專利名稱：一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療診斷儀器、保密設(shè)施和航空航天裝備等光學(xué)透明件電磁屏蔽領(lǐng)域，特別 涉及一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗。.背景技術(shù)隨著各種電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電磁波應(yīng)用波段不斷展寬和強(qiáng)度不斷增加，空間電磁環(huán) 境日益復(fù)雜，對(duì)醫(yī)療診斷儀器等領(lǐng)域應(yīng)用的光學(xué)窗提出了越來越明確的電磁屏蔽要求，特別 是要求這些光學(xué)窗同時(shí)具備高透明度和超強(qiáng)的寬波段電磁屏蔽性能。如醫(yī)療用核磁共振儀屏 蔽室的觀察窗就需要進(jìn)行電磁屏蔽，以防止核磁共振儀被外界電磁場(chǎng)干擾影響正常工作，也 防止工作人員長期暴露于核磁共振儀本身的電磁場(chǎng)下而損害健康。對(duì)于黨政機(jī)關(guān)、軍事部門、 重要科研單位所在的保密建筑設(shè)施，也需要對(duì)其房屋的窗玻璃在保證采光性的同時(shí)，進(jìn)行電 磁屏蔽設(shè)計(jì)，以防止室內(nèi)電腦等電子設(shè)備工作時(shí)重要信息以電磁輻射形式傳播到窗外造成泄 密。目前光學(xué)窗的電磁屏蔽主要采用透明導(dǎo)電薄膜、金屬誘導(dǎo)透射型多層膜結(jié)構(gòu)、帶阻型頻 率選擇表面和金屬網(wǎng)柵等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。透明導(dǎo)電薄膜主要指透明金屬氧化物薄膜，最常用的是氧化銦錫，能屏蔽較寬波段的微 波，但對(duì)微波衰減能力不強(qiáng)因而屏蔽效果欠佳，且一般只用于透可見光的場(chǎng)合，對(duì)透光率也 有一定影響。金屬誘導(dǎo)透射型多層膜結(jié)構(gòu)包含有單層或多層薄金屬膜，對(duì)低頻微波屏蔽能力 較強(qiáng)，然而透光區(qū)域主要為可見光和紫外光，且透光率不高。帶阻型頻率選擇表面通過精確 設(shè)計(jì)其單元的圖形和尺寸，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)窄波段或多個(gè)窄波段的電磁屏蔽，但實(shí)現(xiàn)寬波段電磁 屏蔽較為困難。對(duì)于從甚高頻到微波這一應(yīng)用最廣泛的寬波段進(jìn)行強(qiáng)電磁屏蔽，同時(shí)又要保 證光學(xué)窗在從紅外到可見光的較寬透光波段內(nèi)具有高的透明度，上述各技術(shù)方案均存在明顯 的不足。相比而言，金屬網(wǎng)柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以靈活控制，特別是當(dāng)金屬網(wǎng)柵的周期在毫米或 亞毫米尺度時(shí)，由于其遠(yuǎn)大于紅外光和可見光波長，可以實(shí)現(xiàn)高透光率，而又遠(yuǎn)小于微波波 長，可以實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的低頻寬波段電磁屏蔽，這一特性使得基于金屬網(wǎng)柵頻率濾波原理的光學(xué) 窗電磁屏蔽技術(shù)獲得了廣泛的關(guān)注和研究，例如1. 專利93242068.0 "電磁屏蔽玻璃"在兩層玻璃之間夾導(dǎo)電金屬網(wǎng)，在玻璃外側(cè)用導(dǎo)電透明 膜使之粘合在金屬窗框上以構(gòu)成電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有一定的采光性；2. 專利94231862.5 "無莫爾條紋電磁屏蔽觀察窗"采用由兩層數(shù)目不同的金屬網(wǎng)平行放置， 且它們經(jīng)線或者煒線有一定的夾角，以達(dá)到克服莫爾條紋現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)更清晰的視野；3. 專利02157954.7 "高屏效防信息泄漏玻璃"在金屬絲網(wǎng)兩側(cè)各有一層聚碳酸脂膠片，膠片 外側(cè)各貼附一層玻璃，最后熱壓而成電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在透光率達(dá)到60%的情況下， 具有較強(qiáng)的屏蔽效率；4. 