CN201044256Y - 多频段的频率选择滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多频段的频率选择滤波装置，用于设置在小型可携式装置的机壳或天线模块上，该多频段的频率选择滤波装置至少包含两个层迭的基层，每一基层由介电质基材与固定于其上的导体层所构成，其中该导体层具包含中央体及侧翼的基本单元图案，以周期性或特殊非周期性排列，透过该基本单元图案适当的形状与排列，以及该基层的层迭，使单层的面和厚度方向形成立体的电感与电容的共振数组，因而可以大幅缩小电磁波的共振波长，使之能在小型装置尤其是手机上，达到多频段的频率选择性滤波，供通信频段的电磁波通过，并对非通信频段进行屏蔽，以有效降低电磁波对外界的干扰，以及比吸收率对使用者脑部的影响。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种多频段的频率选择性滤波装置，特别是指一种能提供立体的电感与电容的共振数组，亦即藉多层共振以缩小电磁波的共振波长，因而可藉以小型化频率选择性功能面(Frequency Selective Surface；以下简称FSS)的基本单元图案(Unit Cell)，使之适用于小型可携式装置如：手机，以进行多频段的频率选择性滤波，供通信频段的电磁波通过，并对非通信频段进行屏蔽。
背景技术
随着无线通讯技术的不断改进，时下手机已普遍成为个人装置，然而，辐射自手机的电磁波除了对周遭其它电子装置的电磁干扰之外，更可能对使用者的脑部造成伤害，是以降低电磁波的干扰(ElectromagneticInterference；以下简称EMI)和比吸收率(Specific Absorption Rate；以下简称SAR)的影响是可携式无线通讯装置极重要的一环。
习知以FSS可对特定频段的电磁波进行带通(Band Pass)或带拒(BandStop)的滤波处理，其处理的通则是FSS的基本单元图案(Unit Cell)大小相当于所欲处理的电磁波的波长，即两者成一比例关系，一般手机的平面尺寸约45mm×100mm，而手机通讯频段的波长则介于140mm至350mm之间(分别对应于3G/2.1GHz与GSM/850MHz)，时下虽有业者致力于FSS在上述频段的应用，然其基本单元图案尺寸仍嫌过大(约25.8mm)，因此只能够对该频段电磁波进入某一大的装置或建筑物进行屏蔽，而无法适用于电磁波从小型装置外泄辐射(Emission)的防止，是以，如何缩小共振波长以小型化FSS的基本单元图案，确为FSS能否应用于手机等小型装置以降低EMI和SAR影响的迫切课题。
发明内容
本实用新型的目的，在于提供一种多频段的频率选择滤波装置，可用于设置在小型可携式装置的机壳或天线模块上，以提供多频段的频率选择性滤波，供通信频段的电磁波通过，并对非通信频段进行屏蔽，且能有效降低电磁波对外界的EMI及SAR对使用者脑部的影响。
为达到上述目的，本实用新型多频段的频率选择滤波装置，包含至少两个曾迭的基层，其特征在于：该每一基层由介电质基材与导体层所构成，其中该导体层具基本单元图案以周期性或特殊非周期性作排列，透过适当的基本单元图案的形状与排列，以及基层的曾迭，使单层的面和厚度方向形成立体的电感与电容的共振数组，因而可以大幅缩小电磁波的共振波长，将FSS的基本单元图案小型化。
本实用新型与现有技术相比具有如下显而易见的实质性特点和优点：依据上述说明，该介电质基材具有上、下表面，该上表面用于导体层的组固，而下表面则作为曾迭时的接合面。另，该FSS基本单元图案包含：中央体及位于其两侧的侧翼，其中该中央体为王字型，而该侧翼为U型。本实用新型多频段的频率选择滤波装置再一特征，在于该基本单元图案相互间具适当的间隙，且，中央体与侧翼可为中空回路(Loop)设置。本实用新型多频段的频率选择滤波装置又一特征，在于该上下基层的基本单元图案的方向是相对呈九十度设置，以形成对称的结构，可藉以减少极化(Polarization)和入射角度的影响。依据上述的特征，其中该上下基层之间的组固，可采黏贴或热压方式。依据上述的特征，其中该导体层的图案化(Patterning)，以及介电质基材与导体层的组固，可采冲压、一体成型、黏贴、热压、喷墨印刷、网印，或类似FPC的微影蚀刻，或表面活化和化学镀等方式。
附图说明
图1是本实用新型多频段的频率选择滤波装置的立体分解图。
图1A、B为本实用新型导体层FSS图案的局部放大图。
图2为图1的组合图。
图3为图2的3-3剖视图。
图4为本实用新型多频段的频率选择滤波装置装配于手机壳体内侧的立体分解图。
图5为本实用新型多频段的频率选择滤波装置装配于手机壳体外侧的立体分解图。
图6为本实用新型多频段的频率选择滤波装置装配于天线模块的立体分解图。
图7为本实用新型多频段的频率选择滤波装置经实际量测滤波效应的结果。
图号说明
1 频率选择滤波装置 2，3 基层
20，30 介电质基材 21，31 导体层
201，301 上表面 202，302 下表面
22，32 基本单元图案 220，320 王字型中央体
221，321 U型侧翼 50，51 间隙
6 手机壳 7 天线模块
具体实施方式
