孫娜 徐陽

摘要： 為了在設(shè)計(jì)階段更好地預(yù)測和評(píng)價(jià)織物的屏蔽性能，文章采用CST微波工作室建立了基于法蘭同軸測試原理的織物屏蔽效能仿真模型，分析了電磁屏蔽織物兩種等效模型的適用范圍，并通過織物屏蔽效能測試驗(yàn)證了仿真的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明：仿真模型能夠模擬法蘭同軸裝置對(duì)試樣屏蔽效能的測試過程;網(wǎng)格模型可作為鍍銀長絲織物的仿真等效模型，且當(dāng)織物中紗線截面短軸尺寸小于0.05 mm、孔徑率小于0.30時(shí)，織物結(jié)構(gòu)可簡化為平板模型;不同嵌織比、不同層數(shù)的鍍銀長絲嵌織織物屏蔽效能測試結(jié)果與仿真結(jié)果在數(shù)值和變化趨勢上基本一致，平均誤差在6%以內(nèi)，證明采用此仿真模型預(yù)測鍍銀長絲織物屏蔽效能是可行的。

關(guān)鍵詞： 法蘭同軸法;鍍銀長絲織物;電磁屏蔽織物;織物模型;電磁仿真;屏蔽效能

中圖分類號(hào)： TS101.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2023）05-0052-07

引用頁碼： 051107

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2023.05.007

基金項(xiàng)目：

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（JUSRP52007A）

作者簡介：

孫娜（1997），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ芗徔椘贰Ｍㄐ抛髡撸盒礻?，教授，zh3212@vip.sina.com。

電磁屏蔽織物具有柔軟、質(zhì)輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種理想的屏蔽材料，廣泛應(yīng)用于電磁兼容和電磁防護(hù)等領(lǐng)域［1］。衡量電磁屏蔽織物屏蔽效果的重要指標(biāo)——屏蔽效能（SE），目前主要通過實(shí)驗(yàn)測試獲得。但由于織物的柔軟性和手工操作的偶然性，使得測試結(jié)果不穩(wěn)定，極大地干擾了織物屏蔽性能的測量;此外測試只能在織物生產(chǎn)后進(jìn)行，設(shè)計(jì)周期長、實(shí)驗(yàn)成本高［2］。為了在織物設(shè)計(jì)階段可以預(yù)測其屏蔽性能，進(jìn)而開發(fā)出屏蔽效能好、成本低的電磁屏蔽織物，研究科學(xué)有效的仿真方法以預(yù)測和評(píng)價(jià)織物的屏蔽性能成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

目前織物屏蔽效能的仿真主要基于屏蔽室法測試原理，通過仿真軟件定義織物組織單元周期邊界條件，使電場和磁場在樣品平面互相垂直分布，從而實(shí)現(xiàn)1～18 GHz高頻織物結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素對(duì)屏蔽效能影響的分析［3-5］。但由于屏蔽室法測試成本高、對(duì)測試技能要求嚴(yán)格，故而在實(shí)際生產(chǎn)和研究中多采用設(shè)備成臺(tái)性好、操作簡單的法蘭同軸法［9］。與屏蔽室法不同，法蘭同軸法是針對(duì)0.03～1.50 GHz的遠(yuǎn)場電磁環(huán)境測試方法，且電磁場在樣品平面的分布更為復(fù)雜，因此兩者對(duì)織物屏蔽效能的測試會(huì)存在明顯差異［6］。目前尚無基于法蘭同軸法的織物屏蔽效能仿真方式。為了更好指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)和研究，本文基于法蘭同軸法屏蔽效能的測試原理，采用CST軟件建立織物屏蔽效能仿真模型，探討電磁屏蔽織物等效模型的適用范圍，并通過不同嵌織比、不同層數(shù)的鍍銀長絲織物屏蔽效能測試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證仿真模型的有效性。

