信号(诸如无线电波和/或无线电信号)。如本文所述，反射和引导可以互换使用。如本文所述，波和信号可以互换使用。例如，可重构反射设备可以用于反射无线电波和/或无线电信号。可重构反射设备可以用于反射电磁波和/或电磁信号(诸如100MHz到10THz范围内的电磁波和/或电磁信号)。可重构反射设备可以用于反射毫米波频谱中的波和/或信号。此外，可重构反射设备还可以被配置为对在特定方向和/或区域上同相出现的信号和/或波进行反射。

如本文所用，反射或引导波和/或信号可以被视为反射和/或偏转入射波和/或入射信号(诸如撞击波和/或撞击信号)的至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％、99％或100％。

特别是，可重构反射设备可以用于将波和/或信号引导至特定位置或在特定方向上引导波和/或信号。例如，可重构反射设备可以用于将波和/或信号引导至用户设备(诸如接收设备)所在的位置或方向。这可以改进用户设备处的接收，避免波和/或信号无法到达的死区或盲区。可重构反射设备对于朝向某些波和/或信号被阻挡的区域(诸如建筑物内)引导波和/或信号尤其有利。

在一个或更多个可重构反射设备中，可重构反射设备可以控制波和/或信号(诸如无线电波和/或无线电信号)的反射角度。可重构反射设备可以被配置为控制入射波和/或信号(诸如入射无线电波和/或无线电信号)的反射角度。

终端用户可以获取可重构反射设备，例如，以增强家庭中的毫米波和太赫兹频率的无线通信，诸如用于3GPP系统，诸如5G和最终的6G应用或无线保真通信(Wi-Fi)。

可重构反射设备可以是无源设备。可重构反射设备可以是有源设备。

本文公开的可重构反射设备可以是独立的设备。例如，它们可以采用壁画的形状因子。可重构反射设备既能满足装饰功能，又能充当有效的反射设备。此外，可重构反射设备可以是更大产品的一部分。例如，一个或更多个可重构反射设备可以用于实现从接入点到用户设备(诸如虚拟现实头戴式设备)的通信(诸如替代视线)。

特别是，可重构反射设备可以设置在不可移动结构(诸如壁、表面、杆、柱或其他不可移动物体)处或附近。这些不可移动物体可以防止可重构反射设备作为整体而完全旋转。即使附近有不可移动物体，本公开的可重构反射设备也能有利地提供更大范围的信号。

另选地，可重构反射设备可以不设置在任何不可移动物体附近。本公开提供了最小化和不引人注目的移动。

正如下文将详细描述的那样，本文公开了可重构反射设备的示例，该可重构反射设备可由多个反射层片构成。可重构反射设备可以控制多个反射层片中的每一个的移动/平移，诸如位置和/或方位角度。这种控制可以允许可重构反射设备将波和/或信号引导至特定位置。如本文所述，移动可以指平移和/或伸缩和/或旋转。例如，可以经由电子机械转向和/或机械转向来控制移动。

因此，所公开的可重构反射设备可以用于修改与该可重构反射设备(特别是与多个反射层片)交互的波和/或信号的路径。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备可以被配置为将与多个反射层片交互的无线电信号引导至诸如输出方向上的聚焦位置之类的位置。例如，聚焦位置可以是用户设备所位于的区域和/或位置。例如，聚焦位置可以是在没有可重构反射设备的情况下，波和/或信号难以到达的区域和/或位置。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备可以细和/或薄的。例如，可重构反射设备可以是超薄和/或超细的。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备可以比由单片反射材料形成的对应结构薄一个数量级。例如，如果使用一米宽的单片反射材料，而可重构反射设备也是一米宽，则可重构反射设备可以具有7cm厚度至71cm厚度的单片反射材料。

多个反射层片的平移和/或旋转可以根据特定值设置。例如，多个反射层片可以被设置为从多个反射层片获得相干反射。多个反射层片可以被设置为从所有多个反射层片获得相干反射。多个反射层片可以被设置为从多个反射层片中的大多数反射层片获得相干反射。多个反射层片可以被设置为从多个反射层片的至少50％、60％、70％、80％或90％获得相干反射。

图1例示了本领域已知的具有高度H和宽度W的示例可重构反射设备10的前视图。如图1所示，本文讨论的x轴103沿着可重构反射设备10的宽度W，y轴105沿着可重构反射设备10的高度H，并且z轴107垂直于可重构反射设备10的x轴103和y轴105延伸(图外)。本公开通篇将使用相同的轴命名法。

