单元建模，因此应用比较局限。第二种为Floquet谐波展开与矩量法互相结合的分析方法，被称为Periodic Moment Method的数值方法，理论模型的分析精度和包容性有了一定提高，局限性在于只能用于无限大平面的FSS结构。第三种为平面波谱展开和傅里叶变换结合法，与Galerkin方法相互结合，从而迅速地分析有限大FSS结构，同时也可以分析任意形状的 FSS 单元（选择子域基函数）。

    最近几年，有限元频率选择表面的分析方法得到了非常多的应用。有限元频率选择表面分析法是利用近似值求解数理边值的问题的数值技术，柯朗最早在1943年提出此方法，这也是由力学推广而来的，六十年代末期被引入到电磁场学科中。

    有限元法有两种方法：标量有限元方法、矢量有限元法。

    标量有限元法(节点有限元法)的原理是，在许多子域代表整个未知系数的简单插值函数连续的区域表示子域功能未知的函数。因此到原来的无限的自由度边界值问题变成有限度的自由，其次是利兹辽金变分法或代数方程组，然后通过求解方程边值问题。但时间谐波电磁标量有限元方法来解决这个问题出现奇异点，伪解和接口是不连续的，这样的问题困扰着许多国内和国际研究人员。

矢量有限元方法是对传统的有限元方法的改造，自由度给予单元边使得它非常容易添加边界条件，不会有奇点在劈尖的顶点，合理选择使离散元件内的直接模拟的矢量场的基函数，所以矢量场的散度为零，所以排除伪解，同时也克服常规的有限元方法的缺点。对比度标量有限元法，矢量有限元法具有以下优点：首先，电介质表面的磁场或电场，能满足切线连续性条件;第二，因为棱边之间的耦合弱于节点之间的耦合，所以得到总体矩阵有较少的非零元和较大的稀疏度，也就减少了一定的计算量。

    本文使用的有限元仿真软件中的HFSS软件来仿真分析频率选择标的相关特性的。

1.4  本课题主要研究内容：  

    本文将选择一个频率选择表面的仿真设计软件，以此仿真软件为基础，对带阻型、带通型两种频率选择表面进行了仿真和分析,利用FSS有限元仿真软件对频率选择表面的仿真可行性进行分析,并设计一种带通型频率选择表面为实例探索FSS软件仿真频率选择表面的基本分析方法文献综述、研究影响频率选择表面的传输性能的因素和不同参数对频率选择表面特性(包括谐振频率、传输带宽等)的影响规律，从而全面了解频率选择表面综合设计的过程。

    本文也将采用有限元的方法（标量有限元和矢量有限元）来进行仿真和综合设计。

2  频率选择性表面的基本理论

2.1  FSS单元特点   

频率选择表面单元大致分为两大类：(1)金属贴片单元;（2）金属屏的孔径单元，它们分别有着相同的电磁波选择功能和极化作用以及不同的传输特性，如图2-1所示。

金属贴片型频率选择表面是由平面内相同的形状的金属贴片的根据一定的规则范围内所形成的金属周期性地阵列，孔径型FSS与贴片型FSS相反，是通过在大型金属屏幕上的周期开口从而形成周期孔结构。