1 初始模型建立

1.1 同軸測試原理

法蘭同軸測試技術(shù)基于同軸傳輸線傳輸主模橫電磁波的原理，由于導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)，電磁波通過同軸夾具的內(nèi)外導(dǎo)體傳播，在樣品平面分布如圖1所示（S為電磁波傳播方向、E為電場向量、H為磁場向量）［7］。測試時(shí)，在同軸間夾持待測材料，可以模擬遠(yuǎn)場環(huán)境中材料對(duì)電磁波的屏蔽效能測試過程。

1.2 同軸測試裝置模型建立

法蘭同軸測試裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中同軸測試夾具包括左右對(duì)稱且特性阻抗均為50 Ω的同軸線，2個(gè)同軸接口分別連接信號(hào)源和信號(hào)接收機(jī)，兩測試夾具之間放置待測屏蔽材料，屏蔽材料厚度需小于最高測量頻率波長的1%，即厚度不超過2 mm。

使用CST微波工作室按照標(biāo)準(zhǔn)GJB 6190—2008《電磁屏蔽材料屏蔽效能測量方法》中給出的法蘭同軸裝置的實(shí)際尺寸建立三維模型，為了仿真方便，忽略法蘭結(jié)構(gòu)，將測試裝置的左右兩部分通過內(nèi)外導(dǎo)體直接連接。在此基礎(chǔ)上，增加測量夾具使其滿足不同厚度材料的放置，夾具由內(nèi)外導(dǎo)體兩部分組成，尺寸與同軸內(nèi)外導(dǎo)體尺寸一致，作為法蘭同軸的延續(xù)體可以在保持同軸良好密封性的同時(shí)防止電磁波泄漏，使仿真結(jié)果更為準(zhǔn)確［8］。同軸裝置仿真模型如圖3所示，模型內(nèi)外導(dǎo)體及夾具材料設(shè)置為理想導(dǎo)體（PEC），支撐介質(zhì)材料為聚四氟乙烯（PTFE）。由于電磁波只在內(nèi)、外導(dǎo)體之間的空腔內(nèi)傳播，因此可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)被嵌入理想導(dǎo)體內(nèi)部，故設(shè)置邊界條件為電邊界（等效于理想導(dǎo)體，電場垂直于邊界表面）、并在同軸接口兩端定義激勵(lì)端口，阻抗均為50 Ω，以使能量能夠進(jìn)入和離開理想導(dǎo)體。為了確認(rèn)同軸測試裝置的傳輸性能，根據(jù)圖3模型，采用頻域求解器分別在無試樣、負(fù)載導(dǎo)電試樣（電導(dǎo)率1 000 S/m、厚度0.1 mm）情況下進(jìn)行仿真。

在無試樣、負(fù)載試樣情況下，1 GHz時(shí)同軸傳輸線內(nèi)電流分布及測試平面的場分布如圖4所示。當(dāng)負(fù)載高導(dǎo)電試樣時(shí)，輸入的電磁波被試樣反射、吸收，幾乎未透過試樣，且輸出的電磁波強(qiáng)度較無試樣負(fù)載時(shí)顯著降低。同時(shí)測試平面電場由圓心沿著半徑方向傳播，磁場沿著平行于圓周的同心圓環(huán)分布，與實(shí)際測試中試樣表面場分布（圖1）情況一致，說明該仿真模型能夠模擬法蘭同軸裝置對(duì)試樣屏蔽效能的測試過程。模型仿真的準(zhǔn)確性取決于裝置的反射情況，通常采用電壓駐波比VSWR。

傳輸線上相鄰的波腹點(diǎn)與波谷點(diǎn)電壓振幅之比，其值越接近1，說明裝置的反射越小、仿真結(jié)果越準(zhǔn)確。圖5為無試樣負(fù)載時(shí)裝置的電壓駐波比結(jié)果，可以看出在0.03～1.50 GHz頻段，VSWR<1.2，可視為電磁波在同軸裝置中無損傳輸，符合標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)測試用法蘭同軸的技術(shù)要求。

