射頻能量收集印刷天線仿真模型中長絲機織物結構簡化方法及有效性

摘要： 獲得仿真精確度高且計算成本低的仿真模型是高效設計織物基絲網印刷射頻能量收集天線的基礎。本文構建了長絲機織物天線基底的幾種不同簡化結構特征的仿真模型，采用HFSS仿真軟件模擬了織物仿真模型與電磁波的相互作用，且以孔隙率和粗糙度為變量參數化分析了具有不同仿真結構基底的天線性能差異，并實際制備了幾種不同簡化結構基底的天線。結果表明：通過對比反射率和透射率發現，細觀交織結構可以等效為具有孔洞和/或凹凸結構模型，均勻結構模型基底的天線輻射性能、增益及效率都顯著偏高。進一步以射頻能量收集為場景的模型有效性及驗證結果表明，仿真模擬結果與實際測試結果吻合良好，且不同簡化結構基底的天線性能也無顯著性差異。在超高頻范圍內，不同簡化結構基底的天線最大傳輸距離達220 cm，在1 m處的單位面積接收信號強度在8.442 mW/cm2以上，天線輸出電壓和能量轉換效率可分別達135 mV、60%。因此，為節約計算成本，就孔隙率不超過30%且粗糙度在5.39 μm以下的長絲平紋機織物基底，在絲網印刷超高頻射頻能量收集天線仿真模擬中可將其等效為均勻介質模型。

關鍵詞： 射頻能量收集;天線;織物基底;仿真模型;織物結構;孔隙率;傳輸距離

中圖分類號： TS101.8 文獻標志碼： A

射頻能量收集技術通過電磁耦合收集電磁能，將其轉化為電能供可穿戴電子設備使用，已得到廣泛應用［1-3］。織物基射頻能量收集天線作為可穿戴射頻能量收集系統的基本組成部分，對系統的能量收集性能起著至關重要的作用。通常，此類天線性能的分析方法主要是仿真模擬和制樣測試。當采用仿真模擬方法時，基底織物的幾何模型構建是仿真分析的基礎，也是模擬結果是否精確有效的關鍵。

由于織物具有孔洞、表面幾何不勻等結構特征，需要找到簡化這些織物結構特征而又不顯著改變其天線電磁特性的仿真模型。針對織物天線三維結構的有限元仿真模型，通常在仿真建模中將天線的導體和介質基底簡化為均勻平整的材料以減少計算成本［4-8］。但是，以織物為基底的天線性能測試結果表明，不同結構織物的孔洞、表面紋理特征差異對天線性能有較大影響［9-11］。另外，通過對比天線仿真模擬及實際性能測試結果，發現天線諧振頻率、帶寬、回波損耗等性能差異較大，偏差最大可分別達13%、166.7%、150%［12-17］。并且，織物結構與均勻介質在電磁場中與電磁波的相互作用是不同的。賈紅玉［18］使用Texgen軟件建立織物三維細觀結構仿真模型，模擬織物與電磁波相互作用的物理過程，發現當織物的介電常數增加時，其電磁波反射率減小，透射率增加，這與均勻介質板的結果相反，把這種差異歸因于織物的復雜結構。在織物天線仿真模型的建立中，Xu等［19］引入了織物的周期性孔隙結構特征，建立了傳統的均勻介質基底天線及具有網格結構特征的天線。仿真結果表明，將織物結構等效為網格結構的天線諧振頻率向低頻偏移，回波損耗值增大，天線增益降低。在織物三維細觀結構仿真模型的建立中，除了由紗線交織形成的網孔特征外，經緯紗在織物中相互屈曲形成的織物表面不勻的結構特征同樣不容忽視。

在實際的紡織結構中，紗線交織形成織物，甚至紗線間存在間距，導致織物及導體表面存在很多呈現一定分布規律的孔隙，這取決于織物組織結構。為了建立與實際結構更為接近的織物天線模型，需要考慮織物的孔洞及表面紋理結構。雖然已有實驗研究及仿真模擬結果表明了織物結構影響天線性能，然而大多數研究為了節約計算成本，在仿真模型建立中忽略了織物結構特征，這導致仿真模擬結果與實際測試結果產生較大差異。為使織物基印刷天線仿真結果能指導產品設計和工程應用評價，有必要建立仿真精確度高且計算成本低的天線模型，前提是明確不同的織物結構特征對天線性能的影響程度。特別是用于射頻能量收集的織物天線，除了一般的天線性能指標，如諧振頻率、增益、效率等，還要關注天線的能量收集性能，如最大傳輸距離、輸出電壓等。

