专利名称：带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子设备外壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备上的散热孔，具体涉及具有电磁屏蔽效能的散热孔。
背景技术：
现有的大部分电子设备在工作时其内部的电子元件都会释放出大量的热量，这些 电子元件长期在过热的环境中会减少其使用寿命，因此需要及时的释放掉机器箱体内部的 热量。现有的机器外壳都是采取了在箱体上设置许多散热孔来散热的方法，对散热孔的设 计，一方面，要考虑到不同电子设备的辐射频率不同，同一电子设备也可能同时辐射多个频 率的电磁波，因此要使所设计的散热孔在尽量大的频段范围内提供较大阻抗。同时，由于 电子设备内部的结构复杂，所产生的不同种类的电磁波在传播过程中可能会发生不同的反 射，因此所设计的结构还需保证对不同极化方式以及不同角度入射的电磁波均能保持较好 的屏蔽特性。散热孔虽然满足了散热的要求，但是同时又不可避免的将电子元件产生的电 磁波通过散热孔辐射出去。人如果长期处在强度较高的电磁辐射中，身体健康会受到不同 程度的危害。要使电器的电磁辐射降低，可以通过减小电子设备外壳的实际散热面积，包括 通过减小散热孔的大小、数量等方式来达成，但是这却减弱了电子设备的散热效能。目前传 统电子设备散热孔主要有条形孔、圆孔和六边形孔结构，其中条形孔对不同极化方式的入 射波屏蔽效果相差较大，对沿短边方向传播的波能产生较好的屏蔽，而对沿长边方向传播 的波屏蔽效能则非常有限。圆形孔虽不存在这样的问题，但是由于其结构的排列限制，其镂 空面积与总面积的比值(占空比)较小，散热性能不好，六边形孔排列成蜂窝状，能达到很 大的占空比，但电磁屏蔽效果很不理想。
发明内容
本发明为了解决在满足了散热的要求的同时不能够屏蔽电磁和在具有较好的屏 蔽情况下散热性能不好的问题，而提出了带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热 孔的电子设备外壳体。本发明的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子设备外壳体， 它的电子设备外壳体的散热区域内设置有由至少九个八边形散热孔单元按周期排列组成 的散热孔；每一个八边形散热孔单元由四个圆心角α所对应的边和四个圆心角为β所对 应的边依次间隔连接而成的中心线对称八边形；每相邻两个八边形散热孔单元的两个圆心 角α所对应的边重合为一体成为共用边，每相邻四个八边形散热孔单元的四个圆心角为 β所对应的边组成正方形，其中满足0° < α彡20°，α+β =90°。频率选择表面(FSS)技术就是一种在空间上一维或二维方向周期排列的贴片单 元或孔径单元阵列，它对电磁波的散射特性随着频率变化而变化，它对某些频带内的入射 电磁波几乎全透明，而对另一些频带内的入射波则呈现接近全反射的特性，具有空间滤波 功能。八边形散热孔单元的每一散热孔单元向外延拓，形成周期排列结构。本发明基于FSS技术能够改善传统形状散热孔的电磁屏蔽效能，减小电磁辐射对人体的危害。该种形状的 散热孔占空比大，既能保证电子设备工作时所需要的散热性能，又能减少电子设备由散热 孔向外辐射的电磁能量，而且该结构具有良好的稳定性，对不同角度入射以及不同极化方 式入射的电磁波都有稳定的电磁屏蔽效果。此外，本发明散热孔的形状结构简单，易于加 工，成本低，对于有更高精度的制作工艺条件时，可以改进散热孔的结构与尺寸，增大屏蔽 效果。本发明应用于电子设备的外壳体上。本发明的有益效果是1.本发明的散热孔可以达到很大的占空比，即相等金属板上镂空的面积大，散热 效果好。2.在占空比相同的情况下，本发明的散热孔能使得电磁波透过散热孔而辐射出的 强度减少，降低电磁屏蔽对人体的危害。3.本发明的散热孔形状性能比较稳定，入射波的入射角度以及极化状态改变时， 该散热孔的电磁屏蔽效果也很明显，不发生较大变化。4.本发明的散热孔的结构简单，制作成本低。在实际制作的过程中，如果精度允 许，可以改进散热孔的设计形状及尺寸，即在满足占空比要求的同时，又能更大程度提高电 磁屏蔽效能。
