雙層及多層電磁屏蔽織物的屏蔽效能

梁然然， 肖 紅， 王 妮，3

(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 201620； 2. 后勤保障部軍需裝備研究所，北京 100082； 3. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620)

雙層及多層電磁屏蔽織物的屏蔽效能

梁然然1， 肖 紅2， 王 妮1，3

(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 201620； 2. 后勤保障部軍需裝備研究所，北京 100082； 3. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620)

為研究多層電磁屏蔽織物的屏蔽效能，通過改變疊放角度、疊放間距、疊放方式、織物層數(shù)，構(gòu)建正交導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和單方向金屬紗線平行結(jié)構(gòu)的雙層及多層電磁屏蔽織物，采用法蘭同軸法測試其0.3～1.5 GHz內(nèi)的屏蔽效能。結(jié)果表明：經(jīng)緯向具有相同金屬紗線間距時，織物屏蔽層厚度小于趨膚深度則雙層織物的屏蔽效能明顯高于單層織物，超過趨膚深度后增加不顯著；3層及以上織物的屏蔽效能增加不明顯；隨層間距離增加，屏蔽效能呈增加趨勢。僅緯向含金屬紗線的雙層織物，隨緯紗交叉角度的增加，逐漸形成金屬紗線正交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，屏蔽效能增大；雙層織物中緯紗對齊疊放時，層間距離增加則屏蔽效能增大，而緯紗垂直疊放時，層間距離增加則屏蔽效能降低。

電磁屏蔽織物； 雙層織物； 多層織物； 屏蔽效能

電磁屏蔽織物柔軟、透氣，結(jié)構(gòu)靈活可調(diào)控，屏蔽效果好，成本低[1]，因此，廣泛應(yīng)用于民用及軍工領(lǐng)域。目前研究多集中于單層織物屏蔽效能(Shielding Effectiveness，簡稱SE)的影響因素及優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面[2-4]，而價(jià)格低的單層屏蔽織物，如不銹鋼纖維織物、表面鍍覆銅鎳織物等，存在屏蔽效能有限、舒適度及堅(jiān)牢度與屏蔽效能難以兼顧的問題，不能滿足實(shí)際需要。根據(jù)文獻(xiàn)[5]報(bào)道，在100 MHz～1.8 GHz內(nèi)，商業(yè)鍍銅、鍍鎳及鍍銅鎳織物的屏蔽效能分別為35～68 dB、32～37 dB和32～46 dB。一般來說，不銹鋼纖維織物中不銹鋼纖維的混紡比在20%～30%之間時，其電磁屏蔽效能可達(dá)30～40 dB[6]。如不銹鋼/滌綸混紡紗機(jī)織物在300 kHz～3 GHz內(nèi)的屏蔽效能達(dá)30～40 dB[7]；不銹鋼長絲與丙綸交織織物在9 kHz～3 GHz內(nèi)的屏蔽效能達(dá)41 dB[8]；不銹鋼長絲與不銹鋼/滌綸混紡紗交織織物的屏蔽效能在0.3～1.5 GHz內(nèi)可達(dá)35～45 dB[9]；西北有色金屬研究院制備出的不銹鋼纖維織物在2.25～2.65 GHz內(nèi)的屏蔽效能可達(dá)44 dB?？傮w而言，單層不銹鋼纖維混紡織物的屏蔽效能一般在20～40 dB之間。

