TW202319794A

TW202319794A - 使用被動反射器以增強非視線（ｎｌｏｓ）信號之系統及方法

Info

Publication number: TW202319794A
Application number: TW111140357A
Authority: TW
Inventors: 伊凡勒梅什; 麥可史考特葛蕾夫; 謝爾蓋亞歷山德羅維奇馬努伊洛夫; 強喬瑟夫蘇利文
Original assignee: 美商3M新設資產公司
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2023-05-16
Also published as: WO2023084347A1; CN118202687A

Abstract

提供使用被動反射器或反射陣列以增强非視線(NLOS)無線信號之系統及方法。多個反射陣列經組合且定位以覆蓋廣泛範圍之使用者位置/波束角。該等被動反射陣列包括一第一反射陣列及一第二反射陣列中之至少一者，該第一反射陣列經組態以分裂一入射波束，該第二反射陣列經組態以用入射平面外轉向該入射波束。

Description

使用被動反射器以增強非視線(NLOS)信號之系統及方法

用於寬頻蜂巢式網路之第五代技術標準(5G)使用6GHz至300GHz頻譜區域中之高頻無線電波，稱為微波或毫米波或mmWave。較高頻無線電波具有較短的有用物理範圍，需要較小的地理小區。使用具有高增益之高度定向天線的視線(LOS)鏈路直接提供一聚焦波束給行動使用者。LOS連接用以補償mmWave頻率的較高路徑損耗及信號衰減。現在，用於LOS連接的射頻(RF)波之波束轉向正在成為現代無線通訊中不可或缺的一部分，因為行動網路提供者的頻率已經很好地進入mmWave方案。在較高頻率下，傳播損耗一般增加，而藉由反射產生的路徑分量(例如，來自建築物壁、窗玻璃、金屬表面)變得無效率(例如由於損耗、漫散射或多路徑干涉)，其導致各種通訊死角(dead zone)。此問題通常藉由引入基地台及中繼器之很密集網路而解決。然而，涉及大量主動相陣列天線(其變得更複雜以用於毫米波頻譜，因為其等需要主動波束成形及多輸入多輸出(MIMO)功能性)、中繼器及以相關聯安裝及授權的此類企業成本極為龐大。

希望在無線通訊中提供用於射頻(RF)波之波束轉向的具成本效益解決方案。在一個態樣中，本揭露提供一種增強無線通訊之非視線(NLOS)信號的方法。該方法包括提供包括一第一反射陣列及一第二反射陣列的複數個被動反射陣列，該等反射陣列中之至少一者包含諧振元件之一重複單位單元圖案，該等諧振元件經組態以反射在從約1.0mm至約10.0cm之一範圍內的一波長λ之一入射射頻(RF)電磁波，該第一反射陣列具有沿其一第一縱向方向之一第一相位梯度，該第二反射陣列具有沿其一第二縱向方向之一第二相位梯度；及定位該第一被動反射陣列及該第二被動反射陣列中之至少一者以面向該入射RF電磁波，使得該入射RF電磁波被該第一被動反射陣列及該第二被動反射陣列反射，而具有至少3dB之一信號改善，其中該信號改善定義為相對於在不具有該複數個被動反射陣列之益處的情況中所測量的基線信號強度，在至少一個NLOS方向中的信號強度增加。

在另一態樣中，本揭露提供一種增強無線通訊之非視線(NLOS)信號的系統。該系統包括一或多個被動反射陣列，該等反射陣列中之至少一者包括諧振元件之一重複單位單元圖案，該等諧振元件經組態以反射在從約1.0mm至約10.0cm之一範圍內的一波長λ之一入射射頻(RF)電磁波。該一或多個被動反射陣列包括一第一反射陣列及一第二反射陣列中之至少一者，該第一反射陣列經組態以分裂一入射波束，該第二反射陣列經組態以用入射平面外(off-plane of incidence)轉向該入射波束。

2:基地台

3:天花板

4:使用者

5:地板

32:鏡像反射器；金屬鏡膜

92:弧

94:喇叭形天線

96:喇叭形天線

110:反射陣列；結構

120:反射陣列；結構；格子圖案

122:諧振金屬(或高k介電)元件

124:介電層

130:反射陣列；結構；介電層

142:反射陣列；結構；格子圖案

144:反射陣列；結構；貼片

152:反射陣列；結構

154:反射陣列；結構

162:反射陣列；結構；貼片；圖案

164:反射陣列；結構

c1:點

c2:點

c3:點

d1:點

d2:點

d3:點

〔圖1〕係根據一個實施例之幾何反射陣列圖案的示意性平面圖。

〔圖1A〕係反射陣列之反射行為的示意圖。

〔圖2A〕係例示性反射陣列之示意性截面圖及俯視平面圖。

〔圖2B〕係用於具有不同相位梯度▽

之圖2A之反射陣列的反射曲線的標繪圖。

〔圖2C〕係用於鏡像鏡反射器之反射行為的示意圖。

〔圖2D〕係恆定相位梯度結構之反射行為的示意圖。

〔圖3A〕係根據一個實施例之含L型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖3B〕係根據一個實施例之含L型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖3C〕係根據一個實施例之含L型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖3D〕係根據一個實施例之含L型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖3E〕係根據一個實施例之含L型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖4A〕係根據一個實施例之含在T型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖4B〕係根據一個實施例之含在T型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖4C〕係根據一個實施例之含在T型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖4D〕係根據一個實施例之含在T型交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖5A〕係根據一個實施例之含在四路交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖5B〕係根據一個實施例之含在四路交界處之一組基礎反射陣列之室內應用的示意圖。

〔圖6A〕係波束分裂反射行為的示意圖。

〔圖6B〕係用於入射平面外轉向之反射行為的示意圖。

〔圖6C〕係根據一個實施例之含天花板及地板上之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7A〕係根據一個實施例之含在L型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7B〕係根據一個實施例之含在T型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7C〕係根據一個實施例之含在L型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7D〕係根據一個實施例之含在T型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7E〕係根據一個實施例之含在L型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7F〕係根據一個實施例之含在L型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7G〕係根據一個實施例之含在L型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7H〕係根據一個實施例之含在T型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7I〕係根據一個實施例之含在T型交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖7J〕係根據一個實施例之含在四路交界處之反射陣列組合之室內應用的示意圖。

