基于布洛赫分析的有损耗纯金属交错滑动对称蘑菇结构及其在宽频反射式卢嫩堡透镜中的应用

《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》：Bloch Analysis of Lossy Metal-Only Interleaved Glide-Symmetric Mushrooms and Application to Wideband Reflecting Luneburg Lenses

　　我们提出了一种基于多模态转移矩阵法的布洛赫分析方法，用于严格表征一般二维周期性结构的有限电导率和表面粗糙度损耗，从而克服了商用全波电磁求解器的局限性。该方法将二维布洛赫分析重构为一组沿单位晶胞所关联的不可约布里渊区主边缘定义的一维等价周期问题。这种降维处理显著抑制了数值噪声，同时提高了计算效率并增强了所提取复色散特性的稳健性。基于此框架，我们提出并分析了一种在平行板波导中实现的新型纯金属交织滑移对称蘑菇型单元。将该拓扑结构与交织滑移对称床钉构型进行基准对比，结果表明其具有更高的可实现等效折射率、更低的频率色散、更高的紧凑性以及可比的各向同性。这些特性使该单元非常适合用于合成需要高折射率值和各向同性行为的宽带渐变折射率透镜。仿真进一步表明，与非交织滑移对称结构和常规周期结构相比，交织结构的优势依然存在。为了优化单元参数并提高工作带宽，我们引入了一种基于折射率随几何参数的局部频率变化的一般设计方法。最后，通过设计一个在K波段工作的宽带反射型伦勃格透镜，展示了所提出单元的能力。