專利名稱：抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置。
背景技術(shù)：
近年來個(gè)人通訊產(chǎn)業(yè)迅速崛起，僅全球系統(tǒng)移動(dòng)業(yè)務(wù)(GSM)就已開辟出幾個(gè)頻 段，包括GSM900MHz和GSMl800MHz (DCS)。手機(jī)給人們帶來便利的同時(shí)，也由于設(shè)計(jì) 和使用上的原因，造成了手機(jī)通話時(shí)產(chǎn)生過量的電磁輻射，導(dǎo)致了許多負(fù)面效應(yīng)。場強(qiáng)測試 顯示，手機(jī)的主要輻射源為天線，在其近場區(qū)范圍內(nèi)有著超量的電磁輻射。在手機(jī)輕薄化、 多功能化、天線內(nèi)置化的設(shè)計(jì)潮流下，如何能夠既保證通話質(zhì)量，又有效降低手機(jī)電磁輻射 對使用手機(jī)者造成的傷害已成為一個(gè)亟待解決的問題。"左手材料(left-handed materials)"的概念由V. G Veselago于1967年率先提出，它是 一類介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)值的物質(zhì)，自然界中并不存在。2001年，D.R. Smith等制備 出基于金屬開口諧振環(huán)/金屬線結(jié)構(gòu)的微波頻段的人工左手材料樣品，并通過負(fù)折射實(shí)驗(yàn)得以 驗(yàn)證。2002年，G. V. Ele他eriades等提出一種傳輸線模型來構(gòu)造特定頻段的左手材料，在傳 輸線中周期性地加載貼片電容和貼片電感可分別實(shí)現(xiàn)負(fù)磁導(dǎo)率與負(fù)介電常數(shù)。這種左/右手混 合微帶線在電磁場激勵(lì)下，在一定頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)左手通帶效應(yīng)和右手阻帶效應(yīng)。僅加載貼 片電容或僅加載貼片電感的微帶線則表現(xiàn)出顯著的高通特性。利用阻帶效應(yīng)和高通特性，左/ 右手混合微帶線能夠很好地抑制電磁波的傳輸和輻射。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于左/右手混合微帶線的裝置，可以有效地克服現(xiàn)有 手機(jī)電磁輻射過量的不足，使電磁輻射幾乎全部損耗于手機(jī)內(nèi)部而不向外逸出，降低人腦受 傷害程度，且方便嵌入雙頻手機(jī)內(nèi)部。本發(fā)明包括加載貼片電容和貼片電感的左/右手混合微帶線，單獨(dú)加載貼片電容的微帶線
及單獨(dú)加載貼片電感的微帶線。微帶線主要包括 一條環(huán)氧樹脂玻璃布微波基板；一塊矩形金屬接地板，其蝕刻于所述微波基板一面，大小能夠覆蓋整個(gè)基板； 一排矩形金屬導(dǎo)帶，其蝕刻于所述微波基板的另一面，呈周期性排列，之間留有縫隙； 一系列貼片電容； 一系列貼片電感。在各段金屬導(dǎo)帶的中心位置打上圓柱狀的通孔，貼片電容以串聯(lián)的方式焊接于各段導(dǎo)帶之間； 貼片電感嵌入通孔中，上端、下端分別與導(dǎo)帶和接地板焊接。手機(jī)內(nèi)置天線向手機(jī)本體泄漏高頻電流造成的寄生輻射會(huì)對人的腦部造成極大傷害。為 此，在天線正下方設(shè)置一個(gè)金屬接收板作為手機(jī)電磁輻射的收集部件，電磁輻射通過一條50Q 的拐角微帶饋線進(jìn)入加載貼片電容和(或)貼片電感的微帶線，隨后由另外一條50Q的錐形 微帶饋線輸出，與手機(jī)后蓋內(nèi)側(cè)底部的接地點(diǎn)相連。兩條50Q的微帶饋線端頭均采用金屬簧 片，便于安裝。為了通話時(shí)手機(jī)使用者的手部充分接觸手機(jī)后蓋的接地點(diǎn)，接地點(diǎn)通過一條 U形金屬帶與手機(jī)機(jī)殼上下端的外置金屬傳導(dǎo)片連接。