CN101754668A - 一种电磁能量选择表面 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是设计一种具有电磁能量低通特性的电磁能量选择表面，透射低能量的电磁信号而屏蔽高能量的电磁脉冲。本发明的技术方案是：电磁能量选择表面由金属单元和压敏开关元件在经线或/和纬线方向相互交替连接构成。金属单元可以是“十”字形金属，也可以是“一”字形金属，取决于电磁脉冲的极化形式。
Description
技术领域
本发明涉及强电磁脉冲防护技术，可应用于天线或电子信息系统的电磁脉冲防护。
背景技术
现代电子信息系统一般都包含精密先进的电子计算机、半导体集成电路与弱电流控制软件等。系统的电子化程度越高，对周围环境中的电磁场、电压、电流的变化也就越敏感。研究和实验表明，强电磁脉冲可使电子设备半导体绝缘层或集成电路烧毁，导致设备失效或永久损坏，从而造成巨大的经济损失。强电磁脉冲对越来越依靠电子设备的信息化社会构成了巨大威胁，如何有效保护电子信息系统的安全可靠运行，已成为迫切需要解决的问题之一。
防护强电磁脉冲最有效的手段是屏蔽，最好的屏蔽手段是利用金属层覆盖电子信息设备。但是，金属屏蔽是把双刃剑，有效屏蔽强电磁脉冲的同时也阻断了被保护设备的信号收发。实际使用中电子信息系统既要能够抵御强电磁脉冲，又要能有效接收和发送正常的电磁信号，现有的防护手段都难以满足这种需求。从防护机理上看，要满足这种需求就是要实现电磁能量的低通特性，即对可能造成设备损坏的高能量电磁脉冲起到屏蔽隔离作用，而允许低能量的电磁信号通过。目前尚未检索到具有这种功能的结构或材料。
发明内容
本发明的目的是设计一种具有电磁能量低通特性的电磁能量选择表面，透射低能量的电磁信号而屏蔽高能量的电磁脉冲。
本发明的技术方案是：电磁能量选择表面由金属单元和压敏开关元件在经线或纬线方向相互交替连接构成。金属单元可以是“十”字形金属，也可以是“一”字形金属，这取决于电磁脉冲的极化形式。
本发明的有益效果为：
当强电磁脉冲作用时，会在压敏开关元件两端感应出大电压，导致压敏开关元件由高阻态瞬变为低阻态形成电流通路，此时电磁能量选择表面等效于金属栅网，可以有效屏蔽强电磁脉冲；对于低能量的电磁信号，由于其强度比较弱，在压敏开关元件两端感应的电压也很小，不足以使压敏开关元件导通，此时电磁能量选择表面等效于离散的金属单元阵列，可以有效透射低能量的电磁信号。也就是说，电磁能量选择表面具有变阻抗特性，当感应电压大于安全阀值时，导电特性发生突变，从不导电转换到导电态，对电磁波的作用从允许通过转变为屏蔽。
覆盖了本发明提供的电磁能量选择表面的电子信息设备不仅能够正常接收和发送电磁信号，而且当遇到高能量电磁脉冲来袭时，能够自动屏蔽掉该高能量电磁脉冲，从而正常工作。
附图说明
图1为本发明提供的一种电磁能量选择表面具体实施例一的结构示意图；
图2为本发明提供的一种电磁能量选择表面具体实施例二的结构示意图；
图3为本发明提供的一种电磁能量选择表面具体实施例三的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
图1为本发明提供的一种电磁能量选择表面具体实施例一的结构示意图。本实施例提供的电磁能量选择表面可防护垂直极化电磁脉冲，在若干条经线方向上以适当间距排列的若干个“1”字形金属单元和若干个压敏开关元件相互交替连接，相邻列间距小于电磁脉冲波长的十分之一。
图2为本发明提供的一种电磁能量选择表面具体实施例二的结构示意图。本实施例提供的电磁能量选择表面可防护水平极化电磁脉冲，在若干条纬线方向上以适当间距排列的若干个“一”字形金属单元和若干个压敏开关元件相互交替连接，相邻行间距小于电磁脉冲波长的十分之一。
图3为本发明提供的一种电磁能量选择表面具体实施例三的结构示意图。本实施例提供的电磁能量选择表面可防护任意极化电磁脉冲，在若干条经线方向和纬线方向上以适当间距排列的若干个“十”字形金属单元和若干个压敏开关元件相互交替连接，相邻列间距和相邻行间距均小于电磁脉冲波长的十分之一。
此外，上述三个具体实施例均可制作在基板上，基板可以采用印制板。金属单元是腐蚀在印制板上的铜线，压敏开关元件的两端分别与相邻铜线连接。
Claims (6)
1.一种电磁能量选择表面由金属单元和压敏开关元件在经线或纬线的某一方向上相互交替连接构成。
2.根据权利要求1所述的电磁能量选择表面，其特征在于相邻列或行间距小于电磁脉冲波长的十分之一。
3.根据权利要求1或2所述的电磁能量选择表面，其特征在于在经线方向上的金属单元是“1”字形，在纬线方向上的金属单元是“一”字形。
4.一种电磁能量选择表面由金属单元和压敏开关元件在经线和纬线方向相互交替连接构成。
5.根据权利要求4所述的电磁能量选择表面，其特征在于相邻列和行间距均小于电磁脉冲波长的十分之一。
6.根据权利要求4或5所述的电磁能量选择表面，其特征在于金属单元是“十”字形。
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