基于以上分析，本文旨在確定結構仿真精確度高且計算成本低的機織物基射頻能量收集印刷天線的有效模擬方法。為此，本文建立了幾種簡化的機織物結構模型，分別是交織細觀結構、孔洞和凹凸結合結構、孔洞結構、凹凸結構及均勻結構，分析這幾種結構與電磁波的相互作用現象，并以孔隙率和粗糙度為變量參數化分析具有不同仿真結構基底的天線性能。在此基礎上，進一步制備具有不同基底結構的天線，檢驗不同結構簡化模型在射頻能量收集天線設計中的應用有效性。

1 仿真及驗證方法

1.1 仿真模型建立

1.1.1 機織物單胞結構模型

為獲得精確度高的織物結構模型，在織物結構模型的建立中需要考慮織物的孔洞和表面紋理特征。因此，針對機織物結構特征（圖1（a）），首先建立交織細觀結構理想模型，如圖1（b）所示。其次，為減少仿真運算時間，并結合織物結構的孔洞和表面結構特征設計了孔洞和凹凸結合的織物結構模型，如圖1（c）所示。為進一步簡化織物結構模型，考慮織物孔洞和表面結構特征，分別建立孔洞結構、平面凹凸結構、曲面凹凸結構、均勻結構，如圖1（d～g）所示。其中，在織物表面不勻結構中分別考慮了平面凹凸及曲面凹凸兩種結構特征。

在機織物單胞結構模型建立中，單胞模型尺寸與實際選用織物結構一致。選取滌綸長絲機織物作為天線的基底材料主要是考慮到印刷的適應性及常用的服裝材料［9］。其紗線直徑為0.22 mm，內部孔徑為0.05 mm，即仿真中建立的織物單胞模型大小為0.54 mm×0.54 mm。另外，織物粗糙度Ra為5.39 μm。采用諧振腔法測試得到0.25 mm厚的滌綸織物在1.1 GHz的相對介電常數和損耗角正切分別為1.52、0.098。

由于織物模型在x-y平面內具有周期性，所以在織物與電磁波相互作用現象的仿真中可以只模擬一個織物單胞結構，并在織物單胞結構的周期方向上設置周期邊界條件，從而將整個周期陣列的電磁相互作用模擬為單個周期的計算，使問題簡化。在仿真模擬中，定義電磁波的發射端口和接收端口分別在距離織物結構的上、下表面1/4波長處，并將其設置為Floquet端口，模型如圖2所示。輸出S11及S21結果，分析不同織物結構模型的電磁波反射、透射系數。反射系數S11是指當端口2匹配時，端口1的反射系數;透射系數S21是指當端口2匹配時，端口1到端口2的正向傳輸系數。通過分析不同結構織物與電磁波的相互作用，為后續織物模型的簡化提供依據。

1.1.2 機織物天線模型

為具體分析不同結構模型的天線性能的變化，本文建立具有不同結構基底的天線模型。首先，天線結構如圖3（a）所示，尺寸如表1所示。這種圓極化交叉偶極子天線具有寬帶寬、小型化及寬接收范圍的特點，更適于射頻能量收集［20］。接著，將天線導體與上述具有不同結構的基底共形，也就是說，具有凹凸結構基底的天線導體與其基底具有類似的形態特征。不同結構基底的天線模型如圖3（b～f）所示，在仿真中設置輻射邊界條件，并在天線端口處設置矩形集總端口激勵。

1.2 機織物結構仿真模型有效性評價

為驗證用于射頻能量收集天線基底的機織物結構的不同仿真模型，本文采用與織物基底相同材料的均勻PET板，對其進行鉆孔、粗糙處理，制作與織物結構簡化模型（圖1）一致的不同PET板，作為射頻能量收集天線的基底，如圖4所示。其中，考慮到實際操作的可行性，孔洞結構中的孔徑為0.55 mm，從而孔隙率與織物結構模型一致，即3.43%。另外，為明確基底的孔隙對天線能量收集性能的影響程度，建立具有不同孔隙率的基底模型。考慮到平紋織物的孔隙率范圍及印刷的適應性［21-22］，具有不同孔洞結構基底的孔隙率取值分別為3.43%、10%、17%、24%、30%。在不同孔隙率PET基底的制備中，通過改變孔的孔徑大小實現基底不同的孔隙率。此外，0.25 mm厚的PET板在1.1 GHz的相對介電常數和損耗角正切分別為2.83、0.03。天線導體采用銅箔，基底為制作的PET板，制備射頻能量收集天線，并與仿真結果對比，討論確定機織物作為天線基底的結構仿真模型的構建方法。

