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西安电子科技大学李龙教授团队以电磁超材料及其功能器件为研究主线，面向国际学术前沿，面向国家重大战略需求，致力于探索电磁超材料前沿领域新器件和新系统的研究。在超材料功能器件对信息和能量调控关键技术方面取得基础性和系统性的研究成果，主要工作如下：1）针对复杂异构超材料难以表征的问题，提出迭代分层等效媒质分析模型和多模耦合电路综合理论，实现对超材料电磁特性的精确表征，完善了超材料理论设计体系，开发了超材料快速分析与综合模型库软件。在超材料的物理拓扑结构、等效媒质参数以及天线与微波功能器件性能指标之间架设了一座桥梁。2）针对复杂环境电磁波多维度调控需求，设计时域、频域、空域三维可重构智能超表面RIS和集成有源功率放大器的时空编码透射型超表面，成功应用于5G毫米波无线通信盲区覆盖和增强。3）针对5G/6G无线通信对新维度波型调控的需求，率先提出电磁超材料涡旋波调控理论，用于射频轨道角动量涡旋波的产生、传输与接收解复用等关键技术。提出了采用单通道反射型电磁超表面相位调控产生混合多模态 OAM 涡旋波的新机理和新方法，建立了基于透射型超表面的准 Bessel无衍射轨道角动量涡旋波调控模型，以及双极化双模态自旋角动量与轨道角动量涡旋波混合调控技术，为利用轨道角动量涡旋波进行大容量无线通信和新体制雷达探测与成像奠定了理论基础和关键技术。4）针对未来携能通信的发展需求，提出集成非线性器件的整流超材料融合设计理论，应用于环境射频能量收集，具有小型化、高效率、全极化等优点。提出基于电磁超材料的多源多焦MIMO-WPT无线能量传输方案，建立了一套基于电磁超材料的高效无线能量传输与收集系统，为空间太阳能电站、无线传感器网络、微处理器和微型飞行器以及人体可植入、可穿戴体域网提供一种全新的供电方式。
图1 频空二维可重构智能超表面 (ACS Applied Materials & Interfaces, 12(20), 2020 )
图2 集成有源放大器的时空编码超表面 (Advanced Science, 2105960, 2022)
图3 可编程超表面自适应无线能量传输与收集系统 (IEEE Transactions on Industrial Electronics, 69(8), 2022)
近年来，团队负责人李龙教授承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、973、863、产学研合作等科研项目，在智能超表面硬件设计与应用方面已发表SCI学术论文150余篇，授权国家发明专利30余项，美国专利1项，入选2020、2021爱思唯尔中国高被引作者榜。2021年入选教育部“长江学者”特聘教授。指导学生在国际学术会议论文竞赛中获奖10余次，获2018中国电子教育学会和陕西省优秀博士论文奖。担任中国电子学会微波分会委员，中国材料研究学会超材料分会常务理事，IEEE微波理论与技术西安分会副主席，APCAP2017联席主席，AWPT2019大会主席，ACES Journal副主编，IEEE J-ERM客座主编等。国家“双万计划”电磁场与无线技术一流专业负责人。荣获陕西省第十四届自然科学优秀学术论文奖、日本学术振兴会JSPS国际奖学金、陕西青年科技奖、国际先进材料协会“IAAM 2022年度科学家奖章”等。
–本文完–
本文由西安电子科技大学李龙教授供稿