專利03135313.5 "—種電磁屏蔽觀察窗"用單重或多重金屬絲網(wǎng)以及類半導(dǎo)體量子阱結(jié)構(gòu) 組合成電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)10GHz以內(nèi)超過50dB的屏蔽效率，該結(jié)構(gòu)在可見光高透射 區(qū)域的透光率達(dá)到50%以上；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(wǎng)狀圖案的高透明電磁屏蔽薄膜，該發(fā)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(huán)境污染；上述各方案由于采用金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)作為屏蔽的核心器件，可以實(shí)現(xiàn)較好的電磁屏 蔽效果和一定的透光率。然而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求光學(xué)窗在具有強(qiáng)電磁屏蔽能力的同 時(shí)，'還要具有高的透光率，如在高性能醫(yī)療儀器、重大安全設(shè)施和航空航天裝備領(lǐng)域，已經(jīng) 要求光學(xué)窗在20GHz以內(nèi)的微波頻率實(shí)現(xiàn)30dB以上的屏蔽效率，同時(shí)還具有95%以上的透 光率。目前金屬網(wǎng)柵最常用的結(jié)構(gòu)為附圖2所示的單層方格網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，因其透光能力和屏蔽 能力存在固有矛盾而無法滿足上述性能要求。為了緩解方格金屬網(wǎng)柵透光能力與屏蔽能力的 固有矛盾， 一個(gè)辦法就是減小金屬網(wǎng)柵的加工線寬，然而將網(wǎng)柵線寬減小意味著加工成本的 顯著上升和網(wǎng)柵的堅(jiān)固耐用性下降，而且目前網(wǎng)柵的線寬已經(jīng)達(dá)到幾個(gè)微米，再大幅減小線 寬將導(dǎo)致金屬線條的導(dǎo)電能力降低，進(jìn)而降低屏蔽能力，因此通過減小網(wǎng)柵線寬緩解透光能 力與屏蔽能力矛盾的作用有限；另一個(gè)辦法是通過將金屬網(wǎng)柵疊加起來以增加其屏蔽效率， 如前述專利94231862. 5和專利200610084149. 8就曾提及，但增加層數(shù)將導(dǎo)致透光能力顯著 降低；此外，還可以采用新穎的金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，如專利200610010066.4 "具有方格金屬網(wǎng)柵 結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗"提出用金屬圓環(huán)構(gòu)建成圓環(huán)金屬網(wǎng)柵，有效避免了方格金屬網(wǎng)柵高 級(jí)次衍射能量集中分布的缺點(diǎn)，并可以緩解其透光能力與屏蔽能力的矛盾。但僅靠單層圓環(huán) 金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)，也很難滿足上述要求，而且有些場(chǎng)合對(duì)網(wǎng)柵高級(jí)次衍射的均勻分布特性并無 明確的要求。此外新的結(jié)構(gòu)意味著新的加工工藝和手段，而人們更希望利用已有的成熟加工 技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)良的性能，比如對(duì)于傳統(tǒng)方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)中最為常用的金屬絲網(wǎng)，就 可以通過拉伸得到細(xì)金屬絲，然后編織而成，成本非常低廉，適合大規(guī)?；a(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述已有的光學(xué)窗電磁屏蔽技術(shù)方案的不足，特別是針對(duì)單層方格金屬網(wǎng)柵的高透光率和強(qiáng)電磁屏蔽效率不能兼顧的問題，提出一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵 結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，利用雙層金屬網(wǎng)柵間距對(duì)其透光性能和屏蔽性能的不同影響規(guī)律， 來選擇網(wǎng)柵的周期和雙層間距，以實(shí)現(xiàn)在透光率基本不變的情況下，大幅度提高屏蔽效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，該窗由兩層方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)平 