[发明专利]X波段通信的频率选择纺织品、纺织品的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明是关于一种可选择性透过X波段通信信号、截止其它频率电磁波的X波段通信的频率选择纺织品、纺织品的制备方法及该纺织品在通信指挥帐篷等上的应用，涉及纺织品技术领域。

背景技术

一般将特定形状的导电单元或非导电单元周期排列形成的频率选择表面(FSS)，可以选择性通过某些频率电磁波、而截止另一些频率电磁波的结构，在通信窗、天线、雷达反射面、滤波器等诸多领域均得到重要应用，是电磁专业的研究热点。目前，频率选择表面的研究和制备多限于刚性材料，比如在刚性介质上进行金属贴片或在金属板上周期性地开孔，形成具有质硬、加工困难、不易多层复合等缺点。为了获得良好的频率选择特性，通常假设为无限大平面上阵列周期结构，即周期结构的周期数要足够多，才能够避免边缘的不利影响。此外，曲面周期结构的频率选择特性更为复杂，在平面材料上更加容易制备和实现。

对于具有电磁功能的纺织材料，现有研究较多集中在导电、介电、抗静电、电磁屏蔽等方面，多通过对织物整体进行涂层整理、化学镀、磁控溅射或者用具有电磁屏蔽功能的纤维加工成织物，达到整体屏蔽电磁波的目的。施楣梧等人提出纺织品电磁学及电磁纺织品开发的研究思路，通过金属化织物技术，借鉴频率选择表面的周期结构，将诸如正方形、圆形、耶路撒冷子、偶极子等形状的金属导电或非导电介质部分，周期性阵列分布在介质织物或导电织物表面等，可实现电磁波对纺织材料的频率选择性透通，并提出了基本可行的加工制备方法，该方法提出了大致的制备方法和可行的基本原理，但是频率选择表面的具体设计、选择、应用要求等都是非常复杂的科学问题。

针对特定频率和需求，为了成功开发出满足要求的频率选择透通纺织材料，还需要仔细研究以下几个方面：1)需要设计周期结构形状：常用的周期结构有四大类，包括环形、中心连接形、实心型、组合型等，不同结构形状需要采用不同的方法进行制备，并适合特定的用途，比如，环形周期结构不适用于在导电基材上进行直接刻蚀，实心形周期结构不适合低频谐振点等。2)需要计算周期结构尺寸：一方面，对于某一个特定频率，不同形状所对应的尺寸存在显著差异，从而影响实用性能；另一方面，周期结构的各结构尺寸对应不同的含义，不能随意选取，部分尺寸过大会导致栅瓣，或者容易发生形变、产生曲面影响，过小导致加工困难等。3)需要考虑导电基材和非导电基材：基材的不同、导电部分电导率的差异均会导致谐振频率的差异。4)必要的仿真理论计算和实际经验的结合：由于结构、尺寸和基材的组合千变万化，为了开发合适的、具有特定谐振频点的材料，在已知的经验基础上、结合必要的理论计算是必不可少的。

军事领域X波段为雷达通信常用波段，在8～12GHz范围。通常，为了防止电磁干扰，现有帐篷多采用屏蔽织物，通过对电磁波的反射，对屏蔽波段内的所有频率电磁波都进行阻挡，不仅过滤了有害信号，也阻挡了接受需要信号。因此，需要开发电磁波选择性透通帐篷以实现X波段通信，而截止过滤其它频段的干扰信号或危害。显然，对于特定频率的选择性透通，需要基于严格的理论计算和实验验证，并选择合适的周期结构、具有较为精确的周期结构尺寸和分布、配套适合的特定制备方法等；且在应用方面，为了保证结构的周期性和平面性，有些特殊要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够可选择性通过X波段电磁信号、截止其它频率电磁波的纺织品、纺织品的制备方法及应用。