〔圖8A〕係特徵化設置的示意圖。

〔圖8B〕係實例0、1及2之俯視平面圖。

〔圖8C〕係實例0、1及2之反射對頻率標繪圖。

〔圖8D〕係在對應於實例0、1及2之所選擇0°→θ ₁幾何之最佳效能的頻率下的散射曲線的標繪圖。

〔圖8E〕係對於圖8C所選擇之頻率的經反射角θ _r對入射角θ _i的標繪圖。

〔圖8F〕係用於實例0、1及2之信號強度對入射角的標繪圖。

〔圖8G〕係實例1之反射陣列膜的示意截面圖。

〔圖8H〕係實例2之反射陣列膜的示意截面圖。

〔圖9A〕係實例3之俯視平面圖。

〔圖9B〕係實例4之俯視平面圖。

〔圖9C〕係實例5之俯視平面圖。

〔圖9D〕係實例4之特徵化設置的示意圖。

〔圖9E〕係實例5之特徵化設置的示意圖。

〔圖9F〕係實例0、3、4及5之反射頻譜的標繪圖。

〔圖9G〕係實例0、3及4之散射曲線的標繪圖。

〔圖9H〕係實例3至5之反射陣列膜的示意截面圖。

〔圖10A〕係實例6之L型交界處的測試環境的示意圖。

〔圖10B〕係用於實例6之反射陣列組合陣列1及陣列2之輸出角對入射角的標繪圖。

〔圖10C〕係實例6之輸出角對頻率的標繪圖。

〔圖10D〕係實例6之測量全反射對頻率的標繪圖。

〔圖10E〕係在L型交界處之實例6之測試設置的示意圖。

〔圖10F〕係在31.1GHz下之反射陣列之全反射對總路徑長度的標繪圖。

在以下所繪示實施例的說明中係參照隨附圖式，圖式中圖解說明可實施本揭露的各種實施例。應瞭解，該等實施例可經採用並可進行結構變更而不偏離本揭露之範疇。圖式非必然按比例繪製。在圖式中所使用的類似數字指稱類似組件。但是，將明白，在給定圖式中使用組件符號指稱組件，並非意圖限制在另一圖式中具有相同組件符號之組件。

本揭露提供非視線(NLOS)信號增強，諸如在T型、L型、及四路交界。在一些實施例中，被動反射器或反射陣列及其組合(諸如，金屬化或導電膜、被動式中繼器天線、反射陣列等)經提供以將通訊網路之一部分連接至另一部分，其中網路之各部分可係最終使用者、中繼器、基地台或重新分佈通訊信號之另一主動組件，且其中此網路之每一或單一組件能夠進行主動波束轉向。此處，非視線(「NLOS」)係指裝置之使用者可不具有無線存取、顯著降低之涵蓋範圍或某種受損涵蓋範圍。本文所描述之實施例提供通用解決方案，該等通用解決方案可在室內(例如，諸如空橋、辦公室空間或地下室的走廊、倉庫、配送中心、廠區)及戶外(諸如在街道交界、建築物阻隔、都市峽谷程等)各種場景中予以調適。

如本文中所使用，術語「反射陣列(reflectarray)」係指由接地平面支撐的相移元件之平面陣列，該等相移元件被一饋送天線(其可在附近或遠處、靜止或移動)照射時在某方向反射其RF輻射(或重新分佈至多個方向)。

如本文中所使用，術語「諧振元件(resonating element)」或「相移元件(phase shifting element)」係指在射頻(RF)輻射存在下諧振之反射陣列的基本建置組塊，其中相位特性相依於其尺寸(幾何)。一諧振元件可由金屬材料或高介電常數或高k介電材料製成，或其可係在一導電平面或網格內之開放空間。

如本文中所使用，術語「波束轉向(beam steering)」係指反射陣列之靜態性質以重導向一定所欲量的入射RF輻射(亦即，無需動態可調諧性)。

在各種實施例中，提供一或多個反射陣列物品以用於射頻(RF)波之波束轉向。反射陣列物品各可包括一頻率選擇性表面(FSS)層，該頻率選擇性表面(FSS)層包括一諧振元件圖案，該等諧振元件經組態以反射在從約1.0mm至約10.0cm之一範圍內的一波長λ之一入射射頻(RF)電磁波。在一些實施例中，每一諧振元件可包括似電線、似貼片結構，或在導電網格中之空白空隙空間。一反射陣列物品可進一步包括一接地平面層，該接地平面層包括由金屬跡線形成之經圖案化導體，該等金屬跡線界定設置於其主要表面上之連續金屬網格的單元。可提供一或多個介電層以包夾在該等諧振元件與該接地平面層之間，或在經圖案化或接地平面層之相對側上。

圖1係根據一些實施例之各種反射陣列之幾何圖案的示意平面圖。反射陣列各包括一諧振元件圖案，該諧振元件圖案可係包括如以各別虛線矩形框所示之重複單位單元之兩維陣列的超穎結構(metastructure)。超穎結構之幾何圖案可經設計以提供各種反射陣列角度。此處，反射陣列角度θ _array(亦表示為θ _array,n，或用θ _n表示為多個反射陣列n)係指反射陣列之固有(頻率相依性)性質，其描述其對法向入射RF波的回應，亦即，相對於表面法線的對應角度。圖1A 描繪一超穎結構(metastructure)或超穎表面(metasurface)之表示，其經組態以選擇性地將特定傳入向量(沿z軸具有相對於表面法線的入射角θ _i，及相對於x軸的投射角φ _i至特定傳出向量(沿z軸具有相對於表面法線的反射角θ _r，及相對於x軸的投射φ _r)。傳入向量及傳出向量具有彼此的廣義幾何關係。當入射角θ _i=0、反射角θ _r對應於反射陣列角度θ _array。

作為基準，金屬鏡膜提供鏡射轉向效能，其中反射陣列角θ _array係約0°。負反射陣列角度(θ _array<0)係指具有正反射陣列角度|θ _array|之反射陣列在其膜平面(例如，圖1A中之XY平面)中被旋轉180度。在圖1之實施例中，被動反射陣列110具有從約5°至約20°的反射陣列角度θ _array；被動反射陣列120具有從約30°至約60°的反射陣列角度θ _array；被動反射陣列130具有從約60°至約90°的反射陣列角度θ _array；被動反射陣列142、144各具有從約30°至約60°或從約-30°至約-60°的反射陣列角度θ _array；被動反射陣列152、154各具有從約60°至約90°或從約-60°至約-90°的反射陣列角度θ _array；被動反射陣列162、164各具有從約15°至約90°的反射陣列角度θ _array。