2 織物模型構(gòu)建與分析

2.1 織物模型構(gòu)建

圖6（a）所示的電磁屏蔽機(jī)織物由經(jīng)、緯兩個(gè)方向的鍍銀長絲交織而成，在織物中形成了交叉處連通的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，具有典型的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，而紗線交織處的孔洞對(duì)電磁波幾乎無屏蔽作用，因此織物的有效屏蔽結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，故可以將導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)作為鍍銀長絲電磁屏蔽織物的等效模型進(jìn)行理論計(jì)算和仿真［9-10］?？椢锞W(wǎng)格模型如圖6（b）所示，鍍銀長絲截面被簡化為理想矩形。

式中：k為孔徑率，d、t分別為截面長軸和短軸尺寸，w為相鄰紗線間距。

但當(dāng)相鄰紗線的間距較小時(shí)，其耦合作用導(dǎo)致電磁屏蔽織物沒有出現(xiàn)明顯的電磁泄漏，呈現(xiàn)出與無孔隙的平板材料相近的屏蔽效能，且電磁泄漏與孔徑大小、深度直接相關(guān)［11］。因此，當(dāng)織物孔徑率小于某一臨界值時(shí)不會(huì)顯著影響其屏蔽效能，織物結(jié)構(gòu)可簡化為平板模型，即孔徑率k=0的無孔金屬板結(jié)構(gòu)。

平板模型較網(wǎng)格模型結(jié)構(gòu)更加規(guī)則，網(wǎng)格劃分相對(duì)簡單，因此將織物結(jié)構(gòu)簡化為平板模型進(jìn)行仿真可極大提高計(jì)算速度，但需明確模型的適用范圍，以確保仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 織物模型的適用范圍分析

織物中鍍銀長絲規(guī)格（長軸、短軸）的變化會(huì)改變模型孔徑大小和深度，影響對(duì)電磁波的傳輸與衰減，進(jìn)而影響織物模型的適用性。在實(shí)際應(yīng)用中，鍍銀長絲直徑取決于基體長絲（如滌綸、錦綸長絲）直徑，其直徑大多分布在0.05～050 mm［12］。同時(shí)，結(jié)合紗線在織物中被壓扁這一實(shí)際情況，考慮了織物中紗線壓扁系數(shù)0.65～0.80，最終定義紗線短軸尺寸t在0.03～0.50 mm、長軸尺寸d在0.08～0.80 mm。

在CST中利用Brick（立方體）工具建立不同紗線規(guī)格、不同孔徑率的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)模型，定義網(wǎng)格電導(dǎo)率為1.59×105 S/m，將其夾持在測試夾具之間。按照1.2對(duì)仿真條件進(jìn)行設(shè)置，最后采用頻域求解器進(jìn)行求解計(jì)算，得到不同紗線規(guī)格下屏蔽效能隨孔徑率k變化的仿真結(jié)果，如圖7所示。

由圖7可知，當(dāng)t≤0.05 mm時(shí)，d=0.1、0.5、0.8 mm的導(dǎo)電網(wǎng)格屏蔽效能均隨k值增大而減小，且在整個(gè)孔徑率范圍內(nèi)（0～1）可以根據(jù)曲線拐點(diǎn)k′分為2個(gè)階段：第一階段，當(dāng)k≤k′時(shí)，由于相鄰導(dǎo)電紗之間的耦合效應(yīng)較強(qiáng)，通過孔隙的電磁泄漏并不大，所以不同孔徑率下的導(dǎo)電網(wǎng)格屏蔽效能基本一致，且與孔徑率為0的平板結(jié)構(gòu)屏蔽效能近似相等;第二階段，當(dāng)k＞k′時(shí)，電磁泄漏帶來的衰減效應(yīng)逐漸增加，屏蔽效能隨孔隙率增大而下降。圖7中k′點(diǎn)孔徑率約為0.3，故可取0.3為臨界孔徑率。仿真中，當(dāng)織物孔徑率低于0.3時(shí)，織物模型可簡化為平板模型;高于0.3，織物模型則采用網(wǎng)格模型。