1.3 基于機織物結構仿真模型的天線能量收集性能預測有效性評價

為評價織物基底的不同簡化結構在射頻能量收集天線性能計算中的應用可行性，本文以滌綸機織物為基底，采用絲網印刷工藝制備天線原型，測試表征其主要性能，并與仿真結果進行對比，如圖3（a）所示。使用IM7585型阻抗分析儀測試天線阻抗，KEYSIGHT E5071C型矢量網絡分析儀測試天線的S參數，提取S11參數分析天線諧振頻率變化。對于天線能量收集性能，采用Powercast開發板測試天線最大傳輸距離，并測試傳輸距離為1 m處的天線接收信號強度（RSSI），同時采用示波器測試天線的輸出電壓，測試原理如圖5所示。為排除環境因素隨機干擾及制樣誤差，樣品均測試5次并計算標準差。

2 結果與分析

2.1 機織物單胞結構模型與電磁波的相互影響

對比幾種機織物單胞結構模型的反射系數及透射系數，如圖6所示。由圖6可以看出，均勻介質的反射系數明顯大于另外幾種結構，而透射系數較小。即均勻介質的反射率高，透射率低。在915 MHz下，均勻介質的反射系數和透射系數分別為-0.013、-38.70，而交織細觀結構的反射系數和透射系數分別為-62.48、-0.001 6。簡化的具有孔洞和凹凸特征的結構與織物的交織結構的傳播特性較為相近，這說明機織物復雜的交織結構可以簡化為孔洞及凹凸結構。由于機織物結構中周期性的紗線交織會形成孔隙及表面不勻結構，當電磁波在傳播過程中經過小孔或狹縫時，一部分會傳播到孔中，高頻下穿透能力強，因此，孔洞結構的透射率較高，反射率較低［18］。此外，電磁波在凹凸表面會產生散射，這種散射效應增加電磁波在凹凸結構中傳播的路徑，并經過多次反射及折射，使得更多的電磁波能夠透過結構，從而凹凸結構的反射率較低，透射率較高。

在孔洞結構與電磁波的相互作用中，為簡化孔洞結構模型，擴大了其單胞尺寸。那么，有必要對其單胞結構模型擴大前后的反射系數和透射系數進行分析，結果如圖7所示。由圖7可以看出，在超高頻范圍內，孔洞模型的單胞結構面積擴大前后，模型的反射系數和透射系數基本無變化，變化率不超過3.3%。那么，在具有孔洞結構的天線基底模型中，為節約運算成本，可采用單胞結構擴大后的模型作為天線基底。

類似的，對凹凸結構及其與孔洞結合的單胞結構尺寸改變前后的反射系數和透射系數進行分析，結果如圖8所示。由圖8可以看出，在基本單胞結構面積擴大后，凹凸結構及其與孔洞結合的單胞結構模型的反射系數和透射系數同樣變化較小，變化率不超過3.1%。另外，由圖8（b）可以看出，單胞結構模型在具有不同凸起高度時，其反射系數和透射系數仍較為穩定。因此，在后續建立具有不同結構基底的天線模型時，為節省仿真運算時間，凹凸結構及其與孔洞結合的結構可以采用單胞結構尺寸擴大后的模型作為天線基底。同時，建立不同單胞尺寸及不同凸起高度的平面凹凸結構基底模型，分析基底結構的粗糙程度對天線性能的影響。

2.2 不同機織物結構模型的天線性能

通過分析不同機織物模型的反射系數和透射系數，表明平紋機織物結構可簡化為具有孔洞和/或凹凸特征的幾何模型。因此，應用上述天線介質基底的不同孔洞和凹凸幾何結構模型，通過仿真模擬比較基本天線性能，進一步確定織物天線仿真模型。

