本文档是一篇综述性学术论文（类型b），标题为《吸透一体频率选择表面研究进展》（Research Advances of Frequency Selective Rasorber），由西安电子科技大学的魏凯莉、徐为晰及通信作者吴边共同撰写。该文发表于2025年《安全与电磁兼容》（Safety & EMC）期刊第1期第34至47页及第61页。论文系统性地回顾了吸透一体频率选择表面（Frequency Selective Rasorber，FSR）这一电磁超材料领域的研究动态，并探讨了其在雷达隐身天线罩中的应用前景与技术挑战。
随着多基地雷达（multi-base radars）在反隐身系统中的广泛应用，军事通信平台的天线罩（antenna radomes）面临着高透波与宽带隐身双重需求的严峻挑战。传统的带通频率选择表面（Frequency Selective Surface, FSS）天线罩能够在特定频段实现电磁波的无损透射，并将带外信号反射至其他方向，从而缩减单站雷达散射截面（Radar Cross Section, RCS）。然而，这些反射信号极易被双基地或多基地雷达系统探测到，严重影响了武器平台的全方位隐身能力。在此背景下，集成了带内透波与带外宽带吸波功能的吸透一体频率选择表面应运而生。FSR的概念最早可追溯至1995年的一项美国专利，其核心思想是通过在天线罩表面覆加损耗材料来吸收特定频率的电磁波，但早期设计面临插入损耗（insertion loss）过大的问题。本文所综述的FSR技术，正是为了解决如何在保证通信频段信号高效透过的同时，在宽频带内吸收敌方探测雷达波，从而有效缩减多站RCS这一关键技术难题。
本文的核心内容是根据频率响应的不同，将FSR分为低透高吸（Transmission-Absorption, T-A）型、低吸高透（Absorption-Transmission, A-T）型以及中间透两边吸（Absorption-Transmission-Absorption, A-T-A）型三大类，并以此为纲，详细梳理了各类FSR的研究进展、设计方法、性能优化手段及其在雷达隐身中的应用。
观点一：T-A型FSR的设计方法已较为完备，其核心是实现通带以下的低插损透波和通带以上的宽带吸波。
论文指出，T-A型FSR的特征是在特定低频段实现透波，在高频段实现吸波。作者以2012年比萨大学Costa F等人提出的结构为例，阐述了T-A型FSR的经典设计方法。该方法通过电阻膜方环阵列实现高频吸波，并采用金属带通FSS作为底层，在低频段产生透波窗口。该研究结合了等效电路方法与全波数值模拟进行分析，但存在通带插损较大与过渡带较宽的问题。后续研究者在此基础上不断优化。例如，瑞典皇家理工学院的Motevasselian A等人提出了一种由两层容性损耗层和一层FSS组成的结构。在低频时，容性损耗层几近透明，电磁波由FSS层谐振透射；在高频时，FSS层充当反射地板，电磁波被容性损耗层吸收，成功实现了T-A型响应。在带宽拓展方面，2020年的一项研究将-10 dB吸波相对带宽提升至95.3%，而2021年的一项研究则采用水作为损耗材料，设计出低剖面双极化超宽带T-A型FSR，在3 GHz处插入损耗仅为0.55 dB，并实现了4.63 GHz至100 GHz的超宽吸收带，但其对测试和应用环境要求较高。总体而言，T-A型FSR因无需特别设计即可表现出透波响应，其实现已具备较成熟的手段。
观点二：A-T型FSR的设计关键在于拓宽并联谐振的高阻抗频率范围，以实现宽频吸收带和高频低插损透波窗口。
A-T型FSR的特点是低频吸收、高频透波。论文详细介绍了国防科技大学Chen Q等人于2017年提出的开创性设计。该团队通过在加载集总电阻的金属偶极子中心嵌入一个并联LC（Parallel LC, PLC）结构，成功构造了A-T型响应。其原理在于，PLC结构在带通FSS的通带内产生并联谐振，从而形成一个低插损传输窗口；而在更高频率，PLC等效为电感，整个结构则作为一个吸波器工作。该研究对降低FSR插入损耗具有重要借鉴意义。之后，该团队又通过平面螺旋电感与六边形环结构，实现了2.4 GHz至7.1 GHz的-10 dB吸波带和8.3 GHz至11.07 GHz的1 dB插损透波带。在材料与工艺革新方面，西安电子科技大学的吴边团队贡献显著。他们于2020年首次提出基于石墨烯全向平面电阻的低损耗A-T型FSR，避免了在超表面单元上焊接集总电阻，提高了结构平整度。2022年，该团队又通过引入2.5D金属化过孔结构，增大了等效电容与电感，实现小型化设计。这些研究表明，通过设计损耗层的宽带并联谐振特性，是实现宽频带A-T型FSR的主要技术路径。
