【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁防护，具体涉及一种基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法。
技术介绍
1、目前，精密光电成像及探测仪器系统所处的空间电磁环境十分复杂。当受外部电磁场的干扰时，其探测能力会显著降低甚至造成虚假目标探测；同时，其也向外部辐射电磁波，造成电磁信息泄漏。系统中的光学部件由于自身对电磁波的透波特性，是电磁泄露的薄弱点，在兼顾结构支撑、高透光、高成像质量功能基础上，需同步具备电磁防护能力。此外，随着系统对空气动力学性能、大观测角度等性能的要求，光学部件的面型已从传统的平面向球面、大曲率非球面发展。因此，亟需开展曲面共形光学部件电磁防护设计及研究。
2、金属网栅滤波技术作为光学窗口电磁防护的技术手段之一，具有宽频段(mhz～ghz)电磁屏蔽、宽波段(可见光和红外波段)透光以及结构单元易设计的优点，已在平面型光窗等场景下有较为成熟的光学透光特性和电磁屏蔽特性相关研究及应用。然而，对于曲面共形光学部件的电磁防护设计研究工作相对较少。
3、专利cn104837326a“具有金属网栅结构的电磁屏蔽曲面光学窗制作方法”采用裂纹漆作为随机裂纹模板，制备随机网栅结构的电磁屏蔽曲面光学窗。由于皲裂法生成的随机网格中各微小单元间交织连接的不确定性，导致随机金属网栅的电连续性和面电阻不可预测。此外，由于随机结构的不均匀特性，会影响金属网栅的透光一致性，限制了其应用范围。
4、专利cn101917837a“一种具有经纬形网栅结构的电磁屏蔽共形光学窗”、专利cn115835613a“一种曲面窗口电磁屏蔽
技术实现思路
1、针对上述现有共形透明电磁防护材料金属网栅结构一致性较差、透光分布不均匀，导致精密光电成像及探测仪器系统中的光学部件应用场景受限制的技术问题，本专利技术提供了一种基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，包括下列步骤：
4、s1、设计子眼中心点阵列；
5、s2、设计子眼单元区域阵列；
6、s3、设计子眼单元区域中的单元图形；
7、s4、进行子眼单元图形间搭接；
8、s5、设计共形金属网栅结构。
9、所述s1中设计子眼中心点阵列的方法为：
10、选取球冠状透明基材，外表面球半经为r外，内表面球半经为r内，夹角为φ，内表面中心点作为中心子眼的结构中心点c0,0，以c0,0作为对称中心、α作为相邻各子眼结构中心点的空间夹角，在球冠状透明基材下表面三维空间上进行环形阵列处理，形成子眼结构的中心点阵列为：c0,0、c1,1、c1,2……c1,m、c2,1、c2,2……c2,m、……cs,1、cs,2……cs,m。
11、所述s2中设计子眼单元区域阵列的方法为：
12、以c0,0作为球体g0,0球心，球体的半经为r，g0,0与基材内表面相交形成圆周l0,0，圆周的口径为d，该圆周与基材内表面构成的共形区域，称为中心子眼的结构单元区域a0,0，其中，各参数间满足公式(1)：
13、
14、以c0,0作为对称中心、α作为相邻各子眼结构的空间夹角，在基材下表面三维空间上对g0,0进行环形阵列处理，形成子眼圆周阵列和子眼单元区域阵列。
15、所述子眼圆周阵列为：l0,0、l1,1、l1,2……l1,m、l2,1、l2,2……l2,m、……ls,1、ls,2……ls,m；
16、所述子眼单元区域阵列为：a0,0、a1,1、a1,2……a1,m、a2,1、a2,2……a2,m、……as,1、as,2……as,m。
17、所述s3中设计子眼单元区域中的单元图形的方法为：
18、以圆周ls,m作为单元图形的设计边界，采用以下一种方式或多方式组合的方式形成子眼的单元图形：正多边形外切于圆周、正多边形内接于圆周、圆周lsm为单元图形。
19、所述s4中进行子眼单元图形间搭接的方法为：
20、在优先保证阵列结构的前提下，子眼单元图形之间按照线线重合、点点重合先后顺序，择优选择搭接方式；对于某些因阵列自身特性导致的边缘化的子眼，其单元图形允许残缺处理，并与周边单元图形采用点线点的形式进行搭接处理。
21、所述s5中设计共形金属网栅结构的方法为：
22、共形金属网栅采用上述设计阵列模型，图形各点沿基材内法线方向延伸t，沿基材切线方向前后各自延伸a，即可形成厚度为t、线宽为2a、周期为d的共形金属网栅结构，该共形透明电磁防护材料的复眼结构为共形金属网栅，子眼结构为共形金属网栅单元。
23、所述球冠状透明基材采用k9玻璃、氧化物透明陶瓷或硫化锌，所述共形金属网栅材质采用金属、合金、碳材料或聚合物类。
24、本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果是：
25、本专利技术通过子眼单元图形的自由匹配及搭接，形成结构一致性良好、透光均匀的复眼结构，实现球冠状基材表面的共形金属网栅结构设计，解决了现有精密光电成像及探测仪器系统中光学部件的宽波段高透光、低成像质量影响和宽频电磁屏蔽效能等功能难以兼容设计的难题。
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1.基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述S1中设计子眼中心点阵列的方法为：
3.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述S2中设计子眼单元区域阵列的方法为：
4.根据权利要求3所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述子眼圆周阵列为：L0,0、L1,1、L1,2……L1,m、L2,1、L2,2……L2,m、……Ls,1、Ls,2……Ls,m；
5.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述S3中设计子眼单元区域中的单元图形的方法为：
6.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述S4中进行子眼单元图形间搭接的方法为：
7.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述S5中设计共
8.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述球冠状透明基材采用K9玻璃、氧化物透明陶瓷或硫化锌，所述共形金属网栅材质采用金属、合金、碳材料或聚合物类。
...【技术特征摘要】
1.基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述s1中设计子眼中心点阵列的方法为：
3.根据权利要求1所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述s2中设计子眼单元区域阵列的方法为：
4.根据权利要求3所述的基于仿生复眼结构的球冠状透明电磁防护材料设计方法，其特征在于，所述子眼圆周阵列为：l0,0、l1,1、l1,2……l1,m、l2,1、l2,2……l2,m、……ls,1、ls,2……ls,m；
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴点宇，许晓丽，耿文平，李鑫，张小刚，裴恩琴，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十三研究所，
类型：发明
国别省市：
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