团队汤润之博士在IEEE Transactions on Antennas and Propagation上发表研究成果
近日，电子科技大学电磁辐射与散射团队在极斜入射频率选择表面设计中取得最新研究进展，相关成果以“Dual-Polarized 3-D Frequency Selective Surface for Extremely Oblique Incidence Applications”为题，被电磁辐射与散射领域权威期刊IEEE Transactions on Antennas and Propagation录用。博士生汤润之为论文第一作者，屈世伟教授为论文通讯作者，电子科技大学为论文唯一署名单位。
随着现代雷达系统的快速发展，频率选择表面(FSS)天线罩对极斜入射电磁波的操控能力愈发重要。然而，传统的FSS在此情况下难以同时实现良好的极化稳定性和宽阻带特性。针对此问题，团队汤润之博士近日提出了一种基于各向异性介电常数调控机制的新型FSS设计方案。
首先根据各向异性媒质等效原理，汤润之博士理论分析了理想情况下FSS极斜入射电磁响应特点。分析结果表明，可以通过独立调控纵向与横向介电常数分量，使得FSS获得极化无关特性。
在此研究基础上，汤润之博士提出了一款三维低通FSS。该FSS主要由纵向蜿蜒线偶极子(LMLD)以及横向蜿蜒线偶极子(TMLD)组成的蜿蜒线交叉偶极子(MLCD)结构构成。其中LMLD和TMLD可以独立地调控FSS纵向和横向介电常数分量，从而能够巧妙地分别控制TM/TE极化响应，最终在80°的近掠入射角下实现了良好的极化稳定性。此外，还在FSS单元内关键位置加载吸波块以提升阻带性能。最终，设计的三维FSS单元尺寸为0.014λ × 0.014λ × 0.019λ (λ为通带中心频率对应波长)，80°入射时低频通带为0~1.1GHz，阻带覆盖4~18GHz超宽频段。
图 1 所提出的三维低通频率选择表面单元结构
(a) (b)
(c) (d)
图 2 不同入射角下的传输系数
图 3 加工的三维FSS样件
相比已有报道，论文工作首次验证了在高达80°入射角以及超宽带内实现极化不敏感FSS的可行性，并且还具有低剖面和小型化的优势。该成果可为未来高性能FSS天线罩的设计提供重要指导。