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(1.南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室， 江苏南京 210044；2.南京信息工程大学电子与信息工程学院， 江苏南京 210044)

0 引言

频率选择表面是由谐振单元按照一定规律排列成的二维周期性平面结构，对电磁波具有频率选择和极化选择的特性，能够有效地控制电磁波的透射和反射。频率选择表面主要分为贴片型和孔径型两种，贴片型是在介质基板表面周期性地印上规则的导体贴片；而孔径型是在金属板上周期性地开一些槽孔。这两种类型分别表现出全反射(贴片型)、全透射(孔径型)，分别被称为带阻型FSS或带通型FSS[1-3]。频率选择表面的应用十分广泛，在天线罩[4]、极化器[5]、雷达截面(Radar Cross Section, RCS)[6]以及电磁吸收材料[7]等领域都有涉及。

目前关于多频段双极化FSS结构的研究有很多。如文献[8]基于矢量模式匹配法设计的方环复合Y型FSS结构，在0°～45°范围内，Ku/Ka波段传输特性良好[8]。文献[9]中设计了双层Ku/Ka波段FSS结构用于天线副反射面，实现了Ka波段透射、Ku波段反射的特性。文献[10]利用FSS结构设计了一种Ka波段圆极化微带反射阵天线有效抑制了耦合，提高了增益，展宽了带宽。由于35 GHz和94 GHz这两个中心频率处大气传播衰减较小，是毫米波中最常用的两个频段，研究这两个频段基于FSS结构的双反射面天线是毫米波气象雷达发展的需要，对国内毫米波技术研究发展具有重要意义[11]，而这一技术最为关键的是用作副反射面的特定FSS结构，因此本文主要设计了一种新型FSS结构。

1 新型扇形环状FSS结构的物理模型设计与分析

1.1 FSS理论分析

当平面电磁波照射FSS构成的周期结构是：每个单元都将产生感应电流，其大小由入射电磁波与FSS单元之间的耦合能量决定。……