织物基柔性频率选择表面材料的研究进展_刘玉月.pdf

综述与专论合成纤维工业，2023，46(2):55CHINASYNTHETICFIBEINDUSTY收稿日期:2022-06-06;修改稿收到日期:2023-02-14。作者简介:刘玉月(1995)，女，硕士研究生。主要研究方向为电磁功能纺织品。E-mail:liu18337275314 163com。基金项目:陕西省技术创新引导专项计划项目(2022YFBT-64-02);陕西省重点研发计划项目(2020GY-303)*通信联系人。E-mail:zzhhmc 126com。织物基柔性频率选择表面材料的研究进展刘玉月1，张昭环1，2*，孙润军1，3，黎云玉1，王业宝1(1西安工程大学 纺织科学与工程学院，陕西 西安 710048;2西安工程大学 陕西省产业用纺织品工程技术中心，陕西 西安 710048;3西安工程大学 智能纺织材料与制品国家重点实验室，陕西 西安 710048)摘要:介绍了织物基柔性频率选择表面(FSS 织物)的应用基础及其在天线、频率选择通信窗和吸波材料等方面的应用。阐述了 FSS 织物的 3 种成形方法，包括直接在织物上形成周期性导电图案、先形成周期性导电图案再与织物复合、导电层先与织物复合再形成周期性图案。其中，直接在织物上形成周期性导电图案是主流方法。3 种方法形成的金属层 FSS 图案都存在金属与织物拉伸伸长不匹配的问题，容易造成金属 FSS图案的断裂失效，开发具有高弹性的导电纱线是解决这一问题的有效途径。按频响特性 FSS 织物分为贴片型、孔径型和吸波辅助型 3 类。FSS 织物正在由传统的单频带单层结构向多层级联、多频带、极化和角度不敏感、动态可调吸波结构发展。关键词:频率选择表面织物带通带阻复合材料中图分类号:TQ342+8文献标识码:A文章编号:1001-0041(2023)02-0055-07频率选择表面(FSS)是一种由谐振单元按照二维周期排列构成的平面结构，广义的 FSS 还包括了三维立体和曲面阵列结构1。当电磁波入射到 FSS 时，在单元谐振频率附近呈现全反射或全透过特性，可以有效控制电磁波的反射与传输，具有低通、高通、带阻、带通等滤波功能23。目前国内外对 FSS 的研究较多地局限于 FSS不同单元结构设计所表现的物理特性，并且传统的 FSS 大多数基于硬质基板，存在密度较大、缺乏柔性等缺点4。随着 FSS 制备技术的发展，FSS应用范围不断扩大，并逐渐应用到柔性材料上。织物本身具有质轻、柔软、易弯曲的优点，因此FSS 织物在 FSS 柔性化和纺织材料功能化方面都具有重要的研究意义。作者从 FSS 的电磁特性出发，介绍了 FSS 的基本特性，FSS 织物在军事和民用领域的应用前景，总结了其成形技术，分析了不同工艺制备过程中存在的优点和缺点，对国内外相关研究进展进行了综述，重点介绍贴片型、孔径型和吸波辅助型FSS 织物的研究现状，最后分析现阶段存在的不足，以期为今后 FSS 织物的研究提供新思路，并对未来的发展前景进行了展望。1FSS 理论基础由于 FSS 特有的频率选择特性，在微波、毫米-亚毫米波频段、红外波段、太赫兹波段、可见光区域等多个频段均有涉及5，其中应用最为广泛的是在微波波段，相关应用有抛物面天线、滤波器、可调雷达天线、混合雷达(天线)罩、吸波材料等方面，在军事、民用个体防护、航空、通信等领域均有很高的应用价值。FSS 有多种不同的分类方法，根据传输特性不同，FSS 一般分为贴片型和孔径型，贴片型(带阻型)是由周期性排列的导电贴片单元构成，孔径型(带通型)多以金属材料或导电平面上依照某种图案大量开孔单元构成。