結構110、120、130(SKU 1至3)代表實質上滿足恆定相位梯度條件的通用反射陣列。結構110(SKU1)具有小反射陣列角度(5°<θ _array<20°)，且可用於在波束之略微重導向係較佳(與鏡像回應相比較)之情況下，例如，在涉及多於一個反射陣列面板(例如，雙核透鏡(doublet)或一對反射陣列)置放於L型交界(參見例如圖3B)、T型交界(參見例如圖4B)及四路交界(參見例如圖5B)中的波束路徑中，以及用於L型交界(參見例如，與結構120耦接，如圖3C中)及T型交界(參見例如，與結構142/144耦接，如圖4D中)的輔助結構。結構120(SKU 2)具有中間值之反射陣列角度(30°<θ _array<60°)，且可用以補充前述輔助結構(參見例如圖3C)或作為獨立的雙核透鏡(參見例如圖3D)。在後一情況下，當兩個陣列具有θ _array=45°、或當其反射陣列角度總和至多約90°(亦即，80°<|θ _array,1|+|θ _array,2|<100°)時實現最佳效能。結構130(SKU3)具有大反射陣列角度(60°<θ _array<90°)，且代表最常用的情境，一般獨立地應用。在一個實施例中，可將結構130應用為雙核透鏡，其導致兩個相異的信號路徑分量，如圖3E中所描繪。

結構142、144對於反射陣列角度之中間值30°<|θ _array|<60°展現波束分裂行為，且可用作為用於T型交界的輔助結構(參見例如圖4D)。一種實施此行為的方式係用依相反順序堆疊的上下列(142)製作兩倍大的單位單元，其可見於圖6A。替代地，吾人可製作相反向定向貼片(144)之堆疊。結構152、154相當於142、144，但使用較大反射陣列角度30°<|θ _array|<60°，其可用於T型交界中之單一結構(參見例如圖4C)。

結構162可藉由執行入射平面外波束重導向而使用L型交界之地板及天花板(參見例如圖6C)，其單位單元具有方形nxn形狀，其中n為構成元件之數目。每一列具有相同梯度方向(對於規則恆定相位梯度結構，其將平移至15°<θ _array<90°效能)。圖6B描繪對應之結構連同其波束重導向效能(θ _i=θ _array ^* ,φ _i=0°,θ _r= θ _array ^* ,φ _r=90°)。結構164表示相反向定向之貼片(162)之堆疊，且可應用於T型交界之地板及天花板(圖6C)。結構162及164各可與鏡像反射器(32)以及小角度反射陣列(110)及中間角度反射陣列(120)組合使用，以跨走廊地板及天花板引導信號。

重複單位單元(諸如圖1中之虛線框中所示之結構)可包括任何合適數目個交替相移元件。重複單位單元可包括例如1、2、3、4、5、6、7、8或更多個相移元件。單位單元具有在x軸之尺寸dx及在y軸之尺寸，其中該等元件在x-y平面中經配置為陣列。諧振元件可在至少一個軸(諸如x軸)配置為週期性。當單位單元中之相移元件數目係壹時，反射陣列之效能可降低至似鏡效能(鏡像)。當單位單元中之相移元件數目係二或三時，反射陣列可能難以適當地轉向入射波束，其中相移元件圖案可在不同方向上產生大量散射，而不是獲得一個反射波束。反射陣列之RF反射效能可取決於尺寸dx/m及dy/n，其中m係在x軸中單位單元中之相移元件數目，且n係在y軸中單位單元中之相移元件數目。在本揭露中，可選擇合適的尺寸dx/m及dy/n，使得λ/10<dy/m<λ，及λ/10<dx/n<λ，其中λ係操作頻率之自由空間波長，亦即，入射於反射陣列膜上的波之自由空間波長。

為了充當相移元件，諧振元件可包括適合形狀之週期性超穎結構陣列。在圖1之實施例中，相移元件各具有「十字」形狀。應理解，相移元件可包括其他形狀結構，例如，諸如例如環形、「十字」或「加號」形狀結構，「十字」結構設置於環三角形形狀等之中心區域中、。

各諧振元件可具有似電線或似貼片結構，其可藉由在介電層130之第一主表面132上提供一或多個金屬或高k介電材料來形成。諧振元件各可具有兩維幾何結構，其中側向尺寸不大於λ，其中λ係操作頻率之自由空間波長，亦即，入射於反射陣列膜上的波之自由空間波長。諧振元件各可具有在例如從約10至約50,000微米範圍中之側向尺寸。似電線諧振元件各可具有在例如從約1.0至約50,000微米之範圍內的線寬，且其厚度係至少5%的在操作頻率範圍內之所選擇金屬之集膚深度厚度。金屬諧振元件之厚度可在例如從約0.02至約100微米之範圍內。似電線諧振元件各自具有例如在0.1至2500之範圍內的線寬對厚度之縱橫比。高k介電諧振元件之厚度可在例如從約1.0至約100,000微米之範圍內。

被動反射陣列142、144、152、154各執行波束分裂。圖6A展示波束分裂設置的示意圖。例如，法向入射波束可被偏轉至兩個反射方向θ _r=±θ ₁。如圖4C至圖4D所示，來自站台的入射波束在T型交界的相對臂處偏轉至使用者。執行波束分裂的被動反射陣列可包括具有交替列方向的諧振元件列。如圖1所示，藉由交替反射陣列方向來配置反射陣列142、144、152、154之諧振元件。例如，當諧振元件在x軸經配置為週期性，單位單元之最大元件經直接定位而在y軸相鄰於單位單元之最小者。

被動反射陣列162、164各執行用入射平面外的波束轉向。圖6B展示用入射平面外的波束轉向的示意圖。結構162特徵在於由n個不同元件製成的nxn格單位單元，該結構之每一列相對於其下方之列位移一個元件。此結構可特徵在於固有性質θ _array*，其係指使具有具有(θi=θarray*,φi=0°)之入射波及具有(θr=θarray*,φr=90°)之反射波導致最大信號傳輸的的(參見例如圖6A)。應注意，由相同元件構成的通用反射陣列(亦即，結構110、120、130)將導致反射陣列角度θarray=θarray*。將波束分裂效能增添至結構162的結構164由特徵為結構162且堆疊在一起而形成『棋盤』圖案的許多貼片所組成，使得任何兩個相鄰者之相位梯度經相反地定向。

圖2A繪示圖1之反射陣列120連同所引入波束角慣例的示意性截面圖及俯視平面圖。反射陣列120包括設置於介電層124上之諧振金屬(或高k介電)元件122的圖案。圖2B繪示具有不同相位梯度▽