通過控制金屬纖維種類、織物結(jié)構(gòu)及織物功能整理等條件可在一定程度上提高單層織物的屏蔽效能，但是提高程度存在局限性，從現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道來看，單層屏蔽織物難以達(dá)到最佳屏蔽效果，尤其是作為高效電磁屏蔽服、柔性屏蔽罩等，往往不能滿足特定需求。此外，高性能原料制備的單層屏蔽材料成本較高，如碳納米管或石墨烯基電磁屏蔽復(fù)合材料、導(dǎo)電高分子材料等，因此，為解決上述問題，研究者嘗試采用雙層或多層低成本的電磁屏蔽材料，并對其屏蔽效能及影響因素進(jìn)行研究。通過對比單雙層不銹鋼纖維純紡紗織物的電磁屏蔽性能[10]，以及根據(jù)介質(zhì)平板屏蔽效能的理論計(jì)算[11]，均得出雙層織物的屏蔽效能高于單層織物的結(jié)論。在不同頻段不銹鋼纖維混紡型雙層織物的屏蔽效能比單層織物的屏蔽效能提高程度不同，且同種材料、不同組織單層織物經(jīng)雙層復(fù)合后的屏蔽效能在不同頻段的表現(xiàn)也不同[12]。上述研究均只是針對不銹鋼纖維織物，且只側(cè)重于屏蔽效能的測試分析或計(jì)算從而得出雙層織物的屏蔽效能好于單層織物的結(jié)論，卻未深入研究其影響機(jī)制。此外，采用具有不同屏蔽性能的材料相組合的方式能達(dá)到更好的屏蔽效果，如外層采用反射性能好的鍍銀纖維織物，內(nèi)層采用吸收性能好的聚吡咯/棉復(fù)合織物[13]。然而，由于織物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雙層及多層織物的屏蔽機(jī)制不同于單層織物，其屏蔽效能的影響因素及規(guī)律尚需進(jìn)一步的系統(tǒng)研究。

本文采用含鍍銀纖維織物、鍍銅鎳導(dǎo)電織物及不銹鋼纖維混紡織物，從雙層織物疊放角度、疊放間距、疊放方式及織物層數(shù)方面，對多層織物的屏蔽效能進(jìn)行測試研究及機(jī)制分析。通過單雙層織物電磁屏蔽效能的對比，以及不同組合方式下雙層織物屏蔽效能的對比，分析雙層電磁屏蔽織物屏蔽效能的影響因素及規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)樣品

選擇不同金屬類型、不同金屬纖維排列方式的織物作為實(shí)驗(yàn)樣品，具體規(guī)格參數(shù)如表1所示，共設(shè)計(jì)了4組對比實(shí)驗(yàn)，如表2所示。選擇了含金屬纖維、金屬化纖維以及金屬鍍層共3種類型的電磁屏蔽織物，具體包括：含鍍銀纖維織物A1、表面鍍銅鎳滌綸織物A2、單向含不銹鋼纖維混紡織物A3、雙向含不銹鋼纖維且經(jīng)緯密相同的混紡織物A4。除A1為斜紋組織外，其余均為平紋組織。采用無屏蔽作用的聚乙烯(PE)軟質(zhì)泡沫板和純棉織物調(diào)節(jié)織物間距，單層PE軟質(zhì)泡沫板厚度為1 mm，單層純棉織物的厚度為0.33 mm。

表1 實(shí)驗(yàn)樣品的規(guī)格參數(shù)

表2 織物屏蔽效能測試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 Experimental design of fabric shielding effectiveness test

基于經(jīng)緯雙向含金屬纖維紗線織物比單向含金屬纖維紗線織物更能有效應(yīng)對不同方向電磁波的事實(shí)[14]，本文選擇單向含不銹鋼纖維紗線織物A3，研究其雙層零間距不同疊加角度以及有間距且分別以0°和90°疊加時的屏蔽效能；同時設(shè)計(jì)了不同層數(shù)、不同層間距的對比實(shí)驗(yàn)，探索雙層織物屏蔽效能的影響因素及規(guī)律。

1.2屏蔽效能的測試

采用法蘭同軸法測試屏蔽效能，測試頻率為30 MHz～1.5 GHz。該方法操作簡便，試樣面積小，測量精準(zhǔn)，重復(fù)性好，結(jié)果直觀[15]。測量系統(tǒng)如圖1所示。所用設(shè)備主要包括：DN1015遠(yuǎn)場屏蔽效能測試裝置(5 kHz～1.5 GHz，包含2個同軸測試夾具)、4396B網(wǎng)絡(luò)阻抗頻譜分析儀(100 kHz～1.8 GHz)、85046A S參數(shù)測量裝置(300 kHz～3 GHz)，樣品直徑為115 mm。測試前對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，以樣品臺空置時的測試結(jié)果作為參考值，測量結(jié)果為透射系數(shù)S21，則屏蔽效能為SSE=-S21。