行放置于光學(xué)窗透明基片或襯底的兩側(cè)構(gòu)成，兩層方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)具有相同的方格 單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，且都由互相垂直的兩組平行金屬柵線組成，或者由互相垂直的兩組平 行金屬細(xì)絲編織而成，任意兩根互相垂直的柵線或者細(xì)絲在交點(diǎn)處重合或密接，其特征在于 兩層方格金屬網(wǎng)柵的方格邊長大于已有單層方格金屬網(wǎng)柵方格邊長的2倍，兩層方格金屬網(wǎng) 柵的間距為其方格邊長的2 4倍上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，所述的方格邊長必須小于屏蔽最小波長的0.5倍。上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，所述的方格金屬網(wǎng)柵由導(dǎo)電性能良好的金屬或者合金構(gòu)成，如金、銀、銅、鋁等，且金屬厚度大于200nm。上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，所述的金屬絲網(wǎng)由導(dǎo)電性能良好 的金屬或者合金構(gòu)成，如金、銀、銅、鋁等，且金屬細(xì)絲的直徑大于lpm。 上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，所述的兩層方格金屬網(wǎng)柵陣列與 光學(xué)窗透明基片材料之間用鉻或者鈦材料構(gòu)成粘接層。上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，附有雙層方格金屬網(wǎng)柵的光學(xué)窗要與窗框或其它形式的外接部分電聯(lián)接。上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，在方格金屬網(wǎng)柵的表面鍍?cè)鐾改?。上述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，在方格金屬網(wǎng)柵的表面鍍保護(hù)膜。 本發(fā)明具有以下創(chuàng)新性和優(yōu)點(diǎn)1. 利用雙層金屬網(wǎng)柵的間距(襯底層厚)對(duì)透光性能影響甚微，而對(duì)屏蔽性能影響顯著 的特點(diǎn)，優(yōu)化選擇雙層金屬網(wǎng)柵間距為2 4倍方格邊長，利用雙層金屬網(wǎng)柵在該間距的強(qiáng)電 磁耦合作用，顯著提高屏蔽效率，而此時(shí)透光性能基本不受間距調(diào)整的影響，這是雙層方格 金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性之一；2. 利用雙層金屬網(wǎng)柵的透光率與網(wǎng)柵孔隙率關(guān)系密切，而受雙層網(wǎng)柵間距影響不大的特 點(diǎn)，將雙層方格金屬網(wǎng)柵的邊長增大為原有單層方格金屬網(wǎng)柵邊長的2倍以上以增加孔隙率，使之與原有單層方格金屬網(wǎng)柵相比，透光性能不會(huì)降低，避免了將原有單層方格網(wǎng)柵簡(jiǎn)單疊 加造成透光率顯著降低的缺點(diǎn)，這是雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性之二；3. 本發(fā)明提出的雙層方格金屬網(wǎng)柵，兩層網(wǎng)柵是平行排列的，每層網(wǎng)柵的方格單元都按 二維正交陣列排布，可使其對(duì)入射電磁波的極化狀態(tài)不敏感；4. 本發(fā)明提出的雙層方格金屬網(wǎng)柵，保持了傳統(tǒng)單層方格網(wǎng)柵屏蔽波段寬、透光波段寬 的優(yōu)點(diǎn)，且制作工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適合大批量生產(chǎn)。