通話時(shí)，該外置金屬傳導(dǎo)片和使用手 機(jī)者的手部接觸，因此與大地導(dǎo)通成為等勢體，形成一個(gè)微波LC回路，射頻輸入點(diǎn)和接地 點(diǎn)之間形成電勢差，手機(jī)近場區(qū)輻射的電磁波在微帶線內(nèi)傳輸。通過設(shè)計(jì)導(dǎo)帶和縫隙的長度 以及導(dǎo)帶單元個(gè)數(shù)，并且搭配不同的貼片電容和貼片電感，使左/右手混合微帶線的阻帶和電 磁禁帶能完全覆蓋手機(jī)天線低頻900MHz及高頻1800MHz兩個(gè)工作頻段，手機(jī)的電磁輻射因 此得到抑制。


圖1左/右手混合微帶線單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖2利用左/右手混合微帶線抑制雙頻手機(jī)電磁輻射裝置示意圖； 圖3左/右手混合微帶線的微波S^透射曲線；
圖4僅加載貼片電感的微帶線的微波S2,透射曲線； 圖5僅加載貼片電容的微帶線的微波Su透射曲線。
具體實(shí)施方式
本文設(shè)計(jì)的左/右手混合微帶線單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖1，其中(a)為剖視圖， (b)為俯視圖。在厚度為h、介電常數(shù)為s的單層微波基板11的一面蝕刻單排周期性排列的 矩形金屬導(dǎo)帶12，其結(jié)構(gòu)參數(shù)包括為導(dǎo)帶長度d (含縫隙g)，寬度w，單元數(shù)n和金屬厚 度t;另一面為覆蓋整個(gè)微波基板ll的矩形金屬接地板13，接地板寬度為D。每段導(dǎo)帶的中 心位置處分別打上垂直于微波基板的圓柱狀通孔14，孔徑為O。微波基板厚度h、介電常數(shù) e和導(dǎo)帶寬度w及金屬厚度t等參數(shù)的設(shè)置使得微帶線在低頻900MHz和高頻1800MHz等頻 段工作時(shí)的特性阻抗均能滿足50Q。利用(^和k分別表示加載的貼片電容15及貼片電感 16。圖2 (a)、 (b)為抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的裝置示意圖。描述了金屬銅接收板24將收集 到的手機(jī)朝向人腦的電磁輻射通過拐角微帶線22進(jìn)入混合微帶線，在手機(jī)后蓋29扣合手機(jī) 的情況下，由錐形微帶線25輸出到接地點(diǎn)23;接地點(diǎn)23通過U形金屬銅帶26將電磁訊號(hào) 輸送至手機(jī)上下兩端的外置金屬銅傳導(dǎo)片27，使用手機(jī)者的手部與外置金屬銅傳導(dǎo)片27接 觸，進(jìn)而與大地導(dǎo)通?；旌衔Ь€的位置在手機(jī)內(nèi)部的一側(cè)，不影響手機(jī)電池28的正常裝配。 應(yīng)用時(shí)，通過調(diào)節(jié)加載貼片電容15和(或)貼片電感16的微帶線的結(jié)構(gòu)參數(shù)和元件參數(shù)使 微帶線的阻帶或電磁禁帶能完全覆蓋手機(jī)天線21的兩個(gè)工作頻段，使電磁輻射幾乎全部損耗 在微帶線內(nèi)而不再向外過量輻射，從而保護(hù)了人腦安全。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程和材料特性由實(shí)施例和