如图1所示，可重构反射设备10可以被视为具有允许将入射信号或撞击信号16(θ

如图2(顶视图)所示，通过调节可重构反射设备10的方位角度(ψ

D＝W×sin(ψ

其中，W是可重构反射设备10的宽度。对于某些用户设备25的位置，所需的距离D可能大得难以接受。例如，可重构反射设备10可能需要放置地离墙20太远，这样就会影响美观或使区域变得杂乱。此外，壁20可能会防止可重构反射设备10在某些位置向用户设备25提供足够的信号和/或波覆盖范围。

图4例示了根据本公开的前视图的示例可重构反射设备(RRD)100。如图所示，可重构反射设备100可以具有高度H和宽度W。可重构反射设备100还可以具有深度或厚度D。图4示出了可重构反射设备100的矩形形状，但是可重构反射设备100也可以是任何其他形状。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的宽度W可以是30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的宽度W可以小于30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的宽度W可以大于30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的高度H可以是30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的高度H可以小于30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的高度H可以大于30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的深度D可以是5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、15cm、20cm、25cm或30cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的深度D可以大于5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、15cm、20cm、25cm或30cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100的深度D可以小于5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、15cm、20cm、25cm或30cm。

可重构反射设备100可以用于在一方向上反射和/或引导来自源14的波和/或信号12，诸如无线电信号。例如，可重构反射设备100可以将波和/或信号12反射和/或引导至特定位置或区域。可重构反射设备100可以在特定方向上反射和/或引导信号12。可重构反射设备100可以将信号12反射和/或引导至用户设备25。用户设备25可以是例如计算机、天线、无线电、面板、平板计算机、膝上型计算机、智能电话和电话中的一个或更多个。用户设备25可以是使用信号和/或波的任何事物。可重构反射设备100可以被布置为将从一个方向传入的无线电信号引导至输出方向。

如图所示，可重构反射设备100可以包括x轴103、y轴105和z轴107。y轴105可以沿着可重构反射设备100的高度H延伸，x轴103可以沿着可重构反射设备100的宽度W延伸，并且z轴107可以垂直于或正交于可重构反射设备100的x轴和/或y轴延伸。

可重构反射设备100包括多个反射层片200。多个反射层片中的每一个具有层片x轴、层片y轴和层片z轴(例如，如图5和图10所示)。多个反射层片200中的每一个沿着x轴与多个反射层片中的另一个相邻。

可重构反射设备100被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的移动。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射器设备100被配置为(例如，独立地)经由机械致动器控制多个反射层片200中的每一个的移动。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100可以安装在表面(诸如背衬表面)上。z轴107可以垂直于表面。表面可以是平坦表面。表面可以是弯曲表面。表面可以是金属、塑料、陶瓷、木材、石膏板及其组合。材料的类型不受限制。表面可以是板。表面可以是安装表面。表面可以是框架。表面可以是可重构反射设备100的一部分。表面可以与可重构反射设备100分开。

如图4所示，可重构反射设备100可以包括多个反射层片200(也称为反射面板、反射元件、反射组件)或由多个反射层片200构成。多个反射层片200可以被配置为反射传入的波和/或信号。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个的宽度W可以为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm或50cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个的宽度W可以大于5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm或50cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个的宽度W可以小于5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm或50cm。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个的高度H可以是30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个的高度H可以小于30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个的高度H可以大于30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm或100cm。多个反射层片200中的每一个可以具有层片x轴(Lx)203、层片y轴(Ly)205和层片z轴(Lz)207。层片y轴205可以沿着层片的高度延伸，层片x轴203可以沿着层片的宽度延伸，并且层片z轴207可以与层片垂直或正交延伸。在某些位置，层片轴可以与可重构反射设备100的轴对准。在某些位置，层片轴可以不与可重构反射设备100的轴对准。在某些位置，层片轴可以与可重构反射设备100的相应轴平行。在某些位置，层片轴可以不与可重构反射设备100的相应轴平行。

层片y轴205可以位于多个反射层片200中的每一个的中心。层片y轴205可以不位于多个反射层片200中的每一个的中心。层片y轴可以位于多个反射层片200中的每一个的沿着x轴103的中心。层片y轴205可以位于多个反射层片200中的每一个的端部。层片y轴可以位于多个反射层片200中的每一个的沿着x轴103的端部。

