專利名稱：抑制雙頻手機電磁輻射的混合微帶線裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抑制雙頻手機電磁輻射的混合微帶線裝置。
背景技術：
近年來個人通訊產業(yè)迅速崛起，僅全球系統(tǒng)移動業(yè)務(GSM)就已開辟出幾個頻 段，包括GSM900MHz和GSMl800MHz (DCS)。手機給人們帶來便利的同時，也由于設計 和使用上的原因，造成了手機通話時產生過量的電磁輻射，導致了許多負面效應。場強測試 顯示，手機的主要輻射源為天線，在其近場區(qū)范圍內有著超量的電磁輻射。在手機輕薄化、 多功能化、天線內置化的設計潮流下，如何能夠既保證通話質量，又有效降低手機電磁輻射 對使用手機者造成的傷害已成為一個亟待解決的問題。"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)和磁導率同時為負值的物質，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)/金屬線結構的微波頻段的人工左手材料樣品，并通過負折射實驗得以 驗證。2002年，G. V. Ele他eriades等提出一種傳輸線模型來構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現(xiàn)負磁導率與負介電常數(shù)。這種左/右手混 合微帶線在電磁場激勵下，在一定頻率范圍內呈現(xiàn)左手通帶效應和右手阻帶效應。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 手機電磁輻射過量的不足，使電磁輻射幾乎全部損耗于手機內部而不向外逸出，降低人腦受 傷害程度，且方便嵌入雙頻手機內部。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，單獨加載貼片電容的微帶線
及單獨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，大小能夠覆蓋整個基板； 一排矩形金屬導帶，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帶之間； 貼片電感嵌入通孔中，上端、下端分別與導帶和接地板焊接。手機內置天線向手機本體泄漏高頻電流造成的寄生輻射會對人的腦部造成極大傷害。為 此，在天線正下方設置一個金屬接收板作為手機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，與手機后蓋內側底部的接地點相連。兩條50Q的微帶饋線端頭均采用金屬簧 片，便于安裝。為了通話時手機使用者的手部充分接觸手機后蓋的接地點，接地點通過一條 U形金屬帶與手機機殼上下端的外置金屬傳導片連接。通話時，該外置金屬傳導片和使用手 機者的手部接觸，因此與大地導通成為等勢體，形成一個微波LC回路，射頻輸入點和接地 點之間形成電勢差，手機近場區(qū)輻射的電磁波在微帶線內傳輸。通過設計導帶和縫隙的長度 以及導帶單元個數(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天線低頻900MHz及高頻1800MHz兩個工作頻段，手機的電磁輻射因 此得到抑制。


圖1左/右手混合微帶線單元結構示意圖；圖2利用左/右手混合微帶線抑制雙頻手機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。
具體實施方式
本文設計的左/右手混合微帶線單元結構示意圖如圖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 矩形金屬導帶12，其結構參數(shù)包括為導帶長度d (含縫隙g)，寬度w，單元數(shù)n和金屬厚 度t;另一面為覆蓋整個微波基板ll的矩形金屬接地板13，接地板寬度為D。每段導帶的中 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和導帶寬度w及金屬厚度t等參數(shù)的設置使得微帶線在低頻900MHz和高頻1800MHz等頻 段工作時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 到的手機朝向人腦的電磁輻射通過拐角微帶線22進入混合微帶線，在手機后蓋29扣合手機 的情況下，由錐形微帶線25輸出到接地點23;接地點23通過U形金屬銅帶26將電磁訊號 輸送至手機上下兩端的外置金屬銅傳導片27，使用手機者的手部與外置金屬銅傳導片27接 觸，進而與大地導通?；旌衔Ь€的位置在手機內部的一側，不影響手機電池28的正常裝配。 應用時，通過調節(jié)加載貼片電容15和(或)貼片電感16的微帶線的結構參數(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天線21的兩個工作頻段，使電磁輻射幾乎全部損耗 在微帶線內而不再向外過量輻射，從而保護了人腦安全。本發(fā)明的實現(xiàn)過程和材料特性由實施例和

實施例一利用蝕刻或印刷等技術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施方式所述。微帶線的相關參數(shù)設置為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。將一系列封裝號為0603的貼片電感LL以并聯(lián)的方式焊接在金屬導帶和金屬接地板 之間；同時把一系列封裝號為0805的貼片電容CL串接在相鄰的金屬導帶之間，貼片電容的 兩端分別與兩段導帶的端沿焊接，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頻率范圍內出現(xiàn)一個極寬的阻帶，其完全覆蓋了 手機的高頻工作頻段，且該阻帶平均透射幅度為-25dB。實施例二與實施例一相似，利用蝕刻或印刷等技術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施方式所述。微帶線的相關參數(shù)設置為 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。將一系列封裝號為0805的貼片電容CL串接在相鄰的金屬導帶之 間，貼片電容的兩端分別與兩段導帶的端沿焊接，恰好裝配在縫隙正上方；同時把一系列封 裝號為0603的貼片電感Ll以并聯(lián)的方式焊接在金屬導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頻率范圍內出現(xiàn)一個寬的 阻帶，其完全覆蓋了手機的高頻工作頻段，且該阻帶平均透射幅度為-15dB。實施例三利用蝕刻或印刷等技術將金屬銅成形于微波基板的表面，其具體制備過程如實施方式所 述，本實施例所用的基本結構單元為僅加載貼片電感的微帶線。微帶線的相關參數(shù)設置為 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。將一系列封裝號為0603、 LL=1.0nH的貼片電感以并接方式焊在 金屬銅導帶和接地板之間。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，其完全能覆蓋手機的雙頻工作頻段。
實施例四利用蝕刻或印刷等技術將金屬銅成形于微波基板的表面，其具體制備過程如實施方式所 逑，本賣施例所用的墓本結構單元為僅加載貼片電容的徼帶線。微帶線的相關參數(shù)設置為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。此時微帶線上沒有通孔。將一系列封裝號為0805、 Q=0.5pF的貼片電容以 串接方式焊在相鄰金屬銅導帶之間。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，其完全能覆蓋手機的雙頻工作頻段。以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實例而已，不能因此局限本發(fā)明的權利范圍，舉凡依本發(fā) 明權利要求及發(fā)明說明書內容所做的其他各種相應的更動與潤飾，都應屬在本發(fā)明專利要求 的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種抑制雙頻手機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，一U形金屬銅帶，外置金屬銅傳導片，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構成微波LC回路。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制雙頻手機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) 同時加載貼片電感和貼片電容的微帶線，相關參數(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，封裝號為0603，貼片電容CL=5.1pF，封裝 號為0805;(2) 僅加載貼片電感的微帶線，相關參數(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，封裝號為0603;(3) 僅加載貼片電容的微帶線，相關參數(shù)設置為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，封裝號為0805。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種抑制雙頻手機電磁輻射的混合微帶線裝置，對同時加載 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)權利要求1所述的一種抑制雙頻手機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)權利要求1所述的一種抑制雙頻手機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)權利要求l所述的一種抑制雙頻手機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天線正下方，U形金屬銅帶和外置金屬銅傳導片置于手機后蓋上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制雙頻手機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，一U形金屬帶，兩塊外置金屬傳導片。該裝置的金屬接收板、左/右手混合微帶線及接地點構成微波LC回路，能夠有效消耗手機的過量電磁輻射，由此降低手機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、金屬銅片導體和微帶線來制造，具有造價低廉，易于組裝，方便嵌入雙頻手機內部等優(yōu)點。
文檔編號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