移動終端及降低移動終端輻射的方法

2023-07-05 06:15:21

專利名稱：移動終端及降低移動終端輻射的方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種移動終端及降低移動終端輻射的方法。由於移動通信技術的快速發展，移動通信終端的應用已經非常普及，而隨著移動業務的日益豐富，人們每天使用移動終端的時間也越來越多。因此，無線終端電磁輻射的安全問題也日益受到終端用戶的關注。電磁輻射局部吸收率(Specific Absorbing Ratio，簡稱為SAR)是一個表徵無線終端電磁輻射進入人體的劑量大小的指標。SAR定義為人體每單位質量吸收的電磁功率，單位為W/Kg。SAR的測試標準有兩種，一種是美國FCC標準，一種是歐洲CE標準。這兩個標準的主要差別在兩個方面，一是測試時長與測試值取平均的範圍，另一個方面是限值要求。 FCC採用5分鐘測試，Ig取平均的方法，對手機類終端產品要求的限值是1. 6mw/g，對數據卡類終端產品要求的限值是1. 2mw/g ；而CE採用15分鐘測試，IOg取平均的方法，其限值要求相應為2mw/g和1. 6mw/g。由此可見，FCC對SAR的要求，尤其是對數據卡類產品SAR的要求更為嚴格。由於很難直接對人體進行測試，所以都是採用模仿人體組織的人體模型(Human Phantom)進行實際的測設。在所述的人體模型中，充有來模擬人體組織液的鹽水，其介電常數類似於人體正常的介電常數。SAR的具體表達公式如下其中，σ是人體組織的電導率，P是人體組織的密度，IEi I2是組織液中局部電場矢量幅值的平方。人體組織中的SAR與該組織中的電場強度的平方成正比，並且是由入射的電磁場參數(如頻率、強度、方向)、電磁場源與目標的相對位置、暴露的人體的典型組織的遺傳特性、地面的影響以及暴露的環境影響來確定。除了 SAR指標外，無線終端還要滿足多種性能指標的需求。與電磁輻射直接相關的另外兩個指標分別是總的輻射功率(Total Radiated Power，簡稱為TRP)和總的各項同性接收靈敏度(Total Isotropic knsitivity，簡稱為TIS)。由於SAR指標直接與終端的電磁輻射相關，反映的是終端天線輻射的能量在空間的集中情況，而TRP是在環繞終端的一個虛擬球面上對終端天線輻射的電磁能量進行積分而得到的，因此，終端的TRP指標和 SAR指標是密切相關的。一般說來，為了保持無線終端接入網絡的和上行傳輸數據的能力， 需要對無線終端的TRP下限。相關技術中，常用的降低SAR的方法是在外殼上塗覆吸波材料來吸收部分輻射的電磁波。但是，天線輻射性能降低也意味著天線接收電磁信號能力的降低，即使用吸波材料會降低TRP和TIS性能。
背景技術：
發明內容
針對相關技術中，採用塗覆吸波材料的方法降低天線對人體的輻射，但是這樣也會降低天線接收電磁信號的能力的問題而提出本發明，為此，本發明提供了一種移動終端及降低移動終端輻射的方法，以至少解決上述問題。根據本發明的一個方面，提供了一種移動終端，包括天線；電磁帶隙結構，與天線相連接，用於降低天線對人體的輻射。優選地，電磁帶隙結構位於移動終端的聽筒和/或話筒側。優選地，電磁帶隙結構包括上層金屬面、下層金屬面以及用於對上層金屬面和下層金屬面進行電磁隔離的介質基板，其中上層金屬面上周期排布電磁帶隙單元，下層金屬面與天線共地。優選地，電磁帶隙單元的外形是矩形，電磁帶隙單元的中心設置有過孔，該過孔覆蓋有金屬，並使得上層金屬面和下層金屬面相連接。優選地，電磁帶隙單元是邊長9毫米的正方形。優選地，過孔的半徑是0. 5毫米。優選地，電磁帶隙單元的周期排布方式是在電磁帶隙單元之間採用0. 5毫米的帶隙間距進行周期排布。優選地，介質基板的介電常數大於10。優選地，上述移動終端還包括PCB電路板，電磁帶隙結構位於天線和PCB電路板之間。優選地，電磁帶隙結構與天線可通過螺釘或者卡扣的方式進行連接。根據本發明的另一方面，提供了一種降低移動終端輻射的方法，包括在移動終端中安裝用於降低天線對人體的輻射的電磁帶隙結構。