多个反射层片200中的每一个可以与多个反射层片200中的另一个相邻。多个反射层片200中的每一个可以沿着x轴103与多个反射层片200中的另一个相邻。多个反射层片200中的每一个可以沿着y轴105与多个反射层片中的另一个相邻。相邻层片之间可以有间隔。相邻层片之间可以没有间隔。

在某些示例中，多个反射层片200中的每一个可以具有大致相同的尺寸。在其他示例中，多个反射层片200中的一个或更多个这可以与多个反射层片200中的其他层片具有不同的尺寸。

可重构反射设备100的表面可以被划分成许多窄(诸如宽度小于高度)层片。如图所示，多个反射层片200可以是平行的。然而，也可以使用其他配置，多个反射层片200不需要是平行的。

如图4所示，在某些示例中，多个反射层片200中的每个层片可以延伸可重构反射设备100的整个高度H。例如，它们可以以是矩形形状。另选地，多个反射层片200的每个层片可以不延伸可重构反射设备100的整个高度H。

例如，诸如图4所示，可重构反射设备100的原始宽度W可以被划分成宽度为ΔW＝W/N的N个反射层片200。

作为另一示例，可重构反射设备100的高度H可以被划分成高度为ΔH＝H/N的N个反射层片200。

需要注意的是，也可以以使用其他层片结构。多个反射层片200的数量不受限制。例如，可重构反射设备100可以具有2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100个反射层片。可重构反射设备100可以具有少于3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100个反射层片。可重构反射设备100可以具有多于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100个反射层片。

多个反射层片200中的每一个可以与可重构反射设备100的框架相关联和/或连接。多个反射层片200中的每一个可以与可重构反射设备100的表面相关联和/或连接。

多个反射层片200中的每一个可以是金属板。金属板可以反射信号和/或波。多个反射层片200中的每一个可以被涂覆。多个反射层片200中的每一个可以被涂覆有非活性电磁材料。多个反射层片200中的每一个可以被涂覆有非活性电磁的可打印材料。多个反射层片200中的每一个可以通过壁画形状因子来涂覆。

多个反射层片200中的每一个可以不是金属板。多个反射层片200中的每一个可以被涂覆有金属物质。多个反射层片200中的每一个可以被涂覆有反射物质。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，多个反射层片200中的每一个可以包括超材料。多个反射层片200中的每一个可以由超材料形成。多个反射层片200中的每一个可以涂覆有超材料。多个反射层片200中的每一个可以部分涂覆有超材料。多层反射层片200的每一个可以完全涂覆超材料。超材料可以用于调节撞击层片200的信号和/或波的反射角度。超材料可以用于提供额外的自由度，并可以根据特定场景(诸如特定的会议场所或礼堂和生产行业)进行定制，以解决特别难以覆盖的点。此外，超材料的使用可以使反射层片200对单一偏振做出响应。例如，电磁波可以被分解为分量，诸如两个偏振。所述两个偏振中的一个偏振可以被反射，而另一个偏振被吸收。

在一个或更多个示例中，多个反射层片200全部由相同的材料形成和/或具有相同的涂层。在一个或更多个示例中，多个反射层片200中的一个或更多个可以由不同的材料形成和/或具有不同的涂层。

通过具有多个反射层片200，可重构反射设备100可以控制反射层片200中的一个或更多个的位置、移动和/或定位。这样就可以更容易地实现波和/或信号的方向，而不需要移动整个可重构反射设备100。

例如，可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个相对于多个反射层片200中的相邻层片的移动。

可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个的位置。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的位置。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个的定位。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的定位。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个的形状。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的形状。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个的旋转。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的旋转。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个的方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的方位角度。

可重构反射设备100可以被配置为经由任意数量的系统和/或机构和/或组件和/或致动器来独立地控制多个反射层片200中的每一个的移动。例如，可重构反射设备100可以被配置为经由电子致动器独立地控制多个反射层片中的每一个的移动。可重构反射设备100可以被配置为通过机械致动器独立地控制多个反射层片中的每一个的移动。可重构反射设备100可以被配置为通过电子致动器和/或机械致动器独立地控制多个反射层片中的每一个的移动。

