双屏带阻频率选择表面的反射特性研究

陈新邑，万春明，张凤东

（长春理工大学 理学院，长春 130022）

频率选择表面（FSS）是一种二维的周期性结构，由金属单元或金属屏周期性开孔构成［1］。由金属单元构成的二维周期结构称为带阻型FSS，由金属屏周期性开孔构成的FSS常称为带通型，FSS与电磁波相互作用可实现空间滤波器的功能。一般FSS需要由衬底支撑，因此，对FSS特性的影响因素包括单元的形状、尺寸，单元的排布方式、周期大小，以及入射电磁波的极化方式及入射角等［2］。因此，对FSS的分析和设计是多参数优选问题。

国内对带通型FSS的研究相对较多，且多数用于雷达舱的隐身［3-5］。而带阻型FSS可用于天线的副反射面，实现通讯天线的频率复用［6-7］。本文采用谱域法对双屏带阻型FSS的特性进行研究。

1 分析方法

分析FSS特性的方法较多［8］，本文利用谱域法［9］对双屏带阻FSS结构的特性进行分析。

谱域法的核心是将散射场用FSS单元中的电流密度J表示出来（带阻型）。由于FSS结构的周期性，FSS单元中的场满足Floquet定理，在FSS表面强加切向边界条件，并利用傅立叶变换可得到单元切向电场的谱域积分方程，利用矩量法求解积分方程可求出电流密度J，进而求出反射系数和透射系数。其中，在求解积分方程选取屋顶函数作为基函数。

2 双屏FSS结构及仿真结果

针对双屏带阻FSS在天线副反射面中的应用，设计了一种双屏带阻FSS结构，如图1所示。FSS单元为十字形的贴片，如图2所示。其中单元周期为T，正方形排布；臂长为L，臂宽D；介质层的厚度用d描述，εr为介电常数。……