自由空间损耗周期结构电磁散射分析

"自由空间损耗周期结构贴片/孔径电磁散射分析" 这篇论文主要探讨了自由空间损耗周期结构的电磁散射特性，作者孟林来自电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室。论文中，作者采用了频域矩量法（Frequency Domain Method of Moments, FDMoM）对这种特殊结构的电磁散射行为进行分析。频域矩量法是一种常用在电磁场数值计算中的方法，尤其适用于处理结构复杂、尺寸较大的问题。 周期结构通常由二维的周期性导体贴片或孔径组成，因其独特的带阻或带通滤波性质，在天线罩、天线设计、光束调控以及电磁兼容领域有广泛的应用。例如，它们可以被设计成频率选择表面（FSS）、光子带隙材料（PBG）、电磁带隙材料（EBG）甚至是左手材料（Metamaterials）。这些材料具有独特的电磁性质，如频率选择性、负介电常数和负磁导率，使得它们在无线通信、雷达隐身和电磁干扰抑制等方面具有潜力。 近年来，研究人员尝试将周期结构应用到吸波材料中，以提高其性能。比如，电子科技大学的陈良团队通过将传统FSS中的导体贴片替换为电阻贴片，并结合不同厚度的介质基片，开发出了宽频吸波材料。而南京大学刘红英等人则研究了FSS加载的纳米吸波涂层如何改善金属板在S波段的吸波性能。 论文中提到，周期结构的分析通常依赖于电磁场数值方法，包括矩量法、有限元法（Finite Element Method, FEM）和时域有限差分法（Finite Difference Time-Domain, FDTD）。陆卫兵使用改进的矩量法对大尺寸有限单元的周期结构进行分析，周永江采用有限元法研究十字型FSS，而马嘉俊则利用FDTD方法分析介质FSS。 本文的重点在于使用Mittra的频域矩量法来计算任意平面波入射下周期结构贴片/孔径元胞的表面等效感应电流分布和反射系数。通过这种方式，作者能够深入理解这些结构如何影响电磁波的传播和散射。论文中的数值结果与Barry的矩量法结果进行了对比，两者的一致性证明了所用方法的准确性。 在电磁建模过程中，作者做出了几个简化假设：结构尺寸无限大以忽略衍射效应、入射波为单色平面波、贴片厚度忽略不计以简化为二维模型。这些假设有助于简化计算，同时不影响对基本物理现象的理解。 这篇论文为理解和设计损耗周期结构提供了有价值的理论基础和计算工具，对于电磁散射和波的调控领域的研究者来说，是一份重要的参考资料。