三维非接触金属格栅式电磁超系统及设计方法、微波电路与流程

1.本发明属于电磁超材料及微波电子电路技术领域，尤其涉及一种三维非接触金属格栅式电磁超系统及设计方法、微波电路。


背景技术：

2.目前，电磁超材料属于人工电磁材料的范畴，其基本原理是采用周期性排列的散射体对电磁波的传输实现调控，包括传播方向、幅度、相位、频率等维度的单一调控或者综合调控。其中，具有频率调控特性的超材料称作电磁带隙材料或者人工电磁带隙材料。进一步，如果电磁屏蔽材料具有非接触特性，该材料为非接触电磁带隙材料。目前，非接触电磁带隙材料都是基于人工磁导体表面和良导体表面理论的二维非接触电磁带隙材料。具体形式包括：钉床型非接触电磁带隙材料、滑动对称型孔洞式电磁带隙材料。
3.人工电磁屏蔽材料可用于微波、毫米波、太赫兹频段的通讯、雷达、导航等军用和民用系统之中，具有自封装、高可靠、高集成度等特点。非接触人工电磁屏蔽材料具有抗无源互调干扰的能力，能够有效提高微波、毫米波、太赫兹系统的接收灵敏度。另外，利用人工电磁屏蔽材料可以构造新型低损耗、易集成、高可靠信号传输系统，能够满足航天应用需求。
4.现有非接触人工电磁屏蔽材料均为二维非接触人工电磁屏蔽材料。利用非接触人工电磁屏蔽材料可以构造新型电磁传输线，电磁波被限定在具有一定厚度的平面空间内传输。对于三维传输需求，二维电磁屏蔽材料具有结构局限性。另外，现有非接触电磁屏蔽材料均为一体化结构，具有不可调节、不可重构性。随着智能技术的发展，可重构微波、毫米波、太赫兹系统成为地面尤其空间应用的重要研究方向，现有的非接触电磁屏蔽材料已经难以满足可重构系统的应用需求。
5.综上所述，现有技术存在的问题是：
6.(1)现有非接触电磁屏蔽材料为二维电磁屏蔽材料，在某些三维应用方面具有结构局限性。现有非接触电磁屏蔽材料主要包括钉床型非接触电磁屏蔽材料和滑动对称型孔洞式非接触电磁屏蔽材料。首先，这两种电磁屏蔽材料均基于平行人工磁导体表面、良导体表面理论，为二维电磁屏蔽材料，电磁禁带存在于两个封闭的平面之间。通过多层堆叠可以满足一定的三维应用，但层与层之间相互隔绝，需要通过开孔实现相互连通，而开孔对电磁屏蔽性能具有一定破坏性，不利于三维应用。其次，钉床型电磁屏蔽材料在金属平板上分布周期性柱体。在短毫米波、太赫兹频段，柱体的尺寸低于1毫米，结构强度大幅下降，难以满足高频应用。
7.(2)现有非接触电磁屏蔽材料具有不可调节、不可重构性，难以满足智能可重构微波、毫米波系统的应用需求。钉床型非接触电磁屏蔽材料需在金属平板上分布周期性的金属柱。滑动对称型孔洞式非接触电磁屏蔽材料需在金属平板上实现周期分布的圆形或者方形孔洞，两个平面上的孔洞具有半个周期的偏移。这两种实现方式都具有不可调节，不可重构性，一旦加工成型其结构将不可修改。现代毫米波、太赫兹系统的发展方向为智能可重
构，通过电调或者机械调节能够实现系统性能的改变。显然，现有电磁屏蔽材料不利于满足这方面的需求。
8.解决上述技术问题的难度：二维非接触电磁屏蔽材料的理论基础是平行人工磁导体表面和良导体表面。当一个人工磁导体表面和良导体表面平行放置时，根据电磁理论，波长比两平面之间距离的四倍长的波长无法在该空域内存在。三维非接触电磁屏蔽超材料不是基于该理论，因为材料中不存在磁导体表面。这就需要新的理论指导，并根据该理论提出合理的结构形式。
9.另一方面，新型三维电磁屏蔽材料需要具备离散结构，以打破二维非接触人工电磁屏蔽材料不可重构的缺陷，满足智能空间应用需求。
10.新的三维非接触电磁屏蔽超材料的开发既要对电磁屏蔽理论进行一定的创新又要考虑结构的可重构性，具有较高的理论和结构创新难度。
11.解决上述技术问题的意义：本发明一种三维非接触金属格栅式电磁超系统突破了人工磁导体表面、良导体表面的理论束缚，从三维周期性结构的电磁理论基础出发，结合布洛赫定理提出了一种三维可重构非接触电磁超材料。从理论上讲，拓展了非接触电磁超材料设计的理论基础。从结构上讲，本发明实现了一种三维非接触电磁屏蔽超材料，实现了从二维到三维的突破。另一方面，离散结构保证了该电磁屏蔽超材料具有可重构性，能够满足可重构微波、毫米波、太赫兹空间系统的应用需求。


技术实现要素：

12.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种三维非接触金属格栅式电磁超系统及设计方法、微波电路。
13.本发明是这样实现的，一种三维非接触金属格栅式电磁超系统，所述三维非接触金属格栅式电磁超系统设置有：
14.第一金属格栅、第二金属格栅；
