肖 紅，施楣梧，，鈔 杉，唐章宏，王 群

(1.總后軍需裝備研究所，北京 100010;2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620;3.北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，北京 100124)

機(jī)織物有效結(jié)構(gòu)模型的電磁屏蔽效能影響因素

肖 紅1，施楣梧1，2，鈔 杉2，唐章宏3，王 群3

(1.總后軍需裝備研究所，北京 100010;2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620;3.北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，北京 100124)

基于對(duì)含金屬紗線機(jī)織物的結(jié)構(gòu)分析，提出該類(lèi)織物的有效電磁屏蔽結(jié)構(gòu)由金屬纖維紗線構(gòu)成;采用裸銅絲制備模擬織物中金屬紗線排列的有效結(jié)構(gòu)模型樣品，改變其排列方式、排列間距、交叉處及四周連通情況等的模型樣品，用屏蔽室法獲得1～18 GHz范圍內(nèi)的屏蔽效能。結(jié)果表明:金屬紗線排列間距是影響屏蔽效能的關(guān)鍵因素;金屬紗線單向排列和雙向排列樣品的屏蔽效能一樣，但是單向排列樣品具有顯著方向性;雙向網(wǎng)格排列樣品的網(wǎng)格尺寸影響其屏蔽效能。實(shí)驗(yàn)條件下金屬纖維紗線交叉點(diǎn)處的連通情況對(duì)屏蔽效能影響不大，但尚需要進(jìn)一步研究。

金屬纖維紗線;電磁屏蔽效能;有效電磁屏蔽結(jié)構(gòu)模型;排列方式;連通

電磁屏蔽織物主要采用金屬或金屬化纖維(以下統(tǒng)稱(chēng)金屬纖維)、織物金屬化和導(dǎo)電高分子涂層等3種方式實(shí)現(xiàn)［1-2］。織物金屬化材料透氣性差、手感發(fā)硬、表面金屬特征明顯。導(dǎo)電高分子涂層織物顏色單一、耐洗性差、成本高、且多處于實(shí)驗(yàn)階段?，F(xiàn)有含金屬纖維的針織物，由于常規(guī)的緯編或經(jīng)編織物中金屬纖維只在一個(gè)方向上連通，且結(jié)構(gòu)疏松，纖維間孔隙大，因此電磁屏蔽效果不理想，應(yīng)用相對(duì)較少［3-4］。含金屬纖維的機(jī)織物由2個(gè)系統(tǒng)的紗線交織而成，避免了針織物的缺點(diǎn)，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)可控、編織靈活、輕柔耐洗等特點(diǎn)，成為軍民用輕質(zhì)柔性電磁屏蔽防護(hù)材料的首選。

目前，國(guó)內(nèi)外多采用金屬纖維通過(guò)混紡［5-7］、交織［8］、并線［9］、包芯［10］等方式織入可獲得含金屬纖維機(jī)織物。常用的金屬或金屬化纖維有銅絲［10-11］、不銹鋼纖維［6-7］和鍍銀纖維［8-9］等。科研人員分別對(duì)金屬纖維含量、織物緊密度、紗線類(lèi)型、織物組織結(jié)構(gòu)、織物厚度等因素對(duì)屏蔽效能的影響進(jìn)行了大量的定性研究［12-13］得到以下結(jié)果:第一，隨著金屬纖維含量增加，其屏蔽效能將增加［7，10，14］，但增加到一定程度后，紗線抗彎剛度和彎曲模量增加，導(dǎo)致織物中纖維間孔隙增大，屏蔽高效能變化趨緩甚至下降［11，15］。第二，織物緊度越大，金屬纖維間距越小，電磁波透射減小、屏蔽效能增加［5，16］;但間距并不是越小越好［17］。第三，金屬纖維紗線類(lèi)型不同會(huì)導(dǎo)致屏蔽效能產(chǎn)生差異。例如，單位長(zhǎng)度的包芯紗中呈直線的金屬長(zhǎng)絲的電阻低于并捻紗中呈加捻螺旋狀的金屬長(zhǎng)絲，因而前者屏蔽效能較高［7］;而較低不銹鋼含量(17%)的混紡紗中由于不銹鋼短纖維間可能缺乏有效電連接，使其電阻率高于不銹鋼長(zhǎng)絲包芯紗，屏蔽效能相對(duì)較低［6］。第四，同類(lèi)織物中不同的組織結(jié)構(gòu)［4，9-10］、不同疊合層數(shù)和厚度［12，18］也會(huì)導(dǎo)致屏蔽效能的差異。上述定性研究存在如下問(wèn)題:1)制備流程長(zhǎng)、不可控因素多，由于分析的樣品數(shù)量有限，會(huì)導(dǎo)致部分判斷不合理;2)多數(shù)研究針對(duì)特定產(chǎn)品和材料，分析其屏蔽效能的影響因素?？梢?jiàn)缺乏對(duì)織物電磁屏蔽效能通用性影響因素的提取和研究。由于普通紡織材料都是電磁波通透的高分子材料，其有效電磁屏蔽結(jié)構(gòu)是由具有金屬特性的功能紗線構(gòu)成。本文分析并提出了織物中金屬纖維紗線的排列方式和連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)模型，并以銅導(dǎo)線制備結(jié)構(gòu)模型樣品，通過(guò)屏蔽室法測(cè)試1～18 GHz的屏蔽效能及反射系數(shù)，提取出其中的通用影響因素，以指導(dǎo)該類(lèi)織物的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 設(shè)計(jì)思路

