1.频率选择表面描述
分层结构与材料属性见表6-2。
表6-2 分层结构与材料属性
2.频率选择表面单元
形式：圆环，内径Rin=0.6mm,外径Rout=1.2mm。
阵列形式：采用矩形阵，x轴方向间距a=3.5mm，y轴方向间距b=3mm。
所采用的FSS单元形式与尺寸如图6-15所示。
图6-15 所采用的FSS单元形式与尺寸
图6-16 两层FSS+五层介质平板结构
3.计算项目
计算垂直入射时，该频选结构的透波率和反射率如下。
频率范围：2～12GHz，采用自适应插值扫频技术（AFS）。
采用的技术：MoM+PBC。
4.两层FSS与5层介质平板的反射率/透波率——仿真过程
启动CADFEKO，新建一个工程“FSS_ring_with_5_layers.cfx”，在以下的各个操作过程中，可以实时保存做过的任何修改。
（1）定义长度单位
单击“Home”菜单中的“Model unit”按钮，在“Model unit”对话框中，选中“Millimetres(mm)”单选按钮，如图6-17所示。默认单位为m（米）。
图6-17 定义长度单位
（2）定义变量
在CADFEKO中左侧的树形浏览器中双击“Variables”结点，依次定义如下变量。
最小工作频率：fmin=2e9。
最大工作频率：fmax=12e9。
FSS单元内环半径：Rin=0.6。
FSS单元外环半径：Rout=1.2。
x轴方向单元间距为：a=3.5。
y轴方向单元间距为：b=3。
频选厚度：t=0.018。
第1、2、4、5层介质材料：
相对介电常数：epsr1=3.4。
介质损耗正切：tand1=0.005。
厚度：h1=0.5，h2=0.5。
第3层介质材料：
相对介电常数：epsr2=1.1。
介质损耗正切：tand2=0.0025。
厚度：h3=5。
（3）定义材料
图6-18 定义变量
在CADFEKO左侧的树形浏览器选中“Media”结点，单击鼠标右键，选择“Dielectric”选项，在弹出的“Create dielectric medium”对话框中进行如下设置。
定义相对介电常数“Relative permittivity”：epsr1。
介质损耗正切值“Dielectric loss tangent”：tand1。
Label：mat1。
单击“Add”按钮，继续设置。
定义相对介电常数“Relative permittivity”：epsr2。
介质损耗正切值“Dielectric loss tangent”：tand2。
Label：mat2。
单击“Create”按钮，如图6-19所示。
图6-19 定义介质材料
在CADFEKO中左侧的树形浏览器中，选中“Media”结点，单击鼠标右键，选择“Media Library”选项，在弹出的“Media library”对话框中选中第28种材料“Copper”，单击“Add to model”按钮，如图6-20所示。
图6-20 从材料库中选择材料“Copper”添加到工程中
（4）建立FSS单元模型
单击“Construct”菜单中的“Ellipse”按钮，弹出“Create ellipse”对话框，进行如下设置。
Centre point：(U：0.0,V：0.0,N：0.0)。
Radius(U)：rin。
Radius(V)：rin。
Label：rin。
单击“Add”按钮，继续设置。
Radius(U)：rout。
Radius(V)：rout。
Label：rout。
单击“Create”按钮，如图6-21所示。
图6-21 创建rout和rin
在左侧的树形浏览器中，在“Model”→“Geometry”结点下，选中模型“rin”，单击鼠标右键，选择“Apply”→“Subtract from”选项，弹出“Subtract from”对话框，单击树形浏览器中的“Geometry”结点下的模型“rout”，把新生成的模型命名为“cell”。
（5）为模型“cell”赋面材料属性
在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选中模型“cell”，在左下角的“Details”中，展开“Faces”结点，选中所有的面元，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，弹出“Face properties”对话框，进行如下设置。
Medium：Copper。
Thickness：t。
单击“OK”按钮，如图6-22所示。
图6-22 为模型“Cell”面元赋面材料属性
（6）复制、平移模型“Cell”
在左侧的树形浏览器中，在“Geometry”结点中选中模型“cell”，单击鼠标右键，选择“Copy special”→“and translate”选项，弹出“Copy and translate”对话框，进行如下设置。
From：(U：0.0,V：0.0,N：0.0)。
To：(U：0.0,V：0.0,N：-h2-h3-h2)。
Number of copies：1。
单击“OK”按钮，如图6-23所示。
（7）创建介质层
单击“Construct”菜单中的“Cuboid”按钮，弹出“Create cuboid”对话框，进行如下设置。
Define method：Base centre,width,depth,height。
Base centre(C)：(U：0.0,V：0.0,N：0.0)。
Width(U)：a。
Depth(D)：b。
Height(H)：h1。
Label：sub1。
单击“Add”按钮，继续设置。
Base centre(C)：(U：0.0,V：0.0,N：-h2)。
Width(U)：a。
Depth(D)：b。
Height(H)：h2。
Label：sub2。
单击“Add”按钮，如图6-24所示。
图6-23 模型“cell”的复制、平移
图6-24 创建sub1和sub2
Base centre(C)：(U：0.0,V：0.0,N：-h2-h3)。(www.chuimin.cn)
Width(U)：a。
Depth(D)：b。
Height(H)：h3。
Label：sub3。
单击“Add”按钮，继续设置。
Base centre(C)：(U：0.0,V：0.0,N：-h2-h3-h2)。
Width(U)：a。
Depth(D)：b。
Height(H)：h2。
Label：sub4。
单击“Add”按钮，如图6-25所示。
图6-25 创建sub3和sub4
Base centre(C)：(U：0.0,V：0.0,N：-h2-h3-h2-h1)。
Width(U)：a。
Depth(D)：b。
Height(H)：h1。
Label：sub5。
单击“Create”按钮，如图6-26所示。
（8）材料设置