观点三：A-T-A型FSR因其能够在透波频带两侧同时实现吸波隐身，具有最高的实用价值，是目前研究的绝对热点，其设计焦点在于通带插损的降低、透波及吸波带宽的拓展以及带外选择性的提高。
论文明确指出，A-T-A型FSR可在透波窗口的低频和高频段同时实现隐身，最符合实际作战需求。该类型由Shang Y等人于2014年首次系统性地提出，其通过加载集总元件的方环与偶极子阵列相结合，在吸波频带内构造了一个透波窗口。尽管该设计存在结构复杂、插损较大等问题，但提供了开创性的设计方法论。此后，大量研究围绕性能优化展开：在降低插损方面，2017年基于方环嵌套结构的FSR将中心频点插入损耗降至0.29 dB，2018年使用交指谐振器（interdigital resonator）的设计则将1 dB插损透波的损耗最低降至0.2 dB。在展宽带宽方面，南京航空航天大学Wang L等人于2019年通过在透波带内构造三阶谐振，将透波相对带宽拓宽至30.4%。吴边团队在2024年连续取得突破，先后提出了基于石墨烯-金属混合结构的FSR和基于石墨烯和绕线电感的FSR。前者通过引入8.5 GHz和17 GHz处的传输零点增强选择性，在8.72 GHz至11.22 GHz范围内实现1.5 dB插损透波，并分别实现了132%和36.8%的高、低吸收带相对带宽。后者则实现了7.15 GHz至12.4 GHz的1.5 dB插损透波和1.56 GHz至18 GHz的168%超宽带阻抗匹配。此外，为实现多功能一体化，论文还介绍了将极化转换表面（FSS）或漫散射表面与FSR结合的混合设计，例如散射-透波-吸波型FSR，实现了3.1 GHz至20 GHz范围内10 dB的RCS缩减。这些进展表明，A-T-A型FSR的损耗实现方式（如石墨烯薄膜）、宽带透波结构设计、过渡带传输零点引入方法等关键技术均得到了广泛关注与显著发展。
观点四：三维（3D）FSR结构在高角度稳定性、高选择性和低剖面方面展现出独特优势，但其加工复杂和重量较大的问题限制了应用。
论文将3D-FSR作为A-T-A型FSR的一个重要分支加以阐述。该概念由Shen Z团队于2016年首次提出，其核心思想是通过波导结构分别构建电磁波的吸收路径和传输路径。例如，一个典型设计利用终端短路的平行板波导作为吸收路径，在入口处焊接电阻构建损耗谐振腔以吸收电磁波；同时，通过相邻单元间的金属柱形成传输路径。2019年，该团队利用磁性铁氧体材料（magnetic ferrite materials）的磁性损耗实现了带宽比为2.6:1的超宽带吸收。2020年，Omar A提出了无需加载集总元件的3D-FSR，通过缝隙电容和曲折线电感构成的谐振单元实现低插损通带，并利用阶梯阻抗技术扩展吸收带宽。2022年，一种结合FSS与阶梯状铁氧体吸波器的3D-FSR被提出，利用FSS阻挡透波带电磁波进入吸波器，从而降低了磁性材料带来的通带插损。这些研究证明3D结构在性能上具有显著优势，但论文同时客观指出，其加工复杂、重量大、难以共形的缺点限制了其在雷达隐身系统中的实际应用。
本文的学术价值在于，它系统而清晰地构建了FSR领域的知识图谱。通过以T-A型、A-T型和A-T-A型三种频率响应为分类框架，将二十余年来的关键研究成果进行了梳理、对比和归纳，清晰地展示了不同设计的技术路径、性能水平、优缺点以及演进逻辑，为后续研究者提供了一个全面且深入的技术参考基准。在应用价值层面，论文深入探讨了FSR在天线罩加载和替代天线地板两种方式中缩减天线RCS的巨大潜力。它不仅指出了FSR在宽频段隐身天线设计中的核心作用，还敏锐地捕捉并阐述了该领域未来发展的三个关键方向：一是在宽频段隐身天线设计中进一步优化结构或引入新型功能材料；二是引入轻量化复合材料和柔性基底（如PDMS）以实现轻量化与柔性设计，以适应无人机等平台的需求；三是通过集成二极管（diode）、石墨烯薄膜、液态金属（liquid metal）等实现智能化与可重构技术，使FSR的频率响应能根据外界环境动态调节。最后，论文明确指出，尽管FSR在复杂电磁环境下的隐身中优势显著，但仍有诸多技术挑战亟待解决，此判断明确了该领域巨大的研究潜力和紧迫性，具有重要的导向意义。