基于计算机模拟的电磁屏蔽服装孔缝区域屏蔽效能的研究

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在现代化环境中,电磁波辐射威胁着人体的健康,开发并研究能够屏蔽电磁波功能的服装成为目前研究的热点之一。然而,电磁屏蔽服装为了满足服用性,在结构上设计了各种功能的孔、缝,影响了电磁屏蔽服装的屏蔽效果,而服装孔、缝区域对电磁波的屏蔽规律还没有明确,因此本文借助计算机技术对电磁屏蔽服装孔、缝区域电场的分布进行仿真模拟,以研究孔、缝区域对电磁屏蔽服装屏蔽效果的影响规律。首先,根据电磁屏蔽服装与完整屏蔽体区别,及完整屏蔽体的屏蔽原理,分析得到了电磁屏蔽服装屏蔽效能的影响因素。根据服装屏蔽效能的影响因素,从电磁屏蔽服装的结构设计方面着手,提取服装中各种孔、缝的特征量,建立服装孔、缝区域的仿真模型。采用电磁仿真模拟技术,模拟远场平面电磁波的发射,模拟孔、缝区域的电场分布等,并选取孔、缝区域的部分点,计算选取点的电场大小,以得到这些点的电磁屏蔽效能值。进一步设计实验验证仿真模拟结果的准确性。根据方案选取不锈钢混纺面料为测试面料,并根据孔、缝特征量制作实验样布,采用波导管测试法测量样布的屏蔽效能值,最后将实际测量结果与仿真结果对比,验证了仿真模拟的准确度。最后根据孔、缝区域屏蔽效能结果,分析了孔、缝的特征量对屏蔽效能的影响规律。利用模拟计算的电场分布图,及电场与屏蔽效能值的计算关系式,描述孔、缝区域屏蔽效能值的分布情况,得到了电磁屏蔽服装中孔、缝的特征量不同时,对电磁屏蔽服装的屏蔽效能影响也不同,且孔缝区域屏蔽效能值的分布也不同,屏蔽效能值在有孔、缝部位较孔缝区域其他部位的屏蔽效能值小,并指出在电磁屏蔽服装结构中应尽量避免开孔、缝或开较大的孔、缝,由此来提高电磁屏蔽服装的屏蔽效果。
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