專利名稱：帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子設(shè)備外殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備上的散熱孔，具體涉及具有電磁屏蔽效能的散熱孔。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大部分電子設(shè)備在工作時其內(nèi)部的電子元件都會釋放出大量的熱量，這些 電子元件長期在過熱的環(huán)境中會減少其使用壽命，因此需要及時的釋放掉機(jī)器箱體內(nèi)部的 熱量?，F(xiàn)有的機(jī)器外殼都是采取了在箱體上設(shè)置許多散熱孔來散熱的方法，對散熱孔的設(shè) 計，一方面，要考慮到不同電子設(shè)備的輻射頻率不同，同一電子設(shè)備也可能同時輻射多個頻 率的電磁波，因此要使所設(shè)計的散熱孔在盡量大的頻段范圍內(nèi)提供較大阻抗。同時，由于 電子設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所產(chǎn)生的不同種類的電磁波在傳播過程中可能會發(fā)生不同的反 射，因此所設(shè)計的結(jié)構(gòu)還需保證對不同極化方式以及不同角度入射的電磁波均能保持較好 的屏蔽特性。散熱孔雖然滿足了散熱的要求，但是同時又不可避免的將電子元件產(chǎn)生的電 磁波通過散熱孔輻射出去。人如果長期處在強(qiáng)度較高的電磁輻射中，身體健康會受到不同 程度的危害。要使電器的電磁輻射降低，可以通過減小電子設(shè)備外殼的實(shí)際散熱面積，包括 通過減小散熱孔的大小、數(shù)量等方式來達(dá)成，但是這卻減弱了電子設(shè)備的散熱效能。目前傳 統(tǒng)電子設(shè)備散熱孔主要有條形孔、圓孔和六邊形孔結(jié)構(gòu)，其中條形孔對不同極化方式的入 射波屏蔽效果相差較大，對沿短邊方向傳播的波能產(chǎn)生較好的屏蔽，而對沿長邊方向傳播 的波屏蔽效能則非常有限。圓形孔雖不存在這樣的問題，但是由于其結(jié)構(gòu)的排列限制，其鏤 空面積與總面積的比值(占空比)較小，散熱性能不好，六邊形孔排列成蜂窩狀，能達(dá)到很 大的占空比，但電磁屏蔽效果很不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決在滿足了散熱的要求的同時不能夠屏蔽電磁和在具有較好的屏 蔽情況下散熱性能不好的問題，而提出了帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱 孔的電子設(shè)備外殼體。本發(fā)明的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子設(shè)備外殼體， 它的電子設(shè)備外殼體的散熱區(qū)域內(nèi)設(shè)置有由至少九個八邊形散熱孔單元按周期排列組成 的散熱孔；每一個八邊形散熱孔單元由四個圓心角α所對應(yīng)的邊和四個圓心角為β所對 應(yīng)的邊依次間隔連接而成的中心線對稱八邊形；每相鄰兩個八邊形散熱孔單元的兩個圓心 角α所對應(yīng)的邊重合為一體成為共用邊，每相鄰四個八邊形散熱孔單元的四個圓心角為 β所對應(yīng)的邊組成正方形，其中滿足0° < α彡20°，α+β =90°。頻率選擇表面(FSS)技術(shù)就是一種在空間上一維或二維方向周期排列的貼片單 元或孔徑單元陣列，它對電磁波的散射特性隨著頻率變化而變化，它對某些頻帶內(nèi)的入射 電磁波幾乎全透明，而對另一些頻帶內(nèi)的入射波則呈現(xiàn)接近全反射的特性，具有空間濾波 功能。八邊形散熱孔單元的每一散熱孔單元向外延拓，形成周期排列結(jié)構(gòu)。本發(fā)明基于FSS技術(shù)能夠改善傳統(tǒng)形狀散熱孔的電磁屏蔽效能，減小電磁輻射對人體的危害。該種形狀的 散熱孔占空比大，既能保證電子設(shè)備工作時所需要的散熱性能，又能減少電子設(shè)備由散熱 孔向外輻射的電磁能量，而且該結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，對不同角度入射以及不同極化方 式入射的電磁波都有穩(wěn)定的電磁屏蔽效果。此外，本發(fā)明散熱孔的形狀結(jié)構(gòu)簡單，易于加 工，成本低，對于有更高精度的制作工藝條件時，可以改進(jìn)散熱孔的結(jié)構(gòu)與尺寸，增大屏蔽 效果。本發(fā)明應(yīng)用于電子設(shè)備的外殼體上。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明的散熱孔可以達(dá)到很大的占空比，即相等金屬板上鏤空的面積大，散熱 效果好。2.在占空比相同的情況下，本發(fā)明的散熱孔能使得電磁波透過散熱孔而輻射出的 強(qiáng)度減少，降低電磁屏蔽對人體的危害。3.本發(fā)明的散熱孔形狀性能比較穩(wěn)定，入射波的入射角度以及極化狀態(tài)改變時， 該散熱孔的電磁屏蔽效果也很明顯，不發(fā)生較大變化。4.本發(fā)明的散熱孔的結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低。在實(shí)際制作的過程中，如果精度允 許，可以改進(jìn)散熱孔的設(shè)計形狀及尺寸，即在滿足占空比要求的同時，又能更大程度提高電 磁屏蔽效能。