15.第一金属格栅与第二金属格栅之间设置有空气间隙或者填充介质材料；
16.金属格栅的数目从1到无穷。
17.进一步，所述金属格栅的尺寸为其电磁禁带中心波长的二十分之一到二分之一。
18.进一步，所述第一金属格栅与第二金属格栅的夹角在15度到165度。
19.进一步，所述第一金属格栅与第二金属格栅的表面是平行的或者准平行的。
20.进一步，所述第一金属格栅与第二金属格栅的横截面可以但不限定于正方形、矩形、平行四边形、圆形。
21.进一步，所述第一金属格栅和第二金属格栅结构金属格栅的分布是周期的或者准周期的；
22.所述每一层的金属格栅具有独立性，每一层金属格栅的截面形状、分布周期无需保持一致；
23.所述第一金属格栅和第二金属格栅之间的空气间隙或者所填充介质材料的厚度最小为零。
24.本发明的另一目的在于提供一种所述三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法，所述三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法包括以下步骤：
25.第一步，根据需要选择第一金属格栅和第二金属格栅之间的夹角，第一金属格栅与第二金属格栅之间的夹角范围为15度到165度，初始夹角为90度；
26.第二步，根据需要确定第一金属格栅和第二金属格栅的形式，其截面为正方形、矩形、平行四边形、圆形，其初始形状设置为正方形；
27.第三步，确定各个尺寸参数的初始值；第一金属格栅和第二金属格栅每个格栅的宽度和高度以及格栅之间的距离设定为所需电磁禁带中心截止频率在真空中波长的五分之一；
28.第四步，根据应用需要，确定空气间隙或者介质填充层的厚度，初始厚度为所需电磁禁带中心截止频率在真空中波长的百分之一；
29.第五步，采用电磁计算软件进行色散特性仿真，具有周期特性的结构采用最小单元进行仿真计算；不具有周期特性的结构采用全尺寸仿真，获得电磁屏蔽结构的电磁禁带频率范围；
30.第六步，根据计算所得的电磁禁带范围判断是否满足设计需要；电磁禁带范围的高频边界如果不能覆盖设计所需的频带，应该以当前尺寸的5％为步进，适当减小第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期；电磁禁带的低频边界如果不能覆盖设计所需频带，应该以当前尺寸的5％为步进，适当增加第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期；如果低频边界和高频边界都不能覆盖，应该以当前尺寸的5％为步进，适当减小第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期并以当前尺寸的5％为步进，减小空气间隙或者填充介质层的厚度；
31.第七步，重复第五步-第六步直到符合设计需求。
32.进一步，所述三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法还包括：第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸不具备关联性，但初始尺寸设定为相同；金属格栅单个金属杆的宽度和厚度分别为w和h；相邻金属杆之间的距离为s；相邻两层金属格栅之间的空气层或者介质填充层的厚度为g；
33.根据需要选择金属格栅单个金属杆的形状，默认形状为矩形；
34.金属格栅单个金属杆的宽度、高度以及相邻金属杆之间的距离默认初始值为所需电磁禁带中心波长的五分之一，即w＝h＝s＝λ0/5，λ0为电磁禁带中心波长；空气间隙层或者介质填充层的厚度默认值为电磁禁带中心波长的1％。
35.进一步，第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸相同，为电磁禁带中心波长的二十分之一到二分之一之间的同一特定值，所有空气层或者介质填充层的厚度相同，为零到电磁禁带中心波长10％之间的同一特定值；
36.第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸不相同，为电磁禁带中心波长的二十分之一到二分之一之间的不同特定值，所有空气层或者介质填充层的厚度相同，为零到电磁禁带中心波长10％之间的同一特定值；
37.第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸相同，为电磁禁带中心波长的二十分之一到二分之一之间的相同特定值，所有空气层或者介质填充层的厚度不完全相同，为零到电磁禁带中心波长10％之间的不同特定值；