之反射陣列120之反射曲線的標繪圖。此處，相位梯度係指恆定相位梯度反射陣列之固有性質，其描述法向入射電磁波在從兩個相鄰諧振元件反射(在最大相位變化之方向，亦即，沿圖2中之x方向，但一般而言，其可沿任何方向)時展現的相位超前之最大差異除以其中心之間的距離(在圖2中之px)。相位梯度與反射陣列角度經由關係式

而相關。對於一些結構(諸如結構120)沿y方向之相位梯度係零，且相位梯度參數可互換地指符號▽

及dΦ/dx。根據反射陣列角度，取決於最大相位增加的方向(例如，沿x軸增加或減少尺寸)，相位梯度可係正或負。圖2C及圖2D描繪一般的鏡像反射器(例如，具有相位梯度dΦ/dx=0)及恆定相位梯度結構(例如，具有相位梯度dΦ/dx=常數)的反射行為。圖2C中的示意圖(c1)、(c2)及(c3)分別對應於圖2B中之點(c1)、(c2)及(c3)。圖2D中的示意圖 (d1)、(d2)及(d3)分別對應於圖2B中之點(d1)、(d2)及(d3)。圖2C中的示意圖(c1)及圖2D中的示意圖(d1)展示對應於臨界角θ _back=

的回散射條件(θ _i=θ _r=θ _back)，其中θ _array係反射陣列角度，▽

係反射陣列的相位梯度，且λ係入射射頻(RF)電磁波的自由空間波長。圖2D中的示意圖(d2)展示(θ _i=0°,θ _r=θ _array)之反射陣列情境的特性，亦即，使法向入射波束(相對於反射陣列膜之表面法線具有約0°之入射角)遠離表面法線轉向達反射角θ _array。圖2D中的示意圖(d3)展示接近小角度(θ _i=θ _cr ,θ _r=90°)之反射波束的情境，其中關鍵條件為θ _cr=sin ^-1(1-sin θ _array)=

。

圖2B指示在較高反射角θ _r，具有足夠大的相移梯度的反射陣列可顯著延伸波束掃動的範圍(亦即，當採用非線性方案時，對於接近θ _cr的入射角，dθ _r/dθ _i>>1)。例如，對於具有相位梯度

(對於30GHz之頻率，其對應於θ _array=60°)的反射陣列，入射角dθ _i之小變化導致反射角dθ _r之較大變化，在圖2B中之從點d2至點d3。對於鏡像反射器(亦即，具有相位梯度

)，其保持不變(dθ _r=dθ _i)。

在一些實施例中，提供各種基礎組之往復式波束傳播解決方案以增強非視線(「NLOS」)區(諸如室內L型交界、T型交界、四路交界等)之信號。解決方案係基於金屬化膜(具有鏡射效能)及各種反射陣列(諸如圖1中之110、120、130、142及144)。各種鏡膜及反射陣列可置放於交界處之牆上。最佳化效能可藉由選擇對於特定情境具有最佳化特性的適合反射陣列及及主動網路置放來達成。與其一般單數點對點使用案例相比較，此類成組之配置可導致許多技術優點。此類優點之一為更好的總體NLOS涵蓋範圍。成組之另一優點為其增加的通用性，亦即，其等可提供多種所關注角度，使得可用有限數目個庫存計量單元(SKU)來滿足各種使用者需求，其簡化其安裝且最小化需要使用者相依性客製化。此類反射陣列組合亦特徵在於改善的互反性(亦即，行動中使用者之位置及固定基地台可交換，而不會危害信號品質)，及可用多路徑信號組件之數目增加(因此，當存在物理障壁時，連接很可能不會斷線)。然而，組合多個反射陣列亦可產生額外損耗，諸如相消自干涉(名為多路徑失真)、增加的自由空間路徑損耗、及基材損耗。

圖3A至圖3E、圖4A至圖4C、圖5A至圖5B及圖6C係分別在L型交界、T型交界、及四路交界具有一組基礎之反射陣列膜或面板的各種室內應用的示意圖。對於一些解決方案，亦描繪反向資料接收(RX)及資料發送(TX)情境。示意性描繪之基地台2及使用者4之位置分別對應於TX或RX側上之焦點位置。如圖3A所示，金屬鏡膜32經提供以在L型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖3B所示，圖1之兩個被動反射陣列110經提供以在L型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖3C所示，圖1之被動反射陣列110及被動反射陣列120經提供以對於RX及TX情境在L型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖3D所示，圖1之兩個被動反射陣列120經提供以在L型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖3E所示，圖1之兩個被動反射陣列130經提供以在L型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖4A所示，金屬鏡膜32經提供以在T型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖4B所示，圖1之四個被動反射陣列110經提供以在T型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖4C所示，圖1之被動反射陣列152經提供以對於RX及TX情境在T型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖4D所示，圖1之被動反射陣列110及142經提供以對於RX及TX情境在T型交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖5A所示，金屬鏡膜32經提供以在四路交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。如圖5B所示，圖1之四個被動反射陣列110經提供以在四路交界處將來自基地台2之信號反射及導引至使用者4。

在一些實施例中，各種金屬化膜、反射陣列及其組合除了應用在L型交界、T型交界及四路交界之壁外，亦可應用於天花板及地板。反射陣列可呈具有任何所欲大小之任何合適形狀。例如，對於室內應用，反射陣列可呈具有1cm至500cm之長度/寬度及0.01mm至50mm之厚度的面板形式。本文所述之反射陣列亦可搭配其他功能膜或裝置(諸如形成圖形膜、黏著膜、撓性電路膜等)使用。

如圖6所示，金屬化膜、反射陣列(諸如圖1之110、120)及具有入射平面外之反射陣列設置於天花板3及地板5上。圖1之具有入射平面外之反射陣列162可更適合L型交界，因為其僅在一個方向上重導向波束(例如，至圖6C中之右方向)。圖1之具有入射平面外之反射陣列164可更適合四路交界及T型交界，因為其具有增添之波束分裂行為，因此可在兩個方向重導向波束(例如，至圖6C中之相對之左及右方向)。結構164具有增添之波束分裂器，且其可用於左及右方向(兩者存在於T型交界及四路交界中)。相反地，結構162可僅在一個方向反射(如同具有單一方向轉彎的L型交界中)。

