辐射屏蔽罩制造技术

一种用于无源衰减电磁辐射并包括多个单元的屏蔽装置。每个单元包括彼此隔开的多个谐振器(26)。该单元被布置在多个单位单元中，每个单位单元包括公共环路(32)，该公共环路环绕多个单元中的至少两个相邻单元。多个单位单元均具有非对称结构。因此屏蔽罩装置对于至少一个所选频率具有负折射率，由此使得在该至少一个所选频率下的电磁辐射被无源地衰减。

Radiation shield

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射屏蔽罩
本专利技术涉及一种用于减少从诸如移动电话或笔记本电脑的装置辐射的能量的屏蔽罩。
技术介绍
许多现代装置，例如移动电话、笔记本电脑和平板电脑，都可以发送和接收射频电磁辐射。这些传输是提供功能(诸如，互联网连接)的基础，这些功能已被用户视为这些类型装置的标准配置。然而，这些传输的不合宜的副作用是天线中的交流射频(RF)电流将感应将穿透用户附近的组织的射频电场。这些电场辐射的能量可以被用户的组织吸收，从而导致组织温度升高并可能损坏组织。为了推断由这些射频场引起的加热程度，通常的做法是测量材料(即组织)的每单位质量吸收的辐射功率，这就是“比吸收率”(SAR)。为了保护公众免受射频辐射可能造成的有害影响，许多专业机构已为人体组织中的比吸收率定义了安全限制：例如，电气和电子工程师协会“IEEE”建议将SAR限制为在任何6分钟的时间间隔内，头部中每1克(g)平均的每公斤(Kg)1.6瓦。为了降低SAR，射频装置需要在用户和RF发射天线之间放置一个射频屏蔽罩。许多这样的屏蔽装置已经在商业上可用于发射器装置，诸如例如移动电话。这些屏蔽罩通常包含大量与移动装置相邻放置的电磁频率“EMF”屏蔽材料；例如设计为可装配在移动电话周围的“滤袋”或盖，或缝在布罩袋中的特殊材料补丁。然而，当前可用装置的一个普遍问题是，除了屏蔽以免用户受有害辐射之外，它们也阻碍了天线的传输，并因此降低了天线效率。通过使依赖无线电传输的无线连接可靠性降低，降低天线效率显然对装置的可用性有影响。当前的屏蔽罩也往往过大，严重影响了移动装置的尺寸和可用性。因此，需要一种射频屏蔽装置，其也不会干扰天线效率或通常不会影响装置的可用性。还应当理解，本文提出的辐射屏蔽罩将不仅有益于移动装置，而且还将有益于一系列辐射屏蔽应用：例如，用于在射频基站附近工作或生活的人员的防护服或内置于墙壁中的辐射屏蔽。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了如所附权利要求所述的装置和方法。根据从属权利要求和随后的描述，本专利技术的其他特征将是显而易见的。根据第一实施例，提供了一种用于无源衰减电磁辐射的屏蔽装置，该屏蔽装置包括多个单元，每个单元包括彼此隔开的多个谐振器；其中多个单元具有非对称结构。多个单元可以布置在多个单位单元中，每个单位单元包括公共环路，该公共环路环绕多个单元中的至少两个相邻单元。多个单位单元可各自具有非对称结构，该结构对于至少一个选定频率具有负折射率，从而使在至少一个选定频率处的电磁辐射衰减。衰减优选地为无源的，即由单位单元的结构引起的，而不是有源衰减，它需要电子或其他输入。非对称结构为不完全对称的结构。非对称性可以通过调节结构的各种参数(例如，谐振器周围或谐振器之间的间隔或谐振器的尺寸)来实现。可以改变结构的非对称性，以捕获和反射选定频率的电磁波。因此，该结构可以被称为电磁带隙结构，因为该结构在选定的频率(即在选定的电磁带)中谐振并因此减少了来自选定频率的辐射。每个屏蔽装置中单元的布局被设计成使得屏蔽罩对于至少一个选定的频率具有负折射率。负折射率有助于抑制表面波并从用户装置发射的多余电磁波远离用户。因此屏蔽装置可以被称为超材料，即人造复合结构，其具有天然材料通常不具有的特性，特别是负折射率。先前已经研究了超材料，但是没有在具有无源衰减的屏蔽装置的背景下进行过研究。例如，Hyde等人的US2007/0188385描述了一种超材料，其可根据与电磁波相互作用的交互反馈进行调节。在Hyde中，对超材料进行调节以提供聚焦，例如光束的聚焦。此外，通过使用电场来改变超材料的物理特性来实现聚焦，即，对超材料的有源控制。类似地，Rule等人的US7525711描述了一种可有源调谐的电磁材料。电磁材料可以用于各种各样的应用中，例如，天线，紧凑型波导和波束整形，并且可以通过使用在暴露于控制电磁辐射时会改变其容量的材料进行调谐。在GB2495365中讨论了使用超材料的天线隔离。公共环路可以包括每个单元的最外面的谐振器，其被布置为使得谐振器至少部分地重叠。因此每对(或每组)单元可以有效地为重叠结构。多个单元中的至少一个单元可以包括第一对相邻谐振器和第二对相邻谐振器，并且第一对相邻谐振器之间的间隔不同于第二对相邻谐振器之间的间隔，从而使得多个单元中的至少一个单元不对称。类似地，多个单位单元中的至少一个单位单元可以包括具有第一组谐振器的第一单元和具有第二组谐振器的第二单元，其中，第一组相邻谐振器之间的间隔不同于第二组谐振器之间的间隔，从而使得多个单位单元中的至少一个单位单元具有非对称结构。可替代地，至少一对相邻的谐振器之间的间隔可以不均匀，即，沿一侧的间隔可以大于沿另一侧的间隔。可以在多个单元或单位单元中的所有单元中使用不同的间隔。多个单元中的至少一个单元中的多个谐振器中的每个谐振器(并因此，多个单位单元中的至少一个单位单元中的多个谐振器中的每个谐振器)可以具有与其长度不同的宽度，从而使得多个单元中的至少一个单元不对称，因此多个单位单元中的至少一个单位单元具有非对称结构。例如，谐振器可以为矩形或椭圆形，其宽度可以比长度更长。单元内每个谐振器的宽度与长度之比对于每个谐振器可以相同。多个单元中的所有单元可以具有相同形状和大小的谐振器。因此，多个单元中的所有单元可以不对称，以确保多个单位单元各自具有非对称结构。结构的非对称性可以通过将宽度和长度的非对称性与不均匀或不同的间隔相结合或通过调节各个参数以实现非对称性来实现。对于多个单元中的每个单元，非对称性可以为相同的。可替代地，多个单元中的一些或全部可以不同以提供进一步的非对称性。多个单元中的至少一个单元中的多个谐振器中的每个谐振器可以为由导电材料的环路形成的裂环谐振器，在该环路中具有间隙。合适的导电材料包括铜或镍。每个间隙可以具有相同的宽度。可替代地，可以通过使用不同大小的间隙，例如，通过在一个单元中具有不同大小的间隙或通过在一个单元中具有相同的间隙但在相邻单元之间具有不同的间隙来实现来引入进一步的非对称性。单元中的每个间隙可以与单元中的其他间隙对准。例如，每个单元可以具有轴线，例如穿过其中心的轴线，并且间隙可以在轴线上对齐。单元内的第一谐振器上的间隙可以位于与单元内的第二谐振器上的间隙的位置相对的位置，即，间隙彼此有效地间隔180度。相对位置的这种图案可以对于每对相邻谐振器重复。相对位置的图案可以用在多个单元中的一些或全部单元中。多个单元中的至少一个单元中的多个谐振器中的每个谐振器可以彼此同心。多个单元中的每个单元可以具有同心谐振器。多个单元包括多个单位单元，每个单位单元具有至少一对被公共环路环绕的相邻单元。每个单位单元可以为双频带单位单元，由此使得两个电磁频率的辐射被衰减。这些频率可以为由标准定义的频率，例如900MHz或1800MHz，但可以理解，也可以覆盖其他频率，诸如LTE1、2和3。多个单位单元中的至少一个单位单元具有非对称结构。例如，单位单元内的每个单元的公共环路与相邻谐振器之间的间隔可以为不均匀的，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无源衰减电磁辐射的屏蔽装置，包括：/n多个单元，每个单元包括彼此隔开的多个谐振器；/n其中，所述多个单元被布置在多个单位单元中，每个单位单元包括公共环路，所述公共环路环绕所述多个单元中的至少两个相邻单元；以及/n其中，所述多个单位单元分别具有非对称结构，使得所述屏蔽装置对于至少一个所选频率具有负折射率，从而使得在所述至少一个所选频率的电磁辐射衰减。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170523 GB 1708242.11.一种用于无源衰减电磁辐射的屏蔽装置，包括：
多个单元，每个单元包括彼此隔开的多个谐振器；
其中，所述多个单元被布置在多个单位单元中，每个单位单元包括公共环路，所述公共环路环绕所述多个单元中的至少两个相邻单元；以及
其中，所述多个单位单元分别具有非对称结构，使得所述屏蔽装置对于至少一个所选频率具有负折射率，从而使得在所述至少一个所选频率的电磁辐射衰减。