38.第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸不相同，为电磁禁带中心波长的二十分之一到二分之一之间的不同特定值，所有空气层或者介质填充层的厚度
不完全相同，为零到电磁禁带中心波长10％之间的不同特定值；
39.第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式不相同；
40.本发明的另一目的在于提供一种所述三维非接触金属格栅式电磁超系统在微波电路中的应用。
41.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：目前现有的非接触电磁屏蔽材料均为二维非接触电磁屏蔽材料，本发明提供了一种三维非接触金属格栅式电磁材料，能够满足高密度、高可靠、三维集成微波、毫米波、太赫兹通讯、雷达、导航等地面和空间应用需求。另一方面，本发明三维非接触金属格栅式电磁材料为离散结构，能够实现电磁材料特性和微波、毫米波、太赫兹系统的可调控、可重构，实现可重构系统。
附图说明
42.图1是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之一；(a)三维视图；(b)侧视图；(c)基本单元图；
43.图中：1、第一金属格栅；2、第二金属格栅；3、空气间隙或者介质填充层。
44.图2是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之二；(a)三维视图；(b)俯视图；
45.图3是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之三；(a)三维视图；(b)侧视图；
46.图4是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之四；(a)三维视图；(b)俯视图；
47.图5是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之五；(a)三维视图；(b)俯视图；
48.图6是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之六；(a)三维视图；(b)侧视图；
49.图7是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之七；(a)三维视图；(b)俯视图；
50.图8是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之八；(a)三维视图；(b)侧视图；
51.图中：1、第一金属格栅；2、第二金属格栅；3、空气间隙或者介质填充层； 4、刻槽金属板。
52.图9是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统结构示意图之九；(a)三维视图；(b)侧视图；
53.图10是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法流程图。
54.图11是本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法实现流程图。
55.图12是本发明实施例提供的优选实施方式1的仿真色散曲线图。
56.图13是本发明实施例提供的优选实施方式2的仿真色散曲线图。
57.图14是本发明实施例提供的利用双间隙电磁屏蔽结构和矩形槽的波导口结构的
微波电路示意图。
58.图15是本发明实施例提供的图8所示微波电路的仿真s参数示意图。
59.图16是本发明实施例提供的采用双面电磁带隙结构的新型微波电路示意图；(a)端口图；(b)爆炸图；(c)完整电路图；(d)侧视图。
60.图17是本发明实施例提供的新型共面超材料波导及水平转垂直过渡电路示意图；(a)爆炸图；(b)完整图；(c)内部截面图；(d)内部关键尺寸。
61.图18是本发明实施例提供的图16共面超材料波导和图17水平转垂直过渡电路级联后形成的整体波导双拐弯电路的仿真s参数示意图。
62.图19是本发明实施例提供的采用三维非接触金属格栅式电磁超系统的新型微波电路示意图；(a)非接触法兰a；(b)非接触法兰b；(c)非接触法兰装配体；(d)非接触法兰a、b另一面标准解除法兰。
63.图20是本发明实施例提供的q波段接触转非接触矩形波导法兰的仿真s 参数示意图。
具体实施方式
