CN104638322B - 滤波结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤波结构，用于对入射、出射或透射的电磁波进行响应。其中，该滤波结构包括：物理材料层，其中，物理材料层的内部或者表面设置有多个导电几何结构；开关元件，连接在多个导电几何结构中的第一结构和第二结构之间，和/或，连接在多个导电几何结构中的第三结构上的第一端部和第二端部之间；其中，在电磁波处于第一状态时，开关元件断开，在电磁波处于第二状态时，开关元件导通。本发明解决了由于现有的滤波材料结构固定造成的难以按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术问题。

Description

滤波结构

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种滤波结构。

背景技术

在卫通天线的实际应用过程中，发射或者接收的卫星信号的极化是不固定的，也就是说超材料的导电几何结构必须对各种极化情况能够响应。在实际工程中，通常采用增加一个控制自由度的方案使超材料天线面以其法线方向为旋转轴，在平面内旋转，这样说设计的导电几何结构的极化方向就能够在任何情况下，与卫星信号的极化方向对应起来。

但是在安装天线面及馈源的伺服系统上增加一个自由度，必然需要付出一定的代价，如伺服系统的复杂度大大提高，伺服的重量和体积也会有不同程度的增加，系统的机动性能和灵活性能降低，整个系统的附皮特性的大幅度削弱，同时系统的能耗也会相应的增加。对于后端的信号处理系统，以及控制回路系统，信号复杂程度，计算量也都有所增加。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种滤波结构，以至少解决由于现有的滤波材料结构固定造成的难以按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种滤波结构，用于对入射、出射或透射的电磁波进行响应，上述滤波结构包括：物理材料层，其中，上述物理材料层的内部或者表面设置有多个导电几何结构；开关元件，连接在上述多个导电几何结构中的第一结构和第二结构之间，和/或，连接在上述多个导电几何结构中的第三结构上的第一端部和第二端部之间；其中，在上述电磁波处于第一状态时，上述开关元件断开，在上述电磁波处于第二状态时，上述开关元件导通。

优选地，在上述电磁波处于第一状态时，上述电磁波的频率位于第一预设阈值区间内，在上述电磁波处于上述第二状态时，上述电磁波的频率位于第二预设阈值区间内。

优选地，上述滤波结果还包括：滤波材料层，位于上述开关元件的一侧或两侧，用于选通或者滤除频率位于上述第一预设阈值区间或者第二预设阈值区间内的上述电磁波。

优选地，在上述电磁波处于第一状态时，上述电磁波的强度参数位于第三预设阈值区间内，在上述电磁波处于上述第二状态时，上述电磁波的强度参数位于第四预设阈值区间内，其中，上述电磁波的强度参数包括以下之一：功率、功率密度、电场强度、磁场强度、磁感应强度。

优选地，上述开关元件包括以下至少之一：第一二极管，连接在上述第一结构与上述第二结构之间，其中，上述第一二极管的阳极连接至上述第一结构，上述第一二极管的阴极连接至上述第二结构；第二二极管，连接在上述第一结构与上述第二结构之间，其中，上述第二二极管的阴极连接至上述第一结构，上述第二二极管的阳极连接至上述第二结构；第三二极管，连接在上述第一端部与上述第二端部之间，其中，上述第三二极管的阳极连接至上述第一端部，上述第三二极管的阴极连接至上述第二端部；第四二极管，连接在上述第一端部与上述第二端部之间，其中，上述第四二极管的阴极连接至上述第一端部，上述第三二极管的阳极连接至上述第二端部。