圖3A至圖3D、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B及圖6中所示之各種基礎組之反射陣列可經組合以形成建立額外多路徑分量的互補被動信號增強器。圖7A至圖7J繪示來自圖3A至圖3D、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B及圖6中所描述之基礎組的功能元件之各種組合。圖7A至圖7E中之系統包括反射陣列之非重疊組合。圖7F至圖7J中之系統進一步包括與金屬化膜的組合。應理解，系統可另外與天花板及地板解決方案相組合，諸如圖6C中所示之實施例。

提供係反射陣列膜、反射陣列膜之部分、製成反射陣列膜之至少一部分之方法及使用反射陣列膜之方法的各種實施例。

在一些實施例中，一種被動信號增強系統可包括一第一反射陣列及一第二反射陣列，該第一反射陣列及該第二反射陣列可選自例如本文中諸如圖1、圖3A至圖3E、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B及圖7A至圖7J所繪示之反射陣列。該等反射陣列中之至少一者包括諧振元件之一重複單位單元圖案，該等諧振元件經組態以反射在從約1.0mm至約10.0cm之範圍內的波長λ之入射射頻(RF)電磁波。每一諧振元件可包括似電線、似貼片結構。該第一反射陣列具有沿其一第一縱向方向之一第一相位梯度。該第二反射陣列具有沿其一第二縱向方向之一第二相位梯度。各別相位梯度可在針對所欲應用的合適範圍內。例如，第一相位梯度可在從5°/cm至5,000°/cm範圍內。第二相位梯度可在從5°/cm至5000°/cm範圍內。該第一被動反射陣列及該第二被動反射陣列可經定位以分別依一第一入射角及一第二入射角面對入射RF電磁波。

在一些實施例中，該第一反射陣列及該第二反射陣列中之至少一者實現一非線性轉向效能。當該反射角接近臨界角θ _cr(如前文所定義)時，基於恆定相位梯度超穎表面的反射陣列可展現非線性行為，使得導數在1<|dθr/dθi|<無限之範圍內。

在一些實施例中，至少兩個反射陣列之組合實現線性轉向效能。線性可經由存在於下伏反射陣列中之非線性的相反及淨補償效應而達成。圖3D中所描繪之實施例係包括在L型交界中之兩個反射陣列的此類例示性結構，其中該等反射陣列之反射陣列角度在80°<|θ _array,1|+|θ _array,2|<100°之範圍內。

在一些實施例中，該第一反射陣列及該第二反射陣列中之至少一者實現鏡射轉向效能。例如，當單位單元由單一諧振元件組成時，鏡射轉向效能可經由金屬鏡膜或具有均勻配置之相同諧振元件之任何反射陣列或超穎表面達成。

在一些實施例中，該第一反射陣列及該第二反射陣列中之至少一者實現波束分裂效能。當反射陣列具有含一定相位梯度且包括兩個相反定向的子格(相對於諧振元件之尺寸或相對於其基本相位超前)之單位單元時，可達成波束分裂效能。當產生最小相位超前的第一子格之元件經定位直接緊接產生最大相位超前之元件(參見例如圖1中之結構142、152)時，可達成所欲效能。達成波束分裂行為之替代方法係組合規則反射陣列之貼片(參見例如圖1中之結構144、154)。

在一些實施例中，複數個被動反射陣列中之至少一者定位於T型、L型或四路交界之垂直壁上。複數個被動反射陣列中之至少一者定位於T型、L型或四路交界處之天花板或地板上。

在一些實施例中，複數個被動反射陣列中之至少一者實現入射平面外轉向。入射平面外轉向(更具體而言，入射平面轉90度)可在反射陣列之單位單元(例如，基於恆定相位梯度結構)包括相對於其下一最接近列(相對於元件之尺寸或相對於其基本相位超前)向左(向右)位移的諧振元件之列。例如，第二反射陣列可經設計以使含入射平面外之入射波束轉向，其中第二反射陣列之諧振元件可經配置使得圖案之每一後續列相對於下伏列向左(向右)位移達固定數目個元件。圖1之結構162、164係用於執行入射平面外波束重導向的例示性結構。

在一些實施例中，入射RF電磁波係來自特徵為在一傳輸或接收端上的適應性波束成形的一網路(在「單輸入單輸出」或SISO、「多輸入單輸出」或MISO、「單輸入多輸出」或SIMO、「多輸入多輸出」或MIMO、或「多使用者多輸入多輸出」或MU-MIMO通訊網路中)。該網路之節點之至少一者能夠適應性波束成形(即，空間濾波)。前文所有提議之反射陣列方案仍可如同常規廣播類型網路中發揮作用。

在一些實施例中，用於增強無線通訊之非視線(NLOS)信號之系統可包括一或多個被動反射陣列。該等反射陣列中之至少一者包含諧振元件之一重複單位單元圖案，該等諧振元件經組態以反射在從約1.0mm至約10.0cm之一範圍內的一波長λ之一入射射頻(RF)電磁波，各諧振元件包含似電線或似貼片結構。該一或多個被動反射陣列包括一第一反射陣列及一第二反射陣列中之至少一者，該第一反射陣列經組態以分裂一入射波束，該第二反射陣列經組態以用入射平面外轉向該入射波束。該第一反射陣列及該第二反射陣列可選自例如本文中諸如圖1、圖3A至圖3E、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B及圖7A至圖7J所繪示之反射陣列。在一些實施例中，該第一反射陣列之該等列之該等諧振元件以交替列方向配置。在一些實施例中，該第一反射陣列之該等列之該等諧振元件依一棋盤圖案配置。在一些實施例中，該第二反射陣列之該等諧振元件經配置使得圖案之每一後續列相對於下伏列位移達固定數目個元件。

實例

這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖限制隨附申請專利範圍之範疇。

模型化程序

模型化程序用於模型化反射陣列物品，包括：(i)用CST Studio Suite軟體(可購自Dassault Systèmes Company,WALTHAM,MA,U.S.A.)執行初步電磁模擬；(ii)應用幾乎光學近似(Ray optics approximation)理論(參見，Ö.Ezgecan等人IEEE Wireless Communications Letters 9.5,(2019))；及(iii)使用反射陣列理論驗證遠場效能(參見J.Huang，「Reflectarray Antennas」，IEEE(2007))。

