“万里长城”结构启发设计的带有极化选择特性的水基FSR
由于受到复杂电路设计和电磁性能的限制，极化可重构或多功能频率选择吸波体（FrequencySelective Rasorber, FSR）在设计上面临很大的挑战，许多基于电路设计的FSR由于通过控制PIN管的通断来改变通路的状态，可重构性能有限，往往局限于对于某个频点的控制。为此，本文提出了一种基于长城结构的水基极化可重构FSR。该结构由交叉纵横的两种水通道组成长城的结构特点，可分别注水或抽水，无耗层为十字缝隙型FSS。该设计的新颖之处在于，两种水通道中都可以进行注水或不注水，通过向不同的水通道注水，可以在三种不同的工作状态之间切换。而且本文所设计的可重构水基FSR在切换状态时，改变了整个单元结构，可实现了较宽频带的可重构。工作模式具体如下：当水平通道中充满水而垂直通道中没有水时，该结构工作状态为具有单极化选择性的FSR：此时FSR只允许特定极化的电磁波在3.1GHz通过，插入损耗为-0.78dB，而另一种极化的电磁波被隔离。当两个通道被水填满时，该结构在原有通带处，任何极化的电磁波都无法传播，同时在高频段起到吸波体的作用。此外，搭建了可重构水基FSR的自动控制系统，实现了结构内水的状态切换和温度恒定。最后，制作了该设计的原型，并进行了仿真和测试，以验证该设计的可行性。
图1长城结构水基FSR单元结构示意图
图2三种工作模式：（a）对TE极化电磁波具有选择性（b）对TM极化电磁波具有选择性（c）对双极化的电磁波均处于隔离状态（d）无水状态下，参照状态
图3搭建了可重构水基FSR的控制系统
以上相关工作以“Low-profile and Dual-polarization Water-based Frequency Selective Rasorber with Ultra-wideband Absorption” （DOI：10.1109/MAP.2022.3154978.）为题长城的结构特点，发表在IEEE学术期刊《IEEE Antennas and Propagation Magazine》上。孔祥鲲副教授为本文的通讯作者，硕士生孔令奇为本文的第一作者，主要研究方向为液体频率选择吸波体，目前在英国利物浦大学攻读博士学位。
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