當(dāng)t＞0.05 mm時(shí)，孔徑率k為0.1～0.4的不同長軸尺寸導(dǎo)電網(wǎng)格屏蔽效能均高于k=0的導(dǎo)電平板屏蔽效能，此時(shí)除了相鄰導(dǎo)電紗之間的較強(qiáng)耦合作用外，孔徑深度的增加也使孔的波導(dǎo)效應(yīng)隨之增大，波導(dǎo)衰減貢獻(xiàn)的屏蔽效能SEwg見下式［13］。

式中：c為真空中的光速，m/s;f為入射波頻率，Hz;t為孔徑深度，m;a為孔徑大小，m。

由式（3）可知，當(dāng)孔徑深度較大且孔徑尺寸較小時(shí)，波導(dǎo)衰減的影響不能忽略，使較小孔徑率的導(dǎo)電網(wǎng)格屏蔽效能在相同厚度的導(dǎo)電平板基礎(chǔ)上有所增加，故此時(shí)臨界孔徑率不存在，織物屏蔽效能的仿真等效模型僅為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)模型。

因此在選擇織物模型時(shí)，只需考慮織物中紗線的短軸尺寸，當(dāng)t≤0.05 mm時(shí)，可取0.3為臨界孔徑率，根據(jù)織物實(shí)際孔徑率選擇平板模型或網(wǎng)格模型。

3 織物屏蔽效能仿真與分析

為了驗(yàn)證基于法蘭同軸測試原理的織物屏蔽效能仿真模型對(duì)不同織物結(jié)構(gòu)的兼容性，本文考慮了嵌織間距和織物層數(shù)兩個(gè)因素，選用電導(dǎo)率為1.59×105 S/m的滌綸基鍍銀長絲織物，建立等效模型，并導(dǎo)入同軸裝置仿真模型對(duì)其屏蔽效能進(jìn)行計(jì)算?？椢飵缀谓Y(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

本文參考GJB 6190—2008，采用法蘭同軸裝置測試織物在0.03～1.50 GHz頻率的屏蔽效能，為了提高測試的準(zhǔn)確性、減小誤差，對(duì)每種織物選取3塊不同位置的試樣并分別測試5次，取其平均值。圖8為仿真計(jì)算值與實(shí)際屏蔽效能對(duì)比結(jié)果。

由圖8可知，三種織物的實(shí)測屏蔽效能與仿真結(jié)果在數(shù)值和變化趨勢上基本一致，平均誤差在6%以內(nèi)，并且誤差隨著層數(shù)和嵌織間距的增加而增大。誤差的主要原因有以下三方面：一是對(duì)織物模型的簡化處理，忽視了織物中紗線的屈曲波高，減少了織物內(nèi)部導(dǎo)電紗線的含量。二是模型認(rèn)為導(dǎo)電紗線各節(jié)點(diǎn)之間接觸良好（接觸電阻為0），而實(shí)際存在一定的接觸電阻。但在兩者綜合作用下，三種織物的單層實(shí)測屏蔽效能與仿真結(jié)果誤差較小，同時(shí)隨著層數(shù)增加，導(dǎo)電紗線含量帶來的影響增大，誤差也逐漸增大。三是多層織物的疊放位置差異，仿真中織物模型緊密接觸且層間導(dǎo)電網(wǎng)格彼此對(duì)齊;而在實(shí)驗(yàn)中由于織物的柔軟性和疊放的緊密程度差異使得織物之間存在一定間隙，層數(shù)越多，產(chǎn)生間隙的可能性越大。另外手工操作不免使層間導(dǎo)電網(wǎng)格交錯(cuò)、互相導(dǎo)通，且導(dǎo)電紗線嵌織間距越大，網(wǎng)格間的交錯(cuò)、導(dǎo)通對(duì)其屏蔽效能影響越大，因此最大誤差發(fā)生在織物層數(shù)為3層、鍍銀長絲/滌綸1︰8嵌織時(shí)。