特性

各種實例之各種反射陣列膜之波束轉向效能係使用如圖8A所示之客製化的弧設置予以表徵。RF鏡係膠黏在5微米厚發泡體之頂部上的38微米厚鋁箔。如圖8A所示，弧92由具有0.8公尺半徑之半圓組成。傳輸器及接收器喇叭形天線94、96獨立地沿弧92定位於各種角度處，以記錄根據頻率而變的反射波束強度。傳輸器及接收器喇叭形天線94、96係ERAVANT WR-28標準增益喇叭形天線。該等天線連接至向量網路分析器(Agilent Technologies E836C)的兩個埠。

實例0、1及2

製備包括鏡像反射器(實例0作為基準)及反射陣列(實例1及2)之實例。參考實例0係12.7cm x12.7cm、38微米-厚平坦鋁鏡。實例1及2係基於恆定相位梯度超穎表面之反射陣列，其具有對於實例1之相位梯度dφ/dx=237°/cm(對於實例2，312°/cm) 及實例1之格子週期1.90mm(對於實例2，1.93mm)。下表1概述實例0、1及2之描述。

圖8B展示實例0、1及2之俯視平面圖。將實例0膠黏在5微米厚發泡體之頂部。圖8G展示實例1之層壓膜截面(「0至39度陣列」)。圖8H展示實例2之層壓膜截面(「0至60度陣列」)。實例1具有0.68mm之總厚度且由經圖案化於125微米厚PET層之頂部的接地及FSS層所組成，該等層被向內轉動且被由128微米厚PET層及兩個光學清透黏著劑層(OCA)層所製成之介電堆疊而分離。為了接地及圖案之外保護，在該堆疊兩側上增添額外50微米厚PET及50微米厚的OCA層。實例2具有0.76mm之總厚度且由經圖案化於125微米厚PET層(亦即用作外保護層)之頂部的接地及FSS層所組成，該等層被介電層壓體分離，該介電層壓體由兩個129微米厚PET膜及一個50um PET膜所製成，所有層鴓藉由四層的50微米厚OCA分離。

製造步驟

下列程序採於製備實例1與2。應理解，可使用類似步驟以製造各種反射陣列，諸如圖1中所示之反射陣列。各樣本具有兩個銅圖案化層：諧振器結構，其呈環圖案之形式；及一接地平面，其呈均勻格圖案圖案之形式。藉由濺射塗佈連結層及銅種晶層至光學級熱穩定化PET膜來製備膜基材。藉由將該經濺射/經種晶膜基材電鍍有5微米的銅來製備經圖案化之諧振器結構及接地平面格圖案。接著，真空層壓經暴露銅與一層光阻。該光阻被雷射直接成像而曝光且接著顯影未曝光區域。經圖案化之光阻在使用氯化銅蝕刻劑的銅蝕刻步驟中用作為遮罩，後續接著無電式浸錫電鍍。

藉由使用光學清透黏著劑(OCA)在經圖案化諧振器膜與接地平面膜之間輥壓中介膜層來製備功能性反射陣列膜。60度及39度樣本之接地平面網格圖案相同。網格層具有含192微米之週期及40微米之跡線寬度的方形重複單元。在下表2中給出實例2之諧振環(標記為「a」至「f」)之尺寸(「0至60度陣列」)及實例1之諧振環(標記為「a」至「h」)之尺寸(「0至39度陣列」)。在該兩個樣本中，所有環都具有40微米的跡線寬度。聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜可以商標名稱MELINEX ST-504購自Tekra,New Berlin,WI。光學清透黏著劑(OCA)可以商標名稱3M 8212光學清透黏著劑購自3M Display Materials and Systems,Oakdale,MN。

反射陣列單位單元中之每一環已被指派特定直徑(表2中針對實例1及2所列出)，使得其產生從單位單元之第一環之360/n度(對於樣本1，為360/6=60度；對於樣本2，為360/8=45度)遞增地增加至高達最後環之360度的相位回應(如定義，至多任意相加性常數)，其中n係單位單元中的每一列之環數。此轉譯為樣本2之相位梯度311.7deg/cm及樣本1之相位梯度237.1deg/cm(此繼而轉譯為樣本2之格子週期dx=6dy(dy=1.925mm)，及樣本1之格子週期dx=8dy(dy=1.898mm))。最後，使用廣義司乃耳定律sin(θr)=sin(θi)+grad(φ)*λ/2π，其中grad(φ)係相位梯度，對於30GHz(實例2)及31.1GHz(實例1)操作頻率，此導致0至60度(實例2)及0至39度(實例1)波束轉向效能。

特性

實例1及2之各種反射陣列膜以及12.7cm RF鏡的波束轉向效能係使用如圖8A所示之客製化的弧設置予以表徵。圖8C繪示實例0、1及2之反射對頻率曲線的標繪圖。將樣本置放於圓弧之中心中。中心與喇叭形天線之間的距離是0.8m，其對應於用於測量Ka頻帶喇叭形天線的遠場測量。此類距離亦導致足夠平坦波形，只要樣本不大於12.7cm。實線對應於0°→θ ₁幾何，其中在預模型參數之接近性中選擇θ ₁，其產出約30GHz之最大信號。虛線對應於端射角(end-fire angle)組合，其藉由將廣義司乃耳定律從自對應之0°→θ ₁點(在其等於其達到最大的頻率)延伸至較小反射角來選擇。圖8D繪示在對應於所選擇0°→θ ₁幾何之最佳效能的頻率下繪製的散射曲線。圖8E繪示反射角θ _r對入射角θ _i的標繪圖，其中θ _i ,θ _r的組合導致在最大反射信號(針對圖8C所選擇之頻率)。圖8F繪製相對應信號強度對入射角。在圖8C至圖8F中，強調共同六個資料點，其中(「i」n)表示實例i之法向入射情況(亦即，0°→θ ₁)及(「i」s)表示小反射角情況。

下文進一步解釋圖8D至圖8F中之標繪圖。首先，判定實例1及2之反射陣列的最佳特性。預製造模型化結果藉由CST而獲得，其針對實例1及2分別產出0°→45°@27.9GHz及0°→60°@30GHz。執行0°→θ掃描之後，判定，導致接近所關注頻率之最大反射率的最佳θ ₁。此程序針對實例1及2分別產出0°→40°@30.9GHz及0°→60°@30GHz的最佳值，其中圖8C中以實線繪製對應之曲線。藉由鏡射幾何的實例0之A1鏡達成約-16dB的最佳效能，而實例1及2分別產出約-17dB及約-18dB。此外，不同於實例0(其具有相對平坦的頻譜)，實例1及2分別具有12.3%及9%的有限(約3dB)頻寬。此等值在目前的5G標準之規範內，例如，n261及n260頻帶(在其等各自頻率下具有3%及7.8%之頻寬)。