2.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其中，所述公共环路用作所述单位单元内的每个单元的谐振器。


3.根据权利要求1或2所述的屏蔽装置，其中，所述多个单位单元中的至少一个单位单元包括具有第一对相邻谐振器的第一单元和具有第二对相邻谐振器的第二单元，其中，所述第一对相邻谐振器之间的间隔不同于所述第二对相邻谐振器之间的间隔，从而使得所述多个单位单元中的至少一个单位单元具有非对称结构。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的屏蔽装置，其中，所述多个单位单元中的至少一个单位单元中的所述多个谐振器中的每个谐振器具有不同于其长度的宽度，从而使得所述多个单位单元中的至少一个单位单元具有非对称结构。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的屏蔽装置，其中，所述多个单元中的至少一个单元中的所述多个谐振器中的每个谐振器为由导电材料的环路形成的裂环谐振器，在所述环路中具有间隙。


6.根据权利要求5所述的屏蔽装置，其中，单元内的第一谐振器上的所述间隙位于与所述单元内的第二谐振器上的间隙的位置相对的位置。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的屏蔽装置，其中，所述多个单元中的至少一个单元中的所述多个谐振器中的每个谐振器彼此同心。


8...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·诺拉斯，拉米兹·阿西夫，理查德·小哈尔斯，瑞德·阿卜德阿勒哈姆德，
申请(专利权)人：撒加德有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB