光学透明宽角度超表面，用于5G室外到室内的信号增强

《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》：Opticaly Transparent Wide-Angle Metasurface for 5G Outdoor-to-Indoor Signal Enhancement

5G室内外无线覆盖通过光学透明超表面集成到窗户玻璃实现，采用对称六边形环与贴片结构设计，3.5GHz下-3dB性能，可见光透射率超80%，进化优化算法优化单元结构，750mm×750mm原型验证显著提升覆盖和降低OFDM误码率，尤其在大角度入射时效果突出。

　　

摘要：

本文提出了一种创新方法，通过将光学透明超表面直接集成到标准窗玻璃上，来增强第五代（5G）室外到室内（O2I）无线覆盖范围。所提出的对称单元结构由六边形环和带有窄铜线的贴片组成，在紧凑的几何形状下实现了耐极化和宽角度的传输特性。一层铜微网格超表面被层压在3.8毫米厚的玻璃上，在3.5 GHz频率下，其透射率可达到21 dB至80°，可见光波段的透射率超过80%；单元结构的周期为0.25λ。该技术已在尺寸为750毫米×750毫米的样品上得到了验证。为了获得宽广且稳定的角度响应，采用了进化优化算法对单元结构进行了精细调整。实验测量结果与仿真结果高度吻合，证实了在窗玻璃上实现透明传输增强的可行性。研究结果表明，与传统的玻璃相比，所提出的超表面显著改善了室外到室内的信号传播，并降低了正交频分复用（OFDM）链路的比特错误率（BER），尤其是在45°和80°的倾斜入射角度下。