例如，可重构反射设备100可以包括旋拧机构。可重构反射设备100可以包括码本。可重构反射设备100可以包括控制器。可重构反射设备100可以被配置为接收命令(诸如来自可选地由用户操作的另一设备)并且操作控制器，所述控制器可以控制多个反射层片200的操作。可重构反射设备100可以被配置为接收指示特定位置的命令(诸如来自可选地由用户操作的另一设备)并且操作控制器，控制器可以控制多个反射层片200的操作，以将波和/或信号引导至特定位置。

如前所述，可重构反射设备100可以独立地控制多个反射层片200中的每一个的方位角度Δψ

可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片y轴205和/或层片x轴203和/或层片z轴207的层片方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片y轴205的层片方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片x轴203的层片方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片z轴207的层片方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片y轴205和/或层片x轴203的层片方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片y轴205和/或层片z轴207的层片方位角度。可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个绕层片z轴207和/或层片x轴203的层片方位角度。在一个或更多个示例中，可重构反射设备100被配置为独立旋转多个反射层片200中的每一个。换言之，对于多个反射层片200中的每一个，层片方位角度可以不同。

图5例示了多个反射层片200的示例。如图所示，多个反射层片200中的每一个可以具有相应的层片x轴203、层片y轴205和层片z轴207。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个绕相应的层片y轴205或相对于相应的层片y轴205的方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个绕相应的层片y轴205或相对于相应的层片y轴205旋转。可重构反射设备100可以独立地控制多个反射层片200中的每一个的方位角度。例如，多个反射层片200中的相邻层片可以旋转成不同的角度，从而将波和/或信号偏转到不同的方向。

可重构反射设备100可以同时控制所有多个反射层片200的方位角度。在一个或更多个示例可重构反射设备中，对于多个反射层片200中的每一个，层片方位角度可以相同。例如，反射层片200中的方位角度Δψ

上述计算可以由某些控制系统(诸如与可重构反射设备100相关联的自动控制系统)自动执行。这样的系统可以借助传感器来估计f，并且其可以借助于一些致动器(例如，机电致动器)来设置Δψ。计算和后续应用也可能受到用户的影响。例如，用户可以设置集成在可重构反射设备100中的控制，其确定到用户认为令人满意的某个位置的方位角度Δψ

作为示例，可以将方位角度Δψ

Δψ

并且，可重构反射设备100的最大深度可以例如被计算为：

ΔD

示出了通过因子N减小的厚度。

图6例示了绕公共y轴的公共方位角度处的多个反射层片200的示例，使得层片x轴203不与x轴103平行。

绕公共y轴旋转的优点是，使得能够减轻由不同层片所反射的信号的传播路径的长度差异可能具有的抵消效应。因此，确保它们以相同的相位到达接收器。

然而，图6还例示了当可重构反射设备100仅利用调节反射层片200相对于层片y轴205的层片方位角度时的阴影效应。此外，来自不同层片的反射信号可以被配置为相干地相加。

因此，如图所示，可以存在可以使用的相邻反射层片之间的间距ΔW。在多个反射层片200表现为反射表面并且它们表现出镜面状性质的假设下，它们之间的间距ΔW可以大于信号λ/2，其中λ是信号12的自由空间波长，诸如载波频率。对于小于λ/2的值ΔW，多个反射层片200可以停止作为“反射镜”并且开始作为各向同性散射体，这要求控制它们的性质的其他更昂贵的方式。

此外，当将可重构反射设备100划分成多个反射层片200时，考虑的一个方面是邻居反射层片的阴影和抵消，这在图6中例示。

如图所示，当波和/或信号12在多个反射层片200被与它们的方位角度有关地调节之后以特定角度到达时，一个反射层片可以覆盖并且阻挡与相邻反射层片有关的信号12。这可以产生阴影210，阴影210是波和/或信号12不会撞击特定的反射层片的死区。

另选地，为了避免由两个相邻层片反射的信号所经历的传播路径长度的差异被抵消，因为波和/或信号可以以各种相位到达用户设备，所以相位可能是相消的，从而在到达用户设备25之前减弱或消除波和/或信号。由于反射层片200在一些配置中是重叠且平行的，所以多次反射可能对期望的反射造成干扰。在某些示例中，吸收层可以用于多个反射层片200中的一个或更多个。此外，另选地，或与层相结合，可以在多个反射层片200的背面使用不同的角度。这些方法中的每一个可以减少和/或消除波和/或信号的相消影响。