實(shí)施例一利用蝕刻或印刷等技術(shù)將金屬銅成形于微波基板的表面，以完成左/右手混合微帶線的制 作，其具體制備過程如實(shí)施方式所述。微帶線的相關(guān)參數(shù)設(shè)置為h=1.50mm， s=4.65 (環(huán)氧 樹脂玻璃布)，d-8.00mm， g=0.90mm， w^2.80mm， n=8， t=0.018mm， 0= 1.50mm及D= 8.80mm。將一系列封裝號(hào)為0603的貼片電感LL以并聯(lián)的方式焊接在金屬導(dǎo)帶和金屬接地板 之間；同時(shí)把一系列封裝號(hào)為0805的貼片電容CL串接在相鄰的金屬導(dǎo)帶之間，貼片電容的 兩端分別與兩段導(dǎo)帶的端沿焊接，恰好裝配在縫隙正上方。由圖3所樂，Cl = 5.1PF、 Lt=4.7nH 組合的左/右手混合微帶線在1300-1960MHz頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)極寬的阻帶，其完全覆蓋了 手機(jī)的高頻工作頻段，且該阻帶平均透射幅度為-25dB。實(shí)施例二與實(shí)施例一相似，利用蝕刻或印刷等技術(shù)將金屬銅成形于微波基板的表面，以完成左/右 手混合微帶線的制作，其具體制備過程如實(shí)施方式所述。微帶線的相關(guān)參數(shù)設(shè)置為 h=1.50mm， e=4.65 (環(huán)氧樹脂玻璃布)，d=8.00mm， g=0.90mm， w=2.80mm， n=8, t=0.018mm， (D= 1.50mm及D-8.80mm。將一系列封裝號(hào)為0805的貼片電容CL串接在相鄰的金屬導(dǎo)帶之 間，貼片電容的兩端分別與兩段導(dǎo)帶的端沿焊接，恰好裝配在縫隙正上方；同時(shí)把一系列封 裝號(hào)為0603的貼片電感Ll以并聯(lián)的方式焊接在金屬導(dǎo)帶和金屬接地板之間。仍由圖3知， CL=2.0pF、 LflO.OnH組合的左/右手混合微帶線在1425-1960MHz頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)寬的 阻帶，其完全覆蓋了手機(jī)的高頻工作頻段，且該阻帶平均透射幅度為-15dB。實(shí)施例三利用蝕刻或印刷等技術(shù)將金屬銅成形于微波基板的表面，其具體制備過程如實(shí)施方式所 述，本實(shí)施例所用的基本結(jié)構(gòu)單元為僅加載貼片電感的微帶線。微帶線的相關(guān)參數(shù)設(shè)置為 h=1.50mm， s=4.65 (環(huán)氧樹脂玻璃布)，d=6.00mm， g=0.80mm， w=2.80mm， n=6， t=0.018mm， 0= 1.50mm及D-8.80mm。將一系列封裝號(hào)為0603、 LL=1.0nH的貼片電感以并接方式焊在 金屬銅導(dǎo)帶和接地板之間。貼片電感k還可選用1.8nH、 2.2nH。圖4是僅加載貼片電感的微 帶線的微波透射曲線，由圖可知對1.0nH、 1.8nH和2,2nH的電感，均在2000MHz以下頻段 出現(xiàn)小于-50dB的電磁禁帶，其完全能覆蓋手機(jī)的雙頻工作頻段。
實(shí)施例四利用蝕刻或印刷等技術(shù)將金屬銅成形于微波基板的表面，其具體制備過程如實(shí)施方式所 逑，本賣施例所用的墓本結(jié)構(gòu)單元為僅加載貼片電容的徼帶線。微帶線的相關(guān)參數(shù)設(shè)置為h=1.50mm， s=4.65 (環(huán)氧樹脂玻璃布)，d=8.00mm， g二O.卯mm， w=2.80mm， n=6， t=0.018mm， 及D=8.80mm。此時(shí)微帶線上沒有通孔。將一系列封裝號(hào)為0805、 Q=0.5pF的貼片電容以 串接方式焊在相鄰金屬銅導(dǎo)帶之間。貼片電容CL還可選用1.0pF、 1.5pF。圖5是僅加載貼片 電容的微帶線的微波透射曲線，由圖可知對0.5pF、 l.OpF禾卩1.5pF的電容，均在1960MHz以 下頻段出現(xiàn)小于-15dB電磁禁帶，其完全能覆蓋手機(jī)的雙頻工作頻段。