优选地，上述第一结构和/或上述第二结构和/或上述第三结构的形状和/或尺寸根据上述第一状态对应的状态参数以及上述第二状态对应的状态参数设置。

优选地，一个上述第一结构、一个上述第二结构和一个上述开关元件形成一个导电几何结构组，其中，上述开关元件连接在上述第一结构与上述第二结构之间；和/或，一个上述第三结构和一个上述开关元件形成一个导电几何结构组，其中，上述开关元件连接在上述第一端部与上述第二端部之间；和/或一个或多个上述第一结构、一个或多个上述第二结构、以及多个上述开关元件形成一个导电几何结构组，其中，上述一个或多个第一结构与上述一个或多个第二结构通过上述一个或多个开关元件首尾连接，以形成为一个封闭的环形。

优选地，多个上述导电几何结构组按照预设规则分布在上述物理材料层的内部或者表面。

优选地，上述多个导电几何结构组相互平行地分布在上述物理材料层的内部或者表面；和/或，上述多个导电几何结构组周期性或非周期性地分布在上述物理材料层的内部或者表面；和/或，上述多个导电几何结构组中的任意两个的形状和/或尺寸相同，或者，上述多个导电几何结构组中至少存在位于不同位置的两个，其形状或尺寸不同。

优选地，上述多个导电几何结构组分布在上述物理材料层的表面和/或上述物理材料层内部的一个或多个第一平面内。

优选地，上述多个导电几何结构还包括第四结构，其中，上述第四结构与上述开关元件之间断开。

优选地，多个上述第四结构分布在上述物理材料层的表面和/或上述物理材料层内部的一个或多个第二平面内。

优选地，上述导电几何结构为金属片或者导电涂层。

优选地，上述物理材料层的材料为复合材料或陶瓷材料。

优选地，上述复合材料为热固或者热塑性材料。

优选地，上述复合材料为包含纤维、泡沫和/或蜂窝的一层或者多层结构。

优选地，上述复合材料含有增强材料，该增强材料为纤维、织物、或者粒子中的至少一种。

在本发明实施例中，可以通过开关元件的通断作用实现设置在物理材料层的内部或表面的导电几何结构在不同形态之间的转换，从而达到对不同状态下的电磁波的不同的响应性能，也即达到了按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术效果，进而解决了由于现有的滤波材料结构固定造成的难以按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的滤波结构的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图4是根据本发明实施例的又一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图5是根据本发明实施例的又一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图6是根据本发明实施例的又一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图7是根据本发明实施例的又一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图8是根据本发明实施例的又一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图9是根据本发明实施例的又一种可选的滤波结构中的导电几何结构组的示意图；

图10是根据本发明实施例的一种可选的滤波结构对分别处于第一状态和第二状态的电磁波进行响应的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种滤波结构，用于对入射、出射或透射的电磁波进行响应，如图1所示，该滤波结构包括：

1）物理材料层102，其中，该物理材料层的内部或者表面设置有多个导电几何结构；

2）开关元件104，连接在该多个导电几何结构中的第一结构106和第二结构108之间，和/或，连接在该多个导电几何结构中的第三结构110上的第一端部112和第二端部114之间；其中，在该电磁波处于第一状态时，该开关元件断开，在该电磁波处于第二状态时，该开关元件导通。

应当明确的是，本发明技术方案所要解决的问题之一是对入射到该滤波结构、从该滤波结构出射、或者是透射过该滤波结构的电磁波进行响应，例如，对于应用于天线的该滤波结构而言，其实际应用场景可以分别对应于上述三种情形，比如，在一个场景下，该滤波结构可以覆盖在信号接收端的表面或者植入其内部，从而可以响应于入射的电磁波，而在另一个场景下，该滤波结构也可以覆盖在信号发射端的表面或者植入其内部上，从而可以响应于出射的电磁波，当然，对于同时起到发射和接收作用的天线部件而言，覆盖在其表面的该滤波结构也可以在一个场景下响应于入射的电磁波、在另一方场景下响应于出射的电磁波，此外，在一些场景下，该滤波结构还可以设置在天线罩的内部或者表面，从而可以对透射的电磁波进行响应。