根据 BAMUNK的研究，FSS 按几何形状可以大致分为中心连接型单元、环形单元、板状单元、组合单元或具有拓扑结构的复杂单元等几种6。随着科研人员对FSS 的深入研究，新型 FSS 结构单元不断涌现，丰富了 FSS 的理论基础。电磁波入射到 FSS 时，主要作用形式是透射、反射，且均与频率相关。FSS 评价指标包括谐振频率、带宽、透射系数、反射系数等，常见的测试方法有微波暗室法和自由空间法，当 FSS 与吸波材料复合时，根据吸波材料的性能测试方法，测试时要在试样背后放置金属平板，此时透射系数为零。在设计 FSS 结构参数时，FSS 的传输性能受多种因素的影响，如 FSS 单元形状、单元尺寸、排列方式、介质层厚度、介电性能(介电常数和介电损耗)、入射角度及极化方式等，因此在实际试样加工前多采用电磁仿真软件进行建模仿真与参数优化，常用的仿真软件有基于有限元法的高频结构仿真软件(HFSS)和基于时域有限积分法的三维电磁场仿真软件(CST)，软件的使用有助于开发设计新型 FSS 结构。新型 FSS 在传统的基础上采用不同的图案和新材料进行设计，改善了 FSS 的电磁特性，拓宽了纺织材料与 FSS 的应用领域，成为电磁功能纺织品的重要发展方向7。2FSS 织物的应用FSS 织物兼具频率选择性和织物的柔性轻质等特点，适用于服饰、帐篷、装饰物等纺织品，具有便携性、免保养、成本低等优势8，因此无论是在军事技术领域还是在民用工业领域，都具有较大的应用前景，其潜在用途大致可分为织物天线、频率选择通信窗和吸波材料 3 类。FSS 织物可以作为微带天线的空间滤波器，实现无线监控、快速定位等功能9。兰俊祥等10 使用金属铜片制作的十字交叉双箭头图案的 FSS为导电层，聚四氟乙烯玻璃布板为介质基板，替代原始天线的全金属板，在保证天线辐射性能基本不变的条件下，实现了天线带外雷达散射截面(CS)缩减，为天线 CS 缩减提供了新思路和解决方法。关福旺等11 以柔性织物为基材，设计了局部区域导电的周期性单元图形，通过表面局部金属化的加工方法制成具有频率选择通透功能的滤波器，多层 FSS 能够强化带通带阻功能，优化滤波特性，且带阻带通频率可依需求设计，应用于战场指挥帐篷，高性能防辐射服饰等领域，实现移动军事设备的隐身或伪装。ATENNANT 等12 采用电脑绣花技术将镀银尼龙纱直接绣在非导电织物上，制备了方环形和双三角形 FSS 织物，根据等效电路模型与测试结果分析，两者分别具有低通高阻和高通低阻的滤波效果，电脑绣花结合平板针织工艺可生产大面积花型，适合大规模生产，应用于会议设施、美术馆和博物馆等建筑物或纺织品上，实现频率选择和电磁屏蔽与防护功能13。FSS 与吸波织物相结合，在抑制电磁波的传输和拓宽吸波带宽方面受到研究者的广泛关注，SELEE 等14 将具有频率选择性的碳纤维复合材料和负载多壁碳纳米管玻纤织物集成在一起，上下层为负载多壁碳纳米管玻纤织物，中间层为碳纤维与玻纤复合织物，实现覆盖 X 和 Ku 波段(82180 GHz)的宽带吸波。DLEE 等15 使用银导电油墨采用丝网印刷技术在普通纺织品上制备香奈儿 Logo 形 FSS 织物，底层附有铜带，调整参数大小，当 FSS 与自由空间的阻抗匹配达到最佳时，在 108 GHz 具有完美的电磁波谐振效果。3FSS 织物成形技术FSS 织物即导电金属在织物表面形成周期性图案的织物，贴片型 FSS 织物为周期性导电图案离散地结合于织物表面，孔径型 FSS 织物为织物表面构建连续导电层，其中分布非导电或孔洞图案。目前 FSS 的通用制备技术有印刷电路、激光刻蚀、局部电镀、选择性化学镀、光刻和激光雕刻等，这些技术大部分可用于织物的 FSS 制备，除此以外，还有一些特有的 FSS 制备技术，如丝网印花、绣花、编织、导电纤维提花织造等。