接下來，對於所選擇0°→θ ₁反射陣列幾何，判定其他繞射階損耗的信號量。對於此，入射波束對法向定向的角度被固定，以執行在從0°至80°範圍內的反射角掃之描圖8D繪製所得散射曲線，其中點表示實驗資料，而虛線表示引導眼睛。-9dB(實例2)及-17dB(實例1)之最大信號洩漏發生於鏡射方向(0°→0°)、其後接著在0°→-θ ₁方向的-17dB洩漏(對於兩個樣本)。實際上，對於子波長反射陣列(諸如實例1及2)(例如，格子週期小於λ/5)，僅可行的散射替代方案係0^th階鏡射反射(0°→0°)或-1^st階非鏡射反射(0°→-θ ₁)。對於實例1及2，此類損耗原本相對小，因此所選擇0°→θ ₁幾何確實接近於最佳。

當建立最佳0°→θ ₁組態時，已經驗證所製造的實例在廣泛入射角範圍內遵循所謂的廣義司乃耳定律。為此，對於所有選擇的入射角，需要判定導致達成最大反射的反射角(其中頻率保持恆定)。在圖8E中以點繪製的所得資料點非常吻合理論司乃耳定律(採用由所製造樣本之規格給定頻率及相位梯度值)。圖8E中之曲線之不同部分導致不同量的轉移功率，如從繪製對應之S₂₁參數隨著入射角(具有圖8E中根據司乃耳定律所選擇之反射角)而變動的圖8F而明白。可發現到在回散射方向始終達成最大功率量(參見例如圖2C之(c1)及(d1))，隨著反射角變得愈小而穩定下降，在約80°之θ _r達到約10dB的下降。小反射角之頻寬亦稍微抑制，在約80°之θ _r下降8%，如圖8C中以虛線所描繪。

所製造之反射陣列(例如，實例1及2)有效起作用且完全吻合廣義司乃耳定律。因此，該等反射陣列視為用於建立更複雜設計(諸如圖3A至圖3D、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B及圖6中所提議者)的有效功能組塊。

實例3、4及5

實例3至5經製造以示範執行波束分裂(諸如，圖1之反射陣列142、144、152及154)及用入射平面外的波束轉向(諸如，在圖1之反射陣列162及164中)的反射陣列。一種將波束分裂功能至新增常規反射陣列(即，其中法向波束偏轉至兩個方向，θ _r=±θ ₁)的直接方式係將反射陣列堆疊成多個片材，使得所有相鄰片材具有相反的定向感。此方法需要每一片材之尺寸適當，既不太小(因為此將導致由於相鄰片材之相消干涉而引起信號惡化)亦不太大(因為此將導致單反射主導，而非波束分裂)。

從數值反射陣列理論(Huang & Encinar,2008)，在本揭露中發現，為了消除相消干涉效應，該等列必須以使得每一最大元件直接位於最小者下方的方式定向，如圖1之反射陣列142、144、152、及154中所示。實例4為此類具有θ：0->±60°功能性之波束分裂器(參見圖9B及圖9D)的實例，其中在圖9F及圖9G中以黃色表示其性質表示。為了參考，比較實例4之效能與具有由相同單位單元元件所建構一般0->+60°結構的實例3之效能(參見圖9A，以及圖9F及圖9G之紫線)。應注意，波束分裂器比一般的反射陣列更差約2至3dB，符合其有效地功率分配器(power divider)的事實。

為了達成在交界地板/天花板處的入射平面外轉向(圖6中以綠色箭頭予以描繪)，可使用更通用的反射陣列方程式(Huang & Encinar,2008)(Huang & Encinar,2008)，在應用條件φ _i=0°,φ _r=90°之後導致以下相位分佈：

對於相同入射角及反射角

的情況(其仍與本文中所描述之交界相關)，此簡化為簡單格子(圖1中示意性地視覺化為之反射陣列162)。此類型反射陣列之唯一缺點為其將TE偏振RF波束轉變成部分偏振TM波束(反之亦然)，從而導致稍微較不有效的信號轉移。然而，現代行動電話一般具有對兩個波束偏振敏感的天線，因此將始終至少有一定量的信號存在。實例5為此類具有θ：60°->60°、φ：0°->90°功能性之入射平面外的反射陣列之實例(圖9C及圖9E)，其頻譜對應於圖9F中以紅色描繪之最佳角度組態。實例5之反射陣列具有圖1中所描繪之圖案162(但在單位單元中具有4×4個元件)。

圖9H展示實例3至5之層壓膜截面。每一樣本具有0.77mm的總厚度且由經圖案化於127微米厚PET層(其亦充當外保護層)之頂部的38微米厚Cu接地及FSS層所組成，該等層被包夾於兩個50微米厚的OCA層之間的508微米厚聚碳酸酯(PC)膜分離。下表3亦列出實例3、4及5之簡要說明。PC膜可可以商標名稱# 38-20F-GG購自CS Hyde Company,Lake Villa,IL。

製造步驟

以下製造步驟對於實例3至5相同。各實例具有具有呈方形貼片形式之諧振器結構的薄Al圖案層，及呈38微米厚銅形式的接地平面。

藉由蒸鍍塗佈Ti(5nm)種晶層至光學級熱穩定化PET膜來製備膜基材。藉由將該經蒸鍍/經種晶膜基材沉積有150nm鋁來製備經圖案化之諧振器結構。圖案化程序係基於具有小於約0.1mm之特徵解析度的專屬技術。

藉由使用OCA在經圖案化諧振器膜與接地平面膜之間輥壓中介膜層來製備功能性反射陣列膜。所有樣本之接地平面網格圖案皆相同且基於1oz銅(來自單層FR-4板)。在下表4中給出實例3至5之諧振方形貼片(標記為「a」至「d」)之尺寸。

反射陣列單位單元中之每一方形已被指派特定直徑(列於表4中)，使得其產生從單位單元之第一環之360/n度(為360/4=90度)遞增地增加至高達最後環之360度的相位回應(如定義，至多任意相加性常數)，其中n係單位單元中的環數。此轉譯為311.7deg/cm相位梯度(此繼而轉譯為dx=4dy格子週期(dy=2.887mm)。最後，使用廣義司乃耳定律sin(θr)=sin(θi)+grad(φ)*λ/2π，對於30GHz操作頻率，此導致0至60度波束轉向效能。實例3、4及5具有對應於圖1之格子圖案120、142、及162之各別圖案。實例3至5之間的差異僅在於其與沿y方向的格子配置，如圖9A至圖9C中所描繪。