圖1 法蘭同軸測試系統(tǒng)Fig.1 Test system of Flange coaxial method

采用法蘭同軸法測試時，電磁波在法蘭同軸內(nèi)傳輸?shù)闹饕菣M電磁波(簡稱TEM波)，其相當(dāng)于平面電磁波，同時存在水平極化和垂直極化，電場分量E垂直于磁場分量H，且E和H在樣品測試平面的中心沿徑向均勻分布，并沿同軸傳輸線方向S傳播[16]。TEM波在法蘭同軸中的傳播如圖2所示。

圖2 法蘭同軸測試平面的電磁場分布Fig.2 Electromagnetic distribution on test planeby flange coaxial method

電磁波具有方向性，理論上，屏蔽織物應(yīng)該具有各向同性的電學(xué)性能才能抵御未知方向射入的電磁波，在不同測試條件下，電磁波的方向性顯著不同。而當(dāng)采用法蘭同軸法測試時，由上述電磁場在法蘭同軸內(nèi)的傳輸特性可知，單向含有金屬纖維的織物亦能測試出一定的屏蔽效能。

2 結(jié)果與分析

2.1織物層數(shù)對屏蔽效能的影響

2.1.1單層與雙層織物的屏蔽效能

圖3、4分別示出莫代爾/銀纖維織物A1和不銹鋼纖維織物A4單層與雙層織物的屏蔽效能測試結(jié)果。如圖所示，雙層織物的屏蔽效能顯著高于單層織物，在30 MHz～1.5 GHz頻率范圍內(nèi)，屏蔽效能提高至少20 dB。這個結(jié)果可由趨膚深度和Schelkunoff電磁屏蔽理論進(jìn)行解釋。從Schelkunoff電磁屏蔽理論而言，雙層織物的“厚度”較單層織物增加，使得吸收損耗增加，導(dǎo)致屏蔽效能增加。

圖3 織物A1單層與雙層的屏蔽效能Fig.3 Shielding effectiveness of single-layerand double-layer fabric A1

圖4 織物A4單層與雙層的屏蔽效能Fig.4 Shielding effectiveness of single-layerand double-layer fabric A4

圖3中樣品的屏蔽效能曲線在700 MHz附近出現(xiàn)一個突然下降的尖角，可能是測試過程的系統(tǒng)誤差導(dǎo)致該頻點(diǎn)的屏蔽效能出現(xiàn)較大波動，因?yàn)槊看畏胖脴悠窌r都需轉(zhuǎn)動法蘭同軸，而系統(tǒng)各部件的變動均會對測試結(jié)果產(chǎn)生一定影響。此外，與織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)也有一定關(guān)系，單層織物本身具有周期性的由導(dǎo)電紗線組成的矩形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，經(jīng)雙層疊加后，由于手工操作不免使構(gòu)成的縫隙產(chǎn)生變化，因此，可能會使電磁波在該頻點(diǎn)下選擇性地透過更多，但總體而言，雙層織物的屏蔽效能顯著高于單層織物。

2.1.2多層織物的屏蔽效能

圖5、6分別示出不同層數(shù)的莫代爾/銀纖維織物A1和不同層數(shù)鍍銅鎳織物A2的屏蔽效能?？芍?，層數(shù)增加，織物的屏蔽效能增加，雙層織物的屏蔽效能比單層織物的屏蔽效能提升最明顯，3層及以上織物的屏蔽效能增加則不明顯。根據(jù)趨膚深度理論，電磁波強(qiáng)度隨電磁波入射深度的增加按照指數(shù)關(guān)系衰減，在材料中傳播時，電磁波入射場強(qiáng)衰減到其原始場強(qiáng)的1/e(37%)時的深度稱為趨膚深度，用δ表示。其表達(dá)式為

式中：δ為趨膚深度，m；μ0為真空中的磁導(dǎo)率，其值為1.256 6×10-6H/m；μr為相對磁導(dǎo)率；σ為電導(dǎo)率，S/m；f為電磁波的頻率，Hz。

