KR100480049B1 - 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치에 관한 것으로, 종래 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치는 금속박스를 사용하여 차폐함으로써, 저주파의 자계에 대한 흡수율이 낮아 그 저주파 자계의 대부분을 차단할 수 없어, 인체에 해를 주며, 전자회로에 악영향을 주는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 전자회로의 주변에 박스형으로 위치하며 낮은 도자율을 가지는 제1차폐부와, 상기 제1차폐부의 주변부에 박스형으로 위치하며 높은 도자율을 가지는 제2차폐부의 이중 구조로 구성하여, 전계 뿐만 아니라 낮은 주파수의 자계도 효과적으로 차단할 수 있어, 인체에 해를 주는 것을 방지함과 아울러 내부의 전자회로를 보호하는 효과가 있다.

Description

무선통신기기의 불요전자파 차폐장치{ELECTRON WAVE SHELTER FOR WIRELESS COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치에 관한 것으로, 특히 낮은 주파수의 자계를 차폐시켜 시스템의 안정성을 향상시키고, 인체에 미치는 영향을 최소화하는데 적당하도록 한 무선통신기기의 블요전자파 차폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자계에 의한 생체의 열 작용은 조직 내에서의 주울(joule) 열 발생에 의한 체온 또는 조직 온도의 상승으로 나타난다. 이 온도 상승은 조직의 흡수 에너지량과 밀접한 관련이 있고 단위 질량 조직이 단위 시간에 흡수하는 에너지량 즉, 전자파흡수율(Specific Absorption Rate : SAR)로 표현되는 RF(Radio Frequency) 에너지 침투율은 생체 시스템과 이 에너지의 상호작용의 정량화에 중요한 역할을 하여 현재 외국의 전파이용 안전기준에는 노출공간의 전계, 자계 및 전력밀도와 SAR을 함께 다루고 있으며, 이를 보다 더 강화하고 있다.

전자파흡수율(Specific Absorption Rate : SAR)이란 인체조직의 단위 질량에 흡수된 에너지[W/㎏]를 말한다. 1950년대 물리의학 분야에서 근거리장의 마이크로파 방사로 인해 노출된 에너지 정도를 측정하기 위해 선량학적 측정(Dosimetry Measurement) 방법이 사용되었고 1960대에 SAR이라는 개념으로 발전하여 현재 휴대폰의 전자파 인체 영향을 규제할 수 있는 정량화된 측정량으로 사용되고 있다.

종래 3GPP 이동 단말기나 PDA와 같은 무선통신기기의 전자회로는 금속을 이용하여 강한 신호원이나, 신호라인을 포함하는 전자회로주변을 박스 처리하여 전자파가 방사되는 것을 방지하였으며, 이와 같은 종래 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 전자회로(1)의 주변을 금속박스(2)를 사용하여 차폐 하였다.

상기 금속박스(2)는 내부에 위치하는 전자회로(1)로 부터 방사되는 전자파가 외부로 방사되는 것을 방지할 뿐만 아니라 외부의 전자파가 금속박스(2)의 내부로 방사되어 전자회로(1)에 치명적인 영향을 주는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 도1에서 Z1, Z2는 각각 공기의 임피던스와 금속박스(2)의 임피던스를 칭하는 것이며, 이를 이용하여 금속박스(2)를 통해 방사될 수 있는 전계의 세기를 산출할 수 있다.

상기 수학식1은 금속박스(2)의 면, 즉 차폐면에서의 전계강도를 나타내는 식이다.

상기 금속박스(2)의 면 임피던스(Z2)에 비하여 공기의 임피던스(Z1)가 대단히 큰 값이므로, 상기 차폐면에서의 전계세기는 0에 가까운 값이 된다.

이를 이용하여 대부분의 전계는 차단할 수 있게 된다.

또한, 아래의 수학식2는 차폐면에서의 자계강도를 나타내는 식이다.

상기 수학식2에서 역시 금속의 임피던스(Z2)에 비하여 공기의 임피던스(Z1)가 큰 값이므로, 반사되는 자계는 거의 없고 대부분 차폐면에 들어가게 된다.

이와 같이 자계에 대해서는 금속박스(2)의 내로 자계가 들어가게 되므로, 자계에 의한 영향을 크게 감소시킬 수 없게 되며, 자계의 영향은 그 금속박스(2)의 두께와 관련된다.

아래의 수학식3은 금속박스(2)의 두께에 따른 자계의 흡수량을 나타낸 것으로, 금속박스의 두께(t)가 증가하면 흡수량도 증가하는 것을 알 수 있다.

dB

상기 t는 금속박스(2), 즉 차폐면의 두께이며, f는 주파수, u는 차폐물질의 도자율(permeability), δ는 차폐물질의 콘덕티비티(conductivity)를 나타낸다.

