期刊观察--基于Drude超表面的电磁透明天线设计
不同频段的天线需要放置在一起，以实现多种通信目标。然而，当在低频带（LB）工作的大型天线与在高频带（HB）工作的小型天线一起使用时，前者的辐射会阻挡后者，从而影响天线系统的整体功能。
J. Tao et al., "Design of Electromagnetic Transparent Antennas Based on Drude Metasurface for High-Band Compatibility," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 6, pp. 4911-4919, June 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3399880.
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原理
如图所示，普通金属在MHz、GHz和THz频段具有较大的电导率，这些波段是准完美电导体（PEC）材料，因此，传统的金属基偶极子天线在LB上工作会影响在HB下工作的天线的辐射方向图。
然而，Drude材料的表面电导率虚部的绝对值逐渐减小并趋近于零，随着频率的增加，可以证明是EM可穿透的。因此，在LB下工作的Drude超表面偶极子天线不会影响在HB下工作的天线的辐射方向图。
与传统的金属基天线相比，由Drude超表面制成的偶极子天线可以保持附近HB天线的辐射方向图，而不会影响辐射性能。互连的超表面旨在确保HB的低表面电导率和LB的高表面电导率，从而提供与HB天线兼容的低雷达散射截面（RCS）。
EM 透明度和与 HB 天线的兼容性
推导了具有无限长度和有限宽度的Drude条的散射宽度（SW）表达式，以分析其散射。
以下公式找到远区散射场
因此，电场的远区散射球形分量可以表示为
SW可以表示为
与金属条相比，超表面条的散射在9.3 GHz左右降低，这有望应用于HB透明天线。
研究发现，即使尺寸减小到2×1个单位，归一化的总RCS也保持在接近零的水平，这意味着具有2×1单位的Drude元表面仍然是有效的EM透明材料。
该技术的制备技术可能会影响Drude超表面有效参数的可靠性，尤其是精细阻抗变压器。如果不能保证有效参数的有效性，则会影响EM的透明度特性。随着微纳加工和纳米加工的快速发展以及先进的材料技术，我们期望通过使用其他内部周期较小的材料来实现各种有效的均质材料。这些“人造”有效的二维材料为多频段兼容天线的设计提供了更高的自由度。