按导电图案在织物上的形成过程可分为以下三类:直接在织物上形成周期性导电图案;先形成周期性导电图案再与织物复合;导电层先与织物复合再形成周期性图案。31直接在织物上形成周期性导电图案常用的直接在织物上形成周期性图案的方法有丝网印刷、电脑绣花、手工编织、手工刺绣、选择性化学镀、局部电镀、导电墨水喷墨打印、掩模法离子溅射和气相沉积金属元素法，后两种方法因加工温度高对织物材料有特殊要求。随着 3D 打印技术的发展，也可用含导电粉体的热塑性材料在织物上进行 3D 打印。织物本身具有周期性结构因此可以采用导电纱线提花织造等方法织造立绒织物、间隔织物、簇绒织物等立体 FSS 图案。MGHEBEBHAN 等16 采用丝网印刷的方法，将银和铜基导电油墨制成二维方形谐振周期阵列印在尼龙平纹织物表面，由于 FSS 单元尺寸过小，纱线表面凹凸不平，造成 FSS 边缘不规则。虽然丝网印刷可以快速制备 FSS 织物，但有必要进一步优化工艺，比如先在热塑性薄膜(聚氨酯)上印刷，然后将印刷好的薄膜烫到织物表面，减少FSS 对整体传输特性的影响。丝网印刷技术制作工艺简单，适合小批量生产，但图案受织物影响精确度不高易产生误差，优势是生产成本较低，适应65合成纤维工业2023 年第 46 卷性较广，产品质量比较稳定。电脑绣花工艺是在织物上使用导电长丝经绣花针堆砌形成 FSS 图案。吕志蕊等17 用电脑绣花机将镀银纱线刺绣到织物上，制备了圆环贴片型 FSS，通过电磁仿真软件 HFSS 仿真计算谐振点为 167 GHz，同时实验测得谐振频率最低处的谐振点为154 GHz，制备过程走针受基底织物影响，同时走线的细密程度也影响 FSS 轮廓精度，使仿真与实验结果存在一定偏差，另外，绣花处的厚度比织物平面要高，显得织物不够平整，因此需选较厚的织物作为基材，选用短而密的针迹才能织出平整的 FSS 织物。电脑绣花工艺简单，但导电纱线连接多个 FSS 图案单元，后期需手工剪除连接线，影响生产效率18。DSEAGE 等19 采用编织、手工隐形和刺绣技术用裸铜丝、导电纱线和不锈钢短纤维与涤纶混纺纱在涤纶布、丝绸和棉织物上实现矩形方环 FSS，预测和测试的谐振频率都接近 2 GHz，验证了不同制备工艺对相同 FSS 的谐振点不会产生影响。SELEE 等20 采用编织的方法将碳纤维织入平纹玻纤织物中，开发了具有高通滤波功能的频率选择性织物复合材料，其中纤维增强复合材料由碳纤维和低损耗介质纤维，如玻璃、硅、石英等混合而成，纤维排列和纱线粗细影响 FSS 性能，由高导电性的碳纤维形成的 FSS 元件在其谐振频率附近存在一定的微波传输量。但在机织物的织造过程中，经纬纱都是连续的，因此各 FSS 元件之间是碳纤维连通的，并不是独立的 FSS 单元。虽然通过缂丝的手法可以实现纬纱的中断，但是手工操作无法批量生产。选择性化学镀工艺是在基材上选择性印制功能化活化液，利用氧化还原反应形成镀层21。孙致平等22 采用选择性印刷活化液-化学镀工艺制备了区域金属化的无纺布，镀层具有较好的选择性、耐弯折和导电特性。化学镀工艺可用于 FSS织物，而电镀工艺不能直接应用在织物上，可以在化学镀的基础上使用电镀增加导电层厚度。导电油墨喷墨打印技术是通过计算机设计好程序，按照指令将导电墨水从细微喷头遵循指定路径直接喷射到基体材料表面，经固化形成预期图案。喷墨打印主要包括功能导电墨水制备、打印过程控制、图案固化三个过程23。用于导电油墨打印技术的织物需表面光滑平整，对油墨不洇不扩散，一般选用涤纶或锦纶细旦长丝织成的高密度织物。