상기 자계 흡수량을 향상시키기 위해 종래에는 금속박스(2)의 두께를 증가시켰으나, 이는 무선통신기기의 소형화 추세에 따라 그 한계가 드러나고 있다.

또한, 상기와 같이 금속박스(2)를 이용하여 불요전자파를 차폐하는 방식은 전계 또는 고주파의 자계에는 효과적인 방법이지만 저주파의 자계에 대해서는 흡수율이 매우 낮아 저주파 자계에 의해 인체에 유해한 통신환경을 제공하게 되며, 전자회로에도 치명적인 영향을 줄 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 종래 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치는 금속박스를 사용하여 차폐함으로써, 저주파의 자계에 대한 흡수율이 낮아 그 저주파 자계의 대부분을 차단할 수 없어, 인체에 해를 주며, 전자회로에 악영향을 주는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 낮은 주파수의 자계도 차단할 수 있는 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적은 전자회로의 주변에 순차로 박스형으로 위치하며, 낮은 도자율을 가지는 제1차폐부와 높은 도자율을 가지는 제2차폐부의 이중 구조로 구성하여, 높은 도자율을 가지는 제2차폐부에 의해 자계를 효과적으로 차단함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 전자회로(1)의 주변에 박싱된 도자율이 낮은 제1차폐부(3)와; 그 제1차폐부(3)의 주변에 박싱된 도자율이 큰 제2차폐부(4)로 구성된다.

상기 제1차폐부(3)는 도자율이 낮은 규소냉각압연을 사용하며, 제2차폐부(4)는 퍼머로이를 사용한다.

상기 제1차폐부(3)와 제2차폐부(4)는 각각 상호 접합된 형상 또는 상호 이격된 형상이든 그 형상에는 제한되지 않는다.

이처럼 도자율이 낮은 제1차폐부(3)와 도자율이 높은 제2차폐부(4)를 사용함으로써 얻어지는 효과에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 전자회로(1)로 부터 방사되는 불요 전자파는 제1차폐부(3)에 도달하게 된다.

이때, 제1차폐부(3)의 차폐면에서는 상기 수학식1에 기재한 바와 같이 그 차폐면의 임피던스와 공기중의 임피던스 차이에 의해 대부분의 전계를 제거할 수 있다.

상기 제1차폐부(3)의 차폐면에서는 상기 전계의 방사를 대폭 줄일 수 있지만, 자계에 대해서는 그 감쇄효과가 더 적어 대부분이 제1차폐부(3)의 반대측으로 방사된다.

이는 상기 수학식2와 수학식3에 기재된 자계의 세기와 흡수량의 관계에서 알 수 있다.

특히, 도자율이 낮은 제1차폐부(3)는 동일 두께(t) 등 동일조건에서 그 도자율이 낮기 때문에 자계에 대한 흡수율이 낮다.

그러나, 제1차폐부(3)를 투과한 자계는 그 강도가 줄어들게 된다.

상기와 같이 제1차폐부(3)를 투과하면서 강도가 감소된 자계는 도자율이 높은 제2차폐부(4)에 전달된다.

이때, 제2차폐부(4)는 그 도자율이 크기 때문에 상기 수학식3에서 두께를 증가시키지 않아도, 흡수량을 증가시킬 수 있다.

상기 제1차폐부(3)를 통해 강도가 줄어든 자계를 흡수하는 것이기 때문에 제2차폐부(4)에서 대부분의 자계를 흡수할 수 있게 된다.

이와 반대로 외부에서 인가되는 전계 및 자계는 먼저 대부분의 자계가 제2차폐부(4)에서 흡수된다.

이때, 전계의 일부도 흡수가 되어지며, 상기 제2차폐부(4)를 투과한 전계와 자계의 일부는 제1차폐부(3)에서 제거되어, 외부에서 발생된 전계 또는 자계에 대해 제1차폐부(3) 내에 위치하는 전자회로(1)는 영향을 받지 않게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치는 낮은 도자율을 가지는 제1차폐부와 높은 도자율을 가지는 제2차폐부의 이중 차폐구조로 구성되어, 전계 뿐만 아니라 낮은 주파수의 자계도 효과적으로 차단할 수 있어, 인체에 해를 주는 것을 방지함과 아울러 내부의 전자회로를 보호하는 효과가 있다.

도1은 종래 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치의 구성도.

도2는 본 발명 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치의 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:전자회로 3:제1차폐부

4:제2차폐부

Claims (3)

1. 전자회로의 주변에 박스형으로 위치하며 낮은 도자율을 가지는 제1차폐부와, 상기 제1차폐부의 주변에 박스형으로 위치하며 높은 도자율을 가지는 제2차폐부의 이중 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치.
2. 제 1항에 있어서, 제1차폐부는 규소 냉각압연이며, 제2차폐부는 퍼머로이로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신기기의 불요전자파 차폐장치.
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