本發(fā)明涉及一種高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通頻率選擇表面，屬于電磁屏蔽技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
具有亞毫米尺度周期及微米量級(jí)線寬的柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)頻率選擇表面(頻率選擇表面簡(jiǎn)稱FSS)，在不同波長(zhǎng)的電磁波入射時(shí)表現(xiàn)出不同的電磁特性：如在可見(jiàn)光和紅外光下呈現(xiàn)透明狀態(tài)，在微波波長(zhǎng)與孔徑FSS單元尺寸一致時(shí)也呈現(xiàn)透明狀態(tài)，而對(duì)于其它波段的微波和無(wú)線電波而言，相當(dāng)于進(jìn)行了金屬化處理，實(shí)現(xiàn)了其內(nèi)外電磁波的隔離，即防止外部的電磁干擾和內(nèi)部的電磁泄漏。但現(xiàn)有技術(shù)中，單層光學(xué)透明FSS，其屏蔽能力與透光能力之間的矛盾以及其高級(jí)次衍射能量的集中分布限制了它在高性能光學(xué)窗中的應(yīng)用。多層周期性金屬陣列結(jié)構(gòu)，可以在保持透光能力不變的同時(shí)，顯著提高屏蔽效率。如中國(guó)專利一種具有雙層方格光學(xué)透明結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽光學(xué)窗(公開(kāi)號(hào)CN101222840)，是由兩層結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的方格金屬網(wǎng)柵或金屬絲網(wǎng)平行放置于光學(xué)窗或透明襯底兩側(cè)構(gòu)成，雙層方格的金屬網(wǎng)柵方格邊長(zhǎng)大于現(xiàn)有單層方格金屬網(wǎng)柵方格邊長(zhǎng)的2倍，其兩層方格金屬網(wǎng)柵的間距為其方格邊長(zhǎng)的2-4倍，相對(duì)于現(xiàn)有單層方格金屬網(wǎng)柵，采用雙層方格金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)窗在不降低透光率的同時(shí)，大幅度提高了微波以及毫米波的屏蔽效率。但是，雖然該電磁屏蔽光學(xué)窗能夠?qū)崿F(xiàn)透光學(xué)波段屏蔽雷達(dá)波，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)雷達(dá)/紅外雙波帶通功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中單層光學(xué)透明FSS光學(xué)透過(guò)率和屏蔽效率矛盾、高級(jí)次衍射能量集中分布，多層金屬網(wǎng)柵陣列結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)雷達(dá)/紅外雙波帶通功能的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS。本發(fā)明的高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS，包括兩層相同的光學(xué)透明FSS和兩層光學(xué)透明FSS中間的耦合電介質(zhì)，兩層光學(xué)透明FSS平行且相對(duì)于耦合電介質(zhì)對(duì)稱；所述光學(xué)透明頻率選擇表面為金屬網(wǎng)柵上的十字孔型周期陣列，所述十字孔型的周期為金屬網(wǎng)柵周期的整數(shù)倍，每個(gè)十字孔型滿足以下兩點(diǎn)約束條件：1)十字孔型的縫寬是金屬網(wǎng)柵周期的整數(shù)倍減去金屬網(wǎng)柵線寬；2)十字孔型的縫長(zhǎng)與十字孔型的縫寬之差為金屬網(wǎng)柵周期的偶數(shù)倍；所述金屬網(wǎng)柵為圓孔型金屬網(wǎng)柵、六邊形金屬網(wǎng)柵或者方格形金屬網(wǎng)柵。進(jìn)一步的，所述耦合電介質(zhì)的電厚度為0.1λ～0.2λ，λ為雷達(dá)帶通中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明的雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS采用雙層結(jié)構(gòu)的光學(xué)透明FSS，在金屬網(wǎng)柵線寬相同、雙層金屬網(wǎng)柵周期為單層金屬網(wǎng)柵周期兩倍時(shí)，其透光率基本與單層光學(xué)透明FSS相同，根據(jù)雷達(dá)帶通中心頻點(diǎn)、耦合電介質(zhì)參數(shù)，選擇雙層光學(xué)透明FSS的層距，可以在保持透光能力不變的同時(shí)，顯著提高FSS的屏蔽效率，具有高截止度，且能夠有效抑制雜散光；(2)本發(fā)明的雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS能夠獲得平頂、陡截止的帶通傳輸特性，優(yōu)化了FSS的光電