附圖1是本發(fā)明的一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗剖面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是己有的單層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是本發(fā)明的雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是本發(fā)明的雙層方格金屬網(wǎng)柵屏蔽效率隨雙層間距變化示意圖。附圖5是本發(fā)明的雙層方格金屬網(wǎng)柵與已有單層方格金屬網(wǎng)柵透光率比較示意圖。附圖6是本發(fā)明的雙層方格金屬網(wǎng)柵與已有單層方格金屬網(wǎng)柵屏蔽效率比較示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗的實(shí)施例和附圖詳細(xì)說明如下附圖1是本發(fā)明的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗的一種典型優(yōu)選結(jié)構(gòu)剖 面示意圖。圖中3和7分別為單層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)層，它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且平行排列； 圖中5為光學(xué)窗透明材料基片層，材料可為任意透明材料，只要其能夠作為滿足使用場(chǎng)合要 求的透明光學(xué)窗材料，同時(shí)能夠?qū)⒎礁窠饘倬W(wǎng)柵3和7按一定的工藝流程加工于其上或附著 在其表面；圖中4為連接光學(xué)窗基片5和方格金屬網(wǎng)柵3的粘接層，6為連接光學(xué)窗基片5 和方格金屬網(wǎng)柵7的粘接層，粘接層的優(yōu)選材料是鉻、鈦等材料，特殊情況下也可不用粘接 層，如在基片表面直接濺射刻蝕網(wǎng)柵的金屬層或?qū)⒓庸ず玫木W(wǎng)柵層加載于兩片基片之間時(shí)； 圖中2為鍍?cè)诜礁窠饘倬W(wǎng)柵3表面的保護(hù)層，8為鍍?cè)诜礁窠饘倬W(wǎng)柵7表面的保護(hù)層，保護(hù) 層2和8可以是單層或者多層結(jié)構(gòu)，目的是防止網(wǎng)柵的金屬部分長期暴露于空氣中造成腐蝕 和氧化，降低屏蔽能力，同時(shí)也防止金屬網(wǎng)柵3和7被劃傷，但保護(hù)層依據(jù)光學(xué)窗的工作環(huán) 境需求，并非必須；圖中l(wèi)和9為單層或者多層增透膜層，目的是增強(qiáng)光學(xué)窗的透光能力， 增透膜層1和9依據(jù)工作環(huán)境要求，可以同時(shí)用，也可以只用一個(gè)，也可以都不用。在附圖l中，3和7也可分別為單層方格金屬絲網(wǎng)。
附圖3是本發(fā)明的雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)示意圖，兩層網(wǎng)柵為結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的方格金屬 網(wǎng)柵，平行排列分布于光學(xué)窗基片兩側(cè)。方格金屬網(wǎng)柵由互相垂直的兩組平行金屬柵線構(gòu)成， 且任意兩條垂直的金屬柵線在交點(diǎn)處重合以確保所有柵線之間都導(dǎo)電，這樣的構(gòu)成方式使網(wǎng) 柵的基本單元為方格金屬片，且在網(wǎng)柵平面內(nèi)，方格金屬片單元按二維正交排列分布。金屬 網(wǎng)柵的材料為導(dǎo)電性能良好的金屬或者合金，如金、銀、銅、鋁等，為保證良好的導(dǎo)電性， 要求方格金屬片的厚度一般要大于200咖，以使該層金屬的電導(dǎo)率接近其直流電導(dǎo)率。根據(jù) 電磁散射理論，方格網(wǎng)柵周期即方格邊長&要小于屏蔽最小微波波長的0.5倍，以使電磁波 入射方格網(wǎng)柵后其散射場(chǎng)以后向散射為主，實(shí)現(xiàn)良好的屏蔽效率。
.附圖3中，雙層金屬網(wǎng)柵也可以由結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的金屬絲網(wǎng)構(gòu)成，金屬絲網(wǎng)由互相垂直 的兩組金屬細(xì)絲編織而成，編織時(shí)有一定的預(yù)緊力，使得任意兩根垂直的金屬細(xì)絲在交點(diǎn)處 緊密接觸，以確保所有細(xì)絲之間都導(dǎo)電，金屬細(xì)絲由導(dǎo)電性能良好的金屬或者合金構(gòu)成，如 金、銀、銅、鋁等，為保證良好的導(dǎo)電性，細(xì)絲直徑要大于liam。