由于普通的紡織纖維大都是高分子透波材料，對(duì)電磁波的傳播幾乎沒(méi)有影響，金屬纖維的織入賦予該類(lèi)織物良好的電磁屏蔽性能。金屬或金屬化長(zhǎng)絲紗線在機(jī)織物中通過(guò)直接織入、包芯、并捻紗、賽絡(luò)紡等方式在經(jīng)向、緯向單一方向或2個(gè)方向同時(shí)織入織物。金屬纖維通過(guò)這些不同的紗線織入不同機(jī)織物中的具體排列結(jié)構(gòu)可以歸納如下。

1)無(wú)論是直接織入、還是作為包芯紗中的芯紗、亦或是作為并捻紗中的一部分，雖然存在屈曲波高和捻度的差異，金屬纖維都是成連續(xù)狀態(tài)沿織物經(jīng)向或緯向分布。

2)當(dāng)金屬纖維紗線從經(jīng)向或緯向根據(jù)一定經(jīng)緯密度織入時(shí)，簡(jiǎn)化為金屬紗線沿一個(gè)方向按一定間距平行排列。

3)當(dāng)金屬紗線直接或以并捻方式從經(jīng)、緯2個(gè)方向同時(shí)織入，相當(dāng)于在織物中形成了交叉處連通的金屬紗線網(wǎng)格。

4)當(dāng)金屬紗線以包芯紗方式從經(jīng)、緯2個(gè)方向同時(shí)織入，包芯紗相當(dāng)于在織物中形成了交叉處不連通的金屬紗線網(wǎng)格。

將含金屬纖維紗線的電磁屏蔽織物簡(jiǎn)化為直觀的基本物理模型，見(jiàn)圖1。圖中，dj為金屬纖維紗線橫向間距，dw為縱向間距。

圖1 金屬紗線沿織物的排列形式Fig.1 Arrangements of fabric with metal fiber yarns.(a)Parallel in warp direction;(b)Parallel in weft direction;(c)Connected intersection;(d)Unconnected intersection

織物組織結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致紗線屈曲波高、紗線交叉點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生變化。屈曲波高將影響織物單位長(zhǎng)度內(nèi)金屬紗線長(zhǎng)度，對(duì)紗線的細(xì)度、電磁學(xué)參數(shù)等沒(méi)有影響;交叉點(diǎn)狀態(tài)及數(shù)目將影響金屬紗線網(wǎng)格數(shù)目及尺寸，因此，在圖1的4種基本模型中，無(wú)論織物的基本組織結(jié)構(gòu)如何變化，圖1(a)、(b)和(d)所示的模型基本不受影響。而圖1(c)的模型組織結(jié)構(gòu)的變化會(huì)改變交叉點(diǎn)的連通情況，比如，緊密的平紋組織中金屬紗線可能將形成每個(gè)交叉點(diǎn)都較好連通的模型，但是需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

1.2 樣品制備

采用直徑為0.1mm的銅導(dǎo)線制備樣品，見(jiàn)表1。單向平行排列結(jié)構(gòu)模型a、b樣品:模擬織物中單方向含有金屬紗線的情況，采用銅導(dǎo)線沿一個(gè)方向平行排列。改變排列距離和方向，獲得表1所示的5-P-1～5-P-5樣品。