圖1為本發(fā)明的八邊形散熱孔單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明散熱孔的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖3為在相同金屬條寬度與相同占空比的條件下，在TE波垂直入射時，本發(fā)明散熱孔 的圓心角α取不同值與六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的仿真?zhèn)鬏斕匦郧€；圖4為本發(fā)明的α =20° 不同極化方式的入射波垂直入射時的仿真?zhèn)鬏斕匦郧€，圖4為TE波的仿真?zhèn)鬏斕匦郧?線，圖5為TM波的仿真?zhèn)鬏斕匦郧€；圖6為本發(fā)明的α =20°不同角度入射時的仿真 傳輸特性曲線；圖7為本發(fā)明的α =20°時的實(shí)驗(yàn)與仿真?zhèn)鬏斕匦郧€。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是它的電子設(shè)備外 殼體的散熱區(qū)域內(nèi)設(shè)置有由至少九個八邊形散熱孔單元按周期排列組成的散熱孔；每一個 八邊形散熱孔單元由四個圓心角α所對應(yīng)的邊和四個圓心角為β所對應(yīng)的邊依次間隔連 接而成的中心線對稱八邊形；每相鄰兩個八邊形散熱孔單元的兩個圓心角α所對應(yīng)的邊 重合為一體成為共用邊，每相鄰四個八邊形散熱孔單元的四個圓心角為β所對應(yīng)的邊組 成正方形，其中滿足0° < α <20°，α+β =90°。所述的八邊形散熱孔單元的材質(zhì)為 金屬。所述的電子設(shè)備外殼體金屬板上的八邊形散熱孔單元基于頻率選擇表面的特性，首 先對八邊形散熱孔單元進(jìn)行周期排列，增強(qiáng)它對于激勵源的入射角度和極化的不敏感性。 除邊緣處的八邊形散熱孔單元以外的任意一個八邊形散熱孔單元中圓心角α所對應(yīng)的邊 與其相鄰八邊形散熱孔單元所共用，另外四條邊與其相鄰八邊形散熱孔單元的非共用邊形 成一個正方形。這種形狀構(gòu)成的散熱孔可以達(dá)到與六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)相同的占空比。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1至圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一 不同點(diǎn)在于本實(shí)施方式的八邊形散熱孔單元的參數(shù)如下表格(長度單位毫米) 其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同?；贔SS技術(shù)可知，對孔隙型頻率 選擇表面而言，鏤空面積中周長最長的孔隙將直接影響該結(jié)構(gòu)的頻率選擇特性，因此，通過 調(diào)整八邊形散熱孔單元結(jié)構(gòu)形狀以減小其最長對角線空隙的長度，結(jié)構(gòu)的屏蔽效能可以得 到提升?；诖?，八邊形散熱孔單元之間的共用邊所對的圓心角α若取不同值，應(yīng)有不同 的電磁屏蔽效果，因此，在保證金屬條寬度與占空比不變的條件下，對八邊形散熱孔單元取 不同圓心角α與六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的傳輸特性進(jìn)行對比，以現(xiàn)有的六邊形蜂窩的尺寸為依 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，金屬條寬度t = 1毫米，六邊形邊長為6. 42毫米，實(shí)際占空比為84. 18%，本實(shí)施 方式中八邊形散熱孔單元的參數(shù)如上表格，通過圖3至圖7可以看出電磁屏蔽的效果均比 六邊形蜂窩的好。圖3所示，在保證相同的金屬條寬度與占空比的條件下，當(dāng)八邊形共用邊 所對圓心角α的值越小時，本實(shí)施方式參數(shù)下的散熱孔的電磁屏蔽效果越好，且當(dāng)圓心角 α =20°時，本實(shí)施方式參數(shù)下的散熱孔的電磁屏蔽效果已經(jīng)優(yōu)于六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)，這是 由于隨著圓心角減小，八邊形散熱孔單元鏤空面積占總鏤空面積的比例不斷減小，相應(yīng)最 長線性鏤空長度減小，因而屏蔽效能增加；另一方面，隨著圓心角α角度的減小，其對應(yīng)邊 的等效電感以及其與對邊的等效電容的減小量小于另外四邊由增加所產(chǎn)生的等效電感和 電容的增加量，因此造成諧振點(diǎn)減小的同時增加了整個曲線的阻抗值。然而當(dāng)α =0，即四 條邊邊長減小為零，八邊形退化為四邊形時，四長邊之間對應(yīng)的等效電容驟減，因此結(jié)構(gòu)的 屏蔽效能極大減弱，甚至低于六邊形蜂窩的效果。由圖4至圖6可知，本實(shí)施方式參數(shù)下的 散熱孔仍具備較高的極化穩(wěn)定性和角度穩(wěn)定性。因此，在實(shí)際制作中，通過調(diào)整八邊形散熱 孔單元共用邊所對的圓心角的大小，來改善電磁屏蔽效果，如果精度允許，通過盡量的減小 八邊形散熱孔單元共用邊的長度可以在保證占空比的前提下提升散熱孔的屏蔽效能。本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個或幾個具體實(shí)施方式