KAO H L 等24 采用一种聚氨酯基紫外光固化浆料，利用丝网印刷制备界面层，提高织物表面光滑度，再利用喷墨打印技术，在纺织品界面层表面打印不同的导电图案，发现在涤/棉、纯棉、锦纶和擦拭布四种不同织物材料表面图案具有相似的导电性。喷墨打印技术与柔性织物材料相结合，可快速精确地实现织物表面导电图案化，为实现可穿戴织物和 FSS 织物的低成本和快速应用提高了有效途径。WHCHOI 等25 采用掩膜法将碳基导电材料涂覆在干燥的玻纤织物上，在 180 的烘箱中固化 30 min，再在高压釜中 125 下固化 120min，制得周期花纹涂层 FSS 织物。由于导电材料电阻随固化时间和温度的变化而变化，因此制备过程需对固化条件进行优化。王亚静等26 采用立绒纺织加工技术，以小样织机制备的簇绒地毯作为介质基底，镀银纱线构成 U 型结构单元，制备 U 型立绒 FSS，通过分析不同结构尺寸、材料、绒毛倾斜角度和高度等参数对谐振频率的影响，发现单元结构尺寸、行距、绒毛倾斜角和绒毛高度增加时，谐振频率向低频移动，U 型立绒织物入射角稳定性好，但因 U 型单元为非对称结构，极化稳定性差，因此可以采用立绒纺织加工技术制备对称性织物。32先形成周期性导电图案再与织物复合制备 FSS 织物的关键是制备导电的周期性图案。导电层先成形再与织物复合，即将带有黏合层或泡沫板的金属箔，通过激光刻蚀、电脑刻绘机切割等方法制成周期性图案，去掉多余部分或揭下有用部分形成 FSS 图案，再通过黏胶或压烫将金属箔图案黏合到织物表面，制成 FSS 织物。FSS 最简单有效的制备方法是计算机雕刻机切割和激光刻蚀，其优势是制备简单、工艺成熟，但导电图案与织物复合时，必须使用黏接剂。GUAN F W 等27 根据计算机生成的程序对金属箔进行切割，切割速度控制在 200 mm/s，制得十字形导电图案，再分别将导电图案与铝箔、铜箔和镀铝纸组成的离型纸黏接在一起制成 FSS 导电层，导电层厚度分别为 0 08 mm、0 05 mm、008 mm，然后选用涤纶织物、石棉织物和玻璃纤维织物三种面料作为衬底，厚度分别为02 mm、084 mm 和 112 mm，通过黏合剂将 FSS 导电层与衬底黏接在一起，从而得到了不同厚度的 FSS 织物。75第 2 期刘玉月等织物基柔性频率选择表面材料的研究进展吕志蕊等17 用激光加工技术制备互补十字形金属箔，再将金属箔通过黏合剂粘贴到柔性织物上制得 FSS 织物，与丝网印刷和电脑绣花工艺相比，在相同条件下测量其透射系数，激光加工技术制得的 FSS 在测量范围内同样有明显的谐振峰，且生产成本低，产品精确度高，但去掉多余金属箔时耗时耗力，影响产品效率。33导电层先与织物复合再形成周期性图案利用激光或刻绘机按照 FSS 形状在金属层上直接进行切割可得到 FSS 织物。卢俊等28 直接在衬底上镀加厚铜膜，再采用光刻技术刻蚀出 Y孔和 Y 环孔单元的 FSS 织物。采用织物表面化学镀铜或使用现成的金属箔与织物复合后，采用激光雕刻比电脑刻绘机的精确度更高，可以直接对织物表面金属箔层进行雕刻，对衬底织物几乎不产生影响。还可以采用烫金纸热转印技术，将烫金纸热熔黏结层与织物密贴，并用凸版加热花辊加热施压，使黏结层与织物结合，最后撕去多余部分，在织物上形成周期性导电图案，其缺点是普通烫金纸的金属箔层太薄，导电率偏小，影响 FSS的电磁传输性能，且当 FSS 设计尺寸过小时，需人工耗时修剪去除，优点是只要按 FSS 图案制备花辊即可，可以批量生产 FSS 织物。三种方法形成的 FSS 织物存在共性缺点，如果导电图案是由金属层和织物复合，会因金属和织物的断裂伸长不匹配，当织物变形过大时，出现金属 FSS 图案的断裂失效问题，因此在使用过程中需注意避免过大拉伸。