一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)和一種屏蔽微波爐電磁輻射的爐門邊框面板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)和一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的抑制微波爐電磁輻射的面板，根據(jù)電磁帶隙理論，不同的電磁帶隙結(jié)構(gòu)可以對(duì)特定頻段的電磁波產(chǎn)生較高的波阻抗，使該頻段的電磁波發(fā)生極大的衰減，從而起到屏蔽特定頻段電磁波的作用。該電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括：地平面、介質(zhì)層、連接孔、金屬貼片。本發(fā)明基于此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的微波爐門邊框面板可有效解決爐門邊框與微波爐邊沿縫隙處的微波衍射問題，使微波爐工作頻率2.45GHz附近的電磁輻射有50dB的衰減，有效解決微波爐門四周微波泄漏問題，具有相當(dāng)好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)和一種屏蔽微波爐電磁輻射的爐門邊框面板
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)和一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的屏蔽微波爐電磁輻射的爐門邊框面板。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高，微波爐已經(jīng)非常普及。微波爐有著快捷、省時(shí)、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代廚房中不可或缺的生活電器。但是，由于微波爐工作時(shí)發(fā)射射頻載波功率強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)人體安全的功率要求，如果防護(hù)不當(dāng)就會(huì)對(duì)人體健康造成影響。有資料表明，過量的電磁輻射會(huì)引起人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的功能紊亂，因此，由微波爐帶來的相關(guān)健康問題引起了人們的高度關(guān)注，微波爐的電磁輻射防護(hù)措施至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有的微波爐防輻射技術(shù)主要有以下幾種:(I)導(dǎo)電漆。導(dǎo)電漆是一種將導(dǎo)電金屬粉末添加于特定的樹脂原料中制成的能夠噴涂的油漆涂料，噴涂在殼體內(nèi)部可以起到反射及抵消部分輻射的作用。這種方法較為簡(jiǎn)單，但是通過導(dǎo)電漆抵消和反射的只有部分電磁波，屏蔽效果并不理想。(2)基于柵形結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽膜和電磁屏蔽玻璃。這種屏蔽措施主要是依靠絕緣材料層中間的柵形結(jié)構(gòu)金屬網(wǎng)來屏蔽輻射，優(yōu)點(diǎn)在于透明可視，但屏蔽輻射的效果較差，且制造成本較高。(3)防輻射罩。其主要原理是依靠網(wǎng)狀金屬層或是導(dǎo)電涂層屏蔽輻射。在實(shí)際使用中，防輻射罩需要套在微波爐外部，這樣會(huì)影響電器的正常散熱，減少微波爐的使用壽命，且有安全隱患。
[0004]目前市場(chǎng)上的微波爐大多采用以上一種技術(shù)或多種技術(shù)結(jié)合的方式，可以較理想地屏蔽大部分電磁輻射，但是微波泄漏主要發(fā)生在爐門四周，即爐門與微波爐邊沿貼合處，而現(xiàn)有的技術(shù)主要用來屏蔽與面板呈一定角度入射的電磁波，無法有效的解決爐門邊框與微波爐邊沿縫隙處的微波衍射問題。因此，有效抑制微波爐爐門邊沿處電磁輻射方法的成功研制和推廣應(yīng)用必將有相當(dāng)好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了有效地解決爐門邊框與微波爐邊沿縫隙處的微波衍射問題，本發(fā)明提供一種新型的方法，該方法不僅解決了以上問題，而且具有良好的防輻射效果和較低的生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0007]根據(jù)電磁帶隙理論，不同的電磁帶隙結(jié)構(gòu)可以對(duì)特定頻段的電磁波產(chǎn)生較高的波阻抗，使該頻段的電磁波發(fā)生極大的衰減，從而起到屏蔽特定頻段電磁波的作用。