[0064][0065]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0066]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种三维非接触金属格栅式电磁超系统及设计方法、微波电路，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0067]
如图1所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统包括：第一金属格栅1、第二金属格栅2、空气间隙或者填充介质材料3。
[0068]
第一金属格栅1与第二金属格栅2之间设置有空气间隙或者填充介质材料 3，金属格栅的数目范围为1到无穷。
[0069]
在本发明的优选实施例中，第一金属格栅1、第二金属格栅2的尺寸为其电磁禁带中心波长的二十分之一到二分之一。
[0070]
在本发明的优选实施例中，第一金属格栅1、第二金属格栅2的夹角在15 度到165度之间。
[0071]
在本发明的优选实施例中，第一金属格栅1、第二金属格栅2的表面是平行的或者准平行的。
[0072]
在本发明的优选实施例中，第一金属格栅1、第二金属格栅2的横截面可以但不限定于正方形、矩形、平行四边形、圆形。
[0073]
在本发明的优选实施例中，第一金属格栅1、第二金属格栅2的金属格栅的分布是周期的或者准周期的。
[0074]
在本发明的优选实施例中，每一层的第一金属格栅1和每一层的第二金属格栅2具有独立性，每一层的结构无需保持一致。
[0075]
在本发明的优选实施例中，空气间隙或者填充介质材料3的厚度最小可以为零。
[0076]
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
[0077]
针对现有非接触电磁屏蔽材料为二维电磁屏蔽材料，在某些三维应用方面具有结构局限性；现有非接触电磁屏蔽材料具有不可调节、不可重构性，难以满足智能可重构微波、毫米波系统的应用需求。本发明的三维非接触金属格栅式电磁超系统是由第一金属格栅和第二金属格栅构成；第一金属格栅和第二金属格栅交错堆叠；第一金属格栅与第二金属格栅之间设有空气间隙或者填充介质材料。
[0078]
如图10所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法包括以下步骤：
[0079]
s1001：根据需要选择第一金属格栅和第二金属格栅之间的夹角，第一金属格栅与第二金属格栅之间的夹角范围为15度到165度，初始夹角可以为90度；
[0080]
s1002：根据需要确定第一金属格栅和第二金属格栅的形式，其截面可以但不限定于正方形、矩形、平行四边形、圆形，其初始形状可以设置为正方形；
[0081]
s1003：确定各个尺寸参数的初始值；第一金属格栅和第二金属格栅每个格栅的宽度和高度以及格栅之间的距离可以设定为相同，初始尺寸为所需电磁禁带中心截止频率在真空中波长的五分之一；
[0082]
s1004：根据应用需要，确定空气间隙或者介质填充层的厚度；
[0083]
s1005：采用电磁计算软件进行色散特性仿真，具有周期特性的结构采用最小单元进行仿真计算；不具有周期特性的结构采用全尺寸仿真，获得电磁屏蔽结构的电磁禁带频率范围；
[0084]
s1006：根据计算所得的电磁禁带范围判断是否满足设计需要；电磁禁带范围的高频边界如果不能覆盖设计所需的频带，应该适当减小第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期；电磁禁带的低频边界如果不能覆盖设计所需频带，应该适当增加第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期；如果低频边界和高频边界都不能覆盖，应该适当减小第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期并减小空气间隙或者填充介质层的厚度；
[0085]
s1007：重复步骤s1005-步骤s1006直到符合设计需求。
[0086]
如图1所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统包括：第一金属格栅1、第二金属格栅2、空气间隙或者填充介质材料3。
[0087]
第一金属格栅1与第二金属格栅2之间设置有空气间隙或者填充介质材料 3，金属格栅的数目范围为1到无穷。
[0088]