如果导电图案由纱线或由导电涂层形成，可以改善这种问题，但也很难实现 FSS 图案与织物的断裂伸长率完全匹配。因此开发高导电且具有高弹性的纱线是制备纯织物型FSS 的关键技术。4FSS 织物研究现状41贴片型 FSS 织物当入射电磁波照射到 FSS 织物表面，在特定频率范围内，金属单元产生谐振，处于谐振频率范围内的电磁波被反射，其余波段电磁波则顺利通过，即当 FSS 单元为贴片型时，具有带阻的滤波特性，能阻止一定频率范围内电磁波的传输29。关福旺7 采用导电胶涂层印花方法用片状银包铜粉和涤纶织物制得圆环形 FSS 织物，屏蔽室法测透射系数，实测与仿真结果对比分析发现谐振点一致但峰值差距较大，说明仿真可以预测谐振点;圆环内径增大，环间耦合的电容增大，根据 LC 振荡电路可知，谐振频率减小，银包铜粉含量和导电层厚度增大，即导电层电导率增大，频率选择性增强，验证了制备 FSS 织物的可行性。关福旺和 DSEAGE30 制备的圆环形和矩形方环 FSS 在谐振频率处均具有良好的带阻特性，但只考虑了导电层对电磁性能的影响，缺少织物基底对电磁频率特性的影响规律的探索。MGHEBEBHAN 等16 设计了在毫米波段的带阻型 FSS 纺织品，制备的方片形 FSS 边长12mm，导电油墨厚度仅为 40 m，大约在 88 GHz 处产生明显的谐振峰，具有带阻的滤波特性，预期最大反射率约为 85%，实际测量反射率最大值为48%，显微镜观察到导电 FSS 边缘不规则，因此导电层的电导率不均匀分布，边缘有显著电流造成欧姆损耗，导致实测的透射系数与反射系数小于模拟的;进行耐久性测试，仍能保持织物的柔韧性和透气性。为探索不同阵列周期对电磁参数的影响，GACAVALCANTE 等31 制备十字形(交叉偶极子)、方环形和三角形贴片元件，并印刷到纺织基板上，介质基底的纺织材料使用帆布织物和牛仔布面料，通过仿真模拟与实验测试结果对比，FSS周期增大，一定频率范围内，谐振频率增大，带宽减小，谐振频率和带宽变化非常小，结果表明根据织物基板的参数(相对介电常数、损耗正切和高度)及导电贴片的尺寸和形状进行调整可以获得窄带、宽带和超宽带滤波性能，并且 FSS 的几何形状设计具有很好的机械稳定性。肖红等32 采用立体编织的方法使用镀银锦纶长丝制备 U 字型立绒织物，入射电磁波在立绒间多次反射造成一定的电磁损耗，证实了开发立体周期结构 FSS 织物的可行性。CHENG H H等33 利用导电纤维或纱线，如以尼龙为芯纱的银丝不仅具有良好的导电性能，而且具有优良的力学性能和耐久性，垂直织造在普通织物衬底上制得三维 FSS 织物，采用屏蔽室法对织物在 2 18GHz 的透射系数和反射系数进行测试，结果表明，随着导电立绒高度的增加，谐振峰向低频移动，立绒间距增加，谐振频率也会向低频方向移动，且该结构在不同入射角下具有稳定性，因此通过同时调节结构参数与材料参数，可以实现三维 FSS 织物对电磁波选择性滤波和吸波的显著效果，具有重大的发展前景和经济价值。肖红等34 以银纤85合成纤维工业2023 年第 46 卷维纱线为导电材料，普通涤纶粗纱为基底织造 U型立绒立体周期织物，与平面偶极子 FSS 相比，具有双频点谐振，同时频响特性良好。采用 U 型立绒织造方法可以设计多种形状的立体周期结构织物，该方法具有丰富的设计灵活性。综上所述，传统的 FSS 设计方法也可用于FSS 织物上，贴片型 FSS 织物常见形状为十字形、方环形、圆环形和三角形贴片单元;随着研究的深入，FSS 织物不再局限于二维织物，三维 FSS 织物为 FSS 的研究提供一个重要研究方向。