碳纤维起圈格栅点阵排列的电磁屏蔽行为表征

摘要

对电磁波的屏蔽若较多的是反射屏蔽，则将造成二次污染.故采用以吸收耗散电磁波的屏蔽材料是更为积极的方式.具有格栅点阵排列的周期结构电磁屏蔽材料是典型的吸收型电磁屏蔽材料.而碳纤维及其复合物由于具有密度小、强度高、化学稳定性好和导电性能良好等优点，近年来为人们所关注.
　　 本文提出起圈格栅结构织物模型，以碳纤维起圈形成格栅点阵排列的复合织物为研究对象，研究起圈格栅结构参数对点阵排列的起圈格栅结构复合织物的屏蔽性能影响，并重点分析研究了起圈格栅结构织物的远场微波散射强度角分布.
　　 试验探讨了辐射源、起圈高度、间距等因素对起圈格栅结构复合织物屏蔽性能的影响，结果表明:起圈格栅结构复合织物的屏蔽效能峰值主要出现在测试频段的低频区，间距越小，屏蔽峰值越大，且峰位置受间距影响，起圈高度为6mm和间距为3mm的试样，在测试频段内电磁屏蔽效能相对最优，屏蔽效能峰值达到40dB.
　　 试验探讨了碳纤维格栅结构参数和微波入射角等影响因素对试样的远场微波散射强度角分布的影响.纤维取向排列方向对试样的散射强度影响显著，呈各向异性.试样的结构参数和微波入射角对试样的后向散射和前向散射分布影响不同，在镜面反射方向和透射方向存在强度峰值，起圈格栅结构复合织物的后向散射相对强度分布曲线相比平行排列织物的整体下移，当入射角为0°，格栅间距为9mm时，起圈格栅结构复合织物对电磁波的后向散射比平行排列织物小21.47％.起圈格栅结构复合织物的前向散射强度分布曲线和平行排列织物的无明显区别.
　　 碳纤维平行排列织物的平均反射率和透射率与入射角均成线性正相关.在一定入射角下，平均反射率曲线和透射率曲线随间距增大呈非单调变化，间距为6mm时，试样对电磁波的平均反射率和透射率最小，说明该复合织物对电磁波的吸收屏蔽最大.在入射角15°时，起圈格栅结构复合织物的反射率最大峰值比平行排列织物的最大峰值小11.42％，但对应的峰面积却大67.83％，起圈格栅结构复合织物减弱了共振峰对应频率上的电磁波强度，将其分散到其他频率上，使共振峰宽度增大，起圈格栅结构复合织物和平行排列织物透射率最大峰位置大致相同，相应的峰值大23.43％，面积大23.07％.
　　 对比了相同碳纤维含量的碳纤维平行排列织物、起圈格栅结构复合织物、碳纤维机织物和碳纤维针织物的反射率和透射率频谱和特征峰，起圈格栅结构织物对电磁波的反射率和透射率比其他结构的织物的小，是优秀的吸收型电磁屏蔽材料.

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电磁屏蔽及其材料的作用和意义

1．2 已有电磁屏蔽理论及结果

1．3 国内外对电磁辐射防护的研究进展

1．4 碳纤维电磁屏蔽材料的国内外研究现状

1．5 本课题的研究内容和创新点

第二章 碳纤维格栅织物电磁屏蔽效能测量与分析

2．1 试验原料的选择与试样制备

2．2 试验仪器及测试方法

2．3 碳纤维起圈格栅结构的复合织物屏蔽性能分析

2．4 综合评价

2．5 本章小结

第三章 碳纤维格栅织物微波远场散射强度测量与分析

3．1 试验原料的选择与试样制备

3．2 微波远场散射强度测试方法

3．3 碳纤维格栅织物微波远场散射强度分布结果讨论

3．4 平行排列织物反射率频谱和透射率频谱讨论

3．5 起圈格栅结构复合织物反射率频谱和透射率频谱讨论

3．6 综合评价

3．7 不同结构碳纤维织物反射率和透射率对比

3．8 本章小节

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

附录

硕士期间取得的学术成果

致谢