專利名稱：一種負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及-一種手機天線電磁屏蔽裝置，特別涉及一種負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電 磁屏蔽裝置，利用負(fù)磁導(dǎo)率材料的禁帶效應(yīng)抑制電磁輻射泄漏，減小對人腦部的傷害。
背景技術(shù)：
電磁輻射污染是繼三廢和噪聲污染的第五大污染，而與人們生活密切相關(guān)的一些家用電 器、辦公設(shè)備、通訊工具在工作時都不可避免的存在電磁波輻射。電磁波摸不著，看不見， 但又是實實在在存在而且危害人體健康，特別是微波頻段儀器設(shè)備發(fā)射的電磁波對人體的危 害就更大了，如能引起腦腫瘤、白血病等。因此對電磁輻射的屏蔽已經(jīng)成為亟待解決的問題。 而我們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槊芮卸直匦璧耐ㄓ嵐ぞ咭灰皇謾C，其工作頻段屬于微波波段，因此 手機通話時，必定會對人體健康帶來不利影響。由于手機設(shè)計方面和使用方面的原因，手機 天線一般都被設(shè)計為全向性天線，這就造成手機通話時會對人腦產(chǎn)生輻射，長時間通話必定 會對人腦造成傷害。因此，人們試圖尋找不同方法保證在不影響手機正常工作的前提下又能 抑制對人腦部輻射的電磁波。目前，常用的方法是使用插接線耳機降低電磁輻射對人腦的傷害，但是插接線耳機使用 和攜帶都不方便；還有一種方法是使用防輻射貼片，將其貼在接聽孔處屏蔽電磁輻射，但是 手機的電磁輻射源主要來自天線并非接聽孔，因此，使用防輻射貼片基本起不到防止電磁輻 射的目的；第三種常用的方法是在手機靠近大腦的一側(cè)加一金屬板，其缺點是容易干擾手機 發(fā)出的信號，影響天線的駐波比，降低天線的輻射效率等。可見以上幾種方法均存在不同的 缺點并不能很好的抑制電磁輻射對腦部的傷害。為了克服以上電磁屏蔽方法的不足，本發(fā)明專利提供了--種負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁 屏蔽裝置，該裝置與手機天線、手機內(nèi)機殼、電路板連接，可以有效屏蔽電磁輻射對人的傷 害，同時又能保持手機正常接收和發(fā)送信號。手機天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料是由 周期性排列的金屬開口諧振環(huán)(SRRs)組成，其在某一頻段產(chǎn)生與SRRs的幾何尺寸和形狀 相關(guān)的諧振，在此頻段電磁波不能傳播，即產(chǎn)生了禁帶，在此禁帶范圍內(nèi)磁導(dǎo)率為負(fù)，并表 現(xiàn)出-----些奇異的微波響應(yīng)行為.在微電子線路元件、濾波器、無線電通信、調(diào)制器等領(lǐng)域?qū)?有很好的應(yīng)用前景。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置。目前，多數(shù)手機 為了美觀，天線一般設(shè)計為內(nèi)置型天線，而內(nèi)置型天線大多為平面微帶型，因此本發(fā)明的手 機天線電磁屏蔽裝置主要用于內(nèi)置式微帶手機天線中。發(fā)明專利(申請?zhí)?00510042740.2) 和發(fā)明專利(申請?zhí)?00510042743.6)將負(fù)磁導(dǎo)率材料用于微帶天線基板設(shè)計之中，提高 了天線的輻射效率，增強了天線的收發(fā)靈敏度。若將負(fù)磁導(dǎo)率材料用于手機微帶天線基板設(shè) 計中，雖然輻射效率提高，但由于手機天線為全向性輻射，仍不可避免的對人腦部輻射電磁 波。為了達到既提高手機的輻射效率又屏蔽電磁波對大腦的傷害，本發(fā)明將負(fù)磁導(dǎo)率材料用 于手機微帶天線基板的同時，在手機天線與手機靠近人腦內(nèi)機殼一側(cè)之間安裝一層負(fù)磁導(dǎo)率 材料，保證手機正常收發(fā)信號的同時，屏蔽向大腦方向輻射的電磁波，可以使照射在人腦部 的微波功率衰減15dB以上。