1）在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选中模型“sub1”，在左下角的“Details”中，展开“Regions”结点，选择所有的体，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，弹出“Region properties”对话框，如图6-27所示，进行如下设置。
Medium修正为：mat1。
单击“OK”按钮。
图6-26 创建sub5
图6-27 设置sub1体的材料属性为“mat1”
2）在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选中模型“sub2”，在左下角的“Details”中，展开“Regions”结点，选择所有的体，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，弹出“Region properties”对话框，进行如下设置。
Medium修正为：mat1。
单击“OK”按钮。
3）在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选中模型“sub3”，在左下角的“Details”中，展开“Regions”结点，选择所有的体，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，弹出“Region properties”对话框，进行如下设置。
Medium修正为：mat2。
单击“OK”按钮。
4）在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选中模型“sub4”，在左下角的“Details”中，展开“Regions”，选择所有的体，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，弹出“Region properties”对话框，进行如下设置。
Medium修正为：mat1。
单击“OK”按钮。
5）在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选中模型“sub5”，在左下角的“Details”中，展开“Regions”结点，选择所有的体，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，弹出“Region properties”对话框，进行如下设置。
Medium修正为：mat1。
单击“OK”按钮。
在左侧的树形浏览器的“Geometry”结点中，选择所有的模型（cell，cell_1，sub1，sub2，sub3，sub4和sub5），单击鼠标右键，选择“Apply”→“Union”选项，把新生成的模型更名为“FSS”。
（9）设定周期边界条件
单击菜单栏中的“Construct”→“Planes/arrays”→“Periodic boundaries”按钮，弹出“Periodic boundary condition”对话框，如图6-28所示，进行如下设置。
Number of dimensions：Two dimensions。
Start point：(U：-a/2,V：-b/2,N：0.0)。
End point of first vector：(U：-a/2,V：b/2,N：0.0)。
End point of second vector：(U：a/2,V：-b/2,N：0.0)。
图6-28 设定周期边界条件
单击“OK”按钮。
（10）电参数与求解设置
在左侧的树形浏览器中，由“Construct”切换到“Configuration”，进行如下设置。
工作频率设置，展开“Global”结点，双击“Frequency”，弹出“Solution frequency”对话框，进行如下设置。
选择：Continuous(interpolated)range。
Start frequency(Hz)：fmin。
End frequency(Hz)：fmax。
切换到“Advanced”选项卡：
勾选：Specify maximum number of samples，设置值为30。
勾选：Specify minimum frequency increment：0.1e9。
单击“OK”按钮，如图6-29所示。
图6-29 工作频率设置
a)设置自适应插值扫频计算 b)扫频设置（高级）
（11）激励设置
在“Global”结点中，选中“Sources”并单击鼠标右键，选择“Plane wave”选项，弹出“Add plane wave source”对话框，进行如下设置。
选中：Single incident wave。
Direction：(θ=0.0,ϕ=0.0)。
Polarisation angle(degrees)：90.0。
Label：PlaneWaveSource1。
单击“Create”按钮，如图6-30所示。
图6-30 设置平面波激励
（12）求解设置
在“Configuration specific”结点中，选中“Requests”结点，单击鼠标右键，选择“Transmission/reflection”选项，弹出“Request transmission/reflection coefficient”对话框，采用默认设置，单击“Create”按钮，如图6-31所示。
图6-31 设置反射率/透波率计算
（13）网格划分
单击“Mesh”菜单中的“Create mesh”按钮，弹出“Create mesh”对话框，设置如下。
网格剖分方法“Mesh size”：Custom。
三角形网格边长“Triangle edge length”：0.8。
单击“Mesh”按钮生成网格，如图6-32所示。
（14）提交计算
进入“Solve/Run”菜单，单击“FEKO Solver”按钮，提交计算。
（15）后处理显示结果
计算完成后，单击“Solve/Run”菜单中的“POSTFEKO”按钮，启动后处理模块POSTFEKO显示结果。
图6-32 生成网格
（16）显示2D结果
单击“Home”菜单中的“Cartesian”，进入直角坐标系，单击“Transmission/Reflection”按钮
，选择“TRCoefficients1”，如图6-33所示。默认情况下，会显示反射率。
图6-33 直角坐标系中显示T/R
在右侧控制面板中，可以看到以下内容。
Independent axis(Horizontal)：Frequency。
Quantity：Reflection coefficient。
显示的是Total和Magnitude，如图6-34所示。
图6-34 显示正入射反射率
把“Quantity”修正为“Transmission coefficient”，显示为透波系数，如图6-35所示。
图6-35 显示正入射透波率
（17）保存与退出
保存该文件并退出POSTFEKO。
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