MX2011000082A - Antena de microbanda para dispositivo de disipacion de radiacion electromagnetica. - Google Patents

Abstract

La presente invención es un diseño de antena de microbanda que puede utilizarse con un dispositivo de disipación de radiación electromagnética que reduce la exposición a radiación electromagnética indeseable; el dispositivo de disipación utiliza una antena de microbanda para capturar la radiación desde una fuente de emisión activa, tal como un teléfono celular cuando está transmitiendo; el dispositivo convierte la radiación capturada en una corriente eléctrica y disipa la corriente recolectado y la utiliza para la operación del dispositivo térmico, mecánico o eléctrico; la antena de microbanda comprende varios segmentos serpenteantes conectados en serie; uno o más de los segmentos serpenteantes se dobla con ángulos que difieren de los 90º en menos de 5º; la forma general o huella de la antena es un reloj de arena modificado de manera que los segmentos de microbanda cerca del centro de la antena son más estrechos que los segmentos de microbanda cerca de los extremos de la antena; en general, los segmentos serpenteantes incluyen ángulos variables, lo cual aumenta al máximo la operación de la antena para absorber la radiación electromagnética indeseable de los teléfonos celulares.

Description

ANTENA DE MICROBANDA PARA DISPOSITIVO DE DISIPACIÓN DE RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a antenas que reciben radiación electromagnética. La presente invención se refiere más específicamente, a antenas adaptadas para ser colocadas en la cercanía de una fuente de emisión de radiación electromagnética para reducir la radiación indeseable que emana de la fuente de emisión activa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchos dispositivos transmiten radiación electromagnética cuando están en operación. Por ejemplo, los dispositivos de comunicaciones inalámbricos emanan de manera intencional radiación electromagnética cuando están transmitiendo. Otros dispositivos transmiten en forma inadvertida, por ejemplo, cuando un microondas está cocinando, microondas que pueden escapar de forma inadvertida del horno. La aceptación y uso ampliamente generalizado de teléfonos portátiles, celulares, ha estado acompañada por una preocupación creciente con respecto a los posibles efectos dañinos de dicha radiación. Los teléfonos celulares portátiles nuevos, normalmente tienen un alojamiento alargado con una antena interna, y los teléfonos celulares portátiles viejos, normalmente tienen un alojamiento alargado con una antena que se extiende hacia arriba verticalmente desde el alojamiento. Cuando se utiliza cualquier tipo de teléfono, la cabeza del usuario entra en proximidad cercana con la antena cuando su cabeza es colocada adyacente al teléfono celular. La antena emana radiación cuando el teléfono celular está transmitiendo, y dicha antena es denominada en la presente descripción como una antena de transmisión. Por consiguiente, cuando el usuario está hablando, el dispositivo está emanando radiación desde la antena de transmisión, y una cantidad sustancial de energía electromagnética es proyectada directamente sobre la cabeza del usuario en un intervalo de cercanía.

Cada teléfono celular tiene que cumplir con determinados lineamientos gubernamentales, como la cantidad de radiación a la que está expuesto el usuario. La cantidad de radiación RF absorbida por el cuerpo se mide en unidades conocidas como SARs, o índices de absorción específicos. Sería deseable reducir los SARs sin afectar de manera significativamente adversa la operación del teléfono.

Han existido esfuerzos para proteger el cuerpo de la energía electromagnética que emana de la antena de transmisión. Por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 5,613,221 emitida para Hunt, describe una banda conductora colocada entre la antena de transmisión y la cabeza del usuario, para conducir la radiación lejos de la cabeza del usuario. También existen algunos intentos para mover la fuente de la energía electromagnética lejos del cuerpo, cambiando la ubicación de la antena de transmisión o patrón de radiación. Por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 6,356,773 emitida para Rinot, remueve la antena de transmisión del teléfono y la coloca en la parte superior de la cabeza del usuario. Un escudo aislante es dispuesto entre la antena de transmisión y la cabeza del usuario, similar a un gorro, para bloquear las emisiones, de manera que no penetren a través del usuario. La Patente de E.U.A. No. 6,031 ,495 emitida para Simmons, et alia, utiliza una banda conductora entre dos polos de una antena de transmisión para crear un patrón bidireccional de llama de extremo lejos de la cabeza del usuario. Otros han intentado reducir la exposición a la emisión dañina cancelando la radiación. Por ejemplo, la Patente de E.U.A. No. 6,314,277 emitida para Hsu, et alia, es una antena de teléfono celular que cancela la radiación transmitida del teléfono celular con un escudo direccional absorbente alimentando la señal de regreso al teléfono celular.

Un método para reducir la radiación electromagnética es capturar la radiación con una antena, convertirla en una corriente eléctrica, y posteriormente disipar la corriente, como se describió en la Solicitud de Patente publicada de E.U.A. 2008/0014872. Sin embargo, las antenas, están diseñadas para recibir señales RF en bandas de frecuencia particulares, y los teléfonos celulares generalmente operan en una o más de cuatro bandas diferentes. Por ejemplo, en Europa, los teléfonos celulares GSM operan en las bandas de 900 MHz y 1800 MHz. En los Estados Unidos, los teléfonos celulares GSM y CDMA operan en las bandas de 850 MHz ó 1900 MHz.