在本发明实施例中，上述对电磁波进行的响应可以表现为多种形式，例如，一般地，其可以表现为对于特定频率区间内的电磁波的滤波作用，比如高通、低通、带通、带阻等作用，在本发明的一些实施例中，其也可以表现为对特定辐射强度的电磁波的滤波作用，或者在特定辐射强度下、对特定频率区间内的电磁波的滤波作用，特别地，在本发明的另一些实施例中，其还可以表现为对特定入射角度的电磁波的滤波作用或者偏折作用，或者在特定入射角度下、对特定频率区间内的电磁波的滤波作用或者偏折作用，等等，本发明对此不作任何限定。

如图1所示，根据本发明实施例提供的滤波结构，可以包括物理材料层102。其中，该物理材料层102既可以表现为在空间上连续并形成为一个整体的物理材料，也可以表示由多层材料堆叠并固化而成的形成为一体的材料层，还可以表示由顺序排列并相互贴合的材质相同或不同的多个材料层，也即，上述物理材料层102可以包括多个物理材料子层，其中，上述多个物理材料子层顺序排列并形成上述物理材料层102，且上述多个物理材料子层中的任意两个所采用的物理材料的性质可以是相同的，也可以是不同的，从而在本发明的一些实施例中，可以视为由多个条形导体形成的多个滤波材料层夹设在由相同或不同材料形成的多个物理材料层102之间。当然，以上只是一些示例，本发明对此不作任何限定。

在另一方面，本发明对物理材料层102的形状和尺寸不作任何限定，例如，该物理材料层102的表面可以为规则的表面，比如平面或曲面，其也可以为不规则地表面，这并不影响本发明技术方案的实施。应当理解，类似于上述情形的本发明技术方案的明显的扩展与延伸，均应视为在本发明的保护范围之内。

具体地，该物理材料层102的材料性质可以根据实际应用场景以及具体设计要求来设置，例如，对于设计要求为具有预设的透波性能以及预设强度阈值之上的强度的天线罩产品，其中的物理材料层102所采用的物理材料的强度可以设置为大于该预设强度阈值。更具体地，在本发明实施例中，上述物理材料层102所采用的材料可以是复合材料或者陶瓷材料，其中，该复合材料可以为热固或者热塑性材料。当然，以上只是一些示例，根据本发明实施例提供的滤波结构中物理材料层102所采用的材料还可以包括其他可行的物理材料，例如，上述复合材料还可以包括以下至少之一：纤维结构、泡沫结构、蜂窝结构，其中，这些结构可以为一层，也可以为多层，本发明对此不作限定。此外，上述复合材料还可以含有增强材料，比如纤维、织物、粒子等增强材料及其结合等。当然，以上只是一些示例，根据本发明实施例提供的滤波结构中物理材料层102所采用的材料还可以包括其他可行的物理材料，本发明对此不作限定。

如图1所示，区别于现有技术中仅针对物理材料层102所选用的材料以及该物理材料层102的厚度作出改进的方式，在上述物理材料层102的内部或者表面还可以设置有多个导电几何结构。其中，该导电几何结构可以为金属片，也可以为导电涂层，还可以为其他可选的材质或形状等，本发明对此不作限定。一般而言，该导电几何结构的形状和材质可以根据上述滤波结构对电磁波进行响应的相关设计要求来限定，例如，对于需要耗散掉入射角度较大的电磁波的设计要求而言，该导电几何结构的形状可以为环形，对于需要调整电磁波的透射率并使该滤波结构起到固态空气的作用的设计要求而言，该导电几何结构的形状可以为条形，然而本发明对此不作限定。

进一步地，如图1所示，根据本发明实施例提供的滤波结构还可以包括开关元件104，连接在该多个导电几何结构中的第一结构106和第二结构108之间，和/或，连接在该多个导电几何结构中的第三结构110上的第一端部112和第二端部114之间；其中，在电磁波处于第一状态时，该开关元件104断开，在电磁波处于第二状态时，该开关元件104导通。

