基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面

1.本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面。


背景技术：

2.预期未来十年通信网络容量千倍增长，无处不在的无线连接成为现实，但是高度复杂的网络，高成本的硬件和日益增加的能源消耗将会是未来无线通信面临的关键问题。比如说，5g的关键技术中的大规模mimo和超密集组网，由于部署大量的基站和天线增加了硬件成本和能耗；频谱从sub-6g到毫米波，太赫兹的扩展需要更复杂的信号处理和更昂贵的耗能硬件。就目前而言，太阳能光伏发电产业制作工艺不断的改良精进，规模不断的扩大，商业化进程不断的加快。然而，将取之不尽用之不竭的绿色环保的太阳能应用到现有的通信网络中用来降低能耗，使设备小型化成为未来的大趋势。此外，随着人工智能的快速发展，无线网络从技术，设备等方面越发的智能化，由此引发了大批学者对无线环境的不可控而导致的通信性能的限制和服务质量的下降的深入思考，从而提出了一种近乎无源的，低成本，低能耗，易部署且新颖独特的技术——可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface，ris)。
3.ris能够以可编程的方式改变入射电磁波的相位，将无线信道变成可智能控制且优化的系统块，到达提升通信系统整体性能的目的，成为6g无线通信系统的潜在关键技术之一。现有的ris大部分都是采用纯无源结构。然而，纯无源ris存在以下几个问题：首先，采用纯无源ris，信号经过级联信道，反射链路相比于直接链路而言路径损耗是按乘积的方式叠加，导致其存在双衰落问题。此外，纯无源ris不仅限制了端到端的信道波束成形增益，也阻碍了ris获取准确的信道状态信息用于相位控制。纯无源ris仅仅实现3％的容量增益，而有源ris能够实现129％的容量增益，克服了双衰落的限制，与此同时，有源ris也引入了难以忽略的动态噪声。采用混合有源/无源反射元件的ris，相比较纯无源ris能实现更好的性能增益。相比有源ris能降低系统的整体噪声和成本。然而，采用混合了有源/无源反射元件的ris中的有源反射元件需要进行供电。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题是为动态混合架构的ris供电，减少成本和能源消耗以及降低空间资源的占用，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
5.本发明提供了一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面，包括反射表面主体单元、混合ris控制器和控制电路板，其中，
6.所述反射表面主体单元包括自上而下依次包括第一反射元件层、半导体晶体层、贴片电感层和第一金属背板，所述第一反射元件层上设置有规则排列的多个辐射贴片以形
成多个第一反射元件单元；
7.所述控制电路板上集成有交换网络单元、多个有源链路单元和多个无源链路单元，所述混合ris控制器连接至所述控制电路板，用于控制所述交换网络单元将所述多个第一反射元件单元中任一个选择性地连接至所述有源链路单元或所述无源链路单元，以将当前所述第一反射元件单元形成有源反射元件单元或无源反射元件单元；
8.所述第一反射元件层、所述半导体晶体层和所述第一金属背板构成太阳能电池，所述太阳能电池能够将入射到所述第一反射元件层的光转换为电能以向所述混合ris控制器和所述控制电路板供电。
9.在本发明的一个实施例中，所述第一反射元件层为设置在所述半导体晶体层上表面的环状辐射贴片；或者为透明导电材料形成的辐射贴片。
10.在本发明的一个实施例中，所述交换网络单元中包括多个选择开关，所述选择开关的一端连接至一个所述第一反射元件层，另一端能够在所述混合ris控制器的控制下选择性地连接至所述有源链路单元或所述无源链路单元，以将当前所述第一反射元件单元动态转换为有源反射元件单元或无源反射元件单元。
11.在本发明的一个实施例中，所述有源链路单元包括第一相移电路、反射式放大器和电源供应模块，其中，
12.所述第一相移电路用于在所述混合ris控制器的控制下改变到达当前有源反射元件单元的入射信号相位；