Sería deseable diseñar una antena para los dispositivos de disipación electromagnética que tenga la capacidad de capturar la radiación a través de la mayoría o todas las bandas de frecuencia de telefonía celular.

Las antenas serpenteantes se han vuelto populares para recibir señales de teléfonos celulares debido a su tamaño pequeño, peso ligero, facilidad de fabricación y patrones de radiación omnidireccionales. Las antenas serpenteantes generalmente comprenden un cable doblado impreso sobre un sustrato dieléctrico, tal como una tarjeta de circuito impresa (PCB). Las antenas serpenteantes tienen resonancia en una banda de frecuencia particular en un espacio mucho menor que muchos otros diseños de antena. La frecuencia resonante de una antena serpenteante disminuye a media que la longitud total de cable del elemento de antena serpenteante se incrementa. Adicionalmente, si los giros en la antena serpenteante son muy cercanos, de manera que tiene un acoplamiento fuerte, éstos también pueden ser una carga capacitiva de la antena, lo cual incrementará el ancho de banda. La geometría total de la antena, longitud del cable y diseño deben ser optimizados para cada propósito de antena determinada. Sería deseable diseñar una antena serpenteante para utilizarse con un dispositivo de disipación de radiación electromagnética que es efectiva a través de las bandas de frecuencia de los teléfonos celulares.

Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar un diseño de antena para utilizarse con un dispositivo que disminuye los SARs para el usuario de una fuente de emisión activa sin afectar en forma significativamente adversa el desempeño deseado de la fuente de emisión. Es un objeto particular proporcionar un diseño de antena específicamente sintonizada para reducir la radiación indeseable a la cual está expuesto un usuario de un teléfono celular. Es un objeto adicional, proporcionar un diseño de antena que puede capturar la radiación electromagnética de un teléfono celular que opera en cualquiera de cuatro bandas de frecuencia predominantes asignadas para la comunicación por telefonía celular.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una antena de microbanda, en particular a una antena de microbanda a ser utilizada con un dispositivo de disipación de radiación electromagnética que reduce la exposición a radiación electromagnética indeseable o con un dispositivo para indicar la presencia de radiación electromagnética conocida o desconocida. El dispositivo de disipación utiliza una antena para capturar la radiación desde una fuente de emisión activa, tal como un teléfono celular cuando está transmitiendo. El dispositivo convierte la radiación capturada en una corriente eléctrica y disipa la corriente recolectada utilizándola para operar un dispositivo que utiliza corriente, el cual puede ser un dispositivo térmico, mecánico, químico o eléctrico o una combinación de los mismos.

La antena de microbanda de acuerdo con la presente invención comprende varios segmentos serpenteantes conectados en serie en donde cada segmento serpenteante comprende por lo menos dos porciones conductoras adyacentes paralelas conectadas mediante dos dobleces sucesivos; uno o más segmentos serpenteantes tienen dobleces con ángulos los cuales difieren de 90° en menos de 5o; y uno o más segmentos serpenteantes tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° en 5o. Se ha descubierto que esta antena presenta propiedades particularmente ventajosas para reducir la exposición a radiación electromagnética indeseable.

De manera ventajosa, la antena de acuerdo con la presente invención puede ser una antena de monopolo.

De manera ventajosa, dichos dobleces pueden ser dobleces agudos. "Dobleces agudos" significa que no presenta un ahusamiento o redondeo significativo alguno.

De manera significativa, la microbanda puede ser de entre 0.0 27 y 0.0889 centímetros de ancho.

De manera ventajosa, la microbanda puede ser de entre 1.27 y 12.7 centímetros de largo.

De manera ventajosa, dichas porciones conductoras adyacentes paralelas pueden ser separadas con una pendiente de entre 0.762 y 1.778 centímetros.

De manera ventajosa, la antena puede comprender por lo menos dos segmentos serpenteantes o anchos significativamente diferentes. "Ancho" de un segmento serpenteante se debe comprender como la distancia entre los extremos opuestos de las porciones conductoras adyacentes paralelas de ese segmento. Incluyendo los segmentos serpenteantes de anchos significativamente diferentes, la antena logra una mejor captura de radiación electromagnética en diversas longitudes de onda significativamente diferentes.

De manera ventajosa, la antena puede comprender un primer segmento serpenteante que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5o; y un segundo segmento serpenteante conectado en serie al primer segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en más de 5o.

Más ventajosamente, la antena puede comprender adicionalmente un tercer segmento serpenteante conectado en serie al segundo segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren en 90° por menos de 5o.

