[发明专利]一种基于随机分布圆环的金属网栅结构及其设计方法

摘要

一种基于随机分布圆环的金属网栅结构及其设计方法属于光学透明件电磁屏蔽领域，该金属网栅结构是由基本随机圆环、外公切圆环、被打断圆环、子圆环构成，基本随机圆环的圆心与半径随机，不同基本圆环中子圆环的个数、直径、排列角度均随机产生。由该随机分布圆环结构通过加工工艺制作获得的具有一定线宽的金属网栅深度均化了高级次衍射，使得高级次衍射能量分布均匀，最大高级次衍射能量降低。同时，由于该结构集成了多周期圆环和子圆环，并具有分布和参数的随机特征，提高透光率的同时保持了网栅孔隙结构较均匀分布，在均化衍射杂散光分布同时，还可以保证其电磁屏蔽能力几乎不受影响，进一步提高了金属网栅的综合性能，扩展其应用领域。

主权项

1.一种基于随机分布圆环的金属网栅结构及其设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：Ⅰ、在二维平面直角坐标系中绘制一个等边三角形(1)并将其沿三个边的延长线方向阵列排布，且阵列时相邻三角形顶点重合；Ⅱ、以步骤Ⅰ中的各等边三角形的顶点为参考点，做圆心位置在顶点附近随机，半径随机的基本随机圆环(2)，基本随机圆环(2)互不相交；Ⅲ、对步骤Ⅱ中的任意三个基本随机圆环(2)做与它们外切连通的外公切圆环(3)，且外公切圆环(3)不与任何其它基本随机圆环(2)相交，其内部也不包含基本随机圆环(2)；所述基本随机圆环(2)与其外公切圆环(3)共同作为基本圆环(4)；Ⅳ、在步骤Ⅱ和Ⅲ中产生的基本圆环(4)内部设有与其内切连通的子圆环(5)；所述的基本圆环(4)内相邻子圆环(5)相切连通或相交，每个基本圆环(4)内的子圆环(5)的个数大于或等于2个，且直径相同或不同，相邻子圆环(5)的圆心和基本圆环(4)的圆心连线所组成的夹角为任意角度，不同基本圆环(4)中的子圆环(5)的个数、直径、角度均随机产生；Ⅴ、对步骤Ⅲ产生的外公切圆环(3)中部分相交圆环按打断规则打断相交部分的圆弧线，所述的打断规则包括：①若两个相交的外公切圆环(3)均不与其它外公切圆环(3)相交，则判断两个外公切圆环(3)半径的大小，将半径较小的外公切圆环(3)作为被打断圆环(6)进行打断，去掉被打断圆环(6)相交部分圆弧线；②若有两个以上外公切圆环(3)相交，将与半径最大的外公切圆环(3)相交的外公切圆环(3)按上述规则①进行打断，获得被打断圆环(6)，若被打断圆环(6)还有其它相交外公切圆环(3)时，则被打断圆环(6)再次被打断，去掉相交部分圆弧线，若保留的外公切圆环(3)也有其它相交外公切圆环(3)时，则其它相交外公切圆环(3)被打断，重复以上交替打断过程，直至所有相交外公切圆环(3)均处理完毕；Ⅵ、对步骤Ⅴ产生的被打断圆环(6)，删除其在步骤Ⅳ中产生的子圆环并按填充规则添加子圆环(5)，所述的填充规则包括：①若被打断圆环(6)与且只与一个外公切圆环(3)相交，则添加与被打断圆环(6)内切连通，与保留的外公切圆环(3)外切连通的子圆环(5)；②若被打断圆环(6)与且只与两个外公切圆环(3)相交，则添加与被打断圆环(6)内切连通，与保留的两个外公切圆环(3)外切连通的子圆环(5)；③若被打断圆环(6)与三个外公切圆环(3)相交，则添加与保留的三个外公切圆环(3)外切连通的子圆环(5)；Ⅶ、将步骤Ⅱ至Ⅵ所形成的基本圆环(4)、被打断圆环(6)和子圆环(5)用具有一定线宽的金属线条构成，从而形成基于随机分布圆环的金属网栅。