電磁波在織物中傳播的正反演仿真研究.pdf

1、電磁紡織品因擁有優(yōu)良電磁功能且兼?zhèn)浼徔棽牧系娜彳?、輕質等特點而備受關注，現已成為高性能電磁功能材料的重要組成部分，因此基于電磁場理論研究電磁波在織物中的傳播規(guī)律成為非常重要的研究課題。本研究目的是實現織物三維結構的電磁仿真，定量計算出織物結構、材料屬性及電磁波入射角度等因素對織物電磁性能的影響，并提出一種提取吸波織物理想介電常數分布的數值計算方法，為實現電磁紡織品數字化設計奠定基礎。
　　課題首先測量普通織物的介電常數在1Hz-1

2、0MHz范圍內的分布，使用Debye及其拓展模型對織物介電常數進行非線性擬合，并利用NRW法定量計算電磁波在織物中的傳播特性。研究結果表明，普通織物介電常數在1-100Hz范圍內快速減小后趨于穩(wěn)定，接近于空氣的介電常數;普通紡織材料屬于Debye型色散材料，且Debye拓展模型能較好地描述普通織物的介電常數分布規(guī)律;電磁波幾乎全部穿透織物，其對電磁波的損耗率只有約10-8。
　　其次，使用TexGen軟件建立平紋、2/1斜紋和5/

3、3緯面緞紋組織的織物三維結構模型，并在此基礎上得到層疊織物模型以及使用涂層或層壓工藝所形成的單面、雙面對稱和雙面非對稱整理織物模型，為實現織物電磁仿真做準備。
　　再次，建立電磁屏蔽織物仿真模型，在NRW法驗證屏蔽材料仿真方法可靠性的基礎上，探討了織物電導率、電磁波入射角、織物密度以及織物層數對織物電磁屏蔽效能的影響。研究結果表明:織物電磁屏蔽效能隨著材料電導率增加顯著提高，當電導率大于500S/m時，屏蔽效能出現色散特性;織物密

4、度是影響屏蔽效能的關鍵因素;織物層疊后第一層對電磁波反射損耗起主要作用。
　　最后，建立吸波織物仿真模型，在TLM法和實際測量結果驗證吸波材料仿真方法可行性的前提下，探討了織物單元長度、厚度和織物組織對織物吸波性能的影響，并進一步分析織物吸波性能與電磁場的關系，且提出一種提取織物理想介電常數分布的數值計算方法。研究結果表明:織物單元長度和厚度是影響織物的吸波性能的重要因素;電阻損耗型吸波織物內部在電磁波作用下會形成與電流方向一致的