Aún más ventajosamente, la antena puede comprender adicionalmente un cuarto segmento serpenteante conectado en serie al tercer segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° por más de 5o.

La antena también puede comprender adicionalmente un quinto segmento serpenteante conectado en serie al cuarto segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos, los cuales difieren desde 90° por menos de 5°.

En una modalidad preferida, dicho quinto segmento serpenteante puede ser conectado a un contacto eléctrico, dichos primer, tercero y quinto segmentos serpenteantes pueden tener bordes substancialmente paralelos, y dicho tercer segmento serpenteante puede tener un ancho substancialmente más estrecho que dichos primer y quinto segmentos. "Borde" de un segmento serpenteante, se debe comprender como una línea de conexión de los extremos adyacentes de las porciones conductoras adyacentes paralelas de ese segmento. Esta configuración mejora adicionalmente la captura de radiación electromagnética en diversas longitudes de onda significativamente diferentes.

De manera ventajosa, dos bordes de dicho segundo segmento serpenteante convergen con un ángulo de más de 1 °, aunque menor que 90°, y un borde superior y un borde inferior de dicho cuarto segmento serpenteante se bifurca con un ángulo de más de 90°. Si se busca en la huella del segmento serpenteante, en donde "huella" se entiende como un contorno del perímetro del segmento, la huella del segundo segmento serpenteante es ahusado desde el ancho de dicho primer segmento serpenteante al ancho de dicho tercer segmento serpenteante, y la huella de dicho cuarto segmento serpenteante es ahusado desde el ancho de dicho tercer segmento serpenteante al ancho de dicho quinto segmento serpenteante.

La presente invención también se refiere a un dispositivo que comprende una antena de microbanda de acuerdo con la presente invención y un ensamble de disipación conectado a dicha antena de microbanda, así como también a un método o derivación de exposición de radiación electromagnética que emana mediante una fuente de emisión activa, el método comprende recibir radiación electromagnética de la fuente de emisión activa en una antena de microbanda de acuerdo con la presente invención, mediante la cual, se induce la corriente en dicha antena, que conduce la corriente a un ensamble de disipación, y que opera el ensamble de disipación con la corriente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 , es un diagrama de bloques que ilustra la antena de la presente invención en cooperación con un dispositivo de disipación de radiación electromagnética.

La figura 2, es un diagrama de bloques que ilustra un dispositivo de disipación de radiación electromagnética que incorpora la antena de la presente invención colocada cerca de una fuente de emisión.

La figura 3, es un diagrama de bloques de una tarjeta de circuito impreso que incorpora la antena de la presente invención para utilizarse con un teléfono celular.

La figura 4, representa las dimensiones preferidas de la antena. La figura 5, es una vista en perspectiva de un teléfono celular con el dispositivo de disipación de radiación electromagnética adherido al escudo exterior.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención es una antena de microbanda 14, en particular una antena de microbanda 14 a ser utilizada con un dispositivo de disipación de radiación electromagnética 10 para reducir la exposición a radiación indeseable o con un dispositivo para encausar la presencia de radiación electromagnética conocida o desconocida. El dispositivo de disipación 10 comprende una antena 14 y un ensamble de disipación 17, como está ilustrado en la figura . Cuando una fuente de emisión 11 , como se muestra en la figura 2, está en operación, transmite radiación electromagnética. Cuando la antena 14 es bombardeada por la radiación, los electrones son agitados en la antena 14, generando un flujo de electrón (corriente). Para continuar absorbiendo la radiación electromagnética, la corriente eventualmente debe ser drenada desde la antena. Esta corriente es drenada desde la antena objetivo 14 con un conductor 12 y es movida a un ensamble de disipación 17, el cual ocupa la corriente mediante la operación de un dispositivo eléctrico, mecánico o térmico. Para fuentes de emisión pequeñas, la corriente es pequeña y el conductor puede ser tan simple como un cable o conductor de tarjeta de circuito impresa. Para fuentes de emisión superiores, puede requerirse un conductor de trabajo más pesado.

La figura 3, ilustra un PCB 30, que incorpora la antena 14 de la presente invención. Como se conoce en la materia, una antena es cualquier masa conductora que funciona como un receptor o recolector de energía electromagnética. Adicionalmente, las antenas tiene un número de parámetros importantes; aquellos de más interés incluyen la ganancia, patrón de radiación, ancho de banda y polarización. En una antena receptora, el campo electromagnético aplicado es distribuido en la longitud completa de la antena para recibir la radiación indeseable. Si la antena de recepción que golpea la señal tiene una longitud determinada relativa a la longitud de onda de la radiación recibida, la corriente inducida será mucho más fuerte. La longitud deseada de la antena puede ser determinada utilizando la ecuación bien conocida: (A)(f)=c en donde ? es la longitud de onda de la radiación incidente, f es la frecuencia de la radiación incidente y c es la velocidad de la luz. Por ejemplo, si una señal a 1900 MHz viaja a través del aire, éste completa un ciclo en aproximadamente 32 cm. Si la señal golpea una antena de 32 cm o ciertas fracciones de ésta (1/2 ó 1/4 ó 1/16 de longitud de onda), entonces, la corriente inducida será mucho mayor que si la señal golpea una antena de tarjeta que no fue alguna fracción apreciable de la longitud de onda.

