西安日报记者 任娜
在西安电子科技大学的一间实验室内，一块看似毫不起眼的阵面静静地竖立着。当它接收到指令，无形的电磁波在其表面被精准地“裁剪”与“引导”：前一秒，它如同一座微缩基站，主动向外发射携带着信息的信号；下一秒，它又化身为敏锐的“感知雷达”，接收并解析环境中的电磁回波；甚至，它还能将空中的射频能量捕捉、转化为电能，点亮一旁的LED灯。
这块阵面，就是西安电子科技大学李龙教授团队最新研发的“电磁多维融合辐射-散射可重构智能超表面”。
它看似简单，却蕴含着一项足以重塑6G技术路线的原创性突破：在全球范围内，首次在同一个硬件平台上，实现了通信、感知、决策、无线供能四大核心功能的一体化融合。这项诞生于西安的硬核科研成果，为迈向“万物智联”的6G时代，开辟了一条颠覆性的技术路径。
打破那面“镜子”
从“单一反射”到“主动智能”
进入6G技术预研与布局阶段，全球信息通信行业都在向着空天地海一体化、万物智联、低功耗广覆盖的目标加速迈进。在众多关键技术路线中，可重构智能超表面被公认为是极具潜力的核心方向之一。
在通信世界里，信号的传播如同光线，遇到障碍会衰减、拐角会遮蔽。为了应对这一难题，学术界和产业界曾寄希望于“可重构智能超表面”（RIS）。它被形象地比喻为一面“智能镜子”，通过动态调控反射信号的相位，能将绕过障碍的“死角”照亮，从而增强网络覆盖。然而，这面“镜子”有其天然的局限性。
传统的智能超表面功能相对单一，只能被动地反射信号，但6G的目标是万物智联，它需要的不仅仅是一条通路，而是一个能感知环境、自主决策、甚至能为自己和周边设备“充电”的智能节点。
“在未来万物智联的场景里，海量设备长期在线、实时互联、低功耗运行，单一功能的器件很难支撑系统高效运转。”李龙教授介绍，团队在长期研究中深刻意识到，突破传统架构、实现多功能一体化，是智能超表面必须迈过的一道坎。这不仅是学术前沿的“无人区”，更是产业落地的“硬骨头”。谁能率先实现理论与技术上的原创突破，谁就能在6G核心技术竞争中占据主动。正是洞察到这一核心瓶颈，李龙团队决心打破这面“镜子”的桎梏，让它从被动的“反射工具”，进化成主动的“全能选手”。
一块阵面的“使命”
从“功能分立”到“一体四能”
“这项被命名为‘电磁多维融合辐射-散射可重构智能超表面’的技术，其核心突破在于理论源头与架构设计的双重创新。团队创新性地构建了‘简并集成的辐射-散射一体化调控理论’。”李龙告诉记者，通俗地讲，团队不再将“发射信号”（辐射模式）和“反射信号”（散射模式）视为两种必须由不同硬件完成的任务，而是通过精巧的电路与超表面原子结构设计，将二者统一于同一物理平台。设计框架就像一个乐高积木，前端的天线负责“看”（决定极化和频率），后端的3dB耦合器电路负责“动”（通过加载二极管切换模式、调控相位）。两者解耦，又灵活组合。这一“天线-电路解耦架构”带来了革命性的自由：通过在耦合器上加载两个PIN二极管，并控制其通断组合（11/00为辐射模式，10/01为散射模式），同一块超表面就能在“主动发射”与“被动接收感知”之间切换自如。
在此基础上，该团队进一步建立了“通信—感知—决策—供能”的一体化调控闭环。感知：超表面在散射模式下，像一张巨大的“电子皮肤”，感知外部电磁环境的变化，捕捉传感器的信号。决策：内置的控制逻辑根据感知到的信息，判断目标节点的位置与需求，自主做出决策。通信与供能：随后，它切换至辐射模式，像精准的“能量与信息投送手”，向目标节点定向发射无线信号，甚至进行无线能量传输。更令人惊叹的是，当PIN二极管处于特定状态时，超表面还能在接收模式下进行无线能量收集，将环境中的射频能量转化为直流电，为自身或其他低功耗设备供电。
这相当于给未来的6G基站装上了一双“智能眼睛”、一个“会思考的大脑”和一个“无线充电宝”，它看得见、判断得准、能高效通信、还能送能量，而所有这些，都依靠同一套硬件完成。团队相关负责人表示，这彻底打破了传统系统多硬件堆叠、功能分立的桎梏，硬件资源可以减少50%以上，功耗也大幅降低。
一项技术的“愿景”
从被动的“传输介质”到可决策的“智能环境”
技术的价值，最终体现在它对未来世界的改变。李龙团队的研究，已经为大家勾勒出一幅幅激动人心的应用前景。
在实验室，该团队搭建了一套“无人机边飞边充”的原理演示系统。记者看到，一架小型无人机在空中盘旋，而地面上的这块智能超表面，正自动追踪着它的轨迹，并将一束无形的能量精准地投向它。“这从原理上验证了我们对移动目标进行高效无线能量补给的能力，它为未来低空经济中无人机的无限续航、物流配送的永续运行，提供了颠覆性的解决方案。”
李龙教授从三方面做了解读：
“无源”的万亿物联：未来的智慧城市、智慧工厂中，将部署数以万亿计的传感器。为它们逐个更换电池是不现实的。李龙团队的技术，让超表面本身成为一个“能量灯塔”。它可以为周围成百上千个低功耗传感器提供无线的信息和能量支持，实现“免电池、免维护”的绿色物联网。
“自给自足”的智能表面：在偏远地区、荒漠或无供电设施的极限环境中，这块超表面可以收集环境中微弱的无线能量（如广播、电视、卫星信号）来“养活”自己，成为一个永不掉线的自供能感知与通信节点，为环境监测、边境防御等提供基础支持。
消灭复杂隐蔽环境通信盲区：在地下车库、矿井隧道、L形走廊等非视距场景中，传统信号衰减极速。该超表面能够充当“智能中继”，通过感知盲区设备位置，精准调控反射波束绕过障碍物。
这一技术的愿景，是在未来的智慧城市建设中，构建起一套“无形的基础设施”，让街道的墙壁、建筑的玻璃，甚至路牌，都成为智能超表面的一部分。让电磁空间本身，从一个被动的“传输介质”，转变为一个可编程、可感知、可决策的智能环境。届时，信号将不再是“穿透”城市，而是“生长”在城市之中。
采访中记者了解到，李龙教授团队的这项原创性突破，首次以单一硬件平台实现了多种功能的深度融合，彻底打破了传统通信系统多硬件堆叠的桎梏，揭示了电磁空间能量与信息协同调控的新途径。
这项诞生于西安的硬核科技，目前在线发表于国际权威学术期刊《国家科学评论》（NSR）。它不仅是写在顶级期刊上的理论创新，更是写在祖国大地上的实践成果。它从根源上破解了6G网络高集成、低功耗的演进难题，为中国在全球6G核心技术的竞争中，牢牢占据了一个关键的制高点，为开启一个真正万物智联的智能世界，奠定了坚实的物理基石。
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