由上述公式可知，對于同一種材料，μr和σ是相同的，則趨膚深度由頻率決定，頻率越高則δ越?。粚τ诓煌N材料，μr和σ越大，δ越小，趨膚效應(yīng)越顯著，即材料吸收損耗電磁波的能力越強(qiáng)。

圖5 不同層數(shù)A1織物的屏蔽效能Fig.5 Shielding effectiveness of fabric A1 of different layers

圖6 不同層數(shù)A2織物的屏蔽效能Fig.6 Shielding effectiveness of fabric A2 of different layers

在30 MHz頻率下，銀的趨膚深度為11.7 μm，銅的趨膚深度為12 μm，鎳的趨膚深度為2.5 μm；在1.5 GHz頻率下，銀的趨膚深度為1.66 μm，銅的趨膚深度為1.7 μm，鎳的趨膚深度為0.36 μm。而對于大多數(shù)的金屬化織物而言，金屬鍍層厚度一般在0.2～2 μm之間，因此，通常在30～1 500 MHz頻率范圍內(nèi)，該厚度小于材料的趨膚深度[17]。

單層織物A1和A2的屏蔽厚度小于趨膚深度，因此，感應(yīng)電流主要分布在織物的整個厚度方向，電磁波能夠穿透；而雙層織物的屏蔽厚度大于趨膚深度時，則感應(yīng)電流主要分布在厚度方向的上半部分，電磁波不能穿透。厚度在大于趨膚深度時，隨著厚度的增加，屏蔽效能增加的趨勢趨于平緩，因此，織物的電磁屏蔽效能不可能隨厚度的增加而一直呈線性增長，增長趨勢必然減弱。當(dāng)厚度大于趨膚深度時，再增加厚度，電磁屏蔽效能增加不再顯著。由此可以看到，3層及以上織物疊加時，屏蔽效能增加不明顯。此外，隨著織物層數(shù)的增加，使得電磁波在織物內(nèi)部的多次反射損耗逐漸增大，降低了電磁波透射率，屏蔽效能增強(qiáng)[18],因此，對于屏蔽織物來說，屏蔽效能不會隨著層數(shù)的增加一直無限增加。

2.2疊放角度對雙層織物屏蔽效能的影響

采用單向含不銹鋼纖維的織物A3，設(shè)計(jì)并測試了雙層織物零間距疊放且不銹鋼混紡紗方向夾角分別呈0°、30°、45°、60°、90°時的屏蔽效能，不同角度疊放的示意圖如圖7所示，其中所畫紗線均代表不銹鋼紗線，未考慮對電磁波無作用的棉紗。

圖7 不同角度疊放示意圖Fig.7 Schematic diagram of different angles

屏蔽效能測試結(jié)果如圖8所示。由圖可知：當(dāng)雙層織物的不銹鋼混紡紗互相對齊即呈0°疊放時，雙層織物的屏蔽效能與單層織物幾乎一致；隨著疊放角度的增大，雙層織物的屏蔽效能逐漸增大，在30 MHz～1.5 GHz內(nèi)的高頻段效果明顯。中間波段的波動較大，尤其是60°時，可能是由手工擺放存在誤差所致，且織物樣品本身經(jīng)緯紗線存在一定的傾斜而并非理想的經(jīng)緯紗垂直交織。

圖8 織物A3雙層不同疊放角度時的屏蔽效能Fig.8 Shielding effectiveness of double-layer fabric for A3 at different angles

此外，從圖7可看到，隨著疊放角度的增大，雙層織物逐漸由金屬紗線平行結(jié)構(gòu)形成了由金屬紗線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，且網(wǎng)格尺寸隨疊放角度的增大而減小，網(wǎng)格整體反射電磁波的能力增強(qiáng)，電磁波透過率減少，屏蔽效能逐漸增大。當(dāng)雙層織物的經(jīng)紗夾角為90°時，網(wǎng)孔尺寸最小，避免了因較大尺寸而引起的泄漏問題，且相互垂直交叉的2塊不銹鋼纖維織物層間良好接觸，具有宏觀均勻的電學(xué)性能，當(dāng)平面波垂直入射時，可以有效地屏蔽電磁波。