Normalmente, los teléfonos celulares y otras tecnologías de comunicaciones inalámbricas tales como los PCS, G3 o Bluetooth® emiten radiación en el radio o intervalos de microondas, o ambos, cuando transmite. Estos y otros productos del consumidor con frecuencia emiten longitudes de onda (frecuencias) múltiples. Los teléfonos celulares, en particular, emiten radiación en los intervalos de 450 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 800 MHz y 1900 MHz cuando están transmitiendo. Esto significa que la antena de microbanda 14 debe desempeñarse bien sobre un intervalo de frecuencias. Las longitudes de banda correspondientes para las frecuencias de teléfonos celulares se resumen a continuación: La antena de microbanda 14 en la presente descripción, es una antena de recepción y no transmite en forma intencional energía electromagnética. La antena de microbanda 14 puede ser cualquier tipo de antena de microbanda tal como una antena de rastreo PCB, una antena de cable, una antena de tinta conductora o una antena de cualquier otro material conductor, como se conocen en la materia. La antena de microbanda 14 preferentemente es una antena de rastreo PCB de monopolo comprendida de una microbanda de 31.10 gramos de cobre, dispuestas en un patrón de serpentina o serpenteo. Las antenas de rastreo PCB, microbandas, y métodos para elaborarlas son bien conocidas en la materia. El PCB 30 tiene una superficie superior que incluye a la microbanda. En la modalidad preferida, el PCB es un material de sustrato FR4 de 0.8 mm estándar que no es conductor a 1.8 GHz. Para flexibilidad incrementada, puede ser sustituido un sustrato de 0.5 mm. Por ejemplo, para permitir que la antena PCB sea montada a un teléfono celular irregular o redondeado u otro dispositivo, es deseable un espesor PCB de 0.5 mm o menos. En la modalidad preferida, el PCB está conformado como una botella o un reloj de arena modificado como se muestra en la figura 3, y en lugar de utilizar un plano de conexión a tierra para la antena, la antena es conectada a un puente rectificador para convertir corriente alterna en corriente directa para el encendido de un LED.

La microbanda sobre la superficie superior del PCB 30, preferentemente está entre 0.0127 y 0.0889 centímetros de ancho y más preferentemente de 0.0508 centímetros de ancho como se muestra en la figura 4. La longitud general de la microbanda desde una extremo hasta el otro preferentemente está entre 1.27 y 12.7 centímetros y más preferentemente de 9.808591 centímetros, como se muestra en la figura 4. El área de antena general preferida de cobre es de 0.20269 centímetros cuadrados, y la circunferencia preferida de la antena es de 20.15465 centímetros. El patrón general de la antena de microbanda de acuerdo con la presente invención comprende varios segmentos serpenteantes conectados en serie, en donde cada segmento serpenteante comprende por lo menos dos porciones conductoras adyacentes paralelas conectadas en serie mediante dos dobleces sucesivos; uno o más segmentos serpenteantes tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5°; y uno o más segmentos serpenteantes tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° por más de 5o. Preferentemente, cada uno de los dobleces es un doblez agudo, el cual no presenta ahusamiento o redondeo significativo alguno. La distancia entre las porciones conductoras adyacentes paralelas es la inclinación.

La antena puede comprender por lo menos dos segmentos serpenteantes o anchos significativamente diferentes. El ancho de un segmento serpenteante es la distancia entre los extremos opuestos de las porciones conductoras adyacentes paralelas de ese segmento. Preferentemente, la antena comprende un primer segmento serpenteante que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° por menos de 5o; y un segundo segmento serpenteante conectado en serie al primer segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en más de 5o. La antena puede comprender adicionalmente un tercer segmento serpenteante conectado en serie al segundo segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5o. La antena puede comprender adicionalmente un cuarto segmento serpenteante conectado en serie al tercer segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en más de 5o. La antena puede también comprender adicionalmente un quinto segmento serpenteante conectado en serie al cuarto segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° por menos de 5o.

En una modalidad preferida, dicho quinto segmento serpenteante puede estar conectado a un contacto eléctrico, dichos primer, tercer y quinto segmentos serpenteantes pueden tener bordes substancialmente paralelos, y dicho tercer segmento serpenteante puede tener un ancho substancialmente más estrecho que dicho primer y quinto segmentos. El borde de un segmento serpenteante comprende una línea que conecta los extremos adyacentes de las porciones conductoras adyacentes paralelas de ese segmento.