顯而易見的，當(dāng)兩層金屬網(wǎng)柵簡(jiǎn)單疊加到一起時(shí)，在提高屏蔽效率的同時(shí)，會(huì)造成透光 能力的降低。為了使雙層金屬網(wǎng)柵的透光能力和屏蔽能力獲得最好的平衡，需要研究雙層金 屬網(wǎng)柵的透光性能和屏蔽性能與網(wǎng)柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)(網(wǎng)柵周期、線寬和雙層間距)的關(guān)系，進(jìn) 而選取出最優(yōu)的網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)參數(shù)，以使雙層網(wǎng)柵獲得最好的屏蔽效果，同時(shí)達(dá)到高的透光能力。 下面詳述本發(fā)明的雙層方格金屬網(wǎng)柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取，以及其相對(duì)于已有單層方格金屬網(wǎng) 柵的性能改善。
對(duì)于附圖2所示的單層方格金屬網(wǎng)柵，其透光率z;可由其周期&和線寬",表示為
<formula>formula see original document page 7</formula>對(duì)于附圖3所示的雙層方格金屬網(wǎng)柵，標(biāo)量衍射理論分析表明，間距/^對(duì)其透光率rrf
影響很小，透光率7^可僅用方格網(wǎng)柵的周期&和線寬^表示如下
<formula>formula see original document page 7</formula>
為使雙層方格金屬網(wǎng)柵與已有單層方格金屬網(wǎng)柵具有相同的透光率，即7;=7;，可由公
式(1)和(2)聯(lián)合求解得到
<formula>formula see original document page 7</formula>公式(3)即是雙層方格金屬網(wǎng)柵與單層方格金屬網(wǎng)柵具有相同透光率時(shí)，它們結(jié)構(gòu)參數(shù) (周期和線寬)之間的關(guān)系。由于網(wǎng)柵線寬越細(xì)性能越好，假設(shè)雙層方格網(wǎng)柵和己有單層方格 網(wǎng)柵都取現(xiàn)有技術(shù)能加工出的最小寬度，令"、.=&="，則公式(3)變?yōu)?br> <formula>formula see original document page 8</formula> (4) 為了實(shí)現(xiàn)高透光率，要求& 仏此時(shí)由公式(4)可進(jìn)一步得到
<formula>formula see original document page 8</formula>, (5)
公式(5)即是在網(wǎng)柵線寬相同條件下，雙層方格金屬網(wǎng)柵與已有單層方格金屬網(wǎng)柵具有相 同透光率時(shí)它們周期之間的關(guān)系。由于網(wǎng)柵線寬在加工時(shí)難保證一致性，因此為確保雙層方 格金屬網(wǎng)柵的透光性能不低于已有單層方格金屬網(wǎng)柵，可以將其周期適當(dāng)放大，根據(jù)實(shí)際情 況選擇&>2&，即雙層方格金屬網(wǎng)柵的方格邊長大于己有單層方格金屬網(wǎng)柵方格邊長的2倍。
由于雙層金屬網(wǎng)柵的間距對(duì)其透光性能影響很小，這就為雙層金屬網(wǎng)柵屏蔽性能的最優(yōu) 化提供了一個(gè)優(yōu)化的自由變量。利用嚴(yán)格的電磁散射矢量理論，分析得到雙層方格金屬網(wǎng)柵 屏蔽效率與網(wǎng)柵間距之間的關(guān)系如附圖4所示，可見，雙層金屬網(wǎng)柵的屏蔽效率隨間距的增 大而迅速增加，且增加趨勢(shì)在間距達(dá)到3倍網(wǎng)柵周期后開始迅速變緩，另一方面，雙層金屬 網(wǎng)柵在微波波段是一種典型的法布里-珀羅結(jié)構(gòu)，隨著間距的增加，其首個(gè)透射共振頻率將移 動(dòng)到低頻，甚至達(dá)到人們所關(guān)心的微波屏蔽波段，并造成屏蔽性能降低?；谏鲜隼碚摲治?結(jié)果，為實(shí)現(xiàn)在20GHz乃至40GHz以內(nèi)的低頻微波波段良好的屏蔽效率，雙層方格金屬網(wǎng)柵 的間距不宜超過2mm，以避免透射共振效應(yīng)的不利影響，在此前提下，最佳間距選擇為網(wǎng)柵 周期即方格邊長的2 4倍，且越接近4倍效果越好。
為了驗(yàn)證本發(fā)明提出的雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇的有效性，通過紫外光刻技術(shù)制 備了金屬網(wǎng)柵樣件，其中雙層方格金屬網(wǎng)柵樣件的周期為g^320^im，線寬為"^2.31pm，雙 層間距為/zflmm，單層方格金屬網(wǎng)柵樣件的周期為g嚴(yán)16(Him，線寬為a,2.97pm，襯底厚 度為/z,lmm，兩個(gè)網(wǎng)柵樣件的襯底材料均為石英玻璃。分別對(duì)兩個(gè)網(wǎng)柵樣件的透光率、電磁 屏蔽效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