表1 實(shí)驗(yàn)不同排列距離、方式及連通情況下的樣品Tab.1 Samples with different arrangement，arrangement spacing and connected manner

雙向垂直交叉且交點(diǎn)連通模型c樣品:模擬織物中經(jīng)、緯向均含金屬紗線的情況，將銅導(dǎo)線平列排列樣品、交叉對(duì)疊黏合、并用力按壓，保證交叉點(diǎn)處連通，獲得表1中所示5-W-1～5-W-5樣品。為了保證交叉點(diǎn)連通，用萬(wàn)用表測(cè)得2個(gè)對(duì)角線處的電阻均在1 Ω以下，表明交叉點(diǎn)處連通良好。

雙向垂直交叉且交點(diǎn)不連通模型d樣品:2個(gè)銅導(dǎo)線垂直對(duì)疊樣品中間放置塑料薄膜進(jìn)行隔斷，獲得表1中5-W-1-U～5-W-5-U樣品，使得垂直交叉排列的銅導(dǎo)線交點(diǎn)不連通。

四周連通模型樣品:在單向排列模型上，在其四周貼上導(dǎo)電膠，使得模型中的銅導(dǎo)線互相連通，獲得表1中5-PL-2樣品。

分別采用屏蔽室法和拱形法測(cè)試屏蔽效能和發(fā)射系數(shù)，測(cè)試原理分別如圖2、3所示。2個(gè)測(cè)試系統(tǒng)都采用以下儀器:安捷倫 E8257D信號(hào)發(fā)生器(250 kHz～40gHz)、E7405AEMC頻譜分析儀(100 Hz～26.5 GHz)、喇叭天線(1 GHz～18 GHz)、吸波屏。樣品的屏蔽效能計(jì)算式如下:

圖2 屏蔽效能測(cè)試系統(tǒng)Fig.2 Test system of shielding effectiveness

圖3 反射系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)Fig.3 Test system of reflection coefficient

式中:P1為放置樣品時(shí)的接收功率;P2為置空處的接收功率;SE為屏蔽效能。

樣品的反射系數(shù)公式如下:

式中:P'3為放置樣品的接收功率;P'1為發(fā)射功率;P'2為只放置全反射鋁板時(shí)的接收功率;R為反射系數(shù)。上面2個(gè)公式中，屏蔽效能、反射系數(shù)和功率的單位均為dB。

2 結(jié)果分析

2.1 導(dǎo)線排列方式對(duì)屏蔽效能的影響

分別將導(dǎo)線平行排列成縱向間隔為1和5mm的樣品，即樣品5-P-1和5-P-5，沿水平(即單根導(dǎo)線平行于測(cè)試臺(tái)水平底邊，以下同)和垂直(即單根導(dǎo)線垂直于測(cè)試臺(tái)水平底邊，以下同)方向放置于樣品臺(tái)上，測(cè)試樣品的屏蔽效能和反射系數(shù)，結(jié)果如圖4所示。

圖4 導(dǎo)線平行排列和垂直排列的屏蔽效能和反射系數(shù)Fig.4 Shielding effectiveness(a)and reflection coefficient(b)of samples with parallel and vertical wires

當(dāng)導(dǎo)線平行排列模型樣品垂直放置時(shí)，在1mm或5mm的不同間隔距離下，屏蔽效能均接近0、反射系數(shù)均接近-20 dB，基本和環(huán)境值一樣，因此，垂直放置時(shí)，電磁波可以完全透過(guò)樣品。

當(dāng)導(dǎo)線平行排列模型樣品水平放置時(shí)，無(wú)論是屏蔽效能還是反射系數(shù)，間隔1mm的樣品均高于間隔5mm的樣品。其中，5 GHz以上頻段，間隔1mm樣品的屏蔽效能在15 dB以上，而間隔5mm樣品的屏蔽效能均在5 dB以下，且前者峰值可達(dá)30 dB、后者在13 GHz后屏蔽效能幾乎為零，因此，對(duì)于同樣的電磁波頻率下，波長(zhǎng)一樣，金屬纖維排列間距越小，電磁波就越難通過(guò)、越容易被反射。