在本发明实施例中，滤波结构中的导电几何结构可以至少在两种状态下切换：

1）在电磁波处于第一状态时，开关元件104断开，导电几何结构中的第一结构106和第二结构108断开，和/或，导电几何结构中的第三结构110上的第一端部112和第二端部114断开，从而可以视为在该滤波结构中，物理材料层102的内部或表面设置有相互独立的第一结构106和第二结构108、和/或在第一端部112和第二端部114之间不封闭的第三结构110；

2）在电磁波处于第二状态时，开关元件104闭合，导电几何结构中的第一结构106和第二结构108电连接，和/或，导电几何结构中的第三结构110上的第一端部112和第二端部114电连接，从而可以视为在该滤波结构中，物理材料层102的内部或表面设置有由第一结构106和第二结构108电连接并形成为一体的新的结构，例如图1中示出的，由作为第一结构106和第二结构108的半圆弧形金属片电连接并形成为一体的环形金属片的新结构，和/或，由第一端部112和第二端部114之间电连接所形成的变型后的第三结构110，例如，该第三结构110也可以为在某一点断开的圆环形或方形环状金属片，若开关元件104连接在该断开点，则在第二状态下该第三结构110即可以视为形成一个封闭的环形结构。

从以上描述可知，在本发明实施例中，可以通过开关元件104实现导电几何结构在不同形态之间的转换，从而达到对不同状态下的电磁波的不同的响应性能，也即达到了按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术效果，进而解决了由于现有的滤波材料结构固定造成的难以按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术问题。

值得注意的是，在本发明实施例中，从一方面而言，通过本发明技术方案可以对不同状态的电磁波作出不同响应，从另一方面而言，也可以理解为对电磁波中的不同成分，例如不同极化方向的电磁波的成分或者是不同透射方向的电磁波的成分作出不同的响应，应当理解，此类应用仍应视为在本发明的保护范围之内。

下面将通过一些实施例对电磁波的不同状态的具体定义以及开关元件104的构成及其对电磁波的不同状态的作出通断响应的工作方式进行详细的描述。

可选地，作为本发明的一种实施方式，上述电磁波所处的第一状态可以表示该电磁波的频率位于第一预设阈值区间内，上述电磁波所处的第二状态可以表示该电磁波的频率位于第二预设阈值区间内。

具体地，在本发明实施例中，上述滤波结构可以包括：

滤波材料层，位于所述开关元件104的一侧或两侧，用于选通或者滤除频率位于所述第一预设阈值区间或者第二预设阈值区间内的所述电磁波。

在上述场景下，结合该滤波材料层，可以实现对不同频率的电磁波的选择，例如，若选用通带为第二预设阈值区间的带通滤波材料，则透射过该滤波材料层的电磁波处于第二预设阈值区间，从而响应于该透射的电磁波，开关元件104可以导通。

可选地，作为本发明的另一种实施方式，上述电磁波所处的第一状态可以表示该电磁波的强度参数位于第三预设阈值区间内，上述电磁波所处的第二状态时可以表示该电磁波的强度参数位于第四预设阈值区间内，其中，该强度参数包括以下之一：功率、功率密度、电场强度、磁场强度、磁感应强度。其中，功率表示电磁波的辐射功率，功率密度表示电磁波在单位时间、单位面积内所接收、发射或通过的能量，电场强度表示由电磁波所产生的空间中的电场的强度，磁场强度表示由电磁波所产生的空间中的磁场的强度，磁感应密度表示单位体积或面积内的磁通量。

具体地，在本发明实施例中，上述开关元件104可以包括以下至少之一：第一二极管，连接在该第一结构106与该第二结构108之间，其中，该第一二极管的阳极连接至该第一结构106，该第一二极管的阴极连接至该第二结构108；第二二极管，连接在该第一结构106与该第二结构108之间，其中，该第二二极管的阴极连接至该第一结构106，该第二二极管的阳极连接至该第二结构108；第三二极管，连接在该第一端部112与该第二端部114之间，其中，该第三二极管的阳极连接至该第一端部112，该第三二极管的阴极连接至该第二端部114；第四二极管，连接在该第一端部112与该第二端部114之间，其中，该第四二极管的阴极连接至该第一端部112，该第三二极管的阳极连接至该第二端部114。