请参阅图1至图3，本实用新型多频段的频率选择滤波装置1是包括：两个曾迭的基层2，3，其中每一基层2，3由介电质基材20，30与导体层21，31所构成，该基层2和3可采黏贴或热压方式组固，两介电质基材20，30分别具有上表面201，301与下表面202，302，该上表面201，301用于供导体层21，31的组固，而下表面202，302则作为曾迭时的接合面。本实施例的导体层21，31具基本单元图案(Unit Cell)22，32，包含：中央体220，320及位于其两侧的一对侧翼221，321，其中该中央体220，320为王字型，而该侧翼221，321为U型，该中央体220，320及侧翼221，321以周期性排列共同形成等距数组的周期性图案(Rectangular Grid)，藉该U型侧翼221，321可对王字型中央体220，320做电容负载(Capacitive Loading)。另外，基本单元图案22，32相互间具适当之间隙50，51。又，该导体层21，31的图案化(Patterning)，以及介电质基材20，30与导体层21，31的组固，可采冲压、一体成型、黏贴、热压、喷墨印刷、网印，或类似FPC的微影蚀刻，或表面活化和化学镀等方式。再者，该上下曾迭基层2，3的导体层21，31的基本单元图案22，32是相对呈九十度设置，形成对称的结构(如图1A、B所示)，可藉以减少极化(Polarization)和入射角度的影响。这样，透过该基本单元图案22，32适当的形状与排列，以及基层2，3的曾迭，使单层的面和厚度方向形成立体的电感与电容的共振数组，而可大幅缩小电磁波的共振波长，达成FSS图案的小型化的实现，使之能适用于小型装置如：手机的上，藉该等共振数组的多层滤波，选择性容许通讯频段的电磁波通过，而屏蔽非通讯的频段，以有效降低EMI和SAR的影响。
请参阅图7是本实用新型多频段的频率选择滤波装置经实际量测滤波效应的结果，其中横坐标为频率，纵坐标为反射是数(ReflectionCoefficient)，从图上可以清楚理解，本实用新型的一实例可选择性带通GSM900/1800MHz以及WLAN 2.4GHz的通讯频段，此外，藉由基本单元图案22，32的尺寸与单元间隙50，51的修改，以及介电质基材20，30和导体层21，31的材质与厚度的选取，也可调适共振频率与频宽至其它的多频段应用范围。
请参阅图4至图6为本实用新型频率选择滤波装置1的应用例，其中图4所示是将本实用新型频率选择滤波装置1组装于手机壳6内侧的立体分解图；图5所示是将本实用新型频率选择滤波装置1组装于手机壳6外侧的立体分解图；图6所示为本实用新型频率选择滤波装置1组装于手机天线模块7的上的的立体分解图，这样应用于手机可使得通信频段的电磁波通过，并对非通信频段进行屏蔽，而能有效降低电磁波对外界的EMI及SAR对使用者脑部的影响。
本实用新型多频段的频率选择滤波装置除上述的实施态样之外，尚可有其它的应用调整和衍生：
(一)本实用新型为多层共振于缩小共振波长和多频段频率选择性滤波的应用，可藉下述项目的单项或其组合，以作应用频段和频宽的调整：
1.可采2层以上的基层数目。
2.各基层的介电质基材和导体层的材质与厚度可采相同或不同的组合。
3.导体层的基本单元图案的尺寸和形状可做修饰衍变，各基层可采相同或不同的基本单元图案的组合。
4.导体层的基本单元图案可有其它的排列方式。
(二)导体层的基本单元图案由中央体及位于其两侧的一对侧翼所构成，该对侧翼可为对称或非对称，并与中央体形成电容负载，中央体与侧翼的形状不限于前述的王字型与U型。
(三)导体层的基本单元图案亦可为中空的回路(Loop)，而不限于上述的实体(Solid)。
综上所述，本实用新型多频段的频率选择滤波装置确能达到实用新型的目的，符合新型专利要件，但是，以上所述者仅为本实用新型的较佳实施例而已，大凡依据本实用新型所为的各种修饰与变化，仍应包含于本专利申请范围内。
Claims (11)
1.一种多频段的频率选择滤波装置，包括：
至少两个层迭的基层，
每一基层由介电质基材与导体层所构成，其特征在于：该介电质基材具有上、下表面，该上表面用于供导体层组固，而下表面作为层迭时的接合面，该导体层具基本单元图案以周期性或特殊非周期性作排列，透过适当的基本单元图案的形状与排列，以及基层的层迭，使单层的面和厚度方向形成立体的电感与电容的共振数组，因而可以大幅缩小电磁波的共振波长，将FSS的基本单元图案小型化。
2.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该基本单元图案相互间具适当的间隙。
3.如权利要求2所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该FSS基本单元图案包含中央体及位于其两侧的一对侧翼。
4.如权利要求3所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该中央体为王字型，而该侧翼为U型。
5.如权利要求4所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该上下基层的基本单元图案的方向是相对呈九十度设置，以形成对称的结构。
6.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该中央体与侧翼可为中空回路设置。
7.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该上下基层之间的组固，可采黏贴或热压方式。
8.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：导体层的图案化，以及介电质基材与导体层的组固，可采冲压、一体成型、黏贴、热压、喷墨印刷、网印，或类似FPC的微影蚀刻，或表面活化和化学镀方式。
9.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：各基层的介电质基材和导体层的材质与厚度可采相同或不同的组合。
10.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：各基层可采相同或不同的基本单元图案的组合。
11.如权利要求1所述多频段的频率选择滤波装置，其特征在于：该层迭的基层可组装于手机的机壳内、机壳外或组装于天线模块上。
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