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频率选择性表面仿真方法 频率选择性表面仿真方法 西安电子科技大学天线系统设计高级培训 2008/06/19 刘莹 高级应用工程师 aliu@ Ansoft 公司 内 容 大 纲 FSS概述 HFSS与FSS结构设计相关的功能特点 单元选型与设计 阵列设计 共形FSS 左手媒质在微波工程中的应用 名词缩写表 AMC Artificial magnetic conductor （人工磁导体） EBG Electromagnetic bandgap （电磁带隙） FDTD Finite-difference time-domain （时域有限差分法） FEM Finite Element Method （有限元法） FSS Frequency selective surface （频率选择性表面） PBG Photonic bandgap （光子带隙） PML Perfect match layer （理想匹配层） FSS 概 述 频率选择性表面（FSS）功能上就是对空间中传播的平面波的“滤波 器”，物理上多通过周期结构来实现，属于典型的电磁散射问题； 它在特定的频带内或提供通带，或提供阻带 降低带外噪声；控制低Q值宽带天线的带宽，起到频率选择反射器的作用 （或二向色性表面） 在军用领域，FSS为天线提供隐蔽的带外收发频率 EMI 防护 左下方图中是FSS的新的应用领域 结构: 通常由周期性重复的金属薄片图形或金属层上掏空的缝隙组成 通常伴随有介质衬底用作匹配 有时也采用三维介质结构 各种不同的FSS单元 [1] 一个FSS结构的重要参数: 带宽– 在所需要的频带内呈现的阻带或通带特性 其测量值可通过测量FSS结构随入射波角度和频率变化的的传输和反射 特性得到 插入损耗– FSS结构在相应频带内的损耗 极化（需要时才考虑） 折射/衍射–在雷达的天线罩设计中，波束的斜入射、散射、或以球面波形式入 射到FSS结构上都会对FSS的通带/阻带特性产生重要影响 FSS的典型应用领域 天线罩 新型天线 隐身 PCB PI设计 FSS结构设计难点和重点 对于单元的选取和设计，由于其多样化导致等效电路模型复杂且缺 乏一致性，不便采用解析法计算； 设计指标不但对垂直入射的反射/透射相位/模有要求，还要兼顾斜 入射角的工作频带稳定性，而后者的设计往往难