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以织物为基底的信号传输线是纤维柔性电子产品在可穿戴集成应用中的必要组件,它在保证电子织物的可穿戴性和外观柔顺性的同时,还需确保各元件之间的电能和信号传输。为取代传统的金属导体在织物中的使用提供了一种新的方法,并且在电子织物的应用领域具有较大的发展前景。 本课题以刺绣技术来制作信号传输线,通过改变刺绣的工艺参数,如针迹类型、针迹间距、针迹长度和刺绣张力,并测试传输线的直流电阻值、阻抗和S参数等电参数的变化,从而研究分析电参数变化对刺绣传输线传输信号能力的影响。对于刺绣传输线的耐弯折性能,主要从拉伸弯折和挤压弯折作用两方面进行探究,对比研究弯折作用前后的传输线电参数变化。主要研究内容如下: (1)为探究刺绣传输线的信号传输能力与导电纱排列的关系,设计不同针迹类型的刺绣传输线,并测试传输线的直流电阻值、阻抗和S参数。研究发现,当针迹类型为周线针时,刺绣传输线的直流电阻值最小,但当输入高频信号时传输线的电参数值较大,刺绣传输线的传输性能和反射性能均较好。而其它针迹类型的刺绣传输线,其直流电阻要大于周线针的传输线,而高频下电参数值较小,传输损耗较大。其次,不同针迹类型下的传输线的自谐振频率和阻抗匹配频段发生变化。由此可知,周线针更适用于刺绣传输线的制作。 (2)为探究刺绣工艺参数如何影响刺绣传输线的传输信号能力,选择周线针这一针迹类型,设计不同刺绣工艺参数的刺绣传输线,并测试传输线的直流电阻值、阻抗和S参数。研究发现,针迹间距、针迹长度和刺绣张力的改变不会使传输线的自谐振频率和阻抗匹配频段发生变化。当针迹间距小于 0.8mm 时,针迹间距越小,刺绣传输线的直流电阻值越小,但高频下的电参数值较大,刺绣传输线具有较好的传输性能和反射性能,反射系数波动较大;当针迹间距大于0.8mm时,刺绣传输线的直流电阻值趋于稳定,此时高频情况下的传输线中的电参数变化没有明显的规律,传输性能和反射性能没有较大的差异。当针迹长度为 1-6mm 时,刺绣传输线的电阻值和高频下的电参数值随针迹长度的增大逐渐减小;在3-8mm的针迹长度范围时,刺绣传输线的传输性能和反射性能较稳定。刺绣张力对刺绣传输线的直流电阻值和高频情况下的电路参数变化没有明显的影响;但刺绣张力的增大会导致刺绣传输线传输性能衰减程度的增大,同时刺绣张力较大的传输线反射性能相对较好。由此可知,针迹间距较小、针迹长度相对较大的刺绣传输线传输信号的能力更好,但波动较大,同时刺绣张力较小的传输线传输信号能力较好。 (3)为探究刺绣传输线的耐弯折性能,对拉伸弯折和挤压弯折下的传输线的直流电阻值、阻抗和S参数进行测试。研究发现,四种刺绣工艺参数下的传输线的直流电阻值和高频下的电参数均有所增大,但拉伸弯折作用的影响更明显。其次,弯折作用后的传输线的自谐振频率由 472.2MHz 增大至 477.4MHz(除针迹间距-针迹长度为0.9mm-5mm的传输线) ,217.1-219.7MHz的阻抗匹配频段向235.5-237.9MHz偏移。 综上所述,通过对以纯棉牛仔布为基底制作的刺绣传输线信号传输能力的研究,通过改变刺绣工艺参数,对其直流电阻值、阻抗、S参数和耐弯折性能进行了相关研究,结果表明,相比于它它米针和直线针,周线针更适用于传输线的制作。当减小针迹间距时,传输线的直流电阻减小,阻抗增大,传输性能和反射性能较好,但反射系数波动较大;当减小针迹长度时,传输线的直流电阻和阻抗均增大,传输线的传输性能和反射性能较好,但随频率变化波动较大。通过测试刺绣传输线弯折前后的电参数变化,发现拉伸弯折对传输线性能影响更大。