本發明採用電磁帶隙結構降低天線對人體的輻射，電磁帶隙結構可以降低天線的背向輻射，將其安裝於移動終端中可以降低天線對人體的輻射，同時不影響甚至提高天線接收電磁信號的能力。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是根據本發明實施例的移動終端的結構示意圖；圖2是根據本發明優選實施例一的移動終端的結構示意圖；圖3是根據本發明優選實施例的電磁帶隙結構的結構示意圖；圖4是根據本發明優選實施例二的移動終端的結構示意圖；圖5是根據本發明優選實施例的電磁帶隙單元的結構示意圖；圖6是根據本發明優選實施例的電磁帶隙結構的俯視圖；圖7是根據本發明優選實施例的移動終端的結構示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
本發明提供了一種降低移動終端輻射的方法，該方法通過在移動終端12中安裝用於降低天線122對人體14的輻射的電磁帶隙結構124實現。本發明實施例還提供了一種移動終端，該移動終端是基於上述降低移動終端輻射的方法實現的。圖1是根據本發明實施例的移動終端的結構示意圖，如圖1所示，該移動終端12包括天線122和電磁帶隙結構124。其中，電磁帶隙結構124，與天線122相連接，用於降低天線122對人體14的輻射。相關技術中，採用塗覆吸波材料的方法降低天線對人體的輻射，但是這樣也會降低天線接收電磁信號的能力。本發明實施例中採用電磁帶隙結構降低天線對人體的輻射， 該電磁帶隙結構通常用於在微波電路中來提高天線輻射效率，而發明人發現該電磁帶隙結構還可以降低天線的背向輻射，因此，將其安裝於移動終端中可以降低天線對人體的輻射， 同時不影響甚至提高天線接收電磁信號的能力。通常，聽筒和/或話筒1 是移動終端12在接聽電話時最靠近人體14的部件。所以，本優選實施例中，將電磁帶隙結構1 安裝於移動終端12的聽筒和/或話筒1 側，如圖2所示，這樣可以最大限度地降低天線對人體的輻射。電磁帶隙結構是從光子帶隙結構發展而來的一種具有周期性的結構。此結構能夠在一定程度上操縱電磁波的傳播，具體表現為此結構能夠在某些頻段上阻止電磁波的傳播，具有一定的禁帶特性。本質上說，電磁帶隙結構是由不同介質、金屬等混合體單元按周期排列構成的帶阻濾波器。由於此特性的存在，電磁帶隙結構一般應用於微帶天線中來抑制基底的表面波，抑制高次諧波，提高輻射增益等方面。下面對電磁帶隙結構IM進行詳細描述，如圖3所示。電磁帶隙結構IM包括上層金屬面1M2、下層金屬面1244以及用於對上層金屬面1242和下層金屬面1244進行電磁隔離的介質基板1246，其中上層金屬面1242上周期排布電磁帶隙單元，下層金屬面1244與天線122共地。其中，介質基板1246的介電常數大於10。電磁帶隙單元的外形是矩形，電磁帶隙單元的中心設置有過孔，該過孔覆蓋有金屬，並使得上層金屬面1242和下層金屬面1244相連接。優選地，電磁帶隙單元是邊長9毫米的正方形，過孔的半徑是0. 5毫米，且電磁帶隙單元的周期排布方式是在電磁帶隙單元之間採用0. 5毫米的帶隙間距進行周期排布。上述移動終端還包括PCB電路板128，電磁帶隙結構IM位於天線122和PCB電路板128之間，如圖4所示，該電磁帶隙結構124的長寬尺寸與PCB電路板128尺寸相近。優選地，電磁帶隙結構與天線可通過螺釘或者卡扣的方式進行連接。綜上所述，本發明中的電磁帶隙結構124，是一種串口孔結構，是金屬片與介質基板的混合體，類似一個未焊接元器件的PCB板。將該電磁帶隙結構與終端天線相連，起到降低天線對靠近人體一側的後向輻射的作用。在天線基板後，加入電磁帶隙結構的基板，採用一種高介電常數材料(如介電常數大於10)作為介質基板。且該電磁帶隙結構的長寬尺寸與PCB電路板尺寸相近。終端電磁帶隙結構包括中間介質層和上、下層金屬面。介質基板底部金屬層作為接地面，與天線的接地面連接。在基板的上表面周期排列方形電磁帶隙單元，該電磁帶隙單元的結構如圖5所示。下面將結合實例對本發明實施例的實現過程進行詳細描述。