2.2.1 阻 抗

具有不同機織物結構基底的天線在其諧振頻率下的阻抗變化如表2所示。應用不同機織物結構基底模型的天線阻抗會發生變化，其中，具有孔洞和凹凸結構基底的天線阻抗最大，其實部電阻較均勻結構基底天線增加了15.3%。這是由于孔洞和凹凸表面介質易造成更高的天線損耗，因此其實部電阻最大。對比具有不同孔洞結構基底的天線阻抗，發現其變化較小。類似的，具有不同凹凸結構基底的天線阻抗變化也較小，這說明具有不同結構基底的天線阻抗性能較穩定。另外，對比具有表面凹凸結構的天線阻抗及具有孔洞結構的天線阻抗，發現具有表面凹凸結構的天線阻抗略高。這是由于具有凹凸表面的天線導體損耗更大，表明基底表面的不平整度對天線性能的影響更為顯著。

2.2.2 諧振頻率

具有不同機織物結構基底的天線諧振頻率及帶寬變化如圖9所示。由圖9（a）可以看出，具有孔洞和凹凸特征的基底與均勻介質基底的天線相比，諧振頻率逐漸向低頻偏移，特別是天線基底為孔洞與凹凸結構結合的結構，偏移最大，但其偏移量僅為2.2%。對比基底為孔洞結構和凹凸結構的天線諧振頻率，發現具有凹凸結構基底的天線諧振頻率更易向低頻偏移，這說明了天線導體厚度的不均勻性更易導致天線諧振頻率降低。另外，對比不同尺寸的孔洞結構基底天線諧振頻率（圖9（b）），發現在不同的孔洞結構中，機織物孔隙率變化在0.034%～0.095%時，應用不同孔洞結構模型的天線諧振頻率基本一致，僅偏移了0.2%。類似的，由圖9（c～d）可知，當天線基底為不同尺寸的凹凸結構時，天線諧振頻率變化同樣較小，這說明當天線基底為不同結構時，天線諧振頻率仍保持穩定，且均可滿足基本工作要求。另外，由圖9（e）可知，當天線基底具有孔洞和凹凸結構特征后，天線帶寬更寬。并且，基底為凹凸結構的天線帶寬要寬于基底為孔洞結構的天線。這是由于天線導體與織物基底結構共形，當天線導體具有與織物基底類似的凹凸結構特征時，其損耗增加，天線品質因數降低，使得天線帶寬增加［23-24］。當天線基底同時具有孔洞及凹凸結構特征時，天線帶寬最寬，達115 MHz，意味著天線能在更寬泛的頻段內工作。

2.2.3 增益及輻射效率

天線增益直接影響天線的接收信號強度及最大傳輸距離。天線增益越大，方向性越好，天線接收信號強度越大，傳輸距離越遠。對于具有不同結構基底的天線增益及輻射效率，結果如圖10所示。由圖10可知，具有孔洞和凹凸結構的基底與均勻介質基底的天線相比，天線增益和輻射效率略有降低。雖然均勻介質結構的反射率和透射率與其他結構基底相比相差較大，但天線增益及輻射效率主要與天線導體結構密切相關。此外，由于趨膚效應，天線基底對天線輻射性能的影響較小。在具有不同結構基底的天線增益及輻射效率中，不同孔隙率下的天線增益及效率基本一致，降低幅度較小。具有平面凹凸結構基底的天線增益及效率最低，與均勻介質基底天線相比，分別降低了5.7%、2.5%。這是因為不平整的表面增加了電磁波的隨機散射，從而增大射頻損耗，導致天線增益及效率降低［25-26］。此外，根據天線增益與天線接收功率的關系可知［27］，當天線增益由1.75 dBi降低到1.65 dBi時，天線在1 m處的接收功率由原來的3.05 mW下降到2.98 mW。然而，由織物結構尺寸計算可得，平紋織物基天線的表面高度均方根誤差為0.024［28］，這在915 MHz的頻率下小于λ/100，表明這種平紋織物天線的表面不勻對天線輻射性能的影響有限，天線可獲得較理想的性能。

2.3 不同PET結構基底的天線性能

為實際驗證不同結構基底對天線能量收集性能的影響，本文制備具有不同結構特征的PET基底天線，基底分別為均勻結構、孔洞結構、粗糙結構、孔洞和粗糙結合的結構。結合仿真模擬與實際測試結果，檢驗不同結構簡化模型在射頻能量收集天線設計計算中的應用可行性。

2.3.1 阻 抗

不同PET結構基底的天線阻抗變化如表3所示。具有不同結構基底的天線阻抗會有所改變，其實部電阻變化率最大為10.9%。另外，對比具有不同孔隙率基底的天線阻抗，其變化較小，僅為6.5%。這是因為基底孔隙尺寸遠小于波長，進而基底孔隙結構引起的天線導體損耗較小。因此，不同孔隙率基底的天線阻抗變化較穩定。這說明在30%孔隙率內，基底孔隙率的變化對天線阻抗影響較小。