采用屏蔽室法測(cè)試屏蔽效能時(shí)，雙脊喇叭天線發(fā)出的電磁波具有顯著方向性。在樣品平面，電磁波的磁場(chǎng)分量垂直于測(cè)試臺(tái)水平底邊，電場(chǎng)分量平行于測(cè)試臺(tái)水平底邊，因此，當(dāng)樣品垂直放置時(shí)，磁場(chǎng)分量和銅導(dǎo)線平行，不能產(chǎn)生感應(yīng)渦流，導(dǎo)致屏蔽效能為零、反射系數(shù)接近環(huán)境值。

在0～1.5 GHz波段，常采用法蘭同軸法測(cè)試屏蔽效能。此時(shí)，電磁波的電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量互相垂直，并沿樣品的半徑方向呈圓形向外傳播，不能分辨出導(dǎo)電性各向異性的樣品。傳統(tǒng)的電磁屏蔽材料多為金屬，具有各向同性的電性能，以抵御未知入射方向的電磁波。已有研究也間接表明了電磁波的方向性及織物各向異性對(duì)屏蔽效能的影響。比如，同軸法測(cè)試時(shí)，只在經(jīng)向或緯向含有金屬紗線的織物，其屏蔽效能不如同樣的雙層織物［19］，也不如在經(jīng)緯2個(gè)方向同時(shí)含有金屬紗線的織物［20］。

2.2 不同排列間距對(duì)屏蔽效能的影響

將導(dǎo)線平行排列樣品5-P-1～5-P-5系列水平放置，測(cè)試其屏蔽效能和反射系數(shù)，結(jié)果如圖5所示。隨著平行排列的銅導(dǎo)線的間距增加，模型樣品的屏蔽效能和反射系數(shù)均減小。銅導(dǎo)線間距為1、2、3、4、5mm的平行樣品，10～18 GHz內(nèi)的屏蔽效能分別為10～20 dB、7～12 dB、5～10 dB、2～5 dB、2～4 dB，且間距為1mm樣品的屏蔽效能峰值可達(dá)37 dB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出間距為2mm樣品;而間距為4、5mm時(shí)的屏蔽效能較為接近，趨于0，因此，屏蔽效能隨間距增加，初始階段下降快，而后下降趨緩。相應(yīng)的，反射系數(shù)在間距為1、2和3mm時(shí)，均接近于0，對(duì)電磁波反射良好，間距為4、5mm的樣品，其反射系數(shù)接近環(huán)境值。

可知，金屬紗線的排列間距是影響織物屏蔽效能的重要因素，由其密度或緊度決定。

2.3 平行和網(wǎng)格排列對(duì)屏蔽效能的影響

將導(dǎo)線平行排列樣品5-P-1～5-P-5系列和網(wǎng)格排列樣品5-W-1-U～5-W-5-U系列水平放置，測(cè)試試樣的屏蔽效能和反射系數(shù)，結(jié)果如圖6所示。

無(wú)論是屏蔽效能、還是反射系數(shù)，在導(dǎo)線間距相同時(shí)，單方向平行排列樣品和網(wǎng)格排列樣品的曲線基本重合。即平行間距1mm排列和網(wǎng)格邊長(zhǎng)1mm排列的樣品的屏蔽效能一樣、反射系數(shù)一致，其他間距也表現(xiàn)出相同的現(xiàn)象。

圖5 不同排列間距的屏蔽效能和反射系數(shù)Fig.5 Shielding effectiveness(a)and reflection coefficient(b)of samples at different arrangement spacings

因此，織物中金屬紗線間距相同時(shí)，經(jīng)、緯2個(gè)方向和單方向織入金屬紗線的織物的屏蔽效能在數(shù)值上是一樣的。但是，單方向織入金屬紗線的織物對(duì)電磁波入射方向具有選擇性，當(dāng)磁場(chǎng)分量平行金屬紗線時(shí)，屏蔽效能為0;而電場(chǎng)分量垂直金屬紗線時(shí)，屏蔽效能最大，因此，為抵御未知方向的電磁波，應(yīng)該采用經(jīng)、緯2個(gè)方向均含有金屬紗線的織物。

2.4 網(wǎng)格交叉處連通對(duì)屏蔽效能的影響

導(dǎo)線網(wǎng)格排列交叉處連通的樣品5-W-1～5-W-5系列和網(wǎng)格排列但交叉處不連通的樣品5-W-1-U～5-W-5-U系列，水平放置，其屏蔽效能如圖7所示。