在上述场景下，由于出射、入射或透射过滤波结构的电磁波在空间中产生的电场的影响，第一结构106与第二结构108之间，和/或，第三结构110上的第一端部112与第二端部114之间，将相应地产生一个方向、大小不定的电势差，从而在第一结构106相对于第二结构108的电势差高于第一二极管的导通电压、或者第二结构108相对于第一结构106的电势差高于第二二极管的导通电压时，第一二极管导通、第一结构106与第二结构108电连接并形成为一体，或者，在第一端部112相对于第二端部114的电势差高于第三二极管的导通电压、或者第二端部114相对于第一端部112的电势差高于第四二极管的导通电压时，第一端部112与第二端部114连接并在第三结构110上形成一个导通的回路。

当然，以上只是一种示例，在本发明实施例中，还可以利用其它可行的电子元器件的特点来实现上述的频率选择或强度选择的功能，以实现开关元件104的选择性通断，此外，通断的选择性也可以不仅仅依赖于电磁波的频率或强度，例如，还可以根据电磁波的入射角度等，本发明对此均不做限定。其中，优选地，在本发明实施例中，该第一结构106和/或该第二结构108和/或该第三结构110的形状和/或尺寸可以根据该第一状态对应的状态参数以及该第二状态对应的状态参数设置。

更具体地，在本发明实施例中，由于加入了开关元件104，从而使得利用导电几何结构的变型来实现对不同状态的电磁波进行性能迥异的响应成为可能，其中，第一结构106、第二结构108和第三结构110的形状存在着多种设计可能。其中，可以将由这些在电磁波处于第一状态下各自独立的导电几何结构与开关元件104在物理材料层102中分为多组，其中每一组包括有限个导电几何结构和开关元件104，以下为便于表述，将这些划分出的结构的组记为导电几何结构组。在本发明实施例中，物理材料层102中可以分布有大量上述导电几何结构组，而这些导电几何结构组的内部组成可以是相同的，从而从整体上表现出一致的电磁波响应性能。应当理解，由于每一导电几何结构组中均具有开关单元，因此从整体上而言，滤波结构仍将至少具有两个不同的结构状态，从而可以根据电磁波的状态在不同结构之间切换，以表现出不同的响应性能。

作为一种可选的方式，如图2至图4所示，在本发明实施例中，一个第一结构106、一个第二结构108和一个开关元件104可以形成为一个导电几何结构组，其中，该开关元件104连接在该第一结构106与该第二结构108之间。

可选地，如图2所示，该开关元件104可以简单地将呈条形的第一结构106和第二结构108首尾连接在一起，从而形成一个长度更长的条形导电几何结构，或者，如图3所示，开关元件104也可以将相互平行地两个近似于条形的第一结构106和第二结构108从中部连接在一起，从而形成一个“H”型的导电几何结构，或者，如图4所示，开关元件104还可以将相互垂直地呈条形的第一结构106和第二结构108在垂点处连接在一起，从而形成一个“L”型的导电几何结构，从而对分别处于第一状态和第二状态的电磁波产生不同的响应性能。当然，以上只是一些示例，并不意味着对本发明构成了任何不必要的限定，例如，第一结构106和第二结构108并非必须位于同一平面内，比如图5中示出的导电几何结构组，其中的第一结构106可以位于第一平面内，第二结构108可以位于第二平面内，且分别作为第一结构106和第二结构108的两个条形金属片可以相互垂直，从而在第一状态下二者可以为独立的导电几何结构，而在电磁波处于第二状态时如图5中示出的导电几何结构组可以形成一个十字型的导电几何结构。事实上，在本发明的其他一些实施例中，还可以有更多的上述形式下的导电几何结构组的内部组件的排布方式，在此不一一累述。此外，以上多种具体结构也可以根据设计要求相互结合地设置在物理材料中，这些实施方式均应视为在本发明的保护范围之内。