这种阴影效应的结果可以是，对于入射角度和反射角度的一些组合，可重构反射设备100的有效面积可以显著减少。更大的方位角度Δψ

克服由邻居反射层片造成的阴影的一种方式可以是增加反射层片之间的间距ΔW，使得它们之间存在间隙。例如，间距可以表示为：

该间距可以在保持层片之间的宽度为ΔW＝W/N的同时使用。

图7例示了具有相干移动的可重构反射设备100的示例配置。例如，多个反射层片200的平移(诸如机械平移)可以实现接收器处的信号的相干性。有利地，所示的配置可以避免阴影效应，同时不需要相邻反射层片200之间的更大间隔。然而，也可以结合以下公开使用更大的间隔。

如图所示，可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着z轴107的平移(诸如伸缩)。因此，多个反射层片200可以是可伸缩的。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着x轴103的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着y轴105的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着z轴107和/或x轴103的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着y轴105及/或x轴103的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着z轴107和/或y轴105的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着z轴107和/或y轴105和/或x轴103的平移。

可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片z轴207的平移(诸如伸缩)。因此，多个反射层片200可以是可伸缩的。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片x轴203的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片y轴205的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片z轴207和/或层片x轴203的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片y轴205及/或层片x轴203的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片z轴207和/或层片y轴205的平移。可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的每一个沿着层片z轴207和/或层片y轴205和/或层片x轴203的平移。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100可以被配置为控制多个反射层片200中的相邻反射层片200的距离间距。

换言之，多个反射层片200中的一个或更多个可以位于沿着z轴107的与多个反射层片200中的其它反射层片不同的位置处。可重构反射设备100也能够控制多个反射层片200中的每一个的方位角度。

例如，多个反射层片200中的每一个可以包括允许反射层片200改变其定位的轨道和/或凹槽。每个反射层片200可以被附接到致动器和/或与致动器相关联以改变其定位。轨道和/或凹槽和/或致动器可以是电子的或机械的。

在一个或更多个示例可重构反射设备中，可重构反射设备100可以被配置为控制和改变每个反射层片200的定位，同时与每个反射层片200的方位角度相同。

例如，如图7所示，多个反射层片200的最右侧的反射层片可以沿着正z轴107的方向推进其位置，而多个反射层片200的最左侧的反射层片可以朝向负z轴107伸缩。

在这种情况下，集成在可重构反射设备100中的机构可以共同作用，以施加层片方位角度(Δψ

有利地，可以避免有害的阴影效应，同时将可重构反射设备100的效率维持在1或接近1。

图8例示了可结合到可重构反射设备100中的附加机构。如图所示，可重构反射设备100可以被配置为作为整体来旋转，并且因此改变设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕y轴105和/或x轴103的设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕y轴105的设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕x轴103的设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕z轴107的设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕y轴105和/或z轴107的设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕z轴107和/或x轴103的设备方位角度。可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕y轴105和/或x轴103和/或z轴107的设备方位角度。

在一个或更多个示例设备中，可重构反射设备100可以被配置为控制可重构反射设备100绕y轴和/或x轴的设备方位角度，这可以有利地实现更大角度的反射。这可以确保多个反射层片200的层片之间的相位偏移(诸如整数λ)是有助益的(constructive)。对于多个反射层片200的层片上的每个反射角度，存在相关联的方位角度以确保有助益的相位偏移。

在一个或更多个示例设备中，可重构反射设备100可以被配置为绕z轴旋转，这可以有利地实现更大角度的反射。这可以确保多个反射层片200的层片之间的相位偏移(诸如整数λ)是有助益的。对于多个反射层片200的层片上的每个反射角度，存在相关联的方位角度以确保有助益的相位偏移。

可重构反射设备100可以作为整体来绕设备方位角度旋转，同时还独立地控制多个反射层片200中的每一个的位置(诸如旋转或平移)，从而允许非常精细地瞄准与可重构反射设备100交互的任何波和/或信号。

在一个或更多个示例设备中，可重构反射设备100可以被配置为控制设备方位角度和层片方位角度。在一个或更多个示例设备中，可重构反射设备100可以被配置为控制设备方位角度和多个反射层片200中的每一个沿着z轴107的位置。在一个或更多个示例设备中，可重构反射设备100可以被配置为控制设备方位角度、层片方位角度和多个反射层片200中的每一个沿着z轴107的位置。