如圖7所示，無(wú)論導(dǎo)線排列間距多大，交叉處連通和不連通的網(wǎng)格樣品的屏蔽效能曲線基本重合，且隨著頻率的增加，樣品的屏蔽效能逐漸減小;隨著導(dǎo)線間距的增加，屏蔽效能逐漸降低。這與前述研究結(jié)果一致。

圖6 銅導(dǎo)線平行與網(wǎng)格樣品的屏蔽效能和反射系數(shù)Fig.6 Shielding effectiveness(a)and reflection coefficient(b)of samples with bare copper wires in parallel and grids

圖7 網(wǎng)格交叉處連通和不連通的屏蔽效能Fig.7 Shielding effectiveness of samples with connected grids and unconnected grids

根據(jù)金屬板網(wǎng)格屏蔽材料的理論，網(wǎng)格交叉處連通情況會(huì)影響其屏蔽效能。盡管采用萬(wàn)用表測(cè)試了網(wǎng)格連通樣品的對(duì)角線銅導(dǎo)線間的電阻，基本可以表明交叉點(diǎn)存在連通或完全不連通的情況。盡管對(duì)角線銅絲間電阻和銅絲自身電阻相近，表明交叉點(diǎn)處有連通，但難以判斷或證明是否所有的交叉點(diǎn)都存在良好連通，如果有局部不連通情況，也會(huì)出現(xiàn)電磁波泄漏現(xiàn)象;只有在完整的金屬板上刻蝕出孔眼，才能保證交叉點(diǎn)處完全連通，但是這與織物的實(shí)際情況相差較遠(yuǎn)，所以，需要進(jìn)一步對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行更為深入的研究結(jié)果，研究交叉點(diǎn)處連通概率、交叉點(diǎn)連通分布情況等對(duì)電磁屏蔽效能的影響。

2.5 四周連通對(duì)網(wǎng)格排列的屏蔽效能影響

以間距為2mm的平行排列銅導(dǎo)線，分別形成四周連通的5-PL-2樣品和不連通的5-P-2樣品，水平放置，其屏蔽效能如圖8所示。

圖8 四周連通和不連通的屏蔽效能Fig.8 Shielding effectiveness of samples with connected wires and unconnected wires

由圖8可知，2種樣品的屏蔽效能基本一致。高頻磁場(chǎng)下，金屬導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而感生出反向磁場(chǎng)，產(chǎn)生耗損，對(duì)電磁波產(chǎn)生屏蔽。對(duì)于四周連通的樣品，理論上，感應(yīng)的電流會(huì)形成良好回路，以增加屏蔽體表面的波阻抗，從而提高屏蔽效能。本文四周連通的樣品卻沒(méi)有表現(xiàn)出更好的屏蔽效能，其原因可能是由于導(dǎo)線間距較大，感應(yīng)的渦流在樣品平面未能形成較為致密的渦流場(chǎng)，導(dǎo)致磁場(chǎng)損耗較少。

2.6 網(wǎng)格樣品矩形邊長(zhǎng)對(duì)屏蔽效能的影響

考慮到普通織物多為高經(jīng)密低緯密，因此織物中會(huì)存在金屬紗線在經(jīng)緯向形成矩形網(wǎng)格的情況。根據(jù)2.2和2.5的研究結(jié)果，金屬紗線排列間距對(duì)屏蔽效能影響顯著，單方向含有金屬紗線時(shí)，屏蔽效能會(huì)在一個(gè)方向表現(xiàn)出最大值，而在另一個(gè)方向表現(xiàn)出最小值，因此，當(dāng)織物中金屬紗線網(wǎng)格在經(jīng)緯向尺寸不一致時(shí)，推測(cè)織物的屏蔽效能具有方向性。將縱向間距dw=1mm和橫向間距分別為dj=2、3、4、5mm的平行樣品，分別對(duì)疊后形成矩形網(wǎng)格樣品，水平放置測(cè)其屏蔽效能，結(jié)果如圖9(a)所示?？梢?jiàn)，這些樣品的屏蔽效能曲線基本重合，且和縱向間距1mm平行排列的樣品的屏蔽效能一致，表明橫向排列的平行導(dǎo)線對(duì)電磁波沒(méi)有任何攔截作用。

圖9 網(wǎng)格樣品不同矩形邊長(zhǎng)的屏蔽效能Fig.9 Shielding effecctiveness of samples with different grids