2.3.2 諧振頻率

不同PET結構基底的天線諧振頻率變化如圖11所示。由圖11可以看出，實測天線諧振頻率與仿真模擬值具有較好的一致性，兩者的差異主要來源于實際樣品制備的誤差及測試誤差。不同結構基底的天線諧振頻率均在920 MHz附近，且偏移較小，僅為1.6%。這說明在不同結構基底下，天線性能較為穩定，均可滿足基本工作要求。另外，實測天線帶寬較仿真更寬，這是由于制備的不精確導致天線導體損耗偏大，但也意味著天線可在更廣泛的頻段內工作。

2.3.3 增益及輻射效率

不同PET結構基底的天線增益及輻射效率結果如圖12所示。其中，天線輻射效率η可由下式計算得：

式中：Pr、Pa、Pin、S11分別是天線輻射功率，凈輸入功率，輸入功率，反射系數。

由圖12可知，與應用均勻結構基底的天線相比，具有孔洞和粗糙表面基底的天線增益及輻射效率僅有極小的降低，分別下降了4.7%、1.5%。另外，天線仿真輻射效率與計算值接近，天線增益及輻射效率整體在1.8 dBi及95%以上，說明應用不同PET結構基底的天線在工作頻段內仍具有良好且穩定的輻射性能。

2.3.4 能量收集性能

采用Powercast開發板測試具有不同結構的PET基天線能量收集性能的變化，結果如圖13及表4所示。首先，由圖13（a）可知，當天線基底為均勻介質時，天線最大傳輸距離可達232 cm。而四種結構PET基底的天線最大傳輸距離變化較小，不超過5%。由于孔洞和粗糙表面的存在，天線最大傳輸距離有極小的降低，但仍然保持相對穩定，這是因為天線增益和輻射效率較為穩定（圖12），并且天線最大傳輸距離仍在220 cm以上。

此外，對應用不同PET結構基底天線的輸出電壓及接收信號強度（RSSI）進行分析。其中，天線接收信號強度性能用單位面積下的接收信號強度SRSSI表示：

SRSSI=RSSI/A（3）

式中：RSSI表示發射天線檢測到的由接收天線反向散射的功率水平，較大的RSSI值表示接收天線接收到的信號較強;A為天線的面積。

由圖13（b）可知，基底為孔洞和粗糙表面結合的天線的單位面積下的RSSI值最低，為8.442 mW/cm2，但其變化率僅為3.6%。另外，對比應用幾種不同PET結構基底天線的輸出電壓及功率，發現天線能量收集性能穩定，這與天線輻射性能結果一致（圖12），具有不同結構基底的天線增益及輻射效率均較為穩定。因此，具有不同結構基底的天線能量收集性能變化較小，且天線能量轉換效率在60%以上。

為明確基底的孔洞結構及粗糙表面特征對天線能量收集性能的影響程度，本文對應用不同PET結構基底天線的能量收集性能進行顯著性檢驗，結果列于表5。由F檢驗可以看出，計算得到的顯著性值均大于0.05。這說明在顯著性水平0.05下，不同PET結構基底對天線能量收集性能并無顯著性影響，表明不同結構基底的天線能量收集性能相對穩定。

綜上，根據仿真模擬和實際測試結果可知，在超高頻范圍內，不同結構基底的天線性能并無顯著差異，并且天線最大傳輸距離可達220 cm，天線能量轉換效率在60%以上，具有良好的能量收集性能。因此，在超高頻范圍內，當機織物的孔隙率小于30%、粗糙尺度小于λ/100時，為節約計算成本，將這種緊密的長絲平紋機織物基底在仿真模擬中等效為均勻介質模型是可行的。

3 結 論

通過分析不同結構織物模型與電磁波的相互作用，證明了織物交織結構可以等效為具有孔洞和/或凹凸結構模型。在以不同結構模型作為天線基底時，均勻介質結構基底天線的增益及效率較高。另外，具有粗糙表面的結構模型對天線性能的影響比非粗糙表面模型更為顯著。