Preferentemente, los dos bordes de dicho segundo segmento serpenteante convergen con un ángulo de más de 1 o, aunque menor que 90°, y un borde superior y un borde inferior de dicho cuarto segmento serpenteante se separan con un ángulo de más de 90°. Si se busca la huella del segmento serpenteante, en donde se entiende a la "huella" como un perfil del perímetro l del segmento, la huella del segundo segmento serpenteante es ahusada desde el ancho de dicho primer segmento serpenteante al ancho de dicho tercer segmento serpenteante, y la huella de dicho cuarto segmento serpenteante es ahusada desde el ancho de dicho tercer segmento serpenteante al ancho de dicho quinto segmento serpenteante.

La figura 3, muestra un patrón preferido de la antena de microbanda con varios segmentos serpenteantes que incorporan varios giros o dobleces substancialmente de 90 grados además de varios giros o dobleces de mayor o menor grado. Las dimensiones específicas de los segmentos y ángulos de la modalidad preferida se muestran en la figura 4 y se describen más adelante. Por conveniencia y con respecto a las figuras 3 y 4, las porciones de la antena de microbanda 14 que se extienden en la dirección y serán consideradas porciones verticales (o porciones orientadas verticalmente), y las porciones de la antena de microbanda que se extienden en la dirección x serán denominadas en la presente descripción como las porciones horizontales (o las porciones orientadas horizontalmente). Como se muestra en las figuras 3 y 4, todas las porciones horizontales de la antena de microbanda 14 son substancialmente paralelas entre sí. Las porciones verticales, sin embargo, pueden ser substancialmente paralelas o anguladas. Como se muestra, las porciones verticales son consistentes en altura (o desplazamiento y) para cada segmento serpenteante. Como se muestra en la figura 4, éstas son uniformes y en su totalidad de 0.1778 centímetros (no todas las alturas se muestran aunque deben ser consideradas consistentes a través de todo lo largo). Alternativamente, la altura de cada porción vertical puede variar dentro de un segmento serpenteante o pueden variar a través de los diferentes segmentos serpenteantes. También, como se muestra, la inclinación entre la porción horizontal paralela adyacente es de 0.127 en todas partes. Como en el caso de la altura de cada porción vertical, la inclinación entre las porciones paralelas adyacentes puede variar dentro de un segmento serpenteante o puede variar a través de los diferentes segmentos serpenteantes. Las porciones horizontales y las porciones verticales son conectadas entre sí a un ángulo o "ángulo de doblez". Los ángulos de doblez pueden ser cualquier ángulo interior entre 0 grados y 180 grados. Los dobleces, como se muestra en las figuras 3 y 4, preferentemente son dobleces agudos que no presentan un ahusamiento o redondeo significativo alguno.

La figura 3, ilustra que la antena de microbanda 14 puede romperse en varios segmentos de microbanda conectados en serie 31-35. El segmento de microbanda 31 incluye una porción vertical que está acoplada en su extremo próximo a los capacitores 5. El segmento 31 se dobla entonces 90 grados en el doblez 31a a una porción horizontal 31b que es la mitad del ancho general del segmento de huella 31. El segmento 31 entonces serpentea hacia atrás y adelante e incluye otros cuatro dobleces de 90 grados. En el segmento 31 , las porciones verticales son paralelas entre sí. El extremo distal 31 es acoplado al extremo próximo del segundo doblez 32a del segmento de microbanda 32 que es menor que 90 grados. La huella del segmento 32 es ahusado desde el ancho general del segmento 31 a un ancho menor e incluye un patrón serpenteante que involucra dobleces mayores o menores que 90 grados, de manera que cada porción vertical está angulada hacia la línea central a lo largo del eje y de la antena. El extremo distal del segmento 32 está acoplado al extremo próximo del tercer segmento de microbanda 33 en el doblez 33a. El segmento 33 es más estrecho que el segmento 31 , pero incluye seis dobleces más de 90 grados. En el segmento 33, las porciones verticales son paralelas entre si. El extremo distal del segmento 33 está acoplado al extremo próximo del cuarto segmento de microbanda 34 en el doblez 34a. La huella del segmento 34 es ahusado desde el ancho del segmento 33 a un ancho más grande e incluye dobleces mayores y menores que 90 grados, de manera que la porción vertical es angulada en alejamiento del centro. Finalmente, el extremo distal del segmento 34 es acoplado al extremo próximo del quinto segmento de microbanda 35 en el doblez 35a. El segmento 35 es el mismo ancho general que el segmento 31 e incluye ocho dobleces de 90 grados. La porción final del segmento 35 es horizontal y es un ancho general de la huella del segmento 35. Las porciones verticales de la sección 35 son paralelas entre sí. Para la modalidad preferida, existen 21 ángulos de 90 grados, 3 ángulos de menos de 90 grados y 3 ángulos de más de 90 grados. Las modalidades alternativas pueden tener números de ángulos variables, sin embargo, la forma general de un reloj de arena o botella modificado como se muestra en las figuras 3 y 4, que incorpora los dobleces de diversos ángulos proporciona el intervalo de recepción más amplio.

