[發明專利]一種毫米波帶通金屬網柵結構

無效

• 申請號: 201010239333.1
• 申請日: 2010-07-28
• 公開（公告）號: CN101950824A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 譚久彬;劉永猛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于多模探測儀器的抗電磁干擾技術領域，涉及一種毫米波帶通金屬網柵結構。

背景技術

目前，光電探測儀器存在著嚴重的電磁干擾問題。由于空間電磁環境越來越復雜，來自外界空間的干擾電磁信號很容易透過光電探測儀器的光學窗，串入光電傳感、探測和引信系統，必將對信號提取、檢測及處理電路產生強烈的電磁干擾影響，甚至導致光電探測器飽和失靈，嚴重影響了探測儀器的正常工作。綜上所述可見，光電探測儀器的光學窗存在的電磁擾問題亟待解決。

目前，解決光電探測儀器光學窗電磁干擾問題的措施主要采用透明導電薄膜、金屬誘導透射型薄膜、頻率選擇表面技術和感性金屬網柵技術等。

透明導電薄膜技術采用透明導電氧化物(如氧化銦錫)薄膜實現對干擾電磁波的吸收，優點是可見光透射率高，屏蔽頻段寬，缺點是紅外波長透射率低，無法兼顧寬頻段(尤其是紅外探測波長)的高透射率，因此應用領域局限在可見光頻段。

金屬誘導透射型薄膜技術采用多層薄金屬膜與介質膜結構實現對干擾電磁波的屏蔽，優點是可用于紅外、可見光和紫外波長，且抗電磁干擾性能好，缺點是透光率較低，還不能滿足光學探測對高透光率的要求。

頻率選擇表面技術采用周期性諧振單元結構實現帶通型濾波器，已經成功用于雷達罩隱身領域，其優點是既能保證探測頻段的正常工作，又能反射工作頻帶以外的干擾電磁波；毫米波探測雷達罩則采用復雜的頻率選擇表面實現帶通濾波器，阻塞工作頻段以外的所有頻率，從而實現對帶外干擾電磁波的屏蔽，縮減雷達散射截面積。缺點是金屬覆蓋率較高，導致光學透光率較低，降低了光學探測的成像質量，給光學圖像處理、模式識別、目標搜索和跟蹤帶來困難，影響了光電探測的響應速度和性能。

可見光、紅外等光學探測儀器的光學窗采用傳統的感性金屬網柵技術，以提高低頻寬頻段抗電磁干擾性能。美國Texas?Instruments公司的Purinton等人利用感性金屬網柵屏蔽紅外光學窗工作頻帶外的干擾信號，并于1976年獲得美國專利，專利號為US3961333。首先分析一下感性金屬網柵的濾波機理，由于金屬網柵的周期比干擾雷達波長小得多，屬于一種亞波長光柵，探測雷達波入射這種亞波長金屬光柵時，高階模都迅速衰減為倏逝波，占據絕大部分能量的零級反射波被金屬網柵散射到其他方向上去，避免探測雷達波進入導引頭內部形成強烈的腔體散射，同時金屬網柵也屏蔽了儀器自身設備輻射的電磁波向敵方雷達的輻射，從而減小了雷達散射橫截面積，降低了可探測性。與此同時，感性金屬網柵也屏蔽了干擾電磁波對光電探測系統正常工作的影響，達到抗電磁干擾的功效，提高了光電對抗性能。在光學探測波段，由于感性金屬網柵周期相對于光學探測波長很大，通光率很高，同時金屬線寬比光學探測波長小得多，對光學成像系統的零級點擴散函數影響甚微，所以金屬網柵可以保證探測波長實現高透射率并正常成像探測。此外，感性金屬網柵與框架相鏈接，還具有除霜、除霧、除冰、防靜電功能。由此可見，金屬網柵適用于可見光、紅外等光學探測抗電磁干擾領域，但是其是一種寬頻段低通濾波器，屏蔽干擾電磁波的同時，也衰減了用于探測的毫米波透射功率，因此傳統的感性金屬網柵不適用于毫米波探測系統的抗電磁干擾領域。

多模精確探測儀器對光學窗在抗電磁干擾提出了更高的要求。多模探測復雜的頻響特性，以上各種方法均不能同時滿足三模探測光學窗抗電磁干擾方面的特殊要求。經過分析可見，簡單的金屬網柵和頻率選擇表面已很難同時滿足毫米波、激光、紅外三模探測光學窗抗電磁干擾的高要求。因為簡單導電金屬網柵是寬頻段低阻濾波器，必然嚴重衰減毫米波探測能量，影響毫米波正常探測；而頻率選擇表面由金屬貼片組成，其在光學頻段是不透明的，這必然造成光學透射率嚴重降低，影響光學成像質量，給目標識別和跟蹤帶來困難。

綜上所述，以上各種技術方案均無法同時滿足毫米波、激光、紅外三模探測光學窗對高透光和寬頻段抗電磁干擾的雙重要求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有的毫米波、激光、紅外三模探測光學窗抗電磁干擾技術方案的不足，設計一種適用于毫米波、激光、紅外三模探測的金屬網柵，該金屬網柵具有抗電磁干擾性能和高透光率，以期實現射頻和光電復合探測的光學窗高效能寬頻段電磁屏蔽。