设计出反射系数相移为零度的物理结构是一项特别有趣的挑战。虽然从理论上讲，这是完美磁导体（PMC）的行为，但自然界中并不存在完美磁导体材料。如果设计得当，这些超材料有望提高天线性能，同时减小整体尺寸。金泽工业大学的牧野博士利用双环周期结构在这一领域取得了进展。图 1 所示的结构在 9.5 GHz 时显示出 PMC 的反射相位，该结构最初是在他的实验室中设计、制造和测试的。后来，又在 XF 中对其进行了模拟，结果发现两者吻合得很好。
图 1：制作的双环周期性 FSS 结构。
我们制作并测量了两种频率选择性表面（FSS）结构；图 2 中的周期性双环都出现在这两种结构的表面。对于情况 I，FSS 包含厚度为 0.564 毫米的单层基底，而情况 II 则包含额外的间隔层，并以金属板作为衬底，总厚度为 5.264 毫米。
图 2：圆环的尺寸。
对于XFdtd仿真，如图 3 和图 4 所示，每种情况下只对单个双环单元进行建模。在计算过程中，对单元采用了周期性边界条件，以更好地表示制造结构，同时减少内存和运行时间要求。线性极化平面波正常入射到周期结构上，以匹配测量条件并收集散射场。
图 3：案例 I 的单元格：FSS 结构。
图 4：情况 II 的单元格：金属背 FSS 结构。
如图 5 和图 6 所示，计算了情况 I 的传输系数，并与测量结果进行了比较。
图 5：情况 I 的传输系数大小。
图 6：情况 I 的传输系数相位。
如图 7 所示，计算了情况 II 的反射系数相位，并与制作的金属背 FSS 进行了比较。从图中可以看出，该结构设计合理，在 9.5 GHz 时与 PMC 一样具有零度反射相位。
图 7：情况 II 的反射系数相位。
在 9.5 GHz 时，使用三个单元格运行了额外的情况 II 仿真，并保存了稳态电场。图 8 显示了金属背 FSS 表面的非均匀场分布。如果这种结构用于低剖面天线，在确定反射器上方的辐射器高度时，应考虑这种分布。