La figura 4, ilustra las dimensiones de la modalidad preferida de la antena de microbanda 14. Todas las mediciones son en centímetros en la figura 4, y las tolerancias son de ±0.5° para las mediciones angulares y ±0.015 para mediciones lineales. La antena de microbanda 14 comprende un primer segmento de serpenteante que tiene una primera porción vertical de 0.1778 centímetros de altura, una primera porción horizontal de 0.4572 centímetros de ancho conectados a un ángulo de 90° a la primera sección vertical, una segunda porción vertical de 0.1778 centímetros de altura conectada a un ángulo de 90° a la primera porción horizontal; una segunda porción horizontal de 0.8128 centímetro de ancho conectados a un ángulo de 90° a la segunda porción vertical; una tercera porción vertical 0.1778 centímetros de altura conectada a un ángulo de 90° a la segunda porción horizontal; y una tercera porción horizontal de 0.8128 centímetros de ancho orientados a un ángulo de 90° desde y conectado a la tercera porción vertical.

La antena de microbanda 14 como la que se muestra en la figura 4, comprende un segundo segmento serpenteante conectado en serie al primer segmento de microbanda y que tiene una primera porción vertical con un desplazamiento vertical de 0.1778 centímetros conectado a un ángulo de 65.83° a la tercera porción horizontal del primer segmento serpenteante, una primera porción horizontal conectada a un ángulo de 114.17° a la primera porción vertical; una segunda porción vertical con un desplazamiento vertical de 0.1778 centímetros conectada a un ángulo de 65.83°; y una segunda porción horizontal conectada a un ángulo de 114.17° a la segunda porción vertical.

La antena de microbanda 14 como se muestra en la figura 4, comprende adicionalmente un tercer segmento serpenteante conectado en serie al segundo segmento serpenteante y que tiene una primera porción vertical de 0.1778 centímetros de altura y conectado a un ángulo de 90° a la porción horizontal del segundo segmento serpenteante; una primera porción horizontal de 0.508 centímetros de ancho conectada a un ángulo de 90° a la primera sección vertical, una segunda porción vertical de 0.1778 centímetros de altura conectada a un ángulo de 90° a la primera porción horizontal; una segunda porción horizontal de 0.508 de ancho conectado a un ángulo de 90° a la segunda porción vertical; una tercera porción vertical de 0.1778 centímetros de alto conectados a un ángulo de 90° a la segunda porción horizontal; y una tercera porción horizontal de 0.508 centímetros de ancho conectados a un ángulo de 90° desde la tercera porción vertical; y una cuarta porción vertical de 0.508 centímetros de altura conectada a un ángulo de 90° desde la cuarta porción vertical.

La antena de microbanda 14, como se muestra en la figura 4, comprende adicionalmente un cuarto segmento serpenteante conectado en serie al tercer segmento serpenteante y tiene una primera porción horizontal de 0.508 centímetros de ancho y conectada a 90° a la cuarta porción horizontal del tercer segmento serpenteante; una primera porción vertical con un desplazamiento vertical de 0.1778 centímetros conectado a un ángulo de 146.71 ° a la primera porción horizontal; y una segunda porción horizontal de 0.8128 centímetros de ancho conectados a 33.29° a la primera porción vertical.

La antena de microbanda 14, como la que se muestra en la figura 4, también comprende un quinto segmento serpenteante conectado en serie al cuarto segmento serpenteante y que tiene una primera porción vertical de 0.1778 de ancho y conectada a 90° a la cuarta porción horizontal del tercer segmento serpenteante; una primera porción vertical 0.8128. de ancho conectado a un ángulo de 90° a la primera sección vertical, una segunda porción vertical de 0.1778 de altura conectado a un ángulo de 90° a la primera porción horizontal; una segunda porción horizontal de 0.8128 centímetros de ancho conectados a un ángulo de 90° a la segunda porción vertical; una tercera porción vertical de 0.1778 centímetros de alto conectado a un ángulo de 90° a la segunda porción horizontal; y una tercera porción horizontal de 0.8128 centímetros de ancho conectada a un ángulo de 90° a la tercera porción horizontal; una cuarta porción vertical de 0.1778 centímetros de altura conectada a un ángulo de 90° a la tercera porción horizontal; y una cuarta porción horizontal 0.4064 centímetros de ancho conectado a un ángulo de 90° desde la cuarta porción vertical.