實例6：在L型交界處之一組基礎反射陣列

在實例6中，根據圖3D所示之組態，多個反射陣列設置於L型交界處。當將多個反射陣列組合成一波束轉向組態時，測試該多個反射陣列之效能。此處，建築物內部的L型隅角經選擇作為測試環境，其描繪在圖10A中。將實例1之多個反射陣列組合成兩個大於76.8cm×40.1cm堆疊(陣列1及陣列2)，接著置放在L型交界之兩個壁上。雖然此類結構最終對於0°→40°(而非0°→45°)波束重導向效能為最佳，但結構整體上仍有效發揮作用，且前文針對80°<|θ ₁|+|θ ₂|<100°所規定的反射陣列角度範圍內。(對於θ ₁,θ ₂角度定義，參見圖3D之插圖)。比較此等陣列之效能與扁平鋁片材(亦即，參考實例0)之鏡射效能，該扁平鋁片材具有96.8cm×96.8cm之尺寸(其45°投影相當於陣列1或2)。

首先，判定如圖3D所示之理想化組態/系統的預期波束轉向效能。使用基本射線光學理論，在以下方程式(2)中，可發現到此系統的輸出角δ取決於非法向輸入角度θ(如圖10B之插圖所視覺化)：

其中δ係回應於角度θ之入射波束(相對於反射陣列1，其具有反射陣列角度θ ₁)的反射角(相對於反射陣列2，其具有特性反射陣列角度θ _array=θ ₂)。陣列1及陣列2之波束轉向角度大致按θ ₂=90°-θ ₁相關，諸如圖3D所描繪圖10B描繪各種θ ₁,θ ₂組合的所得曲線，其中按用射線光學理論所預測描繪用於不同反射陣列組合的輸出角對入射角。如圖10B所示，垂直(水平)線對應於在陣列1(陣列2)處達到的小角度臨限條件。對稱的θ _1,2=45°組合展示單式回應(unitary response)δ~θ+O(θ ²)(圖10B中以藍色描繪)，而非對稱者係線性δ~θtan(θ ₁)+O(θ ²)(對於θ ₁=60°,θ ₂=60°，圖10B中以黑色描繪)。模擬結果展示，δ及θ的實際範圍受限於系統之幾何約束(而非受限於回散射或小角度條件)，與入射在陣列2上的波束之大偏心位移耦合。因此，陣列1之有效工作區域通常係在約50%近距離處(例如，在2倍走廊寬度之距離處)，且當TX/RX側進一步遠離其時變得更有效率。

由於陣列1或2中之反射陣列的最佳角度係40°(而非45°，且其不增加高達90°，如圖3D所規定)，所以當輸入波束法向入射時，實例6的實際輸出角係評估為隨頻率而變動(如圖3D所視覺化，考慮x=0的情況，亦即，θ ₁=θ ₂=45°)。對於此，射線光學及反射陣列理論用於達成圖10C中所繪製之曲圖，其繪示由具有入射波束嚴格法向之多個實例1所構成的實例6之輸出角對頻率的標繪圖。額外x軸(綠色)表示所得((0→θ ₁),(0→θ ₂))系統的有效反射陣列參數，其中θ ₁=θ ₂=θ _1,2。實例6之反射陣列最初經設計用於27.9GHz，且在此頻率下，輸出角係δ=0°。如圖8C中之單一反射陣列頻譜所指示，在此頻率下可實際上轉移的信號之量非常小。相比而言，對於約31GHz的最佳效能頻率，觀察到預期轉向角度移位至δ=-8°。此模擬結果密切吻合δ=-6.5°的實際資料點，此發現於兩個喇叭形天線(連接至網路分析器)經置放遠離反射陣列達約10呎(3.05m)，使得入射角固定θ=0°，但接收器被偏心移動直到信號已達成最大(在31.1GHz)。

圖10D描繪使用網路分析儀記錄的反射陣列之全反射頻譜。值得注意的是，與實例1的單一反射陣列相比較，實例6之系統的頻帶中心向右移動約0.5GHz(參見，圖8C中的藍色實線)。3dB頻寬亦從由單個反射陣列達成的12.3%下降至約5.4%，其很可能是較大反射陣列區域(Huang & Encinar,2008)(Huang & Encinar,2008)以及其相互近場相互作用的結果。觀察到，移除樣本引起約50dB的信號下降(如黃色所示)，亦即，毫米波信號幾乎不可能穿透L型交界。相比而言，在鏡射幾何中的鋁鏡的置放導致相當於直接視線(DLOS)情況(以紅色描繪，如當兩個喇叭形天線面向彼此時測量)的信號(以綠色描繪)。總體而言，在最佳31.1Ghz頻率下，反射陣列比鏡更差約9dB，其中約4dB來自較大累積的光學路徑。其餘的約5dB損耗導致每樣本約2.5dB，其相當於圖8C中所獲得之值。小的額外損耗可能起因於相消干涉，該等相消干涉源自包含堆疊反射陣列之元件的格子錯配以及藉由所附接之樣本的非平坦度。

最後，執行在較高距離下之互補測量，其中傳輸器及接收器喇叭形天線經定位遠離反射陣列達7.62m(25呎)與10.7m(35呎)之間(圖10E)。在此情況下，使用由TX側上之信號產生器及在RX側上具有電壓計之放大器所組成的不同設置。在31.1GHz之最佳效能下的所得測量值對於反射陣列以藍色展示及對於鏡射Al鏡以綠色展示。對於Al鏡，繪製對應於(等效於自由空間)總和距離路徑損耗模型P _r~(d ₁+d ₂)^-2的理論曲線，其中d ₁(d ₂)係相距於傳輸器(接收器)之距離(Wu,2021)(Wu,2021)。總體而言，觀察到在較高的距離下，實例6比Al鏡更差約17dB。與前文的兩倍較大值相比，約9dB數字很可能是較差的樣本及在較高距離下喇叭形天線對準的結果。

來自實例6之結果，發現到反射陣列甚至在組合在一起之後仍有效發揮作用(即使其反射陣列角度稍微偏離規格)。雖然所得效能比Al鏡之效能稍微糟，但相較於無任何者不存在於L型交界之壁上的情況，至少更佳約50dB。可預期，一旦反射陣列適當地預先模型化且配置在一起，則可實質上改善在有問題的NLOS區域(諸如走廊交界處)之毫米波信號傳播。