特性，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)與光學(xué)雙帶通的電磁特性，增強(qiáng)了其在雷達(dá)/紅外復(fù)合制導(dǎo)窗口應(yīng)用的可靠性；(3)本發(fā)明的約束條件同時(shí)克服了金屬網(wǎng)柵上的十字孔型單元的一階偶次諧振模式的畸變(畸變不僅影響對(duì)FSS諧振頻點(diǎn)的預(yù)估，而且還增加了基函數(shù)的復(fù)雜程度，降低了金屬網(wǎng)柵FSS優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率)和金屬網(wǎng)柵FSS容易產(chǎn)生模式互作用零點(diǎn)的缺陷，保障了在金屬網(wǎng)柵上設(shè)計(jì)FSS時(shí)，不影響雷達(dá)帶通傳輸特性。附圖說(shuō)明圖1為方格形光學(xué)透明FSS的周期單元；圖2中，(a)為圓孔型光學(xué)透明FSS的周期單元，(b)為(a)的局部放大圖；圖3為本發(fā)明方格形高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS的效果圖；圖4為本發(fā)明圓孔型高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS的效果圖；圖5為本發(fā)明方格形和圓孔型高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS的雷達(dá)帶通傳輸特性仿真曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖3和圖4所示，本發(fā)明的雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS，包括兩層相同的光學(xué)透明FSS和兩層光學(xué)透明FSS中間的耦合電介質(zhì)，兩層光學(xué)透明FSS平行且相對(duì)于耦合電介質(zhì)對(duì)稱；如圖1和圖2所示，所述光學(xué)透明頻率選擇表面為金屬網(wǎng)柵上的十字孔型周期陣列，所述金屬網(wǎng)柵為圓孔型金屬網(wǎng)柵、六邊形金屬網(wǎng)柵或者方格形金屬網(wǎng)柵，所述十字孔型的周期Tx和Ty為金屬網(wǎng)柵周期g的整數(shù)倍，即：Tx=Ty=n×g；每個(gè)十字孔型滿足以下兩點(diǎn)約束條件：1)十字孔型的縫寬w是金屬網(wǎng)柵周期g的整數(shù)倍減去金屬網(wǎng)柵線寬2a，即w=k×g-2a；2)十字孔型的縫長(zhǎng)L與十字孔型的縫寬w之差為金屬網(wǎng)柵周期g的偶數(shù)倍：L-w=2mg；其中，n>m>k，且m，n，k均為正整數(shù)。實(shí)施例1當(dāng)m=19、n=24、k=3、g=440μm、2a=25μm時(shí)，依據(jù)約束條件，得到圖1和圖2所示的方格形和圓孔型雷達(dá)/紅外雙帶通FSS的周期單元，依據(jù)金屬網(wǎng)柵線寬相同、雙層光學(xué)透明FSS的金屬網(wǎng)柵周期為單層光學(xué)透明FSS金屬網(wǎng)柵周期兩倍時(shí)，兩者透光率基本相同，設(shè)計(jì)雙層光學(xué)透明FSS的透過(guò)率為77%；根據(jù)復(fù)合制導(dǎo)窗口屏蔽效率和雷達(dá)通帶頻率，設(shè)定耦合電介質(zhì)厚度，當(dāng)雷達(dá)帶通中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為λ時(shí)，耦合電介質(zhì)的電厚度為相對(duì)介電常數(shù)，d為耦合電介質(zhì)厚度)約為0.1λ～0.2λ，選取εr=4.803，則方格形雷達(dá)/紅外雙帶通FSS的耦合電介質(zhì)厚度為2.2mm，圓孔型雷達(dá)/紅外雙帶通FSS的耦合電介 質(zhì)厚度為1.6mm；將具有圖1所示的周期單元的光學(xué)透明FSS置于耦合電介質(zhì)兩側(cè)后，得到對(duì)應(yīng)的方格形高性能雷達(dá)/紅外雙帶通FSS，如圖3所示；將圖2所示的周期單元的光學(xué)透明FSS置于耦合電介質(zhì)兩側(cè)后，得到對(duì)應(yīng)的圓孔型高性能雷達(dá)/紅外雙帶通FSS，如圖4所示；對(duì)得到的方格形和圓孔型高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS的雷達(dá)帶通傳輸特性計(jì)算，結(jié)果如圖5所示，曲線1為方格形高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS的雷達(dá)帶通傳輸特性仿真曲線，曲線2為圓孔型高性能雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS的雷達(dá)帶通傳輸特性仿真曲線，從圖中可以看出，本發(fā)明的雷達(dá)/紅外雙波段帶通FSS具有平頂、陡截止的濾波特性。顯然，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。