2.3疊放間距對雙層織物屏蔽效能的影響

2.3.1具有導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)織物的疊放間距

圖9、10分別示出雙層莫代爾/銀纖維織物A1和雙層不銹鋼纖維織物A4間隔不同間距時的屏蔽效能。如圖9所示，在30～450 MHz頻率范圍內(nèi)和1 050～1 500 MHz頻段，隨著雙層織物間隔間距的增大，屏蔽效能逐漸增大；在450～1 050 MHz頻段，屏蔽效能則變化不大。如圖10所示，在30～1 500 MHz頻率范圍內(nèi)，可以明顯看到，雙層不銹鋼纖維織物A4的屏蔽效能隨著層間距的增大逐漸增大。

圖9 織物A1雙層不同疊放間距時的屏蔽效能Fig.9 Shielding effectiveness of double-layer fabric for A1 at different intervals

圖10 織物A4雙層不同疊放間距時的屏蔽效能Fig.10 Shielding effectiveness of double-layer fabricfor A4 at different intervals

為了更好地解釋，參照雙層金屬板及雙層金屬網(wǎng)的屏蔽機(jī)制。圖11示出有間隔的雙層屏蔽原理圖。

注：E—電場分量；H—磁場分量；S—電磁波傳播方向；Zw—自由空間的阻抗；l0—屏蔽體厚度；l—2個屏蔽體之間的距離。圖11 有間隔的雙層屏蔽示意圖Fig.11 Schematic diagram of double shielding with an interval

雙層屏蔽的屏蔽效能[19]為

SSE=A+R+B2

式中：總吸收損耗為A=A1+A2，即2個屏蔽體的吸收損耗之和；總反射損耗為R=R1+R2，即2個屏蔽體反射損耗之和。由于2層之間的空氣起主要作用，因此，2個屏蔽層內(nèi)部及2層之間的多次反射修正項(xiàng)簡化為

B2=20lg1-N0e-j·2β0l

式中：β0為電磁波在空氣中的相位常數(shù)；l為2個屏蔽層的間距，m；N0為與金屬層阻抗和空氣的波阻抗有關(guān)的系數(shù)。因此，有間隔的雙層織物的屏蔽效能整體來看是增大的。

此外，雙層金屬網(wǎng)的屏蔽效能與雙層金屬網(wǎng)的距離有關(guān)[20]。一般在低頻情況下，雙層金屬網(wǎng)的間距增大，雙層金屬網(wǎng)的附加屏蔽效能增大。當(dāng)屏蔽層厚度小于趨膚深度時，電磁波可穿透第1層織物而進(jìn)入2層間隔處，且在2層織物間隔處發(fā)生多次反射，使得電磁波產(chǎn)生更多衰減，導(dǎo)致透過第2層織物的電磁波減少，所以整體的屏蔽效能增大。

綜上所述，雙層織物的屏蔽效能在低頻時隨著間距的增大而增大，因此，可以通過增加雙層織物之間的一定間隔來增加其屏蔽效能。

2.3.2單方向含有金屬紗線織物的疊放間距

采用單向含不銹鋼纖維織物A3分別在雙層織物不銹鋼混紡紗對齊疊放和垂直疊放情況下，測量不同中間間距時雙層織物的屏蔽效能，測量結(jié)果如圖12、13所示。由圖12可知，雙層織物的不銹鋼混紡紗對齊疊放時，在30～200 MHz頻段，隨著間隔間距的增大，雙層織物的屏蔽效能逐漸增大。這是因?yàn)閷τ趩蜗蚝讳P鋼纖維紗線織物，不銹鋼混紡紗對齊疊放的雙層織物仍然是單方向含有金屬纖維紗線，并未形成導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，只可能會導(dǎo)致厚度增加，或者由于雙層織物的不銹鋼混紡紗交錯排列而使得相鄰金屬纖維紗線的間距減小，從而導(dǎo)致雙層織物的屏蔽效能增加。

