[发明专利]用于电磁辐射耗散装置的微带天线

说明书

技术领域

本发明大体上涉及接收电磁辐射的天线。本发明更具体地涉及适于被置于有源电磁辐射发射源附近以减少源于该有源发射源的不期望的辐射的天线。

背景技术

许多装置在工作时发射电磁辐射。例如，无线通信装置在发射时有意地发出电磁辐射。其它装置无意地发射，例如当微波炉在烹饪时，微波会无意地从微波炉散逸。手持式便携蜂窝电话的广泛接受和使用已经伴随有关于这种辐射的可能有害影响的越来越多的关注。新的手持式蜂窝电话通常含有具有内部天线的细长壳体，较旧的手持式蜂窝电话通常具有细长壳体，天线从壳体竖直向上延伸。当使用任一类型的电话时，当用户的头部置为毗邻蜂窝电话时，用户头部紧靠天线。当蜂窝电话在发射时，天线发出辐射，且这种天线在此处被称为发射天线。因而，当用户在通话时，该装置从发射天线发出辐射，且相当大量的电磁能量近距离地直接投射到用户头部上。

关于用户所遭受的辐射量，每个蜂窝电话必须满足特定政府指导方针。身体吸收的RF辐射量是按照称为SAR或比吸收率的单位来测量的。将期望减小SAR而不显著地对电话的工作产生影响。

已经进行诸多尝试以保护身体免受从发射天线发出的电磁能量。例如，授权给Hunt的美国专利5,613,221公开了一种置于发射天线和用户头部之间用以传导辐射远离用户头部的导电带。也已经进行了通过改变发射天线位置或辐射图以将电磁能量源移动远离身体的一些尝试。例如，授权给Rinot的美国专利6,356,773从电话移除发射天线并将发射天线置于用户头顶上。类似于帽的绝缘屏蔽布置在发射天线和用户头部之间，从而阻挡发射而使得其不穿透到用户。授权给Simmons等人的美国专利6,031,495使用位于发射天线的两极之间的导电带来产生远离用户头部的端射双向模式。其他人已经尝试通过消除辐射来减少被暴露于有害发射。例如，授权给Hsu等人的美国专利6,314,277为一种蜂窝电话天线，其利用能吸收的定向屏蔽通过将信号反馈到蜂窝电话中来消除蜂窝电话的所发射的辐射。

如美国公开的专利申请2008/0014872中所描述的，减少电磁辐射的一种方法是利用天线捕获辐射，将辐射转换成电流，以及随后耗散该电流。然而，天线设计成接收特定频带中的RF信号，蜂窝电话通常在四个不同频带的一个或多个中工作。例如，在欧洲，GSM蜂窝电话在900MHz和1800MHz频带工作。在美国，GSM和CDMA蜂窝电话在850MHz或1900MHz频带工作。将期望设计出一种用于电磁耗散装置的天线，其能够在大多数或所有的蜂窝电话频带上捕获辐射。

曲折型天线（meander antenna）由于它们尺寸小、重量轻、制作容易以及单向辐射图的原因而普遍用于接收蜂窝电话信号。曲折型天线通常包含印刷在比如印刷电路板（PCB）的电介质基板上的折叠导线。曲折型天线在比许多其它天线设计小得多的空间中具有特定频带处的共振。随着曲折型天线元件的总导线长度增大，曲折型天线的共振频率减小。此外，如果曲折型天线中的转弯（turn）非常靠近从而具有强耦合，则也会存在天线的电容性负载，这将增大带宽。总天线几何形状、导线长度和布局必须针对每种给定的天线用途予以最优化。将期望设计出一种在蜂窝电话频带上是有效的、供电磁辐射耗散装置使用的曲折型天线。

因此，本发明的目的是提供一种天线设计，该天线设计用于减少有源发射源的用户的SAR而不会显著不利地影响该发射源的期望的性能的装置。具体目的是提供一种天线设计，其被特别地调谐用以减少用户受到的来自蜂窝电话的不期望的辐射。另一目的是提供一种可以捕获来自在被分配用于蜂窝电话通信的四种主要频带的任一种中工作的蜂窝电话的电磁辐射的天线设计。

发明内容

本发明涉及微带天线，特别是与减少被暴露于不期望的电磁辐射的电磁辐射耗散装置一起使用或者与用于指示已知或未知的电磁辐射的存在的装置一起使用的微带天线。该耗散装置使用天线捕获当比如蜂窝电话的有源发射源发射时来自其的辐射。该装置将所捕获的辐射转换成电流并通过消耗所收集的电流操作电流使用装置来耗散所收集的电流，该装置可以是热学、机械、化学或电学装置，或者其组合。

根据本发明的微带天线包含几个串行连接的曲折节段，其中每个曲折节段包含通过两个连续弯折（bend）串行连接的至少两个平行相邻导电部分；一个或多个曲折节段具有角度与90°相差小于5°的弯折；并且一个或多个曲折节段具有角度与90°相差大于5°的弯折。已经发现，这种天线表现出特别有利的属性以用于减少被暴露于不期望的电磁辐射。

有利的是，根据本发明的天线可以是单极天线。