在图8中，向可重构反射设备100整体施加方位角度ψ

图9例示了可结合到可重构反射设备100中的另一功能，其可实现可重构反射设备100的旋转，如上所述。可重构反射设备100作为整体可以绕z轴107旋转，从而使所有多个反射层片200与可重构反射设备100一起旋转。具体地，可重构反射设备100可以被配置为绕z轴107旋转。图9示出了可重构反射设备100的圆形形状，但是可重构反射设备100也可以是任何其他形状。在一个或更多个示例设备中，可重构反射设备100的一部分或一段可以被配置为绕z轴107旋转，而剩余部分保持静止。通过使可重构反射设备100能够沿着中心轴旋转高达+/-90度，能够实现全3D波束扫描。

在可以绕z轴107旋转的可重构反射设备100中，可重构反射设备100还可以控制设备方位角度和/或层片方位角度和/或多个反射层片200中的每一个沿着公共z轴107的位置。

在前述内容中，本公开仅限于在撞击波和/或信号是平面波和/或信号(也称为远场操作)的假设下解释可重构反射设备。然而，上面公开的可重构反射设备也可以应用于球面波和/或球面信号(也称为近场操作)的情况。在近场操作中，不仅要考虑入射角度和反射角度，而且还考虑从源到目的地的焦距。

为此，附加机构、组件等可以被集成到可重构反射设备中。除了以下功能之外，可重构反射设备还可以包括上述功能中的一个或更多个。例如，可重构反射设备中的反射层片可以具有曲率而不是平坦的。例如，可重构反射设备中的反射层片可以具有沿着y轴和/或x轴和/或z轴的曲率。

在一个或更多个可重构反射设备中，可重构反射设备100可以被配置为独立地控制多个反射层片200中的每一个的曲率。通过适当地设置多个反射层片200的曲率，可以调节焦距。多个反射层片200中的每个反射层片的曲率可以不同。多个反射层片200中的每个反射层片的曲率可以相同。

曲率可以是多个反射层片200的动态或可调节性质。可重构反射设备100可以被配置为控制曲率。用户可以控制曲率。

另选地，曲率可以是多个反射层片200的静态性质。例如，曲率可以在制造设备时施加到可重构反射设备100，并且此后不再改变。

在一个或更多个可重构反射设备中，可重构反射设备100可以被配置为相对于和/或绕和/或沿着x轴(例如，图4至图7的x轴103)和/或y轴(例如，图4至图7的y轴105)和/或z轴(例如，图4至图7的z轴107)和/或层片x轴(例如，图5的层片x轴203)和/或层片y轴(例如，图5的层片y轴205)和/或层片z轴207(例如，图5的层片z轴207)来控制多个反射层片200中的每一个的曲率。

如下所述：到达方位角为A

当多个反射层片200被设置为与层片y轴205处的方位角度旋转垂直地延伸时，某些变量可以被定义为例如以下项中的一项或更多项：

每个层片的宽度W、高度H以及中心之间的间距ΔW

绕y轴的旋转角度列表，R

在z轴方向上的平移列表，T

例如，R

对于反射波或信号，由于来自方向A

方向A

方向A

换言之，绕层片y轴的旋转(例如，图5的层片y轴205)可以控制反射信号的方位角，但不控制其仰角。此外，与单个反射层片相对应的相位仅取决于沿着z轴的平移(例如，图4至图7的z轴107)，但不取决于任何旋转。

此外，绕x轴103的旋转R

图10例示了可重构反射设备100的示例另选配置。代替沿着可重构反射设备100的整个高度或宽度延伸的反射层片200，如图4所示，可重构反射设备100可以由在可重构反射设备100的宽度W和高度H两者上的多个反射层片200构成。换言之，可重构反射设备100可以具有沿着x轴103和y轴105两者的多个反射层片200。

多个反射层片200中的每一个可以绕层片x轴203和/或层片y轴205和/或层片z轴207旋转。

沿着任一轴的多个反射层片200的数量不受限制。例如，可重构反射设备100可以具有沿着x轴103的2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、60个、70个、80个、90个或100个反射层片，以及沿着y轴105的2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、60个、70个、80个、90个或100个反射层片。可重构反射设备100可以具有沿着x轴103的小于3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、60个、70个、80个、90个或100个反射层片，以及沿着y轴105的小于3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、60个、70个、80个、90个或100个。可重构反射设备100可以具有沿着x轴103的大于1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、60个、70个、80个、90个或100个反射层片，以及沿着y轴105的大于1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、60个、70个、80个、90个或100个反射层片。