對(duì)比圖8中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，不同嵌織間距、不同層數(shù)電磁屏蔽織物的屏蔽效能隨頻率增大呈現(xiàn)出不同的變化趨勢：在單層織物中，織物A的屏蔽效能趨于穩(wěn)定，而織物B、C呈下降趨勢，因?yàn)殡S著織物中鍍銀長絲嵌織間距的增大，所形成的導(dǎo)電網(wǎng)格孔徑率增大，因此在較高頻率時(shí)電磁波對(duì)織物的穿透增加，屏蔽效能的下降幅度增加;在多層織物中，由于織物層數(shù)的增加，層間孔隙相互遮擋，限制了電磁波的直接通路，減少了電磁波在高頻時(shí)的穿透，同時(shí)材料整體厚度增大、吸收損耗提高，且吸收損耗與頻率正相關(guān)，因此織物A、B的屏蔽效能隨電磁波頻率增大而增大。而織物C孔徑率過大，織物層間孔隙遮擋效果不明顯，因此其屏蔽效能仍呈下降趨勢，但下降幅度明顯減小。

不同層數(shù)織物屏蔽效能的仿真和測試結(jié)果清晰地表明，隨著層數(shù)增加織物屏蔽效能隨之增加，但屏蔽效能的提高率逐漸降低，同時(shí)層數(shù)增加意味著導(dǎo)電紗線使用量增加、生產(chǎn)成本提高。為了進(jìn)一步分析相同導(dǎo)電紗線使用量情況下，織物層數(shù)對(duì)屏蔽效能的影響，本文以恒定的導(dǎo)電紗線使用量為基準(zhǔn)，比較了單層織物A和三層織物B、單層織物B和三層織物C的屏蔽效能仿真結(jié)果，如表2所示，仿真中三層織物B、C交錯(cuò)疊放，使相鄰導(dǎo)電紗間距分別與織物A、B相同，以消除孔徑率的影響。由表2可知，在相同導(dǎo)電紗線使用量情況下，增加織物層數(shù)可以在一定程度上提高其屏蔽效能，這是由于導(dǎo)電紗線沿電磁波傳播方向的分布增加后，增大了材料內(nèi)部的吸收損耗和多次反射衰減，因此屏蔽效能提高。同時(shí)導(dǎo)電紗線含量越大，層數(shù)增加帶來的屏蔽效能增幅越顯著。

4 結(jié) 論

本文基于法蘭同軸法屏蔽效能測試原理，通過CST微波工作室建立了0.03～1.50 GHz頻段織物屏蔽效能的仿真模型，解決了僅依靠設(shè)備測試容易產(chǎn)生較大誤差和成本的問題。在此基礎(chǔ)上，分析了電磁屏蔽織物的兩種等效模型的適用范圍，并對(duì)鍍銀長絲織物的屏蔽效能進(jìn)行仿真，得到以下結(jié)論：

1） 織物屏蔽效能仿真計(jì)算中，采用導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)作為鍍銀長絲織物的仿真等效模型，但當(dāng)紗線截面短軸尺寸小于0.05 mm且孔徑率小于0.3時(shí)，織物結(jié)構(gòu)可簡化為平板結(jié)構(gòu)。

2） 不同嵌織比、不同層數(shù)的鍍銀長絲織物的屏蔽效能仿真和測試結(jié)果均具有較好的一致性，驗(yàn)證了仿真模型對(duì)不同鍍銀長絲織物結(jié)構(gòu)的兼容性。

3） 在相同導(dǎo)電紗線使用量情況下，增加織物層數(shù)可以提高其屏蔽效能，同時(shí)導(dǎo)電紗線含量越大，層數(shù)增加帶來的屏蔽效能增幅越顯著。

最后，由于本文僅以鍍銀長絲織物為例，對(duì)于使用該方法預(yù)測織物屏蔽性能是否具有普適性，還有待進(jìn)一步論證。

參考文獻(xiàn)：

［1］閆鑫鑫， 謝春萍， 劉新金， 等. 不銹鋼纖維機(jī)織物的電磁屏蔽及力學(xué)性能［J］. 絲綢， 2018， 55（8）： 29-34.