由于手機天線通常有兩個工作頻段GSM(880-960MHz)和DCS(1710-1880MHz)，因此，天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料需要設(shè)計兩種不同幾何尺寸 的SRRs分別感應(yīng)不同頻段的電磁波，SRRs的形狀可設(shè)計為圓形、矩形、正方形、六邊形、 "螺旋"形、"凹"字形、樹枝狀等分形圖案。本發(fā)明電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料釆用樹枝 分形結(jié)構(gòu)負(fù)磁導(dǎo)率材料，利用分形結(jié)構(gòu)的多次諧振，通過調(diào)節(jié)分形結(jié)構(gòu)的級數(shù)、長度、角度 等參數(shù)，僅利用一種分形結(jié)構(gòu)使其至少在GSM和DCS兩個頻段同時諧振。此外，本發(fā)明還 采用了"螺旋"形金屬諧振環(huán)和"凹"字形金屬諧振環(huán)，此兩種諧振環(huán)的優(yōu)點是相比較于通常的 方形、矩形、圓形、六邊形諧振環(huán)，在手機工作頻段諧振時，能維持環(huán)的幾何尺寸很小，用 于手機設(shè)計時，不需要占用很大空間，仍能維持手機美觀小巧。本發(fā)明簡單易行，維持手機各個零部件都不變，而且負(fù)磁導(dǎo)率材料的制備方法與技術(shù)也 很成熟。本發(fā)明的電磁屏蔽裝置可方便的用于任何內(nèi)置式手機天線。


圖1本實施例---手機的左視圖和正視圖 圖2本實施例一的手機天線及基板內(nèi)層中的其中一層樹枝結(jié)構(gòu)負(fù)磁導(dǎo)率材料 圖3 本實施例二中的"凹"字形諧振環(huán)負(fù)磁導(dǎo)率材料 圖4本實施例三中的"螺旋"形諧振環(huán)負(fù)磁導(dǎo)率材料具體實施方式
以一款直板手機為例，其天線為內(nèi)置型微帶天線，如圖1， 2所示。圖1是手 機的左視圖和正視圖，其中l(wèi)是手機天線，2是負(fù)磁導(dǎo)率材料，3是電路板，4手機內(nèi)機殼靠 近人腦的一側(cè)。在正視圖的一個剖面，可以看到安裝在內(nèi)機殼4與手機天線1之間的一層負(fù) 磁導(dǎo)率材料2。圖2為手機天線及其天線基板內(nèi)層中的其中一層樹枝分形負(fù)磁導(dǎo)率材料，手 機天線一般常采用倒F型平面天線，5是天線基板，6是天線的倒F型金屬貼片，7是饋電點， 8是短路銷釘，9是接地板。天線基板采用多層電路板刻蝕技術(shù)制作，基板的每內(nèi)層都刻蝕周 期性排列的金屬銅開口諧振環(huán)圖案，將刻蝕好的內(nèi)層基板疊合加壓成整塊負(fù)磁導(dǎo)率材料介質(zhì) 基板。本發(fā)明主要是在手機內(nèi)機殼4與手機天線1之間安裝一層負(fù)磁導(dǎo)率材料2，負(fù)磁導(dǎo)率 材料2通過鉚釘與電路板3連接。選用一塊普通介質(zhì)基板如聚乙烯、聚四氟乙烯或者環(huán)氧樹 脂玻璃纖維介質(zhì)基板，采用電路板刻蝕技術(shù)在基板的一側(cè)刻蝕周期性排列的金屬銅開口諧振 環(huán)圖案，根據(jù)選用的不同金屬銅諧振環(huán)圖案，需要設(shè)計不同幾何參數(shù)的諧振環(huán)，制備得到負(fù) 磁導(dǎo)率材料2。為了保證更好的抑制電磁波對人腦的輻射，安裝在手機內(nèi)機殼4與手機天線1 之間的負(fù)磁導(dǎo)率材料2面積大于手機天線1的面積。根據(jù)不同的手機天線占用的面積不同， 負(fù)磁導(dǎo)率材料2面積也不同，對于占用面積較大的手機天線相應(yīng)選擇較大的普通材質(zhì)基板， 在其上刻蝕數(shù)目較多的開口諧振環(huán)單元。安裝在手機內(nèi)機殼4與手機天線1之間的負(fù)磁導(dǎo)率 材料2的結(jié)構(gòu)單元、幾何參數(shù)與手機天線基板中的負(fù)磁導(dǎo)率材料相同。本發(fā)明的實現(xiàn)過程由實施例和