本發(fā)明采用具有電磁帶隙結(jié)構(gòu)的面板作為微波爐爐門邊框面板，結(jié)構(gòu)輕便、體積小、成本低，對(duì)微波爐輻射的屏蔽效果更是彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0008]本發(fā)明提供了一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)和基于此結(jié)構(gòu)的屏蔽微波爐輻射的爐門邊框面板，由于該結(jié)構(gòu)對(duì)特定頻段的平行于面板的電磁波有非常好的抑制作用，具有此結(jié)構(gòu)的微波爐爐門邊框面板可以有效屏蔽微波爐爐門邊沿縫隙處泄漏的電磁波。
[0009]本發(fā)明提供了一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)，主要包括:地平面、介質(zhì)層、連接孔、金屬貼片。
[0010]本發(fā)明的電磁帶隙結(jié)構(gòu)特征在于:第一層為周期性的金屬貼片；第二層為介質(zhì)層，介電常數(shù)為ε ;第三層為地平面，通過連接孔與金屬貼片連通。
[0011]本發(fā)明提供了一種基于上述結(jié)構(gòu)的屏蔽微波爐電磁輻射的爐門邊框面板，該面板包括面板內(nèi)層、電磁帶隙結(jié)構(gòu)、面板外層。面板內(nèi)層可為現(xiàn)有任意可用的微波爐爐門面板材料，面板外層可為現(xiàn)有任意可用的微波爐外殼材料，電磁帶隙結(jié)構(gòu)位于面板外層和內(nèi)層之間，金屬貼片緊貼面板內(nèi)層，地平面緊貼面板外層。使用時(shí)面板內(nèi)層與微波爐門四周緊貼，面板外層即為爐門邊框。
[0012]有益效果:本發(fā)明基于電磁帶隙抑制特定頻段電磁波的原理，特定的電磁帶隙結(jié)構(gòu)可以對(duì)特定頻段的電磁波產(chǎn)生較高的波阻抗，使該頻段的電磁波發(fā)生極大的衰減，并根據(jù)微波爐的工作頻率2.45GHz設(shè)計(jì)了一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)，可有效抑制中心頻率為2.45GHz頻段的電磁波，可以有效屏蔽微波爐爐門邊沿縫隙處泄漏的電磁波，解決了現(xiàn)有的導(dǎo)電漆、柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)和防護(hù)罩等不能解決的爐門邊框與微波爐邊沿縫隙處的微波衍射問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的電磁帶隙微波爐防輻射爐門邊框面板立體結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的電磁帶隙單元結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的電磁帶隙單元等效電路圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的電磁帶隙微波爐防輻射面板與普通面板輻射對(duì)比圖
[0018]圖5是本發(fā)明的電磁帶隙微波爐防輻射爐門邊框面板S參數(shù)仿真效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施過程對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]本發(fā)明所提供的一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)和一種具有電磁帶隙結(jié)構(gòu)的抑制微波爐電磁輻射的爐門邊框面板整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，主要由金屬貼片、介質(zhì)層、連接孔、地平面組成。金屬貼片為正方形并以周期平面電磁帶隙結(jié)構(gòu)排布于第一層；介質(zhì)層為本發(fā)明的第二層，米用厚度為1.6mm,相對(duì)介電常數(shù)為4.5的FR4介質(zhì)材料,用于隔離金屬貼片和地平面；連接孔圓心位于金屬貼片中心，貫穿金屬貼片、介質(zhì)層和地平面，且連接孔內(nèi)壁均有金屬層，即金屬貼片通過連接孔與地平面導(dǎo)通；地平面為本發(fā)明的底層，采用金屬平面。