的組 合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子設(shè)備外殼體，其特征在于它的電子設(shè)備外殼體的散熱區(qū)域內(nèi)設(shè)置有由至少九個八邊形散熱孔單元按周期排列組成的散熱孔；每一個八邊形散熱孔單元由四個圓心角α所對應(yīng)的邊和四個圓心角為β所對應(yīng)的邊依次間隔連接而成的中心線對稱八邊形；每相鄰兩個八邊形散熱孔單元的兩個圓心角α所對應(yīng)的邊重合為一體成為共用邊，每相鄰四個八邊形散熱孔單元的四個圓心角為β所對應(yīng)的邊組成正方形，其中滿足0°＜α≤20°，α+β＝90°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的材質(zhì)為金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為20°，八邊形外接圓的半徑r為 6. 53mm，圓心角α所對應(yīng)的邊的長度2. 27mm，圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 49mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為18°，八邊形外接圓的半徑r為 6. 44mm，圓心角α所對應(yīng)的邊的長度2. 01mm，圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 57mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為16°，八邊形外接圓的半徑r為 6. 35mm，圓心角α所對應(yīng)的邊的長度1. 77mm，圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 64mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為14°，八邊形外接圓的半徑r為 6. 26mm,圓心角α所對應(yīng)的邊的長度1. 52mm,圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 70mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為12°，八邊形外接圓的半徑r為 6. 16mm,圓心角α所對應(yīng)的邊的長度1. 29mm,圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 75mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為10°，八邊形外接圓的半徑r為 6. 06mm,圓心角α所對應(yīng)的邊的長度1. 06mm,圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 80mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為8°，八邊形外接圓的半徑r為 5. 97mm，圓心角α所對應(yīng)的邊的長度0. 83mm，圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7. 83mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子 設(shè)備外殼體，其特征在于八邊形散熱孔單元的圓心角α為2。，八邊形外接圓的半徑r為 5. 66mm，圓心角α所對應(yīng)的邊的長度0. 20mm，圓心角為β所對應(yīng)的邊的長度為7.87mm。
全文摘要
帶有基于頻率選擇表面技術(shù)的電磁屏蔽效能散熱孔的電子設(shè)備外殼體。它涉及電子設(shè)備上的散熱孔，本發(fā)明解決了在滿足了散熱的要求的同時不能夠屏蔽電磁和在具有較好的屏蔽情況下散熱性能不好的問題。它的電子設(shè)備外殼體的散熱區(qū)域內(nèi)設(shè)置有由至少九個八邊形散熱孔單元按周期排列組成的散熱孔；每一個八邊形散熱孔單元由四個圓心角α所對應(yīng)的邊和四個圓心角為β所對應(yīng)的邊依次間隔連接而成的中心線對稱八邊形；每相鄰兩個八邊形散熱孔單元的兩個圓心角α所對應(yīng)的邊重合為一體成為共用邊，每相鄰四個八邊形散熱孔單元的四個圓心角為β所對應(yīng)的邊組成正方形，滿足0°＜α≤20°，α+β＝90°。它的形狀結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，成本低，它應(yīng)用于電子設(shè)備的外殼體上。
文檔編號H05K7/20GK101917829SQ20101026087
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者吳群, 張少卿, 張桐, 李宛露, 王曉魯, 高前超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)