La antena de microbanda 14 coopera con el ensamble de disipación 17 del dispositivo de disipación 10 para disminuir de manera efectiva los SARs para el usuario de un teléfono celular sin afectar en forma significativamente adversa la transmisión del teléfono celular a la torre celular, o estación base. Como se muestra en la figura 3, la antena de microbanda 14 está conectada a los capacitores 15 y los diodos 16, para accionar el LED 18. Esto permite adicionalmente que el dispositivo de disipación también indique a su usuario que la radiación electromagnética esté presente. Los capacitores y diodos actúan como un multiplicador de voltaje para generar voltaje suficiente para accionar el LED 18. Por ejemplo, en esta aplicación de nivel bajo, se utilizan cuatro capacitores 15 con dos diodos 16. Preferentemente, los diodos 16 son diodos Schottky RF de frecuencia alta, los cuales tienen un voltaje de avance muy bajo de aproximadamente 0.2-0.3 V. Dichos diodos están disponibles comercialmente de, por ejemplo, Aeroflex/metelics, Inc. De Sunnyvale, California. Preferentemente, los capacitores son capacitores de cerámica de 1.0 µ?, 6 VDC tales como el AVX 0603ZD105KAT2A disponibles de AVX de Myrtle Beach, Carolina del Sur. Adicionalmente, el LED, preferentemente es un LED rojo de corriente baja de 632 nm, tal como el APT1608SEWE disponible de Kingbright Corp. De City of Industry, California.

El número de capacitores y diodos puede incrementarse o disminuirse según sea necesario cuando se coopera con las fuentes de emisión de niveles diferentes de radiación. Por ejemplo, cuando se reduce la emisión indeseable de una fuente de emisión que emana energía superior, tal como un radio de onda corta, el número de capacitores puede ser reducido debido a que el drenaje de voltaje de la antena misma es suficiente para accionar un ensamble disipador.

La corriente recolectada puede utilizarse para operar cualquier ensamble de disipación 17, el cual está definido como uno o más usuarios de corriente. Por ejemplo, el ensamble de disipación 17 puede ser uno o más de una alarma, campana o cualquier otro transductor que convierte la energía eléctrica en sonido; un motor o cualquier otro transductor que convierte la energía eléctrica en movimiento; un calentador o cualquier otro transductor que convierte la energía eléctrica en calor; una lámpara o cualquier otro transductor que convierte la energía eléctrica en luz; o una combinación de los mismos. La corriente se puede utilizar para catalizar una reacción química. En la modalidad preferida, la corriente es dirigida a un LED que se ilumina cuando se le suministra la corriente, un servicio de propósito secundario para mostrar al usuario cuándo el dispositivo 10 está trabajando o cuando está presente la radiación electromagnética. En otra modalidad, la corriente está dirigida a un despliegue LCD. El ensamble de disipación 17, puede utilizarse para operar uno o más usuario de la corriente dentro de la fuente de emisión 11.

La figura 5, ilustra el dispositivo 10 que incorpora una antena de microbanda 14 a medida que es aplicada a un teléfono celular 50. El teléfono celular 50 es la fuente de emisión electromagnética 11. El dispositivo de disipación 10 no tiene que estar conectado en sentido alguno a la fuente de emisión 11. Por ejemplo, en la modalidad preferida, el dispositivo de disipación 10 no está conectado eléctricamente al teléfono celular 50. Adicionalmente, el dispositivo de disipación 10 puede simplemente estar cerca del teléfono celular 50 que se lleva en las prendas de vestir de las personas o integrado en los accesorios, tales como joyería, bufandas, sombreros o pañoletas. Preferentemente, sin embargo, el dispositivo de disipación 10 está conectado físicamente a la fuente de emisión 11 , simplemente de manera que el dispositivo de disipación 10 no se separa de forma inadvertida de la fuente de emisión 11 y deja de funcionar como se pretende. Por ejemplo, el dispositivo de disipación 10 puede ser unido en forma adhesiva al alojamiento exterior 51 del teléfono celular 50, como se muestra en la figura 5. El dispositivo de disipación 10 puede ser unido a la fuente de emisión 11 utilizando otros mecanismos, tales como un tornillo, pasador, ajuste de compresión o fricción, por ejemplo, o el dispositivo de disipación 10 puede formarse integralmente con la fuente de emisión 11. Independientemente de si el dispositivo de disipación 10 está unido físicamente a la fuente de emisión 11, éste debe encontrarse a una distancia determinada para capturar la radiación indeseable. Esta distancia depende de un número de factores, incluyendo la frecuencia de emisión, la potencia, el medio a través del cual está viajando la radiación, etc. La distancia de aceptación 20 está indicada en forma simbólica en la figura 2 con la línea punteada. Preferentemente, el dispositivo de disipación 10 está colocado dentro de una distancia de 15.24 centímetros de un teléfono celular u otra fuente de emisión.

El siguiente cuadro comparativo muestra la reducción en los valores del índice de absorción específico (SAR) obtenidos con un dispositivo disipador con un ejemplo de una antena de acuerdo con la presente invención (RF Raider), en comparación con aquellos obtenidos con un dispositivo de disipación con una antena de microbanda serpenteante convencional: Nota: todas las pruebas se condujeron en el canal medio en la banda Además de utilizarse con teléfonos celulares, la presente invención se puede utilizar con otras fuentes de emisión, tales como otros dispositivos de comunicaciones inalámbricos, tales como teléfonos satelitales, BlackBerry® y otros dispositivos de transmisión de correo electrónico; redes de área local inalámbricos de área amplia; hornos de microondas; radios portátiles, reproductores de música y reproductores de video; puertas automáticas de garaje y abridores de puertas de edificio; pistolas radar de la policía; radios de onda corta y otros radios de aficionados; televisiones y otros despliegues de tubo de rayo de cátodos y plasma; líneas de transmisión de energía; químicos radioactivos; o cualquier otra fuente de emisión. La presente invención también puede utilizarse para indicar cuando la radiación electromagnética está presente a pesar de que la fuente de emisión sea desconocida.