第一金属格栅1和第二金属格栅2的初始尺寸相同。第一金属格栅1和第二金属格栅2的金属格栅的宽度为w，高度为h，格栅之间的距离为s，空气间隙或者填充介质材料3的厚度为g。
[0089]
如图11所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统的设计方法包括：第一金属格栅1和第二金属格栅2的初始尺寸相同。第一金属格栅1和第二金属格栅2的金属格栅的宽度为w，高度为h，格栅之间的距离为s，空气间隙或者填充介质材料3的厚度为g。
[0090]
根据需要选择第一金属格栅和第二金属格栅之间的夹角，第一金属格栅与第二金属格栅之间的夹角范围为15度到165度，初始夹角可以为90度。
[0091]
根据需要确定第一金属格栅和第二金属格栅的形式，其截面可以但不限定于正方
形、矩形、平行四边形、圆形，其初始形状可以设置为正方形。
[0092]
确定各个尺寸参数的初始值；第一金属格栅和第二金属格栅每个格栅的宽度和高度以及格栅之间的距离可以设定为相同，初始尺寸为所需电磁禁带中心介质频率在真空中波长的五分之一，即w＝s＝h＝λ0/5。
[0093]
根据应用需要，确定空气间隙或者介质填充层的厚度g，默认值为λ0/100。
[0094]
采用电磁计算软件进行色散特性仿真，具有周期特性的结构采用最小单元进行仿真计算；不具有周期特性的结构采用全尺寸仿真，获得电磁屏蔽结构的电磁禁带频率范围。
[0095]
根据计算所得的电磁禁带范围判断是否满足设计需要；电磁禁带范围的高频边界如果不能覆盖设计所需的频带，应该适当减小第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期；电磁禁带的低频边界如果不能覆盖设计所需频带，应该适当增加第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期；如果低频边界和高频边界都不能覆盖，应该适当减小第一金属格栅和第二金属格栅的尺寸或者金属格栅的周期、准周期并减小空气间隙或者填充介质层的厚度。
[0096]
重复采用电磁计算软件进行色散特性仿真并根据计算所得的电磁禁带范围判断是否满足设计需要，直到符合设计需求。
[0097]
在本发明优选实施例中，第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸相同，所有空气层或者介质填充层的厚度相同；
[0098]
在本发明优选实施例中，第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸不相同，所有空气层或者介质填充层的厚度相同。
[0099]
在本发明优选实施例中，第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸相同，所有空气层或者介质填充层的厚度不完全相同。
[0100]
在本发明优选实施例中，第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式相同，尺寸不相同，所有空气层或者介质填充层的厚度不完全相同。
[0101]
在本发明优选实施例中，第一金属格栅和第二金属格栅金属杆截面的形式不相同。
[0102]
在本发明实施例中，电磁屏蔽频带随电磁屏蔽结构尺寸的变化规律为：随着金属格栅单个栅格宽度的增加，电磁屏蔽结构电磁禁带的中心频率往低频移动，反之往高频移动；随着金属格栅单个栅格高度的增加，电磁屏蔽结构电磁禁带的中心频率往低频移动，反之往高频移动；随着金属格栅栅格之间间距的增加，电磁屏蔽结构电磁禁带的中心频率往低频移动，反之往高频移动；随着空气间隙或者材料填充厚度的增加，电磁禁带的低频截止频率增加，高频截止频率降低，总的电磁禁带带宽降低，反之提高。
[0103]
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
[0104]
实施例1
[0105]
如图1所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅和第二金属格栅均为平面的、直线的，单个栅格的截面为矩形，第一金属格栅与第二金属格栅夹角为90度。
[0106]
如图11所示，电磁屏蔽结构的仿真色散图，具体尺寸为：w＝s＝h＝1.2mm， g＝0.05mm。
[0107]
如图12所示，电磁屏蔽结构的仿真色散图，具体尺寸为：w＝s＝h＝1.2mm，g＝0mm。
[0108]
实施例2
[0109]
