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CST屏效仿真(二)——导电泡棉的屏效仿真(上)

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2026-04-23 | 11 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

作者 | Zhou Ming

 

导电泡棉 

 

导电泡棉是一种常用的电磁屏蔽(EMI Shielding)材料,主要用于长缝隙、拉手条等位置结构屏蔽。导电泡棉通过外层导电布(如镍铜、镀银织物)提供低阻抗导通路径。当被压缩时,导电层与设备金属壳体紧密接触,形成低阻抗导电回路。有两个关键因素共同决定了导电泡棉的屏效性能:1、导电布外表面金属涂层的导电特性(电导率);2、导电布压缩后的接触阻抗(宽频带阻抗,而非直流阻抗)。从电磁仿真角度来看,如何建立一个能包含上述两个因素的宽频带电磁材料,是导电泡棉建模的最大难点。行业内研究屏蔽材料建模的论文很多,我选择了其中一篇论文(A Novel Hybrid Nested Reverberation Chamber Measurement Technique for Shielding Effectiveness of Conductive Fabrics,作者:Hakki Ekin Ozdemir),介绍了利用混响室测试导电布屏效的方法。本篇案例,我们参考论文中的方法,利用CST的虚拟混响室创建导电布的等效介质模型。

 

创建导电布屏效测量小室的3D模型

下图的测试布置图片来自论文,在混响室内部放置一个金属盒子,上表面开750px*30CM的方孔,这个是用来放导电布的位置。金属盒子内部放置了接收天线,以及吸波材料(用于减小腔体谐振的影响)。

 

创建导电布屏效测量小室的3D模型


图是利用CST创建的金属盒子模型,上方开一个方形孔,盒子内壁定义一层吸波材料,在腔体内部定义4个E-field probe作为场强接收探针。

 

导电布 

 

接下来我们定义导电布的的初始材料参数。根据Deepseek上搜索到的相关文献,对于编制类导电布,其表面的金属涂层厚度通常在1微米(μm)至20微米(μm)之间,我们仿真时厚度取中间值10um。电导率的值参考镍铜纤维,5.4e4 S/m。

 

金属涂层厚度 

 

由于金属涂层厚度只有10um,非常适合采用thinpanel来创建这种类型的材料。创建好的导电布模型如下图所示。

 

导电布模型 

 

创建混响室模型

CST2026版本增加了虚拟混响室功能,详细的设置过程请参考案例:CST 2026 新功能:揭秘虚拟混响室(VRC) ——屏效及辐射抗扰度高效仿真解决方案。设置好的虚拟混响室模型如下图所示。

 

创建混响室模型 

 

完成求解器设置,选择场源作为激励信号。

 

求解器设置 

 

求解器设置 

 

导电布的屏效仿真

正常情况下,利用混响室的后处理可以直接得到屏效的结果。本次仿真的目的是为了对比导电布对屏效的影响,因此需要仿真两次:Step1,金属盒子的上方开孔不加导电布,记录E-field场强;step2,金属盒子的上方开孔加导电布,记录E-field场强;step3,对比两种情况的场强差异,得到屏效结果。

 

导电布的屏效仿真 

 

导电布的屏效仿真 

 

通过前后两次的结果对比,我们可以看出,该导电布在高频段的屏效大概是30dB。

 

前后两次的结果对比 

 

我们再对比一下有无导电布情况下的场强分布,导电布的屏蔽效果非常明显。有混响室测试条件的小伙伴,只需要根据屏效测试结果对导电布的电导率进行修正,就能得到真实的导电布材料参数。

 

无导电布

无导电布

 

有导电布

有导电布

 

(内容、图片来源:CST仿真专家之路公众号,侵删)

 

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