Aunque se ha ilustrado y descrito lo que actualmente se considera ser la modalidad preferida de la presente invención, aquellos expertos en la material comprenderán que se puede realizar varios cambios y modificaciones y pueden sustituirse equivalentes por los elementos de la misma sin alejarse del verdadero alcance de la presente invención. Por consiguiente, se pretende que la presente invención no esté limitada a la modalidad descrita de manera particular, sino que la presente invención incluirá a todas las modalidades que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Una antena de microbanda que comprende varios segmentos serpenteante conectados en serie, en donde: - cada segmento serpenteante comprende por lo menos dos porciones conductoras adyacentes paralelas conectadas en serie por dos dobleces sucesivos; - uno o más segmentos serpenteante tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5°; y - uno o más segmentos serpenteante tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° en más de 5°. 2. - La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha antena es una antena de monopolo. 3. - La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dichos dobleces son dobleces agudos. 4. - La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la microbanda tiene entre 0.0127 y 0.0889 centímetros de ancho. 5 - La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la microbanda es de entre 1.27 y 12.7 centímetros de largo. 6.- La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dichas porciones conductoras adyacentes paralelas están separadas con una inclinación de entre 0.762 y 0.1778 centímetros. 7. - La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque tiene por lo menos dos segmentos serpenteantes de anchos significativamente diferentes. 8. - La antena de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende: - un primer segmento serpenteante que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5o; y - un segundo segmento serpenteante conectado en serie al primer segmento de microbanda y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en más de 5o. 9. - La antena de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque comprende adicionalmente un tercer segmento serpenteante conectado en serie al segundo segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5°. 10. - La antena de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque comprende adicionalmente un cuarto segmento serpenteante conectado en serie al tercer segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos los cuales difieren de 90° en más de 5°. 1 1- La antena de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque comprende adicionalmente un quinto segmento serpenteante conectado en serie al cuarto segmento serpenteante y que tiene dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5°. 12. - La antena de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque dicho primer segmento serpenteante está conectado a un contacto eléctrico, dichos primer, tercer y quinto segmentos serpenteante tienen bordes substancialmente paralelos, y dicho tercer segmento serpenteante tiene un ancho substancialmente menor que dichos primer y quinto segmentos. 13. - La antena de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque dos bordes de dicho segundo segmento serpenteante convergen con un ángulo de más de 1° aunque menor de 90°, y un borde superior y un borde inferior de dicho cuarto segmento serpenteante se separan con un ángulo de más de 90°. 14 - Un dispositivo, que comprende: - una antena de microbanda de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; y - un ensamble de disipación conectado a dicha antena de microbanda. 15.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el ensamble de disipación comprende uno o más de un dispositivo eléctrico, mecánico o térmico. 16.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el ensamble de disipación comprende un diodo emisor de luz. 17 - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la antena de microbanda es conectada físicamente a una fuente de emisión activa. 18. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la antena de microbanda no está conectada físicamente a una fuente de emisión activa. 19. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la antena de microbanda está sintonizada a la longitud de onda de un receptor transmisor manual, tal como un teléfono celular. 20 - Un método para reducir la exposición a radiación electromagnética que emana desde una fuente de emisión activa, el método comprende: - recibir la radiación electromagnética de la fuente de emisión activa en una antena de microbanda, mediante lo cual, la corriente es inducida en dicha antena; - conducir la corriente a un ensamble de disipación; y - operar el ensamble de disipación con la corriente; en donde la antena de microbanda comprende varios segmentos serpenteante conectados en serie en donde: - cada segmento serpenteante comprende por lo menos dos porciones conductoras adyacentes paralelas conectadas mediante dos dobleces sucesivos; - uno o más segmentos serpenteantes tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° en menos de 5o; y - uno o más segmentos serpenteantes que tienen dobleces con ángulos que difieren de 90° en más de 5o. 21.- El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque el ensamble de disipación comprende uno o más de un dispositivo eléctrico, mecánico o térmico. 22. - El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque el ensamble de disipación comprende un diodo emisor de luz. 23. - El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque la antena de microbanda está conectada físicamente a una fuente de emisión electromagnética activa. 24. - El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque la antena de microbanda no está conectada físicamente a una fuente de emisión electromagnética activa. 25.- El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque la antena de microbanda está sintonizada a la longitud de onda de un receptor transmisor manual, tal como un teléfono celular.