YAN Xinxin， XIE Chunping， LIU Xinjin， et al. Electromagnetic shielding and mechanical properties of stainless steel fiber woven fabrics［J］. Journal of Silk， 2018， 55（8）： 29-34.

［2］LIU Z， WANG X C. FDTD numerical calculation of shielding effectiveness of electromagnetic shielding fabric based on warp and weft weave points［J］. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility， 2020， 62（5）： 1693-1702.

［3］孫天， 張一曲， 趙曉明， 等. 緯編針織物電磁屏蔽效能CST仿真分析［J］. 材料導(dǎo)報(bào)， 2019， 33（18）： 3130-3134.

SUN Tian， ZHANG Yiqu， ZHAO Xiaoming， et al. CST simulation analysis of electromagnetic shielding effectiveness of weft-knitted fabric［J］. Materials Reports， 2019， 33（18）： 3130-3134.

［4］李建雄， 賈紅玉， 陳純鍇， 等. 基于各向異性織物的電磁屏蔽性能仿真計(jì)算［J］. 材料導(dǎo)報(bào)， 2018， 32（18）： 3235-3238.

LI Jianxiong， JIA Hongyu， CHEN Chunkai， et al. Simulation of electromagnetic shielding performance based on anisotropic fabric［J］. Materials Reports， 2018， 32（18）： 3235-3238.

［5］蘇欽城， 趙曉明， 李衛(wèi)斌， 等. 基于有限積分法的機(jī)織物電磁屏蔽效能仿真分析［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2016， 37（2）： 155-160.

SU Qincheng， ZHAO Xiaoming， LI Weibin， et al. Simulation analysis of woven fabric electromagnetic shielding effectiveness using finite integration technique［J］. Journal of Textile Research， 2016， 37（2）： 155-160.

［6］肖紅， 唐章宏， 施楣梧， 等. 織物屏蔽效能的法蘭同軸法和屏蔽室法測試對(duì)比研究［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2016， 37（3）： 47-54.

XIAO Hong， TANG Zhanghong， SHI Meiwu， et al. Comparative research on electromagnetic shielding effectiveness of fabric tested by flange coaxial method and shielding chamber method［J］. Journal of Textile Research， 2016， 37（3）： 47-54.

［7］陳超嬋， 繆軼， 朱建剛， 等. 電磁屏蔽薄膜屏蔽效能的測量裝置［J］. 上海計(jì)量測試， 2018， 45（3）： 24-27.

CHEN Chaochan， MIU Yi， ZHU Jiangang， et al. Development on measurement tester of electromagnetic shielding effectiveness for electromagnetic shielding film［J］. Shanghai Measurement and Testing， 2018， 45（3）： 24-27.

［8］李美英. 屏蔽效能測量方法和一種屏蔽材料機(jī)理的研究［D］. 北京： 北京交通大學(xué)， 2021.

LI Meiying. Study on the Measurement of Shielding Effectiveness and the Mechanism of a Shielding Material［D］. Beijing： Beijing Jiaotong University， 2021.

［9］肖紅， 施楣梧， 鈔杉， 等. 機(jī)織物有效結(jié)構(gòu)模型的電磁屏蔽效能影響因素［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2015， 36（7）： 42-49.

XIAO Hong， SHI Meiwu， CHAO Shan， et al. Influential factors of electromagnetic shielding effectiveness based on effective woven fabrics structure model［J］. Journal of Textile Research， 2015， 36（7）： 42-49.

［10］GHIDA A A， LIONE P， LAURENT D， et al. Effective electromagnetic properties of woven fiber composites for shielding applications［J］. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility， 2020， 62（4）： 1082-1089.