實施例一
本實施例中天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料為分形結(jié)構(gòu)負(fù)磁導(dǎo)率材料，采用三級結(jié) 構(gòu)輻射狀樹枝，本實施例示意圖如圖l、 2所示。為了使其在手機的工作頻率諧振，所制備的 金屬銅輻射狀分形樹枝結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)為 一級線長a-3.8mm-4.2mm ， 二級線長 b=2.7mm-3.2mm，三級線長c=l.8mm-2.2mm，分支的角度e=30Q-600，線寬w=0.1mm-0.4mm， 樹枝分形結(jié)構(gòu)單元的間距d=3mm-5mm,金屬銅厚度t=0.02mm-0.05mm。實施例二-本實施例中天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料結(jié)構(gòu)單元為"凹"字形諧振環(huán)，如圖3所 示。對于感應(yīng)GSM頻段的電磁波，所制備的金屬銅諧振環(huán)幾何尺寸為/產(chǎn)10mm-12mm， /2=8.5mm-9.5mm， /3=7.5mm-8.2mm， g=0.3mm-0.6mm， 線寬w=0.3mm-0.5mm， 環(huán)間距山二 2mm-4mm:對于感應(yīng)DCS頻段的電磁波，制備的金屬銅諧振環(huán)幾何尺寸為/產(chǎn)5.5mm-6.5mm， /2=4.5mm-5mm， /3=3.5mm-4mm， g=0.2mm-0.4mm，線寬w =0.1mm-0.25mm，環(huán)間距d2 = 2mm-4mm，兩種不同幾何尺寸的諧振環(huán)間距d 二 2mm-4mm ，所有金屬銅厚度t = 0.02mm-0.05mm。實施例三本實施例中天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料結(jié)構(gòu)單元為"螺旋"形諧振環(huán)，如圖4所示。對于感應(yīng)GSM頻段的電磁波，所制備的金屬銅諧振環(huán)幾何尺寸為/產(chǎn)9mm-llmm, /2=7.5mm-8mm， /3=5mm-6.5mm， /4==3.5mm-4.2mm， /5=2mm-3mm，線寬w =0.3mm-0.5mm， 環(huán)間距d,二2mm-4mm;對于感應(yīng)DCS頻段的電磁波，制備的金屬銅諧振環(huán)幾何尺寸為 /產(chǎn)4mm-5.5mm， /2=3.5mm-4mm， /3=2.7mm-3.1mm， /4=1.7mm-2mm， /5=lmm-1.5mm，線寬w =0.1mm-0.25mm，環(huán)間距d2=2mm-4mm,兩種不同幾何尺寸的諧振環(huán)間距d=2mm-4mm， 所有金屬銅厚度t=0.02mm-0.05mm。以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的 簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利覆蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置，其主要特征是在手機天線與手機內(nèi)機殼靠近人腦一側(cè)之間安裝一層負(fù)磁導(dǎo)率材料，負(fù)磁導(dǎo)率材料通過鉚釘連接于電路板。
2. 如權(quán)利要求1所述的負(fù)磁導(dǎo)率材料的制備是在聚乙烯、聚四氟乙烯或者環(huán)氧樹脂玻璃纖 維介質(zhì)基板上刻蝕周期性排列的金屬銅諧振環(huán)。
