[发明专利]应用于电磁屏蔽的具有几何拓扑的频率选择表面结构

说明书

本发明公开了一种应用于电磁屏蔽的几何拓扑结构，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发明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％。

技术领域

本发明涉及电磁场领域和周期结构中频率选择表面设计领域，特别是涉及应用于电磁屏蔽的具有几何拓扑的频率选择表面结构。

背景技术

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。

发明内容

本发明提出一种应用于电磁屏蔽的具有几何拓扑的频率选择表面结构，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，本发明提出的技术方案是：

应用于电磁屏蔽的具有几何拓扑的频率选择比哦按面结构，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，本发明的有益效果是：

本发明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发明作进一步详细说明。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，对本发明做详细说明。