圖12 織物A3雙層不銹鋼混紡紗對齊不同間距時的屏蔽效能Fig.12 Shielding effectiveness of double-layer fabric for A3 with stainless steel fiber blended yarn alignment at different intervals

圖13 織物A3雙層不銹鋼混紡紗垂直不同間距時的屏蔽效能Fig.13 Shielding effectiveness of double-layer fabric for A3 with stainless steel fiber blended yarn vertical at different intervals

如圖13所示，雙層織物的不銹鋼混紡紗垂直疊放時，在900～1 500 MHz頻段，屏蔽效能反而隨著間距的增大而減小，且不銹鋼混紡紗垂直疊放時的屏蔽效能高于平行疊放時。原因在于，當(dāng)雙層織物零間距接觸、且不銹鋼混紡紗相互垂直時，形成經(jīng)緯向不銹鋼混紡紗互相導(dǎo)通而構(gòu)成的金屬纖維網(wǎng)；當(dāng)2層距離增大時，2層織物不能互相接觸，經(jīng)緯紗之間不能形成良好電導(dǎo)通，電磁波通過第1層織物后，在第2層也不能被較好地反射，電磁波在各層屏蔽織物中傳播方式存在差異，因此，可能導(dǎo)致該雙層織物對電磁波的屏蔽作用較復(fù)雜。

綜合比較2.2小節(jié)，進(jìn)一步證明了具有各向同性電性能的電磁屏蔽織物比單方向含有金屬紗線的織物具有更好的屏蔽效能，這個結(jié)論和前期研究結(jié)果[16]一致。

3 結(jié) 論

本文從雙層織物的疊放角度、疊放間距、疊放方式以及層數(shù)方面，研究分析了正交導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和單方向金屬纖維紗線平行結(jié)構(gòu)的雙層及多層電磁屏蔽織物的屏蔽效能，得出如下結(jié)論：

1)對于經(jīng)緯具有相同金屬紗線間距的織物，當(dāng)織物屏蔽層厚度小于趨膚深度時，雙層織物的屏蔽效能要明顯高于單層織物，超過趨膚深度后，增加不顯著；3層及以上織物的屏蔽效能增加不再明顯；且隨層間距離的增加，屏蔽效能呈現(xiàn)增加趨勢。

2)對于緯紗單方向含金屬纖維紗線織物的雙層織物，隨雙層織物中經(jīng)紗交叉角度的增加，逐漸形成金屬紗線正交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，屏蔽效能增大；且雙層織物中經(jīng)紗對齊疊放時，隨層間距離的增加，屏蔽效能增加；雙層織物中經(jīng)紗垂直疊放時，隨層間距離的增加，屏蔽效能降低。

3)實(shí)際使用中，需要采用經(jīng)緯向均含有相同金屬紗線間距的織物，且通過采用具有適當(dāng)間距的該類雙層織物，可較大幅度提高屏蔽效能。

FZXB

[1] ANIOLCZYK H, KOPROWSKA J, MAMROT P, et al. Application of electrically conductive textiles as electromagnetic shields in physiotherapy[J]. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2004,48(4): 47-50.

[2] 張會娟,張尚勇,李瑞洲. 含不銹鋼纖維機(jī)織物電磁屏蔽效能的影響因素[J]. 上海紡織科技,2014,42(4):51-53. ZHANG Huijuan, ZHANG Shangyong, LI Ruizhou.Analysis of shielding effective factors of the stainless steel fiber woven[J]. Shanghai Textile Science & Technology, 2014, 42(4):51-53.

[3] 王建忠,奚正平,湯慧萍,等. 不銹鋼纖維織物電磁屏蔽效能的研究現(xiàn)狀[J]. 材料導(dǎo)報(bào),2012,26(10):33-35，53. WANG Jianzhong, XI Zhengping, TANG Huiping, et al. Research progress of electromagnetic shielding effectiveness of stainless steel fabric[J]. Materials Review, 2012,26(10):33-35，53.