針對用于射頻能量收集的天線，通過仿真模擬及實際測試結果表明，兩者吻合良好，且不同簡化結構的天線性能之間無顯著差異。不同簡化結構基底的天線最大傳輸距離可達220 cm，在1 m處的單位面積接收信號強度超過8.442 mW/cm2，天線輸出電壓和能量轉換效率可分別達135 mV、60%。這說明在超高頻范圍內，當機織物基底的孔隙率在30%以內且織物表面粗糙度小于5.39 μm時，可將這種緊密的長絲機織物基底在絲網印刷超高頻射頻能量收集天線仿真模擬中等效為均勻介質模型。

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A structure simplification method and its validity of filament-woven fabrics in thescreen-printed antenna simulation model for RF energy harvesting

ZHANG Chi， WANG Xiangrong ZHENG Conga，b， HU Jiyonga，b，c， JIANG Jinhuaa，b

（a.College of Textiles; b.Key Laboratory of Textile Science amp; Technology; c.Shanghai Frontier Science Research Center for Modern Textile，Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract： Radio frequency energy harvesting （RFEH） technology has been applied widely in the development of wearable electronic power supply systems because of its eco-friendly and highly efficient characteristics. In the RFEH system， the receiving antenna collects electromagnetic waves through electromagnetic coupling technology. Obviously， the receiving antenna plays a crucial role in the energy harvesting efficiency of the RFEH system. Generally， the antenna performance can be optimized by simulation and measurement. In the simulation of screen-printed fabric-based antenna for RFEH， the establishment of a precise structure model of the substrate fabric is the basis for the simulation analysis. However， in order to save the calculation cost， most studies ignore the interwoven structural characteristics of the fabric in establishing a simulation model， which leads to a big difference between the simulation and measurement results. To guide the actual product design and engineering application evaluation through the simulation of fabric-based antennas， it is necessary to establish a fabric-based antenna model with high simulation accuracy and low calculation cost.

To obtain the structural model of screen-printed woven fabric-based antenna for RFEH with high accuracy and low calculation cost， this study constructed six different simplified structural models of filament woven fabrics firstly， including interwoven meso-structure， hole combining concave-convex structure， hole structure， plane concave-convex structure， curved concave-convex structure， and uniform structure. The interaction mechanism between the woven fabric and the electromagnetic wave was simulated. Based on this， the antenna performance with different simulated structural substrates was analyzed parametrically with porosity and roughness as variables. And then， several antennas with different simplified structural substrates were prepared to verify the feasibility of the simplified structural model of the substrate in the design of the antenna for RFEH. The results show that the interwoven meso-structure can be equivalent to a model with holes and/or a concave-convex structure model by comparing the reflectivity and transmittance. And the antenna radiation performance， gain， and efficiency with the uniform substrate structural model are significantly high. In addition， the structure model with a rough surface has a more significant effect on the antenna performance than the non-rough surface structure model. Furthermore， the model prediction and measured results of the antenna RFEH performance in the ultra-high frequency （UHF） range were compared. It is found that there is no significant difference between the two， and there is no significant difference among different simplified structure models. The maximum transmission distance of the antenna reaches 220 cm， and the received signal strength indication （RSSI） of unit area at 1 m distance exceeds 8.442 mW/cm2. The output voltage and power conversion efficiency of the antenna are up to 135 mV and 60%， respectively. Consequently， in order to save the calculation cost， the filament plain woven fabric substrate with a porosity of less than 30% and a roughness of less than 5.39 μm can be equivalent to a uniform medium model in the simulation of screen-printed antenna for RFEH in the ultra-high frequency range.

An effective simulation method for woven fabric-based printed antenna for radio frequency energy harvesting in the ultra-high frequency range with high accuracy and low computational cost is provided by simplifying the fabric structure of holes and surface texture features. This method of model simplification has certain reference meanings for the model simplification of the antenna with complex structure applied to other fields. Furthermore， this high-precision simulation model contributes to predicting the performance of the fabric-based antenna and optimizing the design of the fabric-based antenna， so that fabric-based RFEH antennas can be applied to more extensive fields.

Key words： radio frequency energy harvesting; antenna; fabric substrate; simulation model; fabric structure; porosity; transmission distance

收稿日期： 2023-12-08; 修回日期： 2024-05-12

基金項目： 上海市自然科學基金項目（22ZR1400800，20ZR1400500）

作者簡介： 鄭聰（1998），女，博士研究生，研究方向為織物基射頻能量收集天線。通信作者：胡吉永，教授，hujy@dhu.edu.cn。