如图2所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅和第二金属格栅均为平面的、直线的，单个栅格的截面为矩形，第一金属格栅与第二金属格栅夹角不为90度。
[0110]
实施例3
[0111]
如图3所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅和第二金属格栅均为平面的、直线的，单个栅格的截面为平行四边形，第一金属格栅与第二金属格栅夹角为90 度。
[0112]
实施例4
[0113]
如图4所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅和第二金属格栅均为平面的，第一金属格栅是直线的，第二金属格栅是曲线的。
[0114]
实施例5
[0115]
如图5所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅和第二金属格栅均为二维曲面的、第一金属格栅和第二金属格栅之间的角度为90度。
[0116]
实施例6
[0117]
如图6所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅和第二金属格栅均为三维曲面的、第一金属格栅和第二金属格栅之间的角度为90度。
[0118]
实施例7
[0119]
如图7所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅是横向同心环柱面，第二金属格栅是纵向同心环柱面。
[0120]
实施例8
[0121]
如图8所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料、刻槽金属板。刻槽金属板至于第一层和最后一层。第一金属格栅和第二金属格栅均为平面的、直线的，单个栅格的截面为矩形，第一金属格栅与第二金属格栅夹角为90度。
[0122]
实施例9
[0123]
如图9所示，本发明实施例提供的三维非接触金属格栅式电磁超系统至少包括：第一金属格栅、第二金属格栅、第一金属格栅与第二金属格栅之间设置的空气间隙或者填充介质材料。第一金属格栅与第二金属格栅两两一体化加工形成一面是第一金属格栅一面是
第二金属格栅的双面格栅板，双面格栅板直接设置空气间隙或者填充介质材料。
[0124]
实施例10
[0125]
如图14所示，本发明实施例提供的采用三维非接触金属格栅式电磁超系统的新型微波电路，新型波导，在三维非接触金属格栅式电磁超系统的中心区域沿着格栅发现方向切除一个矩形区域，构成新型波导传输线，至少包括：具有矩形中空的第一金属格栅、具有矩形中空的第二金属金属格栅。本实例提供的是q波段三维非接触金属格栅式电磁超系统矩形波导的一种实现形式，结构尺寸见图14。
[0126]
图15为图14所示q波段三维非接触金属格栅式电磁超系统矩形波导的仿真s参数。
[0127]
实施例11
[0128]
如图16、图17所示，本发明实施例提供的采用三维非接触金属格栅式电磁超系统的新型微波电路，新型共面超材料波导及水平转垂直过渡电路。如图16 所示新型共面超材料波导利用两块一体化双面格栅板和一块单面格栅板形成一个共面的中空的矩形波导，双面格栅板的中间设置有光滑的连续平面，至少包括：两块双面金属格栅板、单面金属格栅板。如图17所示新型共面超材料波导水平转垂直过渡电路利用三级台阶将水平传输的te
10
模式电磁波转化为垂直传输的te
10
模式电磁波，实现90度过渡，至少包括：两块双面金属格栅板、单面金属格栅板。
[0129]
图18所示为图16所示共面超材料波导和图17所示水平转垂直过渡电路级联后形成的整体波导双拐弯电路的仿真s参数。
[0130]
实施例12
[0131]
如图19所示，本发明实施例提供的采用三维非接触金属格栅式电磁超系统的新型微波电路，接触转非接触矩形波导法兰，传统光滑矩形波导法兰面的另一侧一体化设置中空第一金属格栅或者中空第二金属格栅，第一金属格栅面与第二金属格栅面之间设置有空气间隙或者介质填充层，至少包括：一面为标准接触波导法兰另一面为第一金属格栅法兰金属盘一块、一面为标准接触波导法兰另一面为第二金属格栅法兰金属盘一块、第一金属格栅面与第二金属格栅面之间的空气间隙或者介质填充层。本实例提供的是接触转非接触矩形波导法兰盘工作于q波段。
[0132]
图20所示为q波段接触转非接触矩形波导法兰的仿真s参数。
[0133]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。