附圖5是雙層方格金屬網(wǎng)柵樣件與單層方格金屬網(wǎng)柵樣件透光率實(shí)測(cè)結(jié)果比較示意圖， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，它們的透光率在可見光波段都達(dá)到90%以上，在520 680nm的波段可以達(dá)到 95%以上，而且制作的雙層方格金屬網(wǎng)柵透光率要略高于單層方格金屬網(wǎng)柵。
附圖6是雙層方格金屬網(wǎng)柵樣件與單層方格金屬網(wǎng)柵樣件屏蔽效率實(shí)測(cè)結(jié)果比較示意
圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，整個(gè)測(cè)量頻段內(nèi)，雙層方格金屬網(wǎng)柵比單層方格金屬網(wǎng)柵的屏蔽效率提MQAM等數(shù)字調(diào)制方式。二、加密模塊逐幀對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，幀長為離散傅立 葉變換的長度，通常選取2的整數(shù)次冪，使用者可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。加 密的核心即對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行加權(quán)求和。四個(gè)被加權(quán)的序列依次為輸入的待加密 數(shù)據(jù)序列、待加密數(shù)據(jù)序列經(jīng)過離散傅立葉變換后的序列、待加密數(shù)據(jù)序列經(jīng)過 反轉(zhuǎn)模塊后的序列、待加密數(shù)據(jù)序列依次經(jīng)過離散傅立葉變換和反轉(zhuǎn)模塊后的序 列。使用者動(dòng)態(tài)選擇加密參數(shù)"，并由系數(shù)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)"。、fl。 "2、 "3對(duì)被加權(quán)序列進(jìn)行加權(quán)求和。三、對(duì)加權(quán)后的復(fù)數(shù)序列進(jìn)行數(shù)字載波調(diào)制后輸 出，即為加密后的信號(hào)。解密的具體步驟為 一、經(jīng)過A/D采樣后的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行數(shù)字載波的相干 解調(diào)得到同相分量和正交分量，并以同相分量作為實(shí)部、正交分量作為虛部對(duì)應(yīng) 相加后進(jìn)行序列的同步處理，同步輸出序列即為待解密的信息序列。二、對(duì)待解 密的復(fù)數(shù)序列做參數(shù)為-"的四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，具體過程與加密過程相 同。變換后的序列即為解密后的序列，可交由基帶解調(diào)模塊進(jìn)行下一步的工作。本實(shí)施方式的加密模塊和解密模塊均可由DSP、 FPGA或FPGA+DSP實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施方式的加密模塊和解密模塊都可以采用并行或串行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中 并行結(jié)構(gòu)更適合于FPGA，串行結(jié)構(gòu)更適合于DSP;若采用FPGA+DSP或其他 硬件架構(gòu)，則可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。具體實(shí)鞞方式二下面結(jié)合圖2具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方 式一的不同點(diǎn)是加密模塊包括串并轉(zhuǎn)換模塊l、 一號(hào)反轉(zhuǎn)模塊2、傅立葉變換 模塊3、系數(shù)產(chǎn)生模塊4、 二號(hào)反轉(zhuǎn)模塊5、并串轉(zhuǎn)換模塊7、求和模塊或加法器 6和數(shù)字載波調(diào)制模塊8，串并轉(zhuǎn)換模塊l接收串行數(shù)據(jù)流輸入，串并轉(zhuǎn)換模塊 1的輸出端分別連接一號(hào)反轉(zhuǎn)模塊2的輸入端、傅立葉變換模塊3的輸入端和系 數(shù)產(chǎn)生模塊4的一個(gè)輸入端, 一號(hào)反轉(zhuǎn)模塊2的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的另 一個(gè)輸入端，傅立葉變換模塊3的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的又一個(gè)輸入端和 二號(hào)反轉(zhuǎn)模塊5的輸入端，二號(hào)反轉(zhuǎn)模塊5的輸出端連接系數(shù)產(chǎn)生模塊4的再一 個(gè)輸入端，加密控制參數(shù)《輸入到系數(shù)產(chǎn)生模塊4中以產(chǎn)生加權(quán)系數(shù)％、 fll、 a、 "3 ，系數(shù)產(chǎn)生模塊4的四個(gè)輸出端分別連接求和模塊或加法器6的一個(gè)輸入端，