13.所述反射式放大器用于在所述混合ris控制器的控制下改变到达当前有源反射元件单元的入射信号幅度；
14.所述电源供应模块用于储存所述太阳能电池产生的电能以用于向所述混合ris控制器和所述控制电路板供电。
15.在本发明的一个实施例中，所述无源链路单元包括第二相移电路，所述第二相移电路用于在所述混合ris控制器的控制下改变到达当前无源反射元件单元的入射信号相位。
16.本发明的另一方面提供了一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面，包括反射表面主体单元、混合ris控制器和控制电路板，其中，
17.所述反射表面主体单元包括自上而下依次包括第二反射元件层、玻璃基板、薄膜太阳能电池和第二金属背板，所述第二反射元件层上设置有规则排列的多个辐射贴片以形成多个第二反射元件单元；
18.所述控制电路板上集成有交换网络单元、多个有源链路单元和多个无源链路单元，所述混合ris控制器连接至所述控制电路板，用于控制所述交换网络单元将所述多个第二反射元件单元中任一个选择性地连接至所述有源链路单元或所述无源链路单元，以将当前所述第二反射元件单元形成有源反射元件单元或无源反射元件单元；
19.所述薄膜太阳能电池能够将入射到所述第二反射元件层的光能转换为电能，以向所述混合ris控制器和所述控制电路板供电。
20.在本发明的一个实施例中，所述薄膜太阳能电池自下而上依次包括第一zno层、非晶硅层和第二zno层。
21.在本发明的一个实施例中，所述交换网络单元中包括多个选择开关，所述选择开
关的一端连接至一个所述第二反射元件层，另一端能够在所述混合ris控制器的控制下选择性地连接至所述有源链路单元或所述无源链路单元，以将当前所述第二反射元件单元动态转换为有源反射元件单元或无源反射元件单元。
22.在本发明的一个实施例中，所述有源链路单元包括第一相移电路、反射式放大器和电源供应模块，其中，
23.所述第一相移电路用于在所述混合ris控制器的控制下改变到达当前有源反射元件单元的入射信号相位；
24.所述反射式放大器用于在所述混合ris控制器的控制下改变到达当前有源反射元件单元的入射信号幅度；
25.所述电源供应模块用于储存所述太阳能电池产生的电能以用于向所述混合ris控制器和所述控制电路板供电。
26.在本发明的一个实施例中，所述无源链路单元包括第二相移电路，所述第二相移电路用于在所述混合ris控制器的控制下改变到达当前无源反射元件单元的入射信号相位。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
28.1、本发明基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面，通过交换网络单元能够动态调整有源反射元件单元和无源反射元件单元的位置和数量，利用太阳能解决动态混合有源/无源反射元件的可重构智能反射表面的供电问题，减轻了由该动态混合可重构智能反射表面辅助的通信网络的能耗和硬件成本。此外，采用太阳能供电的动态混合可重构智能反射表面能被部署在没有电力系统供电的偏远地区辅助通信，信道估计，定位，也可以部署在市区的墙壁，高架桥，路灯等地方，摆脱了对电力系统的依赖，从经济角度和绿色可持续方面来讲，都具有更大的商用价值。此项设计也奠定了动态混合可重构智能反射表面在未来6g中的地位。
29.2、有源部分的辐射贴片层的光学透明度至关重要，其直接影响着ris的辐射效率和薄膜太阳能电池的效率。本发明的动态混合可重构智能反射表面，辐射贴片层采用透明导电氧化物，具有较高的透光性，有效减少了辐射贴片对太阳能电池板的遮挡，保障太阳能电池板能够完全的暴露在光照下，对太阳能电池的发电量影响最小。
30.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
31.图1是本发明实施例提供的一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面的结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的一种反射表面主体单元的结构示意图；
33.图3是本发明实施例提供的一种动态混合可重构智能反射表面的控制电路板的结构示意图；
34.图4是本发明实施例提供的一种动态混合可重构智能反射表面辅助通信系统的工作原理示意图；
