应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法技术

本申请涉及一种应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法。所述方法包括：通过先在预设的矩形平面内生成周期性排列的多个正多边形的网栅结构，再根据各正多边形的顶点为圆心生成圆环，最后对各圆环的圆心位置均进行随意的偏移同时还对各圆环的半径大小进行随机的变化最后生成圆环

【技术实现步骤摘要】
应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法


[0001]本申请涉及透明导电与电磁屏蔽网栅结构设计
，特别是涉及应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法。

技术介绍

[0002]当今社会中各种电子设备对于光电性能的要求日益增多，尤其在透明电磁屏蔽领域，对光学透明情况下诸如机舱、光学传感器、保密光学观察窗、各种透明触摸屏和精密光学镜头等的电磁屏蔽性能都提出了一定的要求。特别是某些精密光学镜头和传感器，不但对光学透明度和电磁屏蔽性能有较高的要求，同时要求具备良好的成像质量，因此需要高次衍射能量尽可能低。目前大部分透明屏蔽材料以ITO为主，但近年来随着加工工艺的提升和相关理论技术的发展，金属网栅显示了强大的优越性而有望取代ITO。
[0003]金属网栅是在二维方位面上进行金属网栅线的联通排布且同时具有高透光率和一定水平的电磁屏蔽性能，其在结构上一般呈诸如方格型、正六边形、圆环形以及砖墙型等规则周期性图案排布。对于金属网栅这种非连续透明导电薄膜而言，由于其规则的二维网栅周期图案使得光学高次衍射能量沿着网栅方向集中分布而形成莫尔条纹，这大大降低了光学成像质量。而在一些精密光学传感器和光学镜头中对于成像要求质量很高，这需要采取措施降低或者消除高次衍射能量的影响。既然由于网栅的规则形状周期性排布带来了光学高次衍射能量集中分布引起的莫尔条纹从而降低了成像质量，因此可以通过改变或者破坏网栅的周期性结构排布以抑制莫尔条纹的产生。
[0004]在消除金属网栅的莫尔条纹方面不少学者进行了深入的研究，有采用多种圆环嵌套排布或多周期结构来降低高次衍射能量分布，但在整体上依然是周期性结构排布，因此未能从根本上实现莫尔条纹的抑制。也有部分科研人员通过生成随机四边形/随机六边形图形结构破坏周期性排布来降低高次衍射能量集中分布从而在消除莫尔条纹方面取得了不错的效果，但是这种随机四边形/随机六边形排布结构是通过在规则图形的基础上仅对顶点进行随机可控偏移获得随机分布图案，因此其随机性仍然有待改进。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升金属网栅图案的随机性分布从而抑制莫尔干涉条纹产生的应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法。
[0006]一种应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法，所述方法包括：
[0007]在预设尺寸的矩形平面中生成多个边数相等的正多边形周期性排布的网栅结构；
[0008]根据所述网栅结构中各正多边形的各顶点为圆心分别生成半径相等的圆环，且各圆环均不重叠或交错，并将处于圆环内部的正多边形的边消除；
[0009]分别对各所述圆环的圆心位置进行随机偏移，同时还对各所述圆环的半径进行随机变化以生成圆环
‑
多边形混合随机金属网栅结构。
[0010]在其中一实施例中，所述正多边形为正六边形。
[0011]在其中一实施例中，生成多个边数相等的正多边形周期性排布的网栅结构包括：
[0012]获取矩形平面水平方向尺寸、垂直方向尺寸以及正六边形的预设边长；
[0013]根据所述正六边形的预设边长分别与所述矩形平面水平方向尺寸以及垂直方向尺寸进行计算，得到所述网栅结构在预设尺寸的矩形平面中水平方向以及垂直方向的顶点数量；
[0014]根据所述水平方向以及垂直方向的顶点数量进行计算，得到各所述正六边形的各顶点的位置坐标；
[0015]按照各顶点的位置坐标，将各个相邻的顶点进行连接以生成多个边数相等的正六边形周期性排布的网栅结构。
[0016]在其中一实施例中，根据所述正六边形的预设边长以及所述矩形平面水平方向尺寸进行计算，得到预设尺寸的矩形平面中水平方向的顶点数量，采用以下公式：
[0017]i＝abs(Size_l/(1.5l))+1
[0018]根据所述正六边形的预设边长以及所述矩形平面垂直方向尺寸进行计算，得到预设尺寸的矩形平面中垂直方向的顶点数量，采用以下公式：
[0019][0020]在以上两个公式中，Size_l为矩形平面水平方向尺寸，Size_v为矩形平面垂直方向尺寸，l为正六边形的预设边长，i为水平方向的顶点数量，j为垂直方向的顶点数量，abs()表示取其绝对值。
