一种红外透明的电磁屏蔽结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种红外透明的电磁屏蔽结构，为了解决现有红外透过率一定时，屏蔽效能低的问题。提出了该结构的红外透过率模型，推导出了理论公式。该结构是十字形结构和圆环形结构相结合，主要由多个相同拓扑单元结构阵列组成的频率选择表面，可提高传统十字形结构屏蔽效能。当电磁波垂直入射于本实用新型专利技术所提出的拓扑结构时，对于1GHz到18GHz频段的电磁波会有较高的屏蔽特性，同时红外透过率高于90％。

An infrared transparent electromagnetic shielding structure

【技术实现步骤摘要】
一种红外透明的电磁屏蔽结构
本技术涉及电磁场领域和周期结构中频率选择表面设计领域，特别是涉及一种红外透明的电磁屏蔽结构。
技术介绍
电磁辐射被认为是第四大公害。电磁辐射扰乱身体内环境的平衡，对人的身体健康有巨大的危害。环境中的电磁波，会干扰人体免疫系统并导致组织修复减少，可能诱发各种疾病。电磁辐射造成的电磁干扰，不仅影响人们的正常生活，而且可能威胁国家的军事机密。电磁波能够穿透军事设备的敏感器件，使对方雷达迷茫、无线电通讯指挥系统失效、导弹火炮等武器失控。因此，寻找提出高效的电磁屏蔽方法，来提高各种武器平台的防护能力是各国军事领域的一项重大课题。特别在光学窗口，为了可以观察外部环境而不至于外部电磁波影响内部电磁器件，这就要求有高的红外透过率的同时，对于某波段的电磁波能够有效屏蔽。
技术实现思路
本技术提出一种红外透明的电磁屏蔽结构，为了解决现有几何拓扑结构在红外透过率一定时，屏蔽效能低的问题。为实现上述目的，本技术提出的技术方案是：一种红外透明的电磁屏蔽结构，包括上层、中间层和下层；所述上层和下层均为空气层，中间层为导电介质层；所述导电介质层由多组基本周期单元依次连接组成拓扑结构；每个所述基本周期单元均通过线宽相同的十字形和圆环复合构成，圆环的圆心与十字形的中心同心；由基本周期单元构成的拓扑结构的最小正周期为线宽的22.2277倍，圆环的外圆半径为拓扑结构最小正周期的3/32。进一步的，所述由基本周期单元构成的拓扑结构的周期为2222.77um，基本周期单元的线宽为100um、厚度为20um，圆环的外圆环半径为208.38um、内圆环半径为108.38um。进一步的，所述导电介质层所选材料的相对介电常数为1。进一步的，所述导电介质层所选材料为铜。进一步的，所述拓扑结构的电磁波屏蔽频段工作范围为：1GHz到18GHz。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的频率选择表面结构，在保证红外透过率为90％，线宽相同时，在1GHz到18GHz频段内，屏蔽效能至少为38dB，综合屏蔽效能比传统十字形结构高至少2dB。附图说明图1为最小周期结构示意图；图2为宏观结构示意图；图3为在1GHz到18GHz的S21曲线图；图4为在1GHz到18GHz时，十字形和新结构屏蔽效能绝对值曲线图；图5为红外透过率测量曲线。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。下面结合附图和实施例，对本技术做详细说明。参见图2所示一种红外透明的电磁屏蔽结构的宏观结构示意图，该结构包括上层、中间层和下层；上层和下层均为空气层，中间层为导电介质层；导电介质层由多组基本周期单元依次连接组成拓扑结构。参见图1和图2，每个所基本周期单元均通过线宽相同的十字形和圆环复合构成，圆环的圆心与十字形的中心同心；由基本周期单元构成的拓扑结构的最小正周期为线宽的22.2277倍，圆环的外圆半径为拓扑结构最小正周期的3/32。对于上述设计出的结构，根据结构参数之间的关系，确定红外透过率公式。其透过率公式τ为：确定红外透过率为90％和线宽，进一步确定几何拓扑结构的所有参数。根据所获得的几何结构参数，用HFSS进行仿真，最终得到在1GHz到18GHz波段内的屏蔽效能。下面给出一个具体的实施例，其最终参数如下图表1所示：表1：上表只是本技术的一个实施方式，本技术的几何拓扑结构材料不局限于铜，厚度t不仅限于20um，线宽α不仅限于100um。参见图3和图4，本技术结构是十字形结构和圆环形结构相结合，主要由多个相同拓扑单元结构阵列组成的频率选择表面，可提高传统十字形结构屏蔽效能。当电磁波垂直入射于本技术所提出的拓扑结构时，对于1GHz到18GHz频段的电磁波会有较高的屏蔽特性，同时红外透过率高于90％，参见图5。对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术所属原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外透明的电磁屏蔽结构，其特征在于，包括上层、中间层和下层；所述上层和下层均为空气层，中间层为导电介质层；所述导电介质层由多组基本周期单元依次连接组成拓扑结构；每个所述基本周期单元均通过线宽相同的十字形和圆环复合构成，圆环的圆心与十字形的中心同心；由基本周期单元构成的拓扑结构的最小正周期为线宽的22.2277倍，圆环的外圆半径为拓扑结构最小正周期的3/32。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外透明的电磁屏蔽结构，其特征在于，包括上层、中间层和下层；所述上层和下层均为空气层，中间层为导电介质层；所述导电介质层由多组基本周期单元依次连接组成拓扑结构；每个所述基本周期单元均通过线宽相同的十字形和圆环复合构成，圆环的圆心与十字形的中心同心；由基本周期单元构成的拓扑结构的最小正周期为线宽的22.2277倍，圆环的外圆半径为拓扑结构最小正周期的3/32。


2.根据权利要求1所述红外透明的电磁屏蔽结构，其特征在于，所述由基本周期单元构成的拓扑结构的周期为2222....

【专利技术属性】
技术研发人员：苏俊宏，周鑫，时凯，徐均琪，吴慎将，万文博，杨利红，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61