作为另一种可选的实施方式，如图6所示，在本发明实施例中，一个第三结构110和一个开关元件104也可以形成一个导电几何结构组，其中，该开关元件104连接在第三结构110上的第一端部112与第二端部114之间。

作为又一种可选的实施方式，如图7和图8所示，在本发明实施例中，一个或多个第一结构106、一个或多个第二结构108、以及多个开关元件104仍可以形成一个导电几何结构组，其中，该一个或多个第一结构106与该一个或多个第二结构108通过该一个或多个开关元件104首尾连接，以形成为一个封闭的环形。其中，图7示出了由一个第一结构106、一个第二结构108、以及多个开关元件104所形成的导电几何结构组，图8示出了由多个第一结构106、多个第二结构108、以及多个开关元件104所形成的导电几何结构组，其中，在电磁波处于第二状态时，上述两种情形下的导电几何结构组均可以形成封闭的环形结构，从而产生与电磁波处于第一状态时的独立的第一结构106和第二结构108所不同的响应性能。

通过上述优选的实施例，本发明提供了一些可选的导电几何结构组的组成方式，然而需要说明的是，以上实施例仅用于对本发明技术方案的理解，并不会对本发明构成任何不当的限定。例如，从上述实施例可以看出，本发明实施例中的第一结构106和/或第二结构108和/或第三结构110可以为不封闭的条形结构，然而，在本发明的另一些实施例中，第一结构106和/或第二结构108和/或第三结构110也可以为封闭的环形结构，本发明对此不作限定。

可选地，在本发明实施例中，多个上述导电几何结构组可以按照预设规则分布在该物理材料层102的内部或者表面。其中，优选地，多个该导电几何结构组相互平行地分布在该物理材料层102的内部或者表面；和/或，多个该导电几何结构组周期或非周期性地分布在该物理材料层102的内部或者表面；和/或，多个该导电几何结构组中的任意两个的形状和/或尺寸相同，或者，多个导电几何结构组中至少存在位于不同位置的两个，其形状或尺寸不同。其中，可选地，该多个导电几何结构组可以分布在物理材料层102的表面和/或物理材料层102内部的一个或多个第一平面内。

为获得更优的响应性能，优选地，如图9所示，在本发明实施例中，上述分布在物理材料层102中的多个导电几何结构还可以包括第四结构902，其中，相对于第一结构106、第二结构108、第三结构110和与前三者相连的开关元件104，上述第四结构902可以为固定的导电几何结构，也即不论电磁波处于前述第一状态还是第二状态时，第四结构902均不发生改变，从而形成较为固定的响应性能。其中，对于第一结构106、第二结构108、第三结构110和开关元件104形成的导电几何结构组而言，该第四结构902既可以独立于导电几何结构组之外，也可以成为导电几何结构组的一部分，例如图9中所示的结构也可以表示由处于外环的第一结构106、第二结构108、开关元件104以及处于内环的“回”字型的第四结构902形成的一个导电几何结构组，其中，该第四结构902与上述开关元件104断开，呈不连接的关系。可选地，在本发明实施例中，多个第四结构902可以分布在物理材料层102的表面和/或物理材料层102内部的一个或多个第二平面内。

