Numerische Simulation der Schirmwirkung von mehrlagigen, anisotrop leitfähigen Materialien

Abstract

Es wurde ein Verfahren vorgestellt, welches es ermöglicht, ein Material aus mehreren Lagen von anisotrop leitfähigen Schichten mit der Momentenmethode numerisch zu modellieren. Dieses Verfahren kann unter anderem dazu eingesetzt werden, um die elektromagnetischen Felder in der Umgebung von Carbonfaser-Kompositwerkstoffe (CFK)-Strukturen zu simulieren. Weiterhin wurde eine Beispielanordnung betrachtet, um das vorgestellte Verfahren zu validieren und um einige prinzipielle Aussagen treffen zu können. Wie zu erwarten, führt eine Verringerung der Schichtdicke oder der Leitfähigkeit zu einer Verschlechterung der Schirmwirkung. Um einen möglichst guten Schirm aus CFK herzustellen, sollte die Orientierung der Fasern der verschiedenen Schichten so gewählt werden, dass eine möglichst isotrope Schirmwirkung entsteht. Ansonsten wäre die erzielte Schirmwirkung sehr stark von der Polarisation des einfallenden Feldes abhängig. Für ein Material aus mehreren Schichten mit unterschiedlicher Faser-Orientierung besteht Grund zu der Annahme, dass sich das Verbundmaterial in einem breiten Frequenzbereich durch eine effektive, isotrope Leitfähigkeit beschreiben lässt.