3. 如權(quán)利要求1所述的負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料由周期性排列的金屬銅"凹"字形諧振環(huán)、"螺旋"形諧振環(huán)、樹枝狀分形圖案組成，其幾何尺寸如下1) .當(dāng)負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料為樹枝分形結(jié)構(gòu)時，對于 感應(yīng)手機工作頻段的電磁波，所制備的金屬銅樹枝分形結(jié)構(gòu)的幾何尺寸為 一級線長a=3.8mm-4.2mm， 二級線長b=2.7mm-3.2mm，三級線長c=1.8mm-2.2mm，分支的角度 e=30Q-60()，線寬w二0.1mm-0.4mm，間距d=3mm-5mm，金屬銅厚度t=0.02mm-0.05mm;2) .當(dāng)負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料結(jié)構(gòu)單元為"凹"字形諧振 環(huán)時，對于感應(yīng)GSM頻段的電磁波，所制備的金屬銅諧振環(huán)幾何尺寸為 /產(chǎn)10mm-12mm ， /2=8.5mm-9.5mm ， /3=7.5mm-8.2mm ， g=0.3mm-0.6mm ， 線寬 w=0.3mm-0.5mm，環(huán)間距山=2mm-4mm;對于感應(yīng)DCS頻段的電磁波時，制備的諧振 環(huán)JU可尺寸為/i=5.5mm-6.5mm， /2=4.5mm-5mm， /3=3.5mm-4mm， g=0.2mm-0.4mm， 線寬w =0.1mm-0,25mm，環(huán)間距d2=2mm-4mm，兩種不同幾何尺寸的諧振環(huán)間距d= 2mm-4mm，所有金屬銅厚度t二0.02mm-0.05mm;3) .當(dāng)負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置中的負(fù)磁導(dǎo)率材料結(jié)構(gòu)單元為"螺旋"形諧振 環(huán)時，對于感應(yīng)GSM頻段的電磁波時，制備的金屬銅諧振環(huán)幾何尺寸為/f9mm-llmm， /2=7.5mm-8mm， /3=5mm-6.5mm， /4=3.5mm-4.2mm， /5=2mm-3mm，線寬w =O.3mm-0.5mm， 環(huán)間距di-2mm-4mm;對于感應(yīng)DCS頻段的電磁波，諧振環(huán)幾何尺寸為 /產(chǎn)4mm-5.5mm， /2=3.5mm-4mm， /3=2.7mm-3.1mm， /斗=1.7mm-2mm， /5=lmm-1.5mm， 線寬w =0.1mm-0.25mm，環(huán)間距d2=2mm-4mm，兩種不同幾何尺寸的諧振環(huán)間距d= 2mm-4mm，所有金屬銅厚度t二0.02mm-0.05mm。
4. 如權(quán)利要求1所述的安裝在手機天線與手機內(nèi)機殼靠近人腦一側(cè)之間的負(fù)磁導(dǎo)率材料面 積大于手機天線的面積。
5. 如權(quán)利要求所述的負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置可用于任何內(nèi)置式手機天線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手機天線電磁屏蔽裝置，特別涉及一種負(fù)磁導(dǎo)率材料手機天線電磁屏蔽裝置。其主要特征是在手機天線與手機內(nèi)機殼靠近人腦一側(cè)之間安裝一層負(fù)磁導(dǎo)率材料，負(fù)磁導(dǎo)率材料通過鉚釘連接于電路板。負(fù)磁導(dǎo)率材料由周期性排列的“螺旋”形、“凹”字形或者樹枝狀分形諧振環(huán)組成，利用負(fù)磁導(dǎo)率材料的禁帶效應(yīng)抑制向人腦方向輻射的電磁波，可以使照射在人腦部的微波功率衰減15dB以上。本發(fā)明簡單易行，維持手機各個零部件不變，可方便用于任何內(nèi)置式手機天線。
文檔編號H01Q1/52GK101162797SQ20061010471
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者劉亞紅, 趙曉鵬 申請人:西北工業(yè)大學(xué)