[發明專利]基于三角及正交混合分布圓環及子圓環陣列的電磁屏蔽光窗

有效

• 申請號: 201410051544.0
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN103826428A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 陸振剛;譚久彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光學透明件電磁屏蔽領域，特別涉及一種基于三角及正交混合分布圓環及子圓環陣列的電磁屏蔽光窗。

背景技術

隨著電磁波應用頻譜的展寬和強度的增加，對航天航空裝備、先進光學儀器、通訊設備、醫療診斷儀器和保密設施等領域應用的電磁屏蔽光窗的要求越來越高，主要是要求光窗具有超強的寬波段電磁屏蔽能力的同時，還具有極高的透光率，對光學成像、觀測、探測的影響越小越好。比如，航天航空裝備領域中飛行器的光窗，必須高品質的實現艙內外的電磁信號隔離，一方面屏蔽外部電磁干擾和有害電磁信號，以免造成艙內電子設備失效，一方面防止艙內電子設備工作時電磁信號透出光窗造成電磁泄漏，但光窗的透光性是其必備的功能，對光窗進行電磁屏蔽應盡可能的減小對其透明性的影響，特別是盡可能的不影響光學探測或光學成像功能；與此類似，先進光學儀器的光窗也要有盡可能高的透光率和盡可能低的成像質量影響，以實現高品質的探測和測量，同時要防止電磁干擾對儀器內部光電探測器件的影響；對于黨政機關、軍事指揮場所、重要科研單位的保密建筑設施，需要對其房屋的窗玻璃在保證采光性的同時，進行電磁屏蔽設計，以防止室內電腦等電子設備工作時重要信息以電磁輻射形式向窗外傳播造成泄密；醫療用電磁隔離室光窗要保證室內的電磁波絕大部分被屏蔽而防止室外操作人員長期被電磁波輻射而損害健康，等等。目前這類光窗的電磁屏蔽主要采用透明導電薄膜、金屬誘導透射型多層膜結構、帶阻型頻率選擇表面和具有毫米亞毫米周期的金屬網柵等。

透明導電薄膜是一種以氧化銦錫為主要材料的透明金屬氧化物薄膜，常應用于可見光波段透明的場合，但是不能兼顧較寬的透光波段，雖具有較寬的微波屏蔽波段但屏蔽能力不強。金屬誘導透射型多層膜結構采用多層薄金屬膜與介質膜復合結構來實現對電磁波的屏蔽，對低頻微波屏蔽能力較強，透光區域主要為可見光和紫外光，但透光率不高。頻率選擇表面采用周期性諧振單元結構實現帶通或帶阻濾波器功能，由于其金屬覆蓋率較高，能夠很好地反射工作頻帶以外的干擾電磁波，但是光學透光率較低，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了困難。綜上所述，同時滿足光窗的寬波段高透光率和寬頻段電磁屏蔽兩個要求，上述各技術方案均存在明顯不足。相比而言，具有毫米亞毫米周期的金屬網柵，由于其周期比干擾電磁波長小得多，可以實現較強的低頻寬波段電磁屏蔽；而金屬網柵周期又遠大于光學波長，可以保證光學波段的透光率。因此，毫米亞毫米周期的金屬網柵具有良好的透明導電性能，可滿足光窗對高透光率和寬頻段電磁屏蔽的要求，在光窗電磁屏蔽技術領域得到了廣泛的應用：

1.專利03135313.5“一種電磁屏蔽觀察窗”用單重或多重金屬絲網以及類半導體量子阱結構組合成電磁屏蔽結構，可實現10GHz以內超過50dB的屏蔽效率，該結構在可見光高透射區域的透光率達到50％以上。

2.專利93242068.0“電磁屏蔽玻璃”在兩層玻璃之間夾導電金屬網，在玻璃外側用導電透明膜使之粘合在金屬窗框上以構成電磁屏蔽結構，該結構有一定的采光性。

3.專利94231862.5“無莫爾條紋電磁屏蔽觀察窗”采用由兩層數目不同的金屬網平行放置，且它們經線或者緯線有一定的夾角，以達到克服莫爾條紋現象，實現更清晰的視野；

4.專利02157954.7“高屏效防信息泄漏玻璃”在金屬絲網兩側各有一層聚碳酸脂膠片，膠片外側各貼附一層玻璃，最后熱壓而成電磁屏蔽結構，該結構在透光率達到60％的情況下，具有較強的屏蔽效率。

5.專利200610084149.8“電磁波屏蔽薄膜及其制造方法”描述了一種由光刻工藝形成的具有金屬網狀圖案的高透明電磁屏蔽薄膜，該發明的主要目的在于減少金屬耗用量和克服在金屬層和薄膜基材之間使用固化膠造成的環境污染。

6.美國專利US4871220“Short?wavelength?pass?filter?having?a?metal?mesh?on?a?semiconducting?substrate”描述了一種具有正方形結構的金屬網柵，用于實現光窗的抗電磁干擾性能。

7.專利201010239355.8“一種具有經緯形網柵結構的電磁屏蔽共形光學窗”描述了一種通過金屬網柵技術和共形光學窗技術實現的具有經緯形金屬網柵結構的共形電磁屏蔽光學窗，主要解決共形光學窗金屬網柵的結構設計問題，提高共形光學窗的電磁屏蔽性能。