本發(fā)明屬于防護型能量選擇表面，具體涉及具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面。

背景技術(shù)：

1、能量選擇表面(energy?selective?surface,ess)可以根據(jù)電磁波的能量大小自動調(diào)節(jié)其對電磁波的傳輸特性，當(dāng)電磁波的能量小于安全閾值時可以順利通過，大于安全閾值時則自動屏蔽。通過使用ess技術(shù)，可以更有效地防護電磁波能量，從而在面對大功率微波輻射時，保護電磁材料的功能。這種技術(shù)不僅具有巨大的科學(xué)價值，也具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、隨著hpm(high?power?microwave)技術(shù)研究如火如荼，其頻帶越來越寬，功率越來越強，在電子對抗中得重要性也越來越高。與之相對應(yīng)的，電磁防護技術(shù)的重要性也越來越為人所知。近年來，ess因其在hpm防護方面的應(yīng)用而引起了研究者的強烈興趣。ess是一種能夠根據(jù)外界電磁信號的能量自適應(yīng)地調(diào)節(jié)其透波和反射特性的電磁材料，具有良好的電磁兼容性和防護效果。但到目前為止，ess的研究還存在一些問題，如通常防護頻段較窄，插入損耗il和屏蔽效能se表現(xiàn)不足等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明主要解決的問題是實現(xiàn)ess超寬帶防護，同時具有極化穩(wěn)定特性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

4、本發(fā)明具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，該結(jié)構(gòu)自上而下包括：頂層金屬結(jié)構(gòu)單元和底層介質(zhì)基板。頂層金屬結(jié)構(gòu)單元由開槽六邊形金屬條帶結(jié)構(gòu)以及pin二極管組成。

5、進一步，所述的頂層金屬結(jié)構(gòu)單元的開槽六邊形結(jié)構(gòu)的外邊長為3mm，內(nèi)邊長為1.5mm，開槽的縫隙寬度(pin二極管的放置間隔)為0.433mm。

6、進一步，所述介質(zhì)基板均采用f4b265，相對介電常數(shù)為2.65，損耗角正切為0.001，金屬結(jié)構(gòu)單元材料選擇導(dǎo)電性好、性質(zhì)穩(wěn)定的金屬銅。

7、進一步，pin二極管使用的型號為ma4fcp200，二極管斷開時等效為0.02pf的電容，二極管導(dǎo)通時等效為2.8ω的電阻。

8、進一步，所述的介質(zhì)基板的周期為7.5mm，介質(zhì)基板厚度為1mm。

9、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：

10、1.本發(fā)明實現(xiàn)了ess超寬帶防護的功能。

11、2.本發(fā)明ess的插入損耗il和屏蔽效能se指標(biāo)較好，高功率電磁波入射該結(jié)構(gòu)時，pin二極管導(dǎo)通，等效為電阻，在0-10ghz范圍內(nèi)，屏蔽效能達到25db以上，在0-20ghz范圍內(nèi)，屏蔽效能達到了15db以上，在0-30ghz范圍內(nèi)，屏蔽效能達到10db以上；低功率電磁波波入射該結(jié)構(gòu)時，pin二極管斷開，等效為電容，在16.8-22.6ghz范圍內(nèi)實現(xiàn)透波，傳輸系數(shù)在-3db以上。本發(fā)明的數(shù)據(jù)表示該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超寬帶防護的功能。此外，仿真結(jié)果顯示當(dāng)tm波或te波入射該結(jié)構(gòu)時，s參數(shù)曲線基本一致，證明了該結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定性，對電磁防護技術(shù)具有較大的應(yīng)用價值。

12、3.本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具有極化穩(wěn)定特性。

13、4.本發(fā)明的結(jié)構(gòu)易實現(xiàn)，便于實物的加工測試。

技術(shù)特征：

1.一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，結(jié)構(gòu)自上而下包括：頂層金屬結(jié)構(gòu)單元和底層介質(zhì)基板；所述的頂層金屬結(jié)構(gòu)單元包括開槽六邊形金屬條帶結(jié)構(gòu)以及pin二極管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，所述的頂層金屬結(jié)構(gòu)單元的開槽六邊形結(jié)構(gòu)的外邊長為3mm，內(nèi)邊長為1.5mm，開槽的縫隙寬度為0.433mm；縫隙寬度即為pin二極管的放置間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，所述的頂層金屬結(jié)構(gòu)單元的pin二極管在高功率電磁波入射時導(dǎo)通，等效為電阻，提供0-30ghz超寬的屏蔽帶，而低功率電磁波波入射時，pin二極管斷開，等效為電容，在16.8-22.6ghz范圍內(nèi)提供透波帶。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，所述的頂層金屬結(jié)構(gòu)單元材料選擇金屬銅；所述的介質(zhì)基板采用f4b265，相對介電常數(shù)為2.65，損耗角正切為0.001，頂層金屬單元被印制在介質(zhì)基板的上方。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，所述的pin二極管使用的型號為ma4fcp200，二極管斷開時等效為0.02pf的電容，二極管導(dǎo)通時等效為2.8ω的電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，其特征在于，所述的介質(zhì)基板的周期為7.5mm，厚度為1mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有六邊形結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定超寬帶能量選擇表面，屬于防護型能量選擇表面技術(shù)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)包括：頂層金屬結(jié)構(gòu)單元和底層介質(zhì)基板。頂層金屬結(jié)構(gòu)單元由開槽六邊形金屬條帶結(jié)構(gòu)以及PIN二極管組成。高功率電磁波入射該結(jié)構(gòu)時，PIN二極管導(dǎo)通，等效為電阻，在0?10GHz范圍內(nèi)，屏蔽效能達到25dB以上，在0?20GHz范圍內(nèi)，屏蔽效能達到了15dB以上，在0?30GHz范圍內(nèi)，屏蔽效能達到10dB以上；低功率電磁波波入射該結(jié)構(gòu)時，PIN二極管斷開，等效為電容，在16.8?22.6GHz范圍內(nèi)實現(xiàn)透波，傳輸系數(shù)在?3dB以上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超寬帶防護的功能。此外，仿真結(jié)果顯示當(dāng)TM波或TE波入射該結(jié)構(gòu)時，S參數(shù)曲線基本一致，證明了該結(jié)構(gòu)的極化穩(wěn)定性，對電磁防護技術(shù)具有較大的應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：柴奧輝,王毅,熊彥舜
受保護的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15