下面将结合图9和图10给出本发明的一个更为具体的实施例。

如图9所示，在本发明实施例中，当电磁波的能量足够强时，比如由处于发射状态下的卫星天线所发出的电磁信号，则二极管处于导通状态，从而可以在一个导电几何结构组中形成一个完整的三层回路的LC网络，该滤波结构对电磁波的响应可以通过仿真模拟计算出来。其仿真结果可以如图10中的实线所示，其中，响应于频率较低的电磁波，该滤波结构的散射参数相角（s-parameter phase）较大，透射率较低，响应于频率较高的电磁波，其散射参数相角较小，透射率较高。在另一方面，当电磁波的能量比较弱时，如卫星天线处于接收状态时，二极管处于断开状态，形成一个回字形LC网路，外圈的金属部门处于断开成几段的状态，因此其对电磁波的响应比较小。这时主要是由内圈的金属导电几何结构部分对信号有相应，且此时该结构对应的等效电容与电阻较小，其响应频率就较高。

在图10中，通过虚线示出了移除位于三层回路中间的作为第四结构902的“回”字形结构、仅由处于最外层的两个L形的第一结构106与两个L形的第二结构108组成的导电几何结构组对电磁波的频响曲线，对应于电磁波强度较低时二极管不导通的情形下的一种滤波结构，其中，该滤波结构对于不同频率的电磁波所表现出的滤波性能较为一致，与上述回路结构的响应构成了明显的差异。

进一步地，根据对电磁波的响应的仿真模拟计算结果，上述采用二极管实现的开关结构可以适用于大部分线性极化及圆极化的各类型导电几何结构射界，上述实施例作为示例给出了针对一种结构的分析和描述，然而本发明对此不作限定。

本发明提供了一些优选的实施例来进一步对本发明进行解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

1）通过开关元件的通断作用实现设置在物理材料层的内部或表面的导电几何结构在不同形态之间的转换，从而达到对不同状态下的电磁波的不同的响应性能，也即达到了按照预设方式对不同状态下的电磁波作出不同响应的技术效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种滤波结构，用于对入射、出射或透射的电磁波进行响应，其特征在于，所述滤波结构包括：

物理材料层，其中，所述物理材料层的内部或者表面设置有多个导电几何结构；

开关元件，连接在所述多个导电几何结构中的第一结构和第二结构之间，和/或，连接在所述多个导电几何结构中的第三结构上的第一端部和第二端部之间，所述开关元件的导通和断开分别对应不同形态的导电几何结构；其中，

所述开关元件为二极管；在所述电磁波处于第一状态时，所述开关元件断开；

在所述电磁波处于第二状态时，由于入射、出射或透射过所述滤波结构的所述电磁波在空间中产生的电场的影响，使得所述第一结构与第二结构之间产生的电势差高于所述二极管的导通电压，所述二极管导通使所述第一结构与第二结构电连接并形成为一体；或者使得所述第三结构上的第一端部与第二端部之间产生的电势差高于所述二极管的导通电压，所述二极管导通使所述第一端部与第二端部电连接并在第三结构上形成一个导通的回路。

2.根据权利要求1所述的滤波结构，其特征在于，在所述电磁波处于第一状态时，由于入射、出射或透射过所述滤波结构的所述电磁波在空间中产生的电场的影响，使得所述第一结构与第二结构之间产生的电势差低于所述二极管的导通电压，所述二极管断开使所述第一结构与第二结构断开连接；或者使得所述第三结构上的第一端部与第二端部之间产生的电势差低于所述二极管的导通电压，所述二极管断开使所述第一端部与第二端部断开连接。

3.根据权利要求1所述的滤波结构，其特征在于，在所述电磁波处于第一状态时，所述开关元件断开，所述导电几何结构为条形和/或开环结构，在所述电磁波处于第二状态时，所述开关元件导通，所述导电几何结构为封闭的环形结构。

4.根据权利要求1所述的滤波结构，其特征在于，所述电磁波处于第一状态表示所述电磁波的频率位于第一预设阈值区间内；所述电磁波处于所述第二状态表示所述电磁波的频率位于第二预设阈值区间内。