本優選實施例在1800GHz頻段進行實驗，電磁帶隙單元結構大小為9mmX9mm，將該電磁帶隙單元覆銅，帶隙間距為0. 5mm，在其中心打半徑為0. 5mm的覆銅過孔，如圖5所示。過孔使介質板上表面單元覆銅層與介質板下表面接地面相連。圖6是根據本發明優選實施例的電磁帶隙結構的俯視圖。圖7是根據本發明優選實施例的移動終端的結構示意圖，以終端常用平面倒F天線(Planar Invert F Antenna，簡稱為PIFA)為例，電磁帶隙結構與天線的相對位置如圖6 所示。引入的電磁帶隙結構位於天線基板的後方，其接地單元與天線的接地單元通過側面的金屬結構進行連接；電磁帶隙結構的上表面方形結構覆銅，中心通過金屬過孔與下底面連接。通過使用SEMCAD軟體進行電磁仿真，計算在1800MHz頻段，使用同一款PIFA天線分別仿真加入電磁帶隙結構與不加入電磁帶隙結構兩種情況下的Ig SAR值。兩種情況中， 人頭模型與天線的相對位置完全相同，只是在其中一種情況中天線背面加入了電磁帶隙結構。仿真設置條件完全相同，計算人頭對終端天線輻射量的吸收，同時，對這兩種情況中天線的OTA(Over the Air)參數TRP與TIS進行對比。表1.仿真結果對比表
權利要求
1.一種移動終端，其特徵在於包括天線(122)；電磁帶隙結構(124)，與所述天線(122)相連接，用於降低所述天線(122)對人體(14) 的輻射。
2.根據權利要求1所述的移動終端，其特徵在於，所述電磁帶隙結構(124)位於所述移動終端的聽筒和/或話筒(126)側。
3.根據權利要求1所述的移動終端，其特徵在於，所述電磁帶隙結構(124)包括上層金屬面(1242)、下層金屬面(1M4)以及用於對所述上層金屬面(1 和所述下層金屬面 1244)進行電磁隔離的介質基板(1246)，其中所述上層金屬面(1 上周期排布電磁帶隙單元，所述下層金屬面(1M4)與所述天線(12 共地。
4.根據權利要求3所述的移動終端，其特徵在於，所述電磁帶隙單元的外形是矩形，所述電磁帶隙單元的中心設置有過孔，該過孔覆蓋有金屬，並使得所述上層金屬面(1M2)和所述下層金屬面(1M4)相連接。
5.根據權利要求4所述的移動終端，其特徵在於，所述電磁帶隙單元是邊長9毫米的正方形。
6.根據權利要求4所述的移動終端，其特徵在於，所述過孔的半徑是0.5毫米。
7.根據權利要求4所述的移動終端，其特徵在於，所述電磁帶隙單元的周期排布方式是在所述電磁帶隙單元之間採用0. 5毫米的帶隙間距進行周期排布。
8.根據權利要求3所述的移動終端，其特徵在於，所述介質基板(1M6)的介電常數大於10。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的移動終端，其特徵在於，還包括PCB電路板 (128)，所述電磁帶隙結構(124)位於所述天線(122)和所述PCB電路板(128)之間。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的移動終端，其特徵在於，所述電磁帶隙結構 (124)與所述天線(12 可通過螺釘或者卡扣的方式進行連接。
11.一種降低移動終端輻射的方法，其特徵在於包括在移動終端中安裝用於降低所述天線(122)對人體(14)的輻射的電磁帶隙結構(124)。
全文摘要
本發明公開了一種移動終端及降低移動終端輻射的方法，該移動終端(12)包括天線(122)；電磁帶隙結構(124)，與天線(122)相連接，用於降低天線(122)對人體(14)的輻射。本發明解決了相關技術中，採用塗覆吸波材料的方法降低天線(122)對人體(14)的輻射，但是這樣也會降低天線(122)接收電磁信號的能力的問題。本發明將電磁帶隙結構(124)安裝於移動終端(12)中可以降低天線(122)對人體(14)的輻射，同時不影響甚至提高天線(122)接收電磁信號的能力。
文檔編號H04B1/38GK102510296SQ20111035186
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者陳霖 申請人:中興通訊股份有限公司