根据图10可以定义以下变量，例如：

每个层片的宽度W、高度H，以及中心之间的间距S

在x方向上的层片数量N

围绕y轴的旋转角度列表，R

围绕x轴的旋转角度列表，R

z轴方向上的平移列表，T

由于具有参数A

在方向A

在方向A

因此，反射信号可以由可重构反射设备100控制。例如，可重构反射设备100可以：1)设置彼此相等的所有旋转R

因此，可重构反射设备100可以实现全面的仰角和方位角控制。

实验结果

在下面的内容中，我们提供了对反射结构的总深度进行了简要的数值研究；所述深度是距壁的总深度。

图11A至图11B例示了图6的设置的接收信号的性质。图11A例示了作为Δψ的函数的从每个反射层片(它们全部重叠)生成的接收功率。图11B例示了由每个反射层片生成的信号的相位。在该设置中，我们具有N＝10、θ

每反射层片的旋转Δψ对UE处的接收信号都有影响。在图11A至图11B中，使用60°的入射角度和45°的出射角度，并且在设置N＝10的情况下，示出每反射层片贡献的接收功率(图11A)和由于每个反射层片引起的传入相位(图11B)。可以看出，10个反射层片生成相等的功率贡献(存在10个交叠曲线)，并且在Δψ＝7.5°处看到清晰的峰值。

图11B示出了与不同反射层片相对应的传入相位是非常不同的。实际上，在Δψ＝7.5°处，相位在[-π,π]上几乎均匀地分布，并且这将具有信号在用户设备25处相消地相加的效果。

为了进一步调查这一点，针对N个反射层片测量用户设备25处的接收功率。表面的总长度随着N而增加，因此每个反射层片不按N缩放。由于可重构反射设备100变得越来越大，接收功率将随着N而增加是合理的。然而，由于图11A至图11B所示的相消相位，这种情况不会发生，如针对入射角度和反射角度的两种不同组合(参见标题)的图12A至图12B所示。

图12A至图12B例示了总接收功率，其中，图12A：θ

总之，如图所示，与每个层片相对应的信号在UE处异相到达。对此的一个例外(在任何绘图中未例示)是，如果入射角度和反射角度在(比方说)75°以上。

图7所示的可伸缩结构不仅可以帮助减少阴影，而且还可以改变用户设备25处接收信号的相位性质。通过仔细调节伸缩角度，可以使所有信号同相到达，从而大大提升系统性能。

找到最小可能角度ψ

寻找有利ψ

定义：

定义

进一步定义

其中q是任意整数。

情况I

如果可以实现负角度ψ

并逐字记录α

情况II

如果不能实现负角度ψ

并逐字记录α

优化

令(q)＝min(α

算法中的值q表示两个相邻层片之间的行进路径差异中的波长的数量。

因此，对于最优ψ

此时，已经表明，实际上可以确保来自每个反射层片的反射信号借助于可重构反射设备100的简单伸缩而在用户设备25处同相到达。

此外，借助于简单的几何检查，可以发现，从壁到表面的最远点的总深度为：

其中，假设每个层片具有W/N的宽度以及W/N的间隔，并且进一步地，每个反射层片的最优旋转为(θ

为了减少深度，还有一个额外未使用的自由度有待利用，即反射层片的数量N。在图15中，执行这样的研究，其中W＝1m且λ＝0.01m。所有可能的N值的总深度以及结果被一起报告。结果取决于入射角度和反射角度的范围，并因此呈现了6个不同的曲线，其中已经考虑了不同的角跨度。可以看出，对于图14中考虑的角跨度，N＝11的选择可能是有利的。因此，可以得出结论，对于根据以上所实现的一米RRD，如果希望使用范围[50°,140°]中的所有入射角度和反射角度，深度大约为10cm。如果丢弃这些角度中的一些角度，则可以减小深度。

作为减小深度的最终尝试，考虑了通过选择非最优但更小的ψ

因此，深度既不能通过每个反射层片的旋转来减小，也不能通过伸缩角度来减小。

根据本公开的产品(可重构反射设备)的示例在以下项目中阐述：

项目1.一种可重构反射设备，所述可重构反射设备被布置为将从一个方向传入的无线电信号引导至输出方向，所述可重构反射设备具有x轴、y轴和z轴，所述可重构反射设备包括：