35.图5是本发明实施例提供的另一种反射表面主体单元的结构示意图；
36.图6是本发明实施例提供的一种非晶硅薄膜太阳能电池的结构示意图。
37.附图标记说明：
38.1-反射表面主体单元；11-第一反射元件层；12-半导体晶体层；13-贴片电感层；14-第一金属背板；15-第二反射元件层；16-玻璃基板；17-薄膜太阳能电池；18-第二金属背板；2-混合ris控制器；3-控制电路板；31-交换网络单元；32-有源链路单元；321-第一相移电路；322-反射式放大器；323-电源供应模块；33-无源链路单元；331-第二相移电路；4-去耦电路；5-馈线；6-导线；7-基站；8-有源反射元件反射的波束；9-无源反射元件反射的波束。
具体实施方式
39.为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面进行详细说明。
40.有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
41.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.实施例一
43.请参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种反射表面主体单元的结构示意图。本实施例的动态混合可重构智能反射表面包括反射表面主体单元1、混合ris控制器2和控制电路板3。
44.反射表面主体单元1包括自上而下依次包括第一反射元件层11、半导体晶体层12、贴片电感层13和第一金属背板14，第一反射元件层11上设置有规则排列的多个辐射贴片以形成多个第一反射元件单元。控制电路板3上集成有交换网络单元31、多个有源链路单元32和多个无源链路单元33，混合ris控制器2连接至控制电路板3，用于控制交换网络单元31将多个第一反射元件单元中任一个选择性地连接至有源链路单元32或无源链路单元33，以将当前第一反射元件单元形成有源反射元件单元或无源反射元件单元。需要说明的是，控制电路板3上所集成的有源链路单元32和无源链路单元33的数目和比例根据实际需求而设定。
45.具体地，当所述第一反射元件单元在混合ris控制器2的控制下通过交换网络单元31连接至有源链路单元32时，该第一反射元件单元形成有源反射模式，即形成有源反射元件，随后混合ris控制器3能够控制有源反射元件上的入射信号的相位和幅度；当所述第一反射元件单元在混合ris控制器2的控制下通过交换网络单元31连接至无源链路单元32时，
该第一反射元件单元形成无源反射模式，即形成无源反射元件，随后混合ris控制器3能够控制无源反射元件上的入射信号的相位。
46.进一步地，第一反射元件层11、半导体晶体层12和第一金属背板14构成太阳能电池，太阳能电池能够将入射到第一反射元件层11的光转换为电能以向混合ris控制器2和控制电路板3供电。在本实施例中，控制电路板3设置在反射表面主体单元1的下方。
47.具体地，第一反射元件层11位于半导体晶体层12的上表面，分别通过馈线5与去耦电路4和控制电路板3相连接。第一反射元件层11是由辐射贴片构成，所述辐射贴片、半导体晶体层12和第一金属背板14构成太阳能电池，辐射贴片作为反射元件层的同时也作为太阳能电池的上电极。半导体晶体层12作为天线的介质基板。第一金属背板14位于半导体晶体层12的下方，作为太阳能电池板的衬底，并用作太阳能电池的一个输出电极。所述太阳能电池之间通过贴片电感层13连接，即贴片电感层13连接各第一反射表面11的太阳能电池的底部。控制电路板3通过导线7分别与第一金属背板14和混合ris控制器2连接。
48.在本实施例中，该动态混合可重构智能反射表面的第一反射元件层11为设置在半导体晶体层12上表面的环状辐射贴片，或者采用透明导电材料形成辐射贴片，以便减少遮挡，增强半导体晶体对太阳光的吸收。本实施例的半导体晶体层12建议采用单晶硅，单晶硅形成的太阳能电池光电转换效率高，制作工艺也最为成熟，光电转换率最高可达24.7％。