42孔径型 FSS 织物当特定频率范围内的电磁波照射到 FSS 织物产生谐振时，此时入射波的频率为谐振频率，与中心频率一致，呈现高透过的电磁特性，其余波段高反射，即当 FSS 单元为孔径型时，具有带通的滤波特性，即在一定频率范围内允许电磁波通过，其他范围阻止电磁波的通过35。GUAN F W36 研究了 FSS 织物的传输特性，主要研究的 FSS 形状有互补结构的方环形、圆环形、耶路撒冷形和十字形，衬底为柔性织物，并对FSS 织物模型进行仿真，将织物等效为光滑的平板，空气腔设定为真空状态，研究两种模型下的电磁传输性能，证实了设计方法的有效性37，在 414 GHz 频段内，两种选频织物具有良好的互补传输特性、理想带宽和共振峰，对电磁波入射角表现出一定的稳定性38。织物简化模型的设计方法有利于对频响特性规律的分析，为相关产品设计和开发提供参考价值，但织物的物理结构和介电常数等参数也会对频响特性产生影响，因此仍需研究织物参数对传输特性的影响规律。LI C L 等39 使用碳纤维/环氧树脂复合材料制作了十字形孔径和方形孔径的复合选频 FSS，可以实现频率选择功能，但环氧树脂的加入使材料失去了柔软特性，因此对带通型 FSS 进行改进，以导电聚合物-银浆为导电层涂覆到碳玻纤和石英玻纤织物上，采用丝网印刷和 3D 雕刻工艺制备 FSS 织物，采用自由空间法测量了复合 FSS 在1020 GHz 范围内的电磁传输特性，结果表明使用导电银浆可以显著提高 FSS 复合材料的等效电导率，能有效降低 FSS 织物的最小传输损耗。综上所述，含金属纤维或金属化纤维、磁性纤维、表面涂覆金属或导电高分子涂层纤维的 FSS织物相比传统的金属屏蔽织物，能实现窄带或宽频屏蔽的同时实现其他频段自由通信。采用 FSS织物电磁参数等效模型与电磁仿真相结合有助于设计开发新型 FSS 织物，但实验值与理论值有误差，其原因可能是织物电磁参数等效模型存在较大问题，需找到更好的等效模型。43吸波辅助型 FSS 织物大量研究表明，与屏蔽型电磁防护织物相比，吸波型电磁防护织物不会存在因反射导致的二次电磁辐射，尤其是穿着吸波型电磁纺织物，对减少人类辐射危害和净化空间电磁环境具有重要的应用价值。依据电磁损耗机理，为使织物具备良好的电磁吸波能力，织物必须满足阻抗匹配和实现最大化的电磁波衰减40 两个条件。FSS 结构本身并没有吸波能力，但在具有吸波功能的织物材料中加入 FSS 可以调整和增强电磁吸收能力。目前，磁性涂层中使用的吸附剂有金属铁粉、铁氧体、羟基铁、不锈钢纤维等铁磁性材料41。介电吸收涂层中使用的吸收剂有石墨粉、碳纳米管、碳纤维、钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡、尖晶石、氧化锌等介电材料4243。杨胜林等44 用离子注入的方法使聚对苯撑苯并二噁唑纤维(PBO)获得导电性，制备导电PBO 织物，作为频率选择层，代替传统的 FSS 金属材料，环氧树脂作为黏合剂，将制好的 FSS 与单层/多层纳米碳纤维材料(CNF)复合，测其导电性及吸波性能，PBO 织物经离子注入处理后，由于碳化作用导电率较好，与介质层结合后反射率谐振点向低频移动，频率选择层与介质层均有吸波性，理想状态下，合理设计两者的参数，调节两个吸收峰趋于重叠，可以拓宽吸波频带。WHCHOI 等45 采用碳基导电材料作为电阻型板，涂覆在干燥玻璃纤维织物表面，制作周期性方片形图案，所制样品在 9875 GHz 处发生强烈谐振，可实现微波吸收，使用自由空间法测得 82 12 4 GHz 谐振频率下的回波损耗均低于10 dB，最低为27 dB，测量结果与 CST 仿真结果基本吻合，并考虑到织物表面粗糙度和方片形FSS 波纹度对吸波性能的影响，进行层间剪切强度实验验证其力学性能，该吸波结构力学稳定性不太理想，但有优异的吸波性能，仍具有潜在的应用价值。