以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例而已，不能因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，舉凡依本發(fā) 明權(quán)利要求及發(fā)明說明書內(nèi)容所做的其他各種相應(yīng)的更動(dòng)與潤飾，都應(yīng)屬在本發(fā)明專利要求 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，該裝置包括微帶線，貼片電感LL，貼片電容CL，一金屬銅接收板，一拐角微帶線，一錐形微帶線，一接地點(diǎn)，一U形金屬銅帶，外置金屬銅傳導(dǎo)片，其主要特征在于金屬銅接收板、左/右手混合微帶線及接地點(diǎn)構(gòu)成微波LC回路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，其特征在于所述的左/右手混合微帶線有三種類型(1) 同時(shí)加載貼片電感和貼片電容的微帶線，相關(guān)參數(shù)為h=1.50mm， s=4.65 (環(huán)氧樹 月旨玻璃布)，d=8.00mm， g=0.90mm， w=2.80mm， n=8, t=0.018mm， 0>= 1.50mm 及D二8.80mm，貼片電感LL=4.7nH，封裝號(hào)為0603，貼片電容CL=5.1pF，封裝 號(hào)為0805;(2) 僅加載貼片電感的微帶線，相關(guān)參數(shù)為h=1.50mm， S=4.65 (環(huán)氧樹脂玻璃布)， d=6.00mm， g=0.80mm， w^2.80mm， n=6， t=0.018mm， 0>=L50mm， D=8.80mm， 貼片電感LL=1.0nH，封裝號(hào)為0603;(3) 僅加載貼片電容的微帶線，相關(guān)參數(shù)設(shè)置為h=1.50mm， s=4.65 (環(huán)氧樹脂玻璃布)， d=8.00ram， g = 0.90mm， w=2.80mm， n=6， t=0.018mm， D = 8.80mm，貼片電容 Q^0.5pF，封裝號(hào)為0805。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，對同時(shí)加載 貼片電感和貼片電容的微帶線，其特征在于所述貼片電感和貼片電容還可選用Ci-2.0pF， Li=10.0nH的元件組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，對僅加載貼 片電感的微帶線，其特征在于所述貼片電感還可選用L!^1.0 2.2nH。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，對僅加載貼 片電容的微帶線，其特征在于所述貼片電容還可選用CL二0.5 1.5pF。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，其特征在于-所述金屬銅接收板置于手機(jī)天線正下方，U形金屬銅帶和外置金屬銅傳導(dǎo)片置于手機(jī)后蓋上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制雙頻手機(jī)電磁輻射的混合微帶線裝置，該裝置包括微帶線，貼片電感L_L，貼片電容C_L，一金屬接收板，一拐角微帶線，一錐形微帶線，一接地點(diǎn)，一U形金屬帶，兩塊外置金屬傳導(dǎo)片。該裝置的金屬接收板、左/右手混合微帶線及接地點(diǎn)構(gòu)成微波LC回路，能夠有效消耗手機(jī)的過量電磁輻射，由此降低手機(jī)使用者腦部的傷害程度。本發(fā)明采用低成本的貼片電容、貼片電感、金屬銅片導(dǎo)體和微帶線來制造，具有造價(jià)低廉，易于組裝，方便嵌入雙頻手機(jī)內(nèi)部等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK101212082SQ20061010535
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者介曉永, 濤 安, 李明明, 羅春榮, 趙曉鵬 申請人:西北工業(yè)大學(xué)