49.需要说明的是，由第一反射元件层11、半导体晶体层12和第一金属背板14构成的太阳能电池的导电层(即半导体晶体层)在反射元件层贴片辐射电磁波时会产生电磁耦合，必然影响到贴片的辐射性能。为了消除耦合效应，需要贴片和导电层相隔很大的距离，但这会使整个可重构智能反射表面的体积变大。鉴于此，本实施例在半导体晶体层12与第一金属背板14之间设置有贴片电感层13，利用电感通直流隔交流的性质，采用贴片电感层13连接各太阳能电池的底部，从太阳能电池中提取光伏产生的直流电流，同时也阻隔了由于太阳能电池中交变的电流产生的变化的磁场对贴片辐射性能的影响。本实施例的贴片电感层13具体为把多个电感串联起来，集成在一个贴片上，形成一个贴片层。进一步地，如图2所示，本实施例的第一反射表面11还连接有去耦电路4，去耦电路4连接在第一反射元件层11与控制电路板3之间。具体地，该去耦电路4的一端连接到由第一反射表面的每个辐射贴片构成的整个第一反射元件层上面，而另一端连接到第一反射表面的控制电路板上。本实施例的去耦电路4为dc/rf去耦电路，包括并联的电阻r和电感l，其中，电阻r的一端连接第一反射元件层11，另一端连接控制电路板3；电感l的一端连接第一反射元件层11，另一端连接控制电路板3。去耦电路4能够减少直流总线对天线性能的影响，消除阻抗匹配性能的影响。
50.进一步地，交换网络单元3中包括多个选择开关，选择开关的一端连接至一个第一反射元件层11，另一端能够在混合ris控制器2的控制下选择性地连接至有源链路单元32或无源链路单元33，以将当前所述第一反射元件单元形成有源反射元件单元或无源反射元件单元。话句话说，如果第一反射元件层11上的当前辐射贴片通过交换网络单元3连接至有源链路单元32时，则该辐射贴片与下方的半导体晶体层12、贴片电感层13和第一金属背板14共同形成了有源反射元件单元；如果第一反射元件层11上的当前辐射贴片通过交换网络单元3连接至无源链路单元33时，则该辐射贴片与下方的半导体晶体层12、贴片电感层13和第一金属背板14共同形成了无源反射元件单元。
51.进一步地，请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种动态混合可重构智能反射
表面的控制电路板的结构示意图。本实施例的有源链路单元32包括第一相移电路321、反射式放大器322和电源供应模块323，其中，第一相移电路321用于在混合ris控制器2的控制下改变到达当前第一反射表面11的入射信号相位；反射式放大器322用于在混合ris控制器2的控制下改变到达当前第一反射表面11的入射信号幅度；电源供应模块323用于储存太阳能电池产生的电能以用于向混合ris控制器2和控制电路板3供电。优选地，电源供应模块323为蓄电池或者其他适当的可充电电源。
52.进一步地，所述太阳能电池与电源供应模块323之间还连接有稳压电路，以对太阳能电池产生的电能进行稳压后传输至电源供应模块323。具体地，太阳能电池是将光能转换为电能并将其输送到控制电路板3中的蓄电池里面储存起来，由于太阳光不同时间段的强弱不一样，太阳能电池输出的电压受光照的影响太大，因此需要先经过一个稳压电路，再连接到控制电路板3中的电源供应模块323将电能储存在蓄电池中，该蓄电池保证了电源能稳定持续为器件供电，使其可在夜间和白天正常工作。
53.本实施例的混合ris控制器2为fpga(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)控制器。该fpga控制器可以根据实际需求控制连接至有源链路单元32和无源链路单元33的反射元件单元的数量和比例，同时该fpga控制器可以根据实际需求设定需要调节的有源反射元件的入射信号相位和幅度，以及设定需要调节的无源反射元件的入射信号相位。需要说明的是，在其他实施例中，混合ris控制器2还可以是其他适当的控制器类型，不限于fpga控制器。
54.进一步地，所述太阳能电池是将光能转换为电能并输送到控制电路板中的蓄电池里面储存起来。由于太阳光不同时间段的强弱不一样，所述太阳能电池输出的电压受光照的影响较大，因此要先经过一个稳压电路，再连接到控制电路板中将电能储存在蓄电池中，该蓄电池保证了电源能稳定持续为反射元件供电，使其可在夜间和白天正常工作。即，在本实施例中，第一金属背板14与控制电路板3之间连接有稳压电路。需要说明的是，本实施例的稳压电路可以是任何适当的且能够对太阳能电池产生的电能进行稳压的电路。
