[發明專利]一種彈性可調諧頻率選擇織物及其制備方法

有效

• 申請號: 202110043240.X
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN113279105B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 肖紅;陳劍英;張恒宇;王焰;梁高勇;代國亮;孟令卿;施楣梧
• 申請（專利權）人: 軍事科學院系統工程研究院軍需工程技術研究所
• 主分類號: D03D1/00
• 分類號: D03D1/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

本發明專利公開了一種彈性可調諧頻率選擇織物及其制備方法。所述彈性可調諧頻率選擇織物是由導電單元和介質單元周期陣列而成、具有拉伸彈性、在一定頻率范圍內諧振頻率可調控的頻率選擇織物，拉伸過程中，彈性可調諧頻率選擇織物的導電單元和介質單元的尺寸、間距、形狀及電磁參數發生變化，諧振頻率隨著發生變化；外力去除后，回復到初始狀態時，諧振頻率也回復到原始位置。本發明彈性可調諧頻率選擇織物可以根據設計的諧振頻率所對應的單元尺寸，拉伸至特定尺寸，進行頻率選擇性調控，實現了頻率選擇織物頻響特性的智能可調控，且兼具織物的柔性、可撓曲性能，可廣泛應用于電磁防護、雷達罩、通信帳篷、柔性防爆罐等產品。

技術領域

本發明涉及一種彈性可調諧頻率選擇織物及其制備方法，屬于技術紡織品領域。

背景技術

頻率選擇表面(Frequency Selective Surface，FSS)是由導電單元和介質單元周期陣列而成，主要有貼片型和孔徑型兩大類，FSS相當于空間濾波器，可選擇性透過或反射諧振頻點處的電磁波。傳統加工手段制備的FSS，由于材料的電磁性能和結構都固定，只具有單一的諧振頻率，無法根據外部電磁環境進行調控。但隨著日益復雜的外部電磁環境與多變的工作狀態，單一諧振頻率的FSS無法滿足工作要求，并且加工的精度嚴重影響FSS的頻選效果。具有可調諧功能的FSS彌補加工精度的受限導致的誤差的同時，還能針對外界復雜的電磁環境做出適當的調控。

利用機械作用或外界電壓等控制，可改變導電單元的尺寸、周期單元間的間距以及基底材料的電磁參數，可制備具有可調諧功能的FSS，實現對外部電磁環境的動態響應。例如中國專利201710201798.X在單元間引入變容管，通過外加電壓的激勵改變單元中的等效電容，實現諧振頻率的連續可調；中國專利201821154808.5在單元之間引入開關二極管，通過二極管的通斷控制改變單元的電尺寸，實現FSS在傳輸和截止狀態間的切換；中國專利201910262624.3利用熱調制機理對基底鈦酸鍶鋇(BST)薄膜加熱，通過改變基底材料的介電常數，實現太赫茲的頻率調諧等。以上專利都只是闡釋其性能，但并未過多的對柔性、強力等其他性能的說明。對于電磁防護、個人通信等的應用，需要FSS實現可調諧功能的同時，以期具有一定的曲度或柔性以應用在各種曲面的共性貼合。中國專利201910309529.4利用聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材，制備的柔性FSS可彎折，較曲面結構的FSS工藝更加簡單，性能更加優良，但未涉及可調諧功能；中國專利201921561654.6在苯二甲酸乙二醇酯基底上，制備的以石墨烯為導電單元的柔性FSS，通過外加偏置電壓，也實現在微波甚至太赫茲領域的調諧。但此方法制備的石墨烯一般采用氣相沉積法，制備的石墨烯片層存在較多的缺陷，而且大尺寸石墨烯片的制備較難，且成本較高。關于柔性FSS的制備專利不多，但不難看出大部分都是以柔性襯底上制備導電單元，強調柔性、彎曲等功能，關于FSS的可調諧功能應用的較少。

傳統紡織材料多為透波材料，利用局部金屬化可制備具有一定頻率選擇特性的輕質、柔性的具有電磁功能的頻率選擇織物(Frequency Selective fabric,FSF)。如中國專利201410473103.X通過在織物表面進行局部金屬化處理，制備的平面頻率選擇表面具有濾波特性；中國專利201510970380.6采用地毯簇絨織機制備立體周期結構，制備簡單、能實現大規模生產。關于紡織基FSS的研究大部分主要集中化在制備、性能的研究，關于可調諧紡織基FSS的研究甚少。

發明內容

本發明的目的是提供一種彈性可調諧頻率選擇織物(Tunable FrequencySelective Fabric，TFSF)及其制備方法，克服現有紡織基頻率選擇表面諧振頻率的單一，無法根據外部電磁環境進行調控的缺點以及加工精度的不足引起的頻選特性的差異。

本發明所提供的彈性可調諧頻率選擇織物，由導電單元和介質單元周期陣列而成；

所述可調諧頻率選擇織物具有彈性可拉伸性能及可回復性能；