[发明专利]一种波导高功率防护器件

说明书

本发明属于电磁防护领域，涉及一种波导高功率防护器件，所述防护器件包括上介质基板、下介质基板、上金属层、下金属层、金属柱和半导体器件；所述上金属层附着在上介质基板的上表面，所述下金属层附着在下介质基板的下表面；所述上金属层由若干个周期性排列的金属贴片组成，所述金属贴片的中间蚀刻出一个等宽缝隙，将金属贴片分割为内贴片和外贴片；所述等宽缝隙的中心与所述金属贴片的中心重合；所述半导体器件等间距设置在等宽缝隙上，半导体器件的正负两极分别连接金属贴片的内贴片和外贴片。本发明解决了天线系统的强电磁场防护问题，相对于传统的能量选择表面，效果更好，成本更低。

技术领域

本发明属于电磁防护领域，具体涉及一种波导高功率防护器件，主要用于雷达系统在强电磁脉冲辐照时功率传输过程的屏蔽防护。

背景技术

电磁脉冲武器与高功率微波武器攻击速度快，范围广，兼具软硬杀伤能力，目前，高功率脉冲功率驱动源技术、高功率微波产生、发射、传输与控制技术以及高功率微波效应机理等基础研究与关键技术取得重大突破，强电磁武器走向实战应用。强电磁辐射对电子设备危害极大，电磁波通过天线将能量耦合进入到系统前端，通过击穿效应与热效应破坏电子设备。

能量选择表面通过半导体阵列结合金属周期单元构建的压控导电结构，其表面阻抗随入射电磁场强度不同而发生转变，从而具备能量选择特性，能有效兼顾设备正常使用以及强场防护。

文献^[1]分析了针对强电磁脉冲武器的能量选择防护罩，当电磁波的能量低于安全阈值的时候能够无损或低损地进入射频系统前端，超过安全阈值的时候能量则会被反射。

现有的能量选择表面相关研究集中于贴片加载有源器件平面周期结构，一般应用于天线前端或者集成至天线罩夹层内，会对天线原始方向图造成一定影响。在对于电大尺寸防护需求时，需要成千上万个二极管，成本较高，因此不适合与较大规模的应用。此外，现有的能量选择表面为低通结构，不适合于高频的防护应用。相关现有技术参考文献如下：

[1]Yang C,Liu P G,Huang X J.A novel method of energy selectivesurface for adaptive HPM/EMP protection[J].IEEE Antennas and WirelessPropagation Letters.2013(12):112-115.

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种高功率防护器件，可以应用于广泛的波导传输线结构中，在保证电磁防护效果的前提下，显著地降低成本，既能实现能量敏感自适应开关特性达到强场防护的目的，又能有效地减少电磁防护对于天线方向图的影响，还可以适用于较高频率的应用场景。具体技术方案如下：

一种波导高功率防护器件，包括上介质基板、下介质基板、上金属层、下金属层、金属柱和半导体器件；

所述上金属层附着在上介质基板的上表面，所述下金属层附着在下介质基板的下表面；

所述上金属层由若干个周期性排列的金属贴片组成，所述金属贴片的中间蚀刻出一圈等宽缝隙，将金属贴片分割为内贴片和外贴片；所述等宽缝隙的中心与所述金属贴片的中心重合；

所述半导体器件等间距设置在等宽缝隙上，半导体器件的正负两极分别连接金属贴片的内贴片和外贴片；

所述上介质基板、下介质基板分别开设与金属柱数量相同个数的圆孔，所述金属柱穿过圆孔分别连接上金属层的内贴片和下金属层。

本发明还提供了一种波导高功率防护器件，包括介质基板、上金属层、下金属层和半导体器件；

所述上金属层附着在介质基板的上表面，所述下金属层附着在介质基板的下表面；