55.进一步地，本实施例的无源链路单元33包括第二相移电路331，第二相移电路331用于在混合ris控制器2的控制下改变到达当前第一反射表面11的入射信号相位。当第一反射表面11在混合ris控制器2的控制下通过交换网络单元3连接至无源链路单元33时，该第一反射表面11形成无源反射模式，即形成无源反射元件，随后混合ris控制器3能够控制无源反射元件上的入射信号的相位。
56.具体地，本实施例的多个选择开关为一定数目的射频链(rf链)，交换网络单元31的作用是通过控制rf链的打开与关闭来确定整个反射元件层中有源反射元件的数目及位置。有源反射元件不仅能够改变入射信号的相位，也能放大入射信号的幅度。剩余的全部为无源反射元件，无源反射元件只能改变入射信号的相位。交换网络单元31通过选择开关控制了整个反射元件层的存在状态，即全无源，全有源或者混合有源/无源。
57.本实施例的动态混合可重构智能反射表面的工作原理如下：
58.首先，太阳光通过第一反射表面上的的辐射贴片(第一反射元件层)照射在半导体晶体层上的单晶硅pn结上后，产生电子-空穴对。继而在pn结势垒区内产生较强的内建电场，pn结两边的光生少数载流子受该场的作用，各自向相反方向运动。最后，光生载流子被太阳能电池的两极(即第一反射元件层11和第一金属背板14并在稳压电路进行稳压后收集
并存储在蓄电池中，为控制电路板3和混合ris控制器2供电。
59.具体地，当有来自基站7的入射信号入射到该动态混合可重构智能反射表面上时，混合ris控制器2对交换网络单元31产生控制信号，使得交换网络单元31通过选择开关的连接状态将部分反射元件激活为有源状态，即有源反射元件，其余反射元件维持无源状态，即无源反射元件。随后，混合ris控制器2会发送指定反射相位和幅度的命令至有源链路单元32，有源链路单元32通过调整第一相移电路321改变到达有源反射元件的入射信号的相位，由反射式放大器322放大入射信号的幅度，产生有源反射元件反射的波束8；同时混合ris控制器2会发送指定反射相位的命令至无源链路单元33，无源链路单元33通过调整第二相移电路331改变到达无源反射元件的入射信号的相位，产生无源反射元件反射的波束9，如图4所示。此外，第一反射元件层与控制电路板之间连接有去耦电路，能够减少直流总线对天线性能的影响，消除阻抗匹配性能的影响。
60.本实施例基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面，利用太阳能解决混合有源/无源反射元件的动态混合ris的供电问题，减轻了由该动态混合可重构智能反射表面辅助的通信网络的能耗和对电力系统的依赖，奠定了混合无源/有源ris在未来6g中的地位。
61.实施例二
62.在上述实施例的基础上，本实施例提供了另一种基于太阳能自供电的动态混合可重构智能反射表面。请一并参见图1和图5，本实施例的动态混合可重构智能反射表面包括反射表面主体单元1、混合ris控制器2和控制电路板3。反射表面主体单元1包括自上而下依次包括第二反射元件层15、玻璃基板16、薄膜太阳能电池17和第二金属背板18，第二反射元件层15上设置有规则排列的多个辐射贴片以形成多个第二反射元件单元；控制电路板3上集成有交换网络单元31、多个有源链路单元32和多个无源链路单元33，混合ris控制器2连接至控制电路板3，用于控制交换网络单元31将多个第而反射元件单元中任一个选择性地连接至有源链路单元32或无源链路单元33，以将当前第一反射元件单元形成有源反射元件单元或无源反射元件单元。
63.具体地，第二反射元件层15在混合ris控制器2的控制下通过交换网络单元3连接至有源链路单元32时，该第二反射元件层15形成有源反射模式，即形成有源反射元件，随后混合ris控制器3能够控制有源反射元件上的入射信号的相位和幅度；当第二反射元件层15在混合ris控制器2的控制下通过交换网络单元3连接至无源链路单元33时，该第二反射元件层15形成无源反射模式，即形成无源反射元件，随后混合ris控制器3能够控制无源反射元件上的入射信号的相位。
64.薄膜太阳能电池17能够将入射到第二反射元件层15的光能转换为电能，以向混合ris控制器2和控制电路板3供电。进一步地，在本实施例中，控制电路板3设置在反射表面主体单元1的下方。
65.具体地，玻璃基板16用于将第二反射元件层15与薄膜太阳能电池17隔离开。第二金属背板18位于薄膜太阳能电池17的下方，作为薄膜太阳能电池17的衬底，并用作薄膜太阳能电池17的一个输出电极和辐射贴片的地端。控制电路板3通过导线6与第二金属背板18连接，并通过导线6与混合ris控制器2相连接。