[4] PERUMALRAJ R, DASARADAN B S. Electromagnetic shielding effectiveness of doubled copper-cotton yarn woven materials[J]. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2010, 18(3): 74-80.

[5] HAN E G, KIM E A, OH K W. Electromagnetic interference shielding effectiveness of electroless Cu-plated PET fabrics[J]. Synthetic Metals, 2001, 123(3): 469-476.

[6] 姜偉,李義有,王琴云. 金屬纖維混紡織物防微波輻射性能分析[J]. 棉紡織技術(shù),2008,36(6):21-23. JIANG Wei, LI Yiyon, WANG Qinyun.Anti-microwave radiation analyses of metallic fibre blended fabric[J]. Cotton Textile Technology,2008,36(6):21-23.

[7] CHENG K B, LEE M L, RAMAKRISHNA S, et al. Electromagnetic shielding effectiveness of stainless steel/polyester woven fabrics[J]. Textile Research Journal, 2001, 71(1): 42-49.

[8] SU C I, CHERN J T. Effect of stainless steel-containing fabrics on electromagnetic shielding effectiveness[J]. Textile Research Journal, 2004, 74(1): 51-54.

[9] DAS A, KRISHNASAMY J, ALAGIRUSAMY R, et al. Analysis of the electromagnetic shielding behavior of stainless steel filament and PET/SS hybrid yarn incorporated conductive woven fabrics[J]. Fibers and Polymers, 2014, 15(11): 2423-2427.

[10] 陰建華,崔少英,杜雪敏,等. 不銹鋼纖維純紡紗織物的電磁屏蔽效能探討[J]. 棉紡織技術(shù),2013,41(1):17-20. YIN Jianhua, CUI Shaoying, DU Xuemin, et al. Performance discussion on electromagnetic shielding effectiveness of pure stainless steel fabric[J]. Cotton Textile Technology, 2013,41(1):17-20.

[11] 陳旭華,易建政,畢軍建,等. 多層金屬纖維混紡織物的電磁屏蔽效能[J]. 材料導(dǎo)報(bào),2010,24(10): 15-17. CHEN Xuhua, YI Jianzheng, BI Junjian, et al. Algorithm for estimating the electromagnetic shielding effectiveness of multiply metal fiber blended fabrics[J]. Materials Review, 2010,24(10): 15-17.

[12] 榮幸,劉哲,張永恒. 不銹鋼纖維混紡型雙層電磁屏蔽織物的屏蔽效能研究[J]. 絲綢,2015,52(5):16-20. RONG Xing, LIU Zhe, ZHANG Yongheng.Research on shielding effectiveness of stainless steel fiber blended type double-layer electromagnetic shielding fabrics[J]. Journal of Silk, 2015,52(5):16-20.

[13] 毛鵬麗. 雙層防電磁輻射織物電磁屏蔽效能研究[D]. 杭州:浙江理工大學(xué),2014:50-54. MAO Pengli. Research on the electromagnetic shielding effectiveness of double-layer anti-microwave radiation fabric[D].Hangzhou: Zhejiang Science & Technology University, 2014：50-54.

[14] 肖紅,唐章宏,王群,等. 電磁屏蔽織物的導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其屏蔽效能的一般影響規(guī)律研究[J]. 紡織學(xué)報(bào),2015,36(2):35-42. XIAO Hong, TANG Zhanghong, WANG Qun, et al. Research on conductive grid structure and general influence factors to shielding effectiveness of electromagnetic shielding fabrics[J]. Journal of Textile Research,2015,36(2):35-42.

[15] 程明君,吳雄英,張寧,等. 抗電磁輻射織物屏蔽效能的測試方法[J]. 印染,2003(9): 31-34. CHENG Mingjun, WU Xiongying, ZHANG Ning, et al. Investigation on test methods for electromagnetic shielding effectiveness of fabrics[J]. China Dyeing & Printing,2003(9): 31-34.

[16] 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.

[17] HENN A R, CRIBB R M. Modeling the shielding effectiveness of metallized fabrics[C]//1992 International Symposium on Proceeding of Electromagnetric Compatibility. California: IEEE, 1992:283-286.

