【摘要】：電磁紡織品是高性能功能材料的重要組成部分,應(yīng)用廣泛,但是電磁紡織品研發(fā)周期長、成本高,因此研究電磁波在織物中的傳播規(guī)律,對電磁屏蔽織物進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),成為非常重要的研究課題。本研究目的是實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)針織物電磁仿真計(jì)算,分析織物電磁參數(shù)等因素對電磁屏蔽性能的影響。提出一種提高針織物電磁屏蔽性能的解決方案:在針織物經(jīng)向、緯向襯入電磁功能軸向紗線。課題首先使用具有導(dǎo)電性能的導(dǎo)電復(fù)絲、鍍銀紗線和不銹鋼導(dǎo)電紗構(gòu)建針織網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)和不銹鋼纖維混紡紗緯編織物組織,并使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對織物電磁屏蔽效能進(jìn)行測試。結(jié)果表明:針織物網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)織物具有較好的屏蔽效果;純導(dǎo)電損耗網(wǎng)孔材料(以導(dǎo)電復(fù)絲和不銹鋼導(dǎo)電紗為材料),在10 MHz～3 GHz頻率測試范圍內(nèi),電磁屏蔽效能隨頻率增加呈線性變化;雙珠地網(wǎng)眼組織在測試10 MHz～3 GHz頻率測試范圍內(nèi)具有較好的屏蔽效能,在低電磁頻率范圍內(nèi)材料厚度對電磁屏蔽效果影響顯著。其次,基于緯編針織1+1羅紋組織結(jié)構(gòu)和尺寸,構(gòu)建針織物微觀模型,并在此基礎(chǔ)上襯入軸向紗線,構(gòu)建1+1羅紋結(jié)構(gòu)單軸向、雙軸向和三層軸向織物組織。最后,建立電磁屏蔽針織物仿真模型,利用有限積分法模擬計(jì)算電磁波在針織物中的傳播,分析了電磁參數(shù)、織物組織結(jié)構(gòu)、電磁波入射角、針織物軸向紗線性能和軸向?qū)訑?shù)對織物電磁屏蔽性能的影響。研究結(jié)果表明:針織物屏蔽效能隨著材料導(dǎo)電率增加明顯提高,且當(dāng)導(dǎo)電率大于300 S/m時(shí)出現(xiàn)顯著的頻散特性;織物表面電流密度隨著電磁波入射角增大出現(xiàn)極化效應(yīng);以導(dǎo)電損耗為主的電磁屏蔽織物,在電磁波的作用下,織物內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流方向與電場方向一致,電場強(qiáng)度受電磁波頻率影響明顯,磁場方向與電場方向垂直,磁場強(qiáng)度受電磁波頻率影響不明顯;軸向電磁功能紗線的襯入可有效提升織物的電磁屏蔽性能,多層軸向緯編針織物中,表層導(dǎo)電對電磁波主要起反射損耗作用,隨軸向?qū)щ娂唽訑?shù)的增多,電磁波在織物內(nèi)部多次反射損耗越明顯,三層軸向?qū)щ娍椢锲帘涡Ч麅?yōu)良。
【圖文】：

法蘭同軸裝置法適用于薄型材料的屏蔽效能測試，常用的測試方法有：信號逡逑發(fā)生器／頻譜分析儀測量方法、帶跟蹤信號源的頻譜分析儀測量方法和網(wǎng)絡(luò)分析逡逑儀測量方法。法蘭同軸測試原理見下圖１－２，為法蘭同軸夾具與網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)逡逑備組成測試系統(tǒng)。逡逑試＾＼逡逑矢■網(wǎng)絡(luò)分析儀邐１邐灄邐Ｊ￣垶減器邐逡逑法蘭同軸裝置逡逑圖１－２矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量系統(tǒng)示意圖逡逑圖１－３為３０邋ＭＨｚ？３邋ＧＨｚ法蘭同軸裝置。該法蘭同軸夾具內(nèi)腔呈圓形，半徑逡逑電場和周圍磁場分布呈圓柱對稱，測試時(shí)將樣本放于中間，發(fā)生信號反射，且信逡逑號在試樣內(nèi)部被材料多次反射衰減和吸收衰減，法蘭的一端輸入信號，另一端接逡逑收經(jīng)衰減信號，屏蔽效能為空載電磁波功率Ｐ！與加入試樣后透射電磁波的功率逡逑ｐ２的差值，即ＳＥ＾ｄＢ＾ＰｈＰｈ參考試樣和負(fù)載試樣見圖１－４，在樣品方面無方向逡逑性。逡逑６逡逑

適用于１０邋ｋＨｚ？４０邋ＧＨｚ頻率范圍內(nèi)的屏蔽效能測量，，且屏蔽室屏蔽效能應(yīng)大于被逡逑測材料屏蔽效能至少６邋ｄＢ，常用有１￣１８邋ＧＨｚ，邋１８？２６．５邋ＧＨｚ，２６．５？４０邋ＧＨｚ等。逡逑測試原理圖見圖１－５。屏蔽室測試法利用屏蔽室內(nèi)外的接收和發(fā)射天線來測試電逡逑磁波通過材料以后透射波的衰減來計(jì)算屏蔽效能，屏蔽室測試窗口為正方形，邊逡逑長不小于０．６邋ｍｍ，方形孔中心距離屏蔽室地面高度不小于ｌｍ，邊界距離側(cè)墻不逡逑小于０．５邋ｍ。其中被測試樣面積大于屏蔽室測量窗口尺寸，且表面平整；被測試逡逑樣四周沿測試窗有良好的導(dǎo)電連接。逡逑
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS186;O441.4

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本文編號：2613929