曹旭有46 制备了石墨/碳化硅双层涂层织物，测量涂抹厚度、介电常数、导电率及涂抹膜的渗透厚度，并建立多层涂层织物三维模型，测得不同极化模式下，吸波频率变化基本相同;为提高吸95第 2 期刘玉月等织物基柔性频率选择表面材料的研究进展波性能，加入金属纤维作为 FSS 层，FSS 形状有方环形、三角形和六边形，中间为双层涂层织物，底层反射层为镀铜织物，顶层与底层形成有效电流回路，使介质层发生磁耦合共振作用，从而提高了吸波材料的磁导率，扩宽了吸波带宽，为开发适用于 C、X、Ku 波段的吸波柔性复合材料奠定了基础。综上所述，FSS 的引入一定程度上可以拓宽吸波材料的吸波带宽，目前的研究对 FSS 吸波织物规律没有系统性结论，分形 FSS 的应用研究还处于探索阶段，相对于常规的导电层和织物的组合，磁性涂层和介电吸收涂层的引入，拓宽了吸波带宽，提高了吸收峰值。5结语近年 FSS 在织物材料中的应用取得一些进展，具有良好的柔性设计和可观的研究前景，制备的 FSS 织物具有良好的滤波功能，通过合理的设计和优化 FSS 及织物参数，可以调控带通带阻频段的中心频率和谐振点，能有效控制电磁波的传输与吸收。但 FSS 织物仍处于初级发展阶段，存在谐振频率稳定性差、制备工艺不完善、织物 FSS表面结合不牢固等问题。基于当前的研究趋势及对吸波织物材料的实际要求，FSS 吸波织物的研究应朝着 FSS 多层级联、多频带、宽频吸波、极化和角度不敏感电磁吸波、动态可调吸波结构发展。FSS 织物的设计为新型织物的发展在以下方面提供了新的机遇:(1)FSS 多层级联。FSS 织物的研究逐渐从单层过渡到多层、曲面及三维立体 FSS，不同功能层的组合会产生不同的工作频带和吸波强度。现实中FSS 织物会有不同程度的弯曲，而不同单元图案弯曲曲率和弯曲方向对传输特性的影响需要进一步研究。FSS 的多层级联为进一步开发高效、柔性、轻量化的电磁功能织物奠定了基础。(2)多频宽频带吸收。结合特殊电磁环境需求，开发多频带 FSS 织物是未来发展趋势，多频宽频带吸收是不同功能层的组合，例如第一层实现低通和高吸收性能，第二层设计具有低吸收、高阻特性，两者结合在一起实现双频吸收性能。未来双频电磁吸波体的设计在隐身技术领域有潜在的应用。(3)极度和角度不敏感电磁吸波。仿真模拟与实验验证一般只考虑电磁波垂直入射情况，当入射波的入射角发生改变，随着入射角的增加，极化方式也发生改变，谐振频率就会发生大的偏移，不同入射角和不同的极化方式都会对 FSS 的中心频率产生影响。解决方法是设计对称形、组合型、分形FSS，或者多层不同图案 FSS，可以极大降低极度和角度不稳定性。(4)动态可调吸波及可重构FSS 织物。FSS 织物成形后，电磁响应性能不会改变，而可重构 FSS 是指其电磁性能还可以改变。一种是调谐型 FSS，即谐振频率可以在一定频率范围内变化，实现动态可调。另一种是开关型FSS，实现在全透过和全反射两种状态下的切换。实现 FSS 织物的动态可调可通过加入集成二极管，改变 FSS 结构尺寸和 FSS 电磁参数等方法来实现。可重构 FSS 织物可以应对外界复杂多变的电磁环境做出响应及调控，是 FSS 柔性织物发展新方向。参考文献 1ANWA S，MAO L，NING H Frequency selective surfaces:A review J Applied 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