[0021]在其中一实施例中，根据所述水平方向以及垂直方向的顶点数量进行计算，得到各所述正六边形的各顶点的位置坐标包括：各所述顶点位置为二维矩阵j
×
i 分布，则各所述顶点所在位置表示为(p_l
ji
,p_v
ji
)，其中p_l
ji
表示顶点水平方向的坐标，p_v
ji
表示顶点垂直方向的坐标；
[0022]当计算的第i个顶点为奇数而对应的j为偶数时，则采用公式： p_l
ji
＝1.5l
×
(i
‑
1)
‑
l/4；当对应的j为奇数，则采用公式： p_l
ji
＝1.5l
×
(i
‑
1)+l/4；
[0023]当计算的第i个顶点为偶数而对应的j为偶数时，则采用公式： p_l
ji
＝1.5l
×
(i
‑
1)+l/4；当对应的j为奇数，则采用公式： p_l
ji
＝1.5l
×
(i
‑
1)
‑
l/4；
[0024]而在计算顶点垂直方向的坐标时，则采用公式：
[0025]在其中一实施例中，根据所述网栅结构中各正多边形的各顶点为圆心分别生成半径相等的圆环时，此时生成圆环的半径应小于或等于正六边形边长的一半。
[0026]在其中一实施例中，所述对各所述圆环的圆心位置进行随机偏移包括对圆心位置在水平方向和垂直方向进行随机偏移，采用以下公式：
[0027]sp_l
j,i
＝p_l
j,i
+0.75
×
l
×
(2
×
rand(1)
‑
1)
×
factor1/2
[0028][0029]在上式中，sp_l
ji
为水平方向随机偏移后的圆心位置，sp_v
ji
为垂直方向随机偏移后的圆心位置，p_l
ji
为偏移前水平方向圆心位置，p_v
ji
为偏移前垂直方向的圆心位置，
rand(1)为均匀随机生成任意数值的函数，factor1为圆心偏移系数，通过调整所述偏移系数的大小以随机调节圆心偏移的幅度大小。
[0030]在其中一实施例中，所述对各所述圆环的半径进行随机变化采用以下公式：
[0031]r0_rand
ji
＝r0
ji
×
factor2+r0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于透明电磁屏蔽的混合随机结构金属网栅生成方法，其特征在于，所述方法包括：在预设尺寸的矩形平面中生成多个边数相等的正多边形周期性排布的网栅结构；根据所述网栅结构中各正多边形的各顶点为圆心分别生成半径相等的圆环，且各圆环均不重叠或交错，并将处于圆环内部的正多边形的边消除；分别对各所述圆环的圆心位置进行随机偏移，同时还对各所述圆环的半径进行随机变化以生成圆环
‑
多边形混合随机金属网栅结构。2.根据权利要求1所述的金属网栅结构设计方法，其特征在于，所述正多边形为正六边形。3.根据权利要求2所述的金属网栅结构设计方法，其特征在于，生成多个边数相等的正多边形周期性排布的网栅结构包括：获取矩形平面水平方向尺寸、垂直方向尺寸以及正六边形的预设边长；根据所述正六边形的预设边长分别与所述矩形平面水平方向尺寸以及垂直方向尺寸进行计算，得到所述网栅结构在预设尺寸的矩形平面中水平方向以及垂直方向的顶点数量；根据所述水平方向以及垂直方向的顶点数量进行计算，得到各所述正六边形的各顶点的位置坐标；按照各顶点的位置坐标，将各个相邻的顶点进行连接以生成多个边数相等的正六边形周期性排布的网栅结构。4.根据权利要求3所述的金属网栅结构设计方法，其特征在于，根据所述正六边形的预设边长以及所述矩形平面水平方向尺寸进行计算，得到预设尺寸的矩形平面中水平方向的顶点数量，采用以下公式：i＝abs(Size_l/(1.5l))+1根据所述正六边形的预设边长以及所述矩形平面垂直方向尺寸进行计算，得到预设尺寸的矩形平面中垂直方向的顶点数量，采用以下公式：在以上两个公式中，Size_l为矩形平面水平方向尺寸，Size_v为矩形平面垂直方向尺寸，l为正六边形的预设边长，i为水平方向的顶点数量，j为垂直方向的顶点数量，abs()表示取其绝对值。5.根据权利要求4所述的金属网栅结构设计方法，其特征在于，根据所述水平方向以及垂直方向的顶点数量进行计算，得到各所述正六边形的各顶点的位置坐标包括：各所述顶点位置为二维矩阵j
×
i分布，则各所述顶点所在位置表示为(p_l
ji
,p_v
ji
)，其中p_l
ji
表示顶点水平方向的坐标，p_v
ji
表示顶点垂直方向的坐标；当计算的第i个顶点为奇数而对应的j为偶数时，则采用公式：p_l
ji
＝1.5l
×
(i
‑
1)
‑
l/4；当对应的j为奇数，则采用公式：p_l
ji
＝1.5l
×
(i
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖敦微，郑月军，崔浩，付云起，陈强，丁亮，高冕，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：