[18] 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 techni-que[J]. Journal of Textile Research, 2016, 37(2): 155-160.

[19] 楊克俊.電磁兼容原理與設(shè)計(jì)[D].北京：人民郵電出版社,2004:54-55. YANG Kejun. Electromagnetic compatibility principle and design[D]. Beijing:Posts & Telecom Press,2004:54-55.

[20] 趙清,荒木庸夫. 電子設(shè)備的屏蔽設(shè)計(jì)[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1975:126-136. ZHAO Qing, HUANGMU Yongfu. The Shielding Design of Electronic Equipment[M]. Beijing: National Defence Industry Press, 1975:126-136.

歡迎訂閱2018年《紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》

《紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》是中國紡織工業(yè)聯(lián)合會主管、中國紡織科學(xué)研究院主辦與出版，面向全國紡織服裝企、事業(yè)單位和質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督、檢驗(yàn)檢疫、內(nèi)外貿(mào)、軍工、輕工、消防、商業(yè)及大中院校的科技期刊(刊號為：ISSN 1003-0611，CN11-2670/TS，逢雙月25日出版)。

主要欄目：綜述、質(zhì)量公報(bào)、質(zhì)量認(rèn)證、品種與質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)研究、測試技術(shù)、儀器與計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)信息和簡訊等。

自辦發(fā)行，定價(jià)：25元/冊，150元/年(含郵資、包裝費(fèi))。

需訂閱者請隨時與本刊聯(lián)系，并通過銀行或郵局匯寄書款至本刊(請注明訂刊款)。

訂閱方法：訂閱者通過郵局直接匯款到編輯部，并在匯單上詳細(xì)寫明訂閱者的郵編、地址、單位和姓名(由本刊代填訂單)；也可隨時向編輯部索要訂單，由訂閱者填寫后將訂單傳真(或寄)回。

地址：北京朝外延靜里中街3號紡科院內(nèi)東樓1103室(100025) 《紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》雜志社

電話：(010)65003779 65987317

傳真：(010)65987317

電子郵箱：mag@cta.com.cn

Shieldingeffectivenessofdoubleandmultilayerelectromagneticshieldingfabric

LIANG Ranran1， XIAO Hong2， WANG Ni1,3

(1.CollegeofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China； 2.TheQuartermasterEquipmentResearchInstituteofLogisticalSupportDepartment,Beijing100082,China； 3.KeyLaboratoryofTextileScience&Technology,MinistryofEducation，DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)

In order to study the shielding effectiveness of multilayer electromagnetic shielding fabric, by changing laminated angle, spacing, laminated methods and number of layers, double and multilayer electromagnetic shielding fabric with orthogonal conductive grid structure and parallel structure of metal fiber yarns in single direction were built. The flange coaxial method was used to test the shielding effectiveness of the fabric at 0.3～1.5 GHz. According to the results, for the fabric with the same warp and weft and metal yarn spacing, shielding effectiveness of double-layer fabric is obviously higher than that of single layer fabric when the shielding layer thickness is smaller than the skin depth. Beyond the skin depth, increase of shielding effectiveness are not significant. The shielding effectiveness of three or more layers fabric is no longer significantly increased. And the shielding effectiveness increases with the increase of interlayer spacing. For the double fabric composed of single fabric containing metal fiber yarn in only weft direction, the shielding effectiveness increases with the increase of weft yarn cross angle. Moreover, with the increase of interlayer spacing, the shielding effectiveness increases when weft yarn is stacked horizontally in double fabric, and decreases when weft yarn stacked vertically.

electromagnetic shielding fabric; double fabric; multilayer fabric; shielding effectiveness

TS 106

：A

2016-10-25

：2017-05-12

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51403232)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(EG2016005)

梁然然(1991—)，女，碩士生。主要研究方向?yàn)殡姶牌帘慰椢锲帘涡艿睦碚撚?jì)算。肖紅，通信作者，E-mail：76echo@vip.sina.com。

10.13475/j.fzxb.20161002508