[0021]本發(fā)明的電磁帶隙單元結(jié)構(gòu)如圖2所示，本發(fā)明的第一層包括64個(gè)周期平面電磁帶隙單元，按照8X8的方陣以一定間隔進(jìn)行排列，從而構(gòu)成電磁帶隙單元。方形金屬貼片的單元邊長(zhǎng)為《，單元周期為P，單元間的縫隙為g，金屬連接孔的直徑為d ;第二層為介質(zhì)層，介電常數(shù)為￡，厚度為1連接孔的圓心位于正方形的中心。本發(fā)明中金屬貼片層所取的電磁帶隙單元數(shù)目和正方形邊長(zhǎng)是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中所需面板的大小確定的，而不限于64個(gè)。
[0022]本發(fā)明的電磁帶隙單元等效電路圖如圖3所示。由于采用周期的電磁帶隙單元排布于第一層，并通過連接孔與地平面連通，因而能夠在頻域內(nèi)形成一定寬度的阻頻帶，用來抑制特定中心頻率的電磁波輻射。該阻帶的形成及其寬度與平面電磁帶隙單元的結(jié)構(gòu)和尺寸相關(guān)，在此可通過圖3所示的平面電磁帶隙單元的等效電路進(jìn)行說明。
[0023]本發(fā)明的電磁帶隙防輻射面板與普通面板電磁波輻射對(duì)比如圖4所示，普通面板可以在一定程度上抑制垂直于面板的電磁波輻射，但無法抑制平面波，而微波爐爐門邊框處的電磁輻射主要來自于平面波。本發(fā)明的電磁帶隙防輻射面板可以有效抑制平面波，從而防止微波爐爐門邊框處的微波泄漏。
[0024]本發(fā)明的效果可通過以下等效電路和仿真進(jìn)一步說明:
[0025]I)等效電路
[0026]參照?qǐng)D3，本發(fā)明的平面電磁帶隙單元等效電路可以通過平面電磁帶隙單元正方形貼片之間的等效電容C、平面電磁帶隙單元正方型結(jié)構(gòu)的等效電感L來表示。結(jié)構(gòu)中的一個(gè)單元可以看作一個(gè)等效諧振電路，應(yīng)用復(fù)變函數(shù)中保角變換原理求解等效模型中的電容和電感值，單元等效參數(shù)由式(I)、(2)給出:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明提供了一種電磁帶隙結(jié)構(gòu)，主要包括: (1)金屬貼片； (2)連接孔； (3)介質(zhì)層； (4)地平面。 其特征在于:第一層為金屬貼片，單元周期為P，單元間的縫隙為g，金屬連接孔的直徑為d;第二層為介質(zhì)層，介電常數(shù)為8，厚度為t。第三層為地平面，通過連接孔與金屬貼片連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其特征在于金屬貼片為正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其特征在于金屬連接孔為圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其特征在于金屬連接孔的圓心位于金屬貼片的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其特征在于金屬連接孔為通孔，并將金屬貼片與地平面導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其特征在于地平面為金屬平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，其特征在于介質(zhì)層位于金屬貼片與地平面之間，采用相對(duì)介電常數(shù)為4.5的FR4介質(zhì)材料。
8.一種可屏蔽微波爐電磁波輻射爐門邊框面板，該面板包括面板內(nèi)層、電磁帶隙結(jié)構(gòu)、面板外層；其特征在于，所述電磁帶隙結(jié)構(gòu)位于面板內(nèi)層和面板外層之間，其包括: (1)金屬貼片； (2)連接孔； (3)介質(zhì)層； (4)地平面。 第一層為金屬貼片，單元周期為P，單元間的縫隙為g，金屬連接孔的直徑為d ;第二層為介質(zhì)層，介電常數(shù)為￡，厚度為t。第三層為地平面，通過連接孔與金屬貼片連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可屏蔽微波爐電磁波輻射面板，其特征在于面板內(nèi)層位于金屬貼片層之上，緊貼金屬貼片；面板外層位于地平面之下，緊貼地平面。
【文檔編號(hào)】H05K9/00GK103517624SQ201210201780
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】許雪梅, 倪蘭, 張鍵洋, 劉麗娟, 李麗嫻, 曹璨, 丁一鵬, 鄧聯(lián)文 申請(qǐng)人:中南大學(xué)