權(quán)利要求
1.一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，該窗由兩層方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)平行放置于光學(xué)窗透明基片或襯底的兩側(cè)構(gòu)成，兩層方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)具有相同的方格單元外形和結(jié)構(gòu)參數(shù)，且都由互相垂直的兩組平行金屬柵線組成，或者由互相垂直的兩組平行金屬細(xì)絲編織而成，任意兩根互相垂直的柵線或者細(xì)絲在交點(diǎn)處重合或密接，其特征在于兩層方格金屬網(wǎng)柵的方格邊長大于已有單層方格金屬網(wǎng)柵方格邊長的2倍，兩層方格金屬網(wǎng)柵的間距為其方格邊長的2～4倍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是所述 的兩層方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)的方格邊長必須小于屏蔽最小波長的0.5倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是所述 .的兩層方格金屬網(wǎng)柵由導(dǎo)電性能良好的金屬或者合金制作，且金屬厚度大于200nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是所述 的兩層金屬絲網(wǎng)由導(dǎo)電性能良好的金屬或者合金構(gòu)成，且金屬細(xì)絲的直徑大于lnm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是所述 的兩層方格金屬網(wǎng)柵陣列與光學(xué)窗透明基片材料之間用鉻或者鈦材料構(gòu)成粘接層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是附有雙層方格金屬網(wǎng)柵的光學(xué)窗要與窗框或其它形式的外接部分電聯(lián)接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是在方格金屬網(wǎng)柵的表面鍍?cè)鐾改ぁ?br> 8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗，其特征是在方 格金屬網(wǎng)柵的表面鍍保護(hù)膜。
全文摘要
一種具有雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗屬于光學(xué)透明件電磁屏蔽技術(shù)領(lǐng)域，電磁屏蔽光學(xué)窗由兩層結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)平行放置于光學(xué)窗或透明襯底兩側(cè)構(gòu)成，雙層方格金屬網(wǎng)柵的方格邊長大于傳統(tǒng)單層方格金屬網(wǎng)柵方格邊長的2倍，且其兩層方格金屬網(wǎng)柵的間距為其方格邊長的2～4倍，相對(duì)于傳統(tǒng)單層方格金屬網(wǎng)柵，采用雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)窗在不降低透光率的同時(shí)，大幅度提高了微波以及毫米波的屏蔽效率，解決了已有光學(xué)窗電磁屏蔽技術(shù)中高透光率和強(qiáng)電磁屏蔽效率不能同時(shí)兼顧的問題，適用于航空航天裝備、保密設(shè)施和醫(yī)療診斷儀器等軍用、民用光學(xué)透明件的電磁屏蔽。
文檔編號(hào)H05K9/00GK101222840SQ200810063988
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者譚久彬, 陸振剛 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)