Cercetări Privind Proiectarea Unor Produse Textile CU Rol DE Ecranare Electromagnetica

Capitolul VI. INTERPRETAREA REZULTATELOR PRIVIND PROPRIETATILE DE ECRANARE A STRUCTURILOR TEXTILE REALIZATE PRACTIC

În cadrul acestei lucrari de cercetare s-a urmarit obtinerea unor materiale textile cu proprietati de ecranare.

Investigatiile si masuratorile pentru structurile textile compozite

Materialele textile clasice se pot combina prin anumite tehnologii cu materiale avand proprietati electrice cu o buna conductibilitate electrica ridicata sau cu materiale feromagnetice.

Conductorii electrici si firele feromagnetice introduse in materialul textil prin anumite tehnologii de obtinere ecraneaza campul electromagnetic intr-un spectru larg de frecvente (MHz, GHz). Factorii de ecranare depind de densitatea conductorilor din structura textile obtinuta.

Firele magnetice amorfe prezinta avantajul unui factor de atenuare mai mare decat ceilalti conductori, dar materialele rezultate au un pret de cost mai ridicat.

Materialele textile care prezinta o structura regulata a asezarii firelor electrice sau magnetice se comporta ca un dispozitiv care polarizeaza campul electromagnetic. Aceste structuri satisfac legea lui Malus din optica geometrica.

Structurile textile care contin fire multifilamentare aleatorii nu prezinta proprietati de polarizare, atenuand campul electric indiferent de directia de orientare a componentei E a campului electromagnetic.

In locul firelor conductoare se poate utiliza o structura electric conductoare cu pulbere de grafit. Factorii de atenuare se pastreaza relativ constanti intr-un domeniu larg de frecvente. Aceste materiale nu polarizeaza campul electromagnetic.

In domeniul de frecvente 8.7 GHz materialul cu cea mai buna eficienta a ecranarii este structura compozita textila cu fire de cupru, iar cea mai mica eficienta de ecranare o inregistreaza structura compozita textila cu pulbere de grafit, atat penru probele ude cat si cele uscate.

De asemenea in domeniul de frecvente (30 MHz-1.5 GHz) materialul cu cea mai buna eficienta a ecranarii este structura compozita textila cu fire de cupru, iar cea mai mica eficienta de ecranare o inregistreaza structura compozita textila cu pulbere de grafit. Acest lucru este favorizat de faptul ca structura compozita textila cu fire de cupru are o distributie mult mai uniforma a materialului conductor, dar in acelasi timp si proprietatile acestui conductor influienteaza eficienta ecranarii electromagnetice.

Raportand eficienta ecranarii electromagnetice la pretul de cost al materialului si tehnologiei folosite s-a constat ca cele mai avantajoase solutii tehnologice se refera la folosirea materialelor compozite textile tesute si netesute cu fire si structuri filamentare din materiale conductoare , inoxidabile precum si introducerea pulberei de carbon.

Structurile compozite textile ce contin fire de cupru prezinta dezavantajul unei oxidari rapide daca conductorii nu au acoperiri de protectie (email) sau dupa actiuni mecanice (spalare) se poate fisura stratul izolator si poate favoriza oxidarea.

Rezultatele eficientei de ecranare ale structurilor compozite textile realizate practic sunt prezentate in Tabelul VI.1.

De asemenea sunt prezentate in tabel rezultatele atenuarii ale acestor materiale in domeniul de frecvente 8.7 GHz. Masuratorile au fost efectuate cu antenele situate in acelasi plan de polarizare. Eficienta ecranarii ale acestor structuri compozite textile a fost determinata.

Tabelul VI.1. Eficienta ecranarii a structurilor compozite textile investigate

Investigatiile si masuratorile pentru structurile tricotate

Diferite tipuri de structuri tricotate din fire metalice au fost realizate, practic, pe mașina de tricotat manuală MT și au fost investigate în ceea ce privește eficiența de ecranare.

Conform rezultatelor experimentale, tipul firelor metalice are o mare influență în ceea ce privește eficacitatea ecranarii.

Pentru firul de Cupru1 structura milano rib prezinta cel mai mare grad al eficientei ecranarii electromagnetice pentru domeniul 8.7 GHz.

Pentru firul de Cupru2 structura fang prezinta cel mai mare grad al eficientei ecranarii electromagnetice pentru domeniul 8.7 GHz.

Cel mai mare grad de eficacitate a ecranarii este în jur de 19 dB si este obtinut pentru structura semifang cu fir de argint. Aceasta este varianta si tiul de fir care prezinta cel mai mare grad de ecranare electromagnetica dintre toate variantele de structura tricotate pentru domeniul 8.7 GHz.

Pentru firele de Bekinox rezultatele arată o atenuare de pana la 28 dB.

Structura semifang prezintă cel mai mare grad de ecranare eficienta pentru firul Bekinox BK 50/1-cotton (80/20).

Din frul Bekinox BK 50/2- cotton (80/20) doar structura glat poate fi tricotata; acest tip de fire pot fi utilizate numai pentru țesături, datorita gradului mare de rasucire. Acest tip de fir prezintă cel mai mare grad de ecranare pentru structura glat. Firul Bekinox BK 50/2- cotton (80/20) arată cel mai mare grad de eficacitate a ecranarii dintre toate variantele de fir Bekinox utilizate.

Se evideantiaza structura patent 1:1 ca avand cel mai mare grad de ecranare,dintre toate variantele de structura, pentru trei dintre firele de tip Bekinox (1,2 și 4) pentru domeniul de frecvență de 8,7 GHz.

De asemenea sunt prezentate in tabelul VI.2 rezultatele atenuarii ale acestor materiale in domeniul de frecvente 8.7 GHz.

Tabelul VI.2. Eficienta ecranarii a structurilor tricotate investigate

Investigatiile si masuratorile pentru structurile țesute

Din variantele de tesaturi analizate se desprind urmatoarele concluzii:

In functie de legatura tesaturii, atenuarea se manifesta numai in domeniile >(300-400MHz) in banda de frecvente 10MHz-1GHz, cu pasul de 10MHz.

Structurile tesute ce au fire metalice inserate pe ambele directii a firelor, atat pe batatura cat si pe urzeala, prezinta o eficienta a ecranarii mai mare.

Desimea firelor conductive influienteaza in mod direct gradul de ecranare, astfel, o desime mai mare prezinta un grad mai ridicat al eficientei ecranarii electromagnetice.

Tipul firului metalic influienteaza de asemenea gradul eficientei ecranarii electromagnetice, astfel firul Bekinox BK 50/2-cotton (80/20) prezinta un grad de ecranare mai mare decat celelalte tipuri de fir.

Legatura panza prezinta cel mai mare grad de atenuare pentru firul de cupru, aproxmativ -39 dB.

Pentru tesatura cu legatura atlas derivat (V2) atenuare este cea mai ridicata tot pentru firul de cupru, aproximativ -38 dB.

Tesatura cu legatura atlas 6 (V3) prezinta cel mai mare grad de atenuare pentru firul de argint, aproximativ -44 dB.

Tesaturile cu legatura atlas 8 si atlas 12 prezinta gardul cel mai ridicat de atenuare pentru firul bekinox, aproximativ -45 dB.

Firul Bekinox BK 50/2-cotton (80/20) prezinta cea mai pronunțată creștere treptată a gradului de atenuare odată cu creșterea frecvenței de măsurare, pentru toate variantele de legatură a țesăturii, ceea ce indică faptul că tipul legăturii țesăturii nu influiențează gradul de ecranare electromagnetică.