將橫向間距dj=1mm、縱向間距分別為dw=2、4、5mm的平行樣品分別對(duì)疊后形成矩形網(wǎng)格樣品，水平放置測(cè)其屏蔽效能，結(jié)果如圖9(b)所示?？芍?，隨縱向間距的增加，網(wǎng)格樣品的屏蔽效能減小。這與前面平行排列導(dǎo)線模型結(jié)果一致。

3 結(jié)論

對(duì)于由銅導(dǎo)線構(gòu)成的有效電磁屏蔽結(jié)構(gòu)模型樣品，采用屏蔽室法、在電磁場(chǎng)垂直入射、遠(yuǎn)場(chǎng)平面波條件下，在1～18 GHz范圍內(nèi)，其屏蔽效能和反射系數(shù)的變化規(guī)律如下。

1)單方向含有平行導(dǎo)線的樣品，對(duì)電磁波的屏蔽和反射作用，均具有顯著的方向性。當(dāng)磁場(chǎng)分量在樣品平面和導(dǎo)線平行時(shí)，屏蔽效能和反射系數(shù)均最小，即電磁波基本透過(guò);當(dāng)磁場(chǎng)分量在樣品平面和導(dǎo)線垂直時(shí)，隨著導(dǎo)線排列間距增大，屏蔽效能和反射系數(shù)均降低。

2)在本文的制樣條件下，網(wǎng)格排列、交叉點(diǎn)連通和不連通的樣品，其屏蔽效能和反射系數(shù)一致。但是，局限于制樣方法，難以判斷是否在每個(gè)交叉點(diǎn)處都存在連通，可能會(huì)存在部分連通及連通點(diǎn)存在一定分布的情況，這一點(diǎn)需要進(jìn)一步研究。

3)矩形網(wǎng)格樣品的屏蔽效能，出現(xiàn)顯著的方向性。

4)導(dǎo)線平行排列的樣品，四周連通與否對(duì)屏蔽效能幾乎沒(méi)有影響。

5)同樣的樣品，隨著頻率的增加，其屏蔽效能降低、反射系數(shù)降低。

根據(jù)對(duì)金屬導(dǎo)線構(gòu)筑的織物有效屏蔽結(jié)構(gòu)模型樣品研究，結(jié)合織物的實(shí)際情況，可知:織物中金屬紗線的排列間距對(duì)屏蔽效能影響顯著;為了對(duì)未知電磁波進(jìn)行有效屏蔽，織物經(jīng)緯向的金屬紗線應(yīng)具有正方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。此外，織物中交叉點(diǎn)處金屬紗線的連通難以做到如金屬板網(wǎng)孔材料一樣，因此，連通和不連通對(duì)屏蔽效能的影響不顯著，但對(duì)于交叉點(diǎn)處連通情況還需要更深入的驗(yàn)證。

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Influential factors of electromagnetic shielding effectiveness based on effective woven fabrics structure model

XIAO Hong1，SHI Meiwu1，2，CHAO Shan2，TANG Zhanghong3，WANG Qun3
(1.The Quartermaster Research Institute of the General Logistics Department，Beijing 100010;2.College of Textiles，Donghua University，Shanghai201620，China;3.College of Materials，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China)

Based on the structure analysis of woven fabric composed of metal fiber，it is proved that metal fiber yarn forms an effective electromagnetic shielding structure.The bare copper wires were used to prepare the simulated metal fiber of fabric effective structural models.The arrangement，arrangement spacing and connected manner between the bare copper wires of the samples were different.The shielding effectiveness of these samples was tested by the shielding chamber method，and the frequency range was from 1-18 GHz.The results showed that arrangement spacing of the metal fiber is the key facto affecting shielding effectiveness.The shielding effectiveness of the sample with unidirectional arrangement of metal fiber is the same as that with the bidirectional arrangement，but the shielding effectiveness of the sample with unidirectional arrangement metal fiber has significant direction.With bidirectional grid，the grid size of the sample affects its shielding effectiveness.Under laboratory conditions，if the junction of the mental fiber is connectivity，the shielding effectiveness will be changed.

metal fiber yarn;electromagnetic shielding effectiveness;effective electromagnetic shielding structure model;arrangement;connectivity

TS 106

A

10.13475/j.fzxb.20140700908

2014-07-07

2015-03-25

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51403232)

肖紅(1976—)，女，高級(jí)工程師，博士。主要研究方向?yàn)楣δ苄约徔椘贰-mail:76echo@vip.sina.com。