多个反射层片，所述多个反射层片中的每一个具有层片x轴、层片y轴和层片z轴，并且所述多个反射层片中的每一个沿着所述x轴与所述多个反射层片中的另一个相邻；

其中，所述可重构反射设备被配置为独立地控制所述多个反射层片中的每一个的移动。

项目2.根据项目1所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为独立地控制所述多个反射层片中的每一个沿着所述z轴和/或所述x轴的平移。

项目3.根据项目2所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被安装在表面上，并且其中，所述z轴垂直于所述表面。

项目4.根据项目1至3中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为独立地控制所述多个反射层片中的每一个绕所述层片y轴和/或所述层片x轴的层片方位角度。

项目5.根据项目4所述的可重构反射设备，其中，对于所述多个反射层片中的每一个，所述层片方位角度相同。

项目6.根据项目1至5中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为控制所述可重构反射设备绕所述y轴和/或所述x轴的设备方位角度。

项目7.根据项目1至6中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为绕所述z轴旋转。

项目8.根据项目1至7中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为控制所述多个反射层片中的相邻反射层片的距离间距。

项目9.根据项目1至8中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述多个反射层片中的每一个包括超材料。

项目10.根据项目1至9中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置成自主地独立控制所述多个反射层片中的每一个的所述移动。

项目11.根据项目1至10中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为将与所述多个反射层片交互的所述无线电信号引导至所述输出方向上的聚焦位置。

项目12.根据项目1至11中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为经由电子致动器和/或机械致动器独立地控制所述多个反射层片中的每一个的所述移动。

项目13.根据项目1至12中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述可重构反射设备被配置为独立地控制所述多个反射层片中的每一个的曲率。

项目14.根据项目1至13中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述层片y轴位于所述多个反射层片中的每一个的(沿着所述x轴的)中心。

项目15.根据项目1至13中任一项所述的可重构反射设备，其中，所述层片y轴位于所述多个反射层片中的每一个的(沿着所述x轴的)端部。

术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”、“初级”、“次级”、“三级”等的使用不暗示任何特定次序，而是被包括以标识各个元素。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”、“初级”、“次级”、“三级”等的使用不表示任何次序或重要性，相反，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”、“初级”、“次级”、“三级”等是被用于将一个元素与另一个元素区分开。注意，此处和其他处使用的词语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”、“初级”、“次级”、“三级”等仅用于标记目的，并且不旨在表示任何特定的空间或时间排序。此外，标记第一元素并不暗示存在第二元素，反之亦然。

可以理解，图1至图16包括用实线例示的一些电路或操作以及用虚线例示的一些电路或操作。包括在实线中的电路或操作是包括在最广泛的示例中的电路或操作。包括在虚线中的电路或操作是可以包括在实线示例的电路或运算中的示例、或可以是实线示例的电路或运算的一部分、或是可以是除了实线示例的电路或运算之外可以采取的另外的电路或运算。应当理解，这些操作不需要按呈现的次序执行。此外，应当理解，并非所有操作都需要被执行。示例操作可以以任何次序并且以任何组合来执行。

应当注意，词语“包括”不一定排除存在与所列出的那些元素或步骤不同的元素或步骤。

应当注意，在元素之前的词语“一”或“一个”不排除多个此类元素的存在。

还应当注意，任何附图标记不限制权利要求的范围，这些示例可以至少部分地通过硬件和软件两者来实现，并且若干“装置”、“单元”或“设备”可以由相同的硬件项表示。

本文描述的各种示例方法、设备、节点和系统是在方法步骤或处理的一般上下文中描述的，在一个方面，所述方法步骤或处理可以由在计算机可读介质中实施的计算机程序产品实现，所述计算机程序产品包括由联网环境中的计算机执行的计算机可执行指令，诸如程序代码。计算机可读介质可以包括可拆卸存储设备和不可拆卸存储设备，包括但不限于，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)等。通常，程序电路可以包括执行指定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、相关联的数据结构和程序电路表示用于执行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这样的可执行指令或相关联的数据结构的特定序列表示用于实现在这样的步骤或处理中描述的功能的对应动作的示例。

尽管已经例示和描述了特征，但是应当理解，它们不旨在限制所要求保护的公开，并且对于本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离所要求保护的公开的范围的情况下进行各种改变和修改。因此，说明书和附图被认为是例示性而非限制性的。所要求保护的公开旨在覆盖所有另选方案、修改方案和等同方案。