5.根据权利要求4所述的滤波结构，其特征在于，还包括：

滤波材料层，位于所述开关元件的一侧或两侧，用于选通或者滤除频率位于所述第一预设阈值区间或者第二预设阈值区间内的所述电磁波。

6.根据权利要求1所述的滤波结构，其特征在于，所述电磁波处于第一状态表示所述电磁波的强度参数位于第三预设阈值区间内；所述电磁波处于所述第二状态表示所述电磁波的强度参数位于第四预设阈值区间内，其中，所述电磁波的强度参数包括以下之一：功率、功率密度、电场强度、磁场强度、磁感应强度。

7.根据权利要求6所述的滤波结构，其特征在于，所述开关元件包括以下至少之一：

第一二极管，连接在所述第一结构与所述第二结构之间，其中，所述第一二极管的阳极连接至所述第一结构，所述第一二极管的阴极连接至所述第二结构；

第二二极管，连接在所述第一结构与所述第二结构之间，其中，所述第二二极管的阴极连接至所述第一结构，所述第二二极管的阳极连接至所述第二结构；

第三二极管，连接在所述第一端部与所述第二端部之间，其中，所述第三二极管的阳极连接至所述第一端部，所述第三二极管的阴极连接至所述第二端部；

第四二极管，连接在所述第一端部与所述第二端部之间，其中，所述第四二极管的阴极连接至所述第一端部，所述第三二极管的阳极连接至所述第二端部。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的滤波结构，其特征在于，所述第一结构和/或所述第二结构和/或所述第三结构的形状和/或尺寸根据所述第一状态对应的状态参数以及所述第二状态对应的状态参数设置。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的滤波结构，其特征在于，

一个所述第一结构、一个所述第二结构和一个所述开关元件形成一个导电几何结构组，其中，所述开关元件连接在所述第一结构与所述第二结构之间；和/或，

一个所述第三结构和一个所述开关元件形成一个导电几何结构组，其中，所述开关元件连接在所述第一端部与所述第二端部之间；和/或

一个或多个所述第一结构、一个或多个所述第二结构、以及多个所述开关元件形成一个导电几何结构组，其中，所述一个或多个第一结构与所述一个或多个第二结构通过所述一个或多个开关元件首尾连接，以形成为一个封闭的环形。

10.根据权利要求9所述的滤波结构，其特征在于，多个所述导电几何结构组按照预设规则分布在所述物理材料层的内部或者表面。

11.根据权利要求10所述的滤波结构，其特征在于，

所述多个导电几何结构组相互平行地分布在所述物理材料层的内部或者表面；和/或，

所述多个导电几何结构组周期性或非周期性地分布在所述物理材料层的内部或者表面；和/或，

所述多个导电几何结构组中的任意两个的形状和/或尺寸相同，或者，所述多个导电几何结构组中至少存在位于不同位置的两个，其形状或尺寸不同。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的滤波结构，其特征在于，所述多个导电几何结构组分布在所述物理材料层的表面和/或所述物理材料层内部的一个或多个第一平面内。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的滤波结构，其特征在于，所述多个导电几何结构还包括第四结构，其中，所述第四结构与所述开关元件之间断开。

14.根据权利要求13所述的滤波结构，其特征在于，多个所述第四结构分布在所述物理材料层的表面和/或所述物理材料层内部的一个或多个第二平面内。

15.根据权利要求1至7中任一项所述的滤波结构，其特征在于，所述导电几何结构为金属片或者导电涂层。

16.根据权利要求1至7中任一项所述的滤波结构，其特征在于，所述物理材料层的材料为复合材料或陶瓷材料。

17.根据权利要求16所述的滤波结构，其特征在于，所述复合材料为热固或者热塑性材料。

18.根据权利要求16所述的滤波结构，其特征在于，所述复合材料为包含纤维、泡沫和/或蜂窝的一层或者多层结构。

19.根据权利要求16所述的滤波结构，其特征在于，所述复合材料含有增强材料，该增强材料为纤维、织物、或者粒子中的至少一种。

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