66.本实施例的第二反射元件层15为设置在玻璃基板16上表面且由透明导电氧化物
构成的辐射贴片。优选的，透明导电氧化物为铟锡氧化物ito。铟锡氧化物具有较高的透光性，有效的减少了辐射贴片对太阳能电池板的遮挡，保障太阳能电池板能够完全的暴露在光照下，对太阳能电池的发电量影响最小。
67.进一步地，如图6所示，本实施例的薄膜太阳能电池17由zno和非晶硅a-si两种物质构成，自下而上依次包括第一zno层、非晶硅层和第二zno层。需要说明的是，在其他实施例中，薄膜太阳能电池17还可以是其他适合的薄膜太阳能电池类型，这里不作为限制。第二金属背板18采用铜或银等金属制成。
68.进一步地，交换网络单元3中包括多个选择开关，选择开关的一端连接至一个第二反射元件层15，另一端能够在混合ris控制器2的控制下选择性地连接至有源链路单元32或无源链路单元33，以将当前所述第二反射元件单元形成有源反射元件单元或无源反射元件单元。话句话说，如果第二反射元件层15上的当前辐射贴片通过交换网络单元3连接至有源链路单元32时，则该辐射贴片与下方的各层共同形成了有源反射元件单元；如果第二反射元件层15上的当前辐射贴片通过交换网络单元3连接至无源链路单元33时，则该辐射贴片与下方的各层共同形成了无源反射元件单元。
69.请参见图3，本实施例的有源链路单元32包括第一相移电路321、反射式放大器322和电源供应模块323，其中，第一相移电路321用于在混合ris控制器2的控制下改变到达当前第二反射元件层15的入射信号相位；反射式放大器322用于在混合ris控制器2的控制下改变到达当前第二反射元件层15的入射信号幅度；电源供应模块323用于储存太阳能电池产生的电能以用于向混合ris控制器2和控制电路板3供电。优选地，电源供应模块323为蓄电池或者其他适当的可充电电源。
70.进一步地，无源链路单元33包括第二相移电路331，第二相移电路331用于在混合ris控制器2的控制下改变到达当前第二反射元件层15的入射信号相位。当第二反射元件层15在混合ris控制器2的控制下通过交换网络单元3连接至无源链路单元33时，该第二反射元件层15形成无源反射模式，即形成无源反射元件，随后混合ris控制器3能够控制无源反射元件上的入射信号的相位。
71.本实施例的动态混合可重构智能反射表面的工作原理如下：
72.首先，太阳光通过第二反射元件层上的由透明导电氧化物构成的辐射贴片照射在薄膜太阳能电池上，由于光伏效应而在势垒区两边产生了电动势。能量大于禁带宽度的光子，由本征吸收在pn结的两边产生电子-空穴对。继而在pn结势垒区内产生较强的内建电场，pn结两边的光生少数载流子受该场的作用，各自向相反方向运动。最后，光生载流子被太阳能电池的两极收集并经过稳压电路进行稳压后存储在蓄电池中，为控制电路板3和混合ris控制器2供电。
73.具体地，当有来自基站7的入射信号入射到该动态混合可重构智能反射表面上时，混合ris控制器2对交换网络单元3产生控制信号，使得交换网络单元3通过选择开关的连接状态将部分反射元件单元激活为有源状态，即有源反射元件，其余反射元件维持无源状态，即无源反射元件。随后，混合ris控制器2会发送指定反射相位和幅度的命令至有源链路单元32，有源链路单元32通过调整第一相移电路321改变到达有源反射元件的入射信号的相位，由反射式放大器322放大入射信号的幅度，产生有源反射元件反射的波束8；同时混合ris控制器2会发送指定反射相位的命令至无源链路单元33，无源链路单元33通过调整第二
相移电路331改变到达无源反射元件的入射信号的相位，产生无源反射元件反射的波束9，如图4所示。此外，第一反射元件层与控制电路板之间连接有去耦电路，能够减少直流总线对天线性能的影响，消除阻抗匹配性能的影响。
74.有源部分的辐射贴片层的光学透明度至关重要，它直接影响着ris的辐射效率和薄膜太阳能电池的效率。本发明的动态混合可重构智能反射表面，辐射贴片层采用透明导电氧化物，具有较高的透光性，有效的减少了辐射贴片对太阳能电池板的遮挡，保障太阳能电池板能够完全的暴露在光照下，对太阳能电池的发电量影响最小。
75.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。