Doppelt beringte frequenzselektive Oberfläche
Die Entwicklung physikalischer Strukturen, die eine Phasenverschiebung des Reflexionskoeffizienten um null Grad aufweisen, stellt eine besonders interessante Herausforderung dar. Obwohl dies theoretisch das Verhalten eines perfekten magnetischen Leiters (Perfect Magnetic Conductor, PMC) ist, kommen PMC-Materialien in der Natur nicht vor. Bei richtigem Design versprechen diese Metamaterialien eine Verbesserung der Antennenleistung bei gleichzeitiger Verringerung der Gesamtgröße. Dr. Makino vom Kanazawa Institute of Technology hat auf diesem Gebiet Fortschritte erzielt, indem er eine periodische Struktur mit zwei Ringen verwendete. Die Struktur in Abbildung 1, die die Reflexionsphase von PMC bei 9,5 GHz zeigt, wurde ursprünglich in seinem Labor entworfen, hergestellt und getestet. Später wurde sie in XF simuliert und es wurde eine gute Übereinstimmung festgestellt.
Für die XFdtd-Simulationen wurde jeweils nur eine einzige Doppelringeinheit modelliert, wie in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt. Während der Berechnung wurden periodische Randbedingungen auf die Einheiten angewandt, um die hergestellte Struktur besser darzustellen und gleichzeitig den Speicher- und Laufzeitbedarf zu verringern. Eine linear polarisierte ebene Welle wurde normal auf die periodische Struktur eingestrahlt, um den Messbedingungen zu entsprechen, und die gestreuten Felder wurden gesammelt.
Die Transmissionskoeffizienten wurden für Fall I berechnet und mit Messungen verglichen (siehe Abbildungen 5 und 6).
Die Phase des Reflexionskoeffizienten wurde für Fall II berechnet und mit dem gefertigten FSS mit Metallrückseite verglichen (siehe Abbildung 7). Diese Abbildung zeigt, dass die Struktur gut konzipiert ist und wie PMC bei 9,5 GHz eine Reflexionsphase von null Grad aufweist.