［11］關(guān)福旺， 肖紅， 施楣梧， 等. 織物基頻率選擇表面材料的制備及應(yīng)用［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2016， 37（2）： 141-148.

GUAN Fuwang， XIAO Hong， SHI Meiwu， et al. Fabrication and application of fabric based frequency selective surface［J］. Journal of Textile Research， 2016， 37（2）： 141-148.

［12］徐克平. 鍍銀纖維織物的防電磁輻射性能研究［D］. 天津： 天津工業(yè)大學(xué)， 2012.

XU Keping. Study on Electromagnetic Radiation Resistance of Silver-Coated Fabric［D］. Tianjin： Tiangong University， 2012.

［13］白婉欣. 周期開孔導(dǎo)體板的電磁屏蔽效能研究［D］. 北京： 華北電力大學(xué)， 2020.

BAI Wanxin. Research on Electromagnefic Shielding Effectiveness of the Conductor Plate with Periodic Apertures［D］. Beijing： North China Electric Power University， 2020.

Abstract： With the rapid development of information technology， the application of electronic equipment in communication， transportation， finance and other fields increases rapidly， resulting in increasingly severe electromagnetic environment in space. The electromagnetic shielding material is one of the main means to deal with the threat of electromagnetic environment. Among the commonly used electromagnetic shielding materials， the electromagnetic shielding fabric has been widely used because of its characteristics of softness， light weight and high strength. In the development process of the electromagnetic shielding fabric， the development cycle is long because of the complex fabric structure and many influencing factors. In addition， due to the softness of the fabric and the chance of manual operation， the test results will be unstable. Meanwhile， the test and evaluation of the shielding efficiency can only be carried out after the production of the fabric， which further increases the design cycle and experiment cost of the electromagnetic shielding fabric. Therefore， it has become a research hotspot to use scientific and effective simulation methods to predict the shielding efficiency in fabric design stage.

In order to guide the actual production and research， we developed a fabric shielding efficiency simulation method in the frequency range of 0.03-1.50 GHz， aiming at the testing method of flange coaxial fabric shielding efficiency with good platform performance and simple operation. Firstly， the structure model of the flange-coaxial device was constructed by CST microwave studio. Combined with the shielding efficiency test principle of the flange-coaxial method， simulation parameters were set and preliminary simulation was carried out to confirm the transmission performance of the device. Then， two equivalent models of the electromagnetic shielding fabric were established and their application range was analyzed. Finally， the shielding efficiency of silver-coated filament fabrics with different interweave spacing and layers was calculated by simulation， and the accuracy of the simulation was verified by fabric shielding efficiency tests. The results show that the simulation model can simulate the testing process of the shielding efficiency of the flange coaxial device. The mesh model can be used as the simulation equivalent model of the silver-coated filament fabric， and the fabric structure can be simplified into a flat plate model when the short axis size of the yarn section is less than 0.05 mm and the aperture ratio is less than 0.30. The test results of shielding efficiency of the silver-coated filament woven fabric with different embedding ratios and different layers are basically consistent with the simulation results， and the average error is less than 6%， which proves that the simulation model is feasible to predict the shielding efficiency of the silver-coated filament woven fabric.

In this paper， a fabric shielding efficiency simulation model based on the flange coaxial test principle is established， and it can quickly calculate the shielding efficiency of the silver-coated filament electromagnetic shielding fabric， shorten the experimental period and reduce the experimental cost for the design of this kind of electromagnetic shielding fabric. However， as the types of electromagnetic shielding fabrics also include surface metallized fabrics， metal fiber blended fabrics and conductive nonmetallic fabrics， this paper only takes silver-coated filament fabrics as an example. Whether this simulation model can be used to predict the shielding effectiveness of other types of electromagnetic fabrics needs further demonstration.

Key words： flange coaxial method; silver-coated filament fabric; electromagnetic shielding fabric; fabric model; electromagnetic simulation; shielding efficiency