图1为本发明的八边形散热孔单元的结构示意图；图2为本发明散热孔的结构示 意图；图3为在相同金属条宽度与相同占空比的条件下，在TE波垂直入射时，本发明散热孔 的圆心角α取不同值与六边形蜂窝结构的仿真传输特性曲线；图4为本发明的α =20° 不同极化方式的入射波垂直入射时的仿真传输特性曲线，图4为TE波的仿真传输特性曲 线，图5为TM波的仿真传输特性曲线；图6为本发明的α =20°不同角度入射时的仿真 传输特性曲线；图7为本发明的α =20°时的实验与仿真传输特性曲线。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是它的电子设备外 壳体的散热区域内设置有由至少九个八边形散热孔单元按周期排列组成的散热孔；每一个 八边形散热孔单元由四个圆心角α所对应的边和四个圆心角为β所对应的边依次间隔连 接而成的中心线对称八边形；每相邻两个八边形散热孔单元的两个圆心角α所对应的边 重合为一体成为共用边，每相邻四个八边形散热孔单元的四个圆心角为β所对应的边组 成正方形，其中满足0° < α <20°，α+β =90°。所述的八边形散热孔单元的材质为 金属。所述的电子设备外壳体金属板上的八边形散热孔单元基于频率选择表面的特性，首 先对八边形散热孔单元进行周期排列，增强它对于激励源的入射角度和极化的不敏感性。 除边缘处的八边形散热孔单元以外的任意一个八边形散热孔单元中圆心角α所对应的边 与其相邻八边形散热孔单元所共用，另外四条边与其相邻八边形散热孔单元的非共用边形 成一个正方形。这种形状构成的散热孔可以达到与六边形蜂窝状结构相同的占空比。
具体实施方式
二结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一 不同点在于本实施方式的八边形散热孔单元的参数如下表格(长度单位毫米) 其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。基于FSS技术可知，对孔隙型频率 选择表面而言，镂空面积中周长最长的孔隙将直接影响该结构的频率选择特性，因此，通过 调整八边形散热孔单元结构形状以减小其最长对角线空隙的长度，结构的屏蔽效能可以得 到提升。基于此，八边形散热孔单元之间的共用边所对的圆心角α若取不同值，应有不同 的电磁屏蔽效果，因此，在保证金属条宽度与占空比不变的条件下，对八边形散热孔单元取 不同圆心角α与六边形蜂窝结构的传输特性进行对比，以现有的六边形蜂窝的尺寸为依 据标准，金属条宽度t = 1毫米，六边形边长为6. 42毫米，实际占空比为84. 18%，本实施 方式中八边形散热孔单元的参数如上表格，通过图3至图7可以看出电磁屏蔽的效果均比 六边形蜂窝的好。图3所示，在保证相同的金属条宽度与占空比的条件下，当八边形共用边 所对圆心角α的值越小时，本实施方式参数下的散热孔的电磁屏蔽效果越好，且当圆心角 α =20°时，本实施方式参数下的散热孔的电磁屏蔽效果已经优于六边形蜂窝结构，这是 由于随着圆心角减小，八边形散热孔单元镂空面积占总镂空面积的比例不断减小，相应最 长线性镂空长度减小，因而屏蔽效能增加；另一方面，随着圆心角α角度的减小，其对应边 的等效电感以及其与对边的等效电容的减小量小于另外四边由增加所产生的等效电感和 电容的增加量，因此造成谐振点减小的同时增加了整个曲线的阻抗值。然而当α =0，即四 条边边长减小为零，八边形退化为四边形时，四长边之间对应的等效电容骤减，因此结构的 屏蔽效能极大减弱，甚至低于六边形蜂窝的效果。由图4至图6可知，本实施方式参数下的 散热孔仍具备较高的极化稳定性和角度稳定性。因此，在实际制作中，通过调整八边形散热 孔单元共用边所对的圆心角的大小，来改善电磁屏蔽效果，如果精度允许，通过尽量的减小 八边形散热孔单元共用边的长度可以在保证占空比的前提下提升散热孔的屏蔽效能。本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式
的组 合同样也可以实现发明的目的。
权利要求
带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子设备外壳体，其特征在于它的电子设备外壳体的散热区域内设置有由至少九个八边形散热孔单元按周期排列组成的散热孔；每一个八边形散热孔单元由四个圆心角α所对应的边和四个圆心角为β所对应的边依次间隔连接而成的中心线对称八边形；每相邻两个八边形散热孔单元的两个圆心角α所对应的边重合为一体成为共用边，每相邻四个八边形散热孔单元的四个圆心角为β所对应的边组成正方形，其中满足0°＜α≤20°，α+β＝90°。
2.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的材质为金属。
3.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为20°，八边形外接圆的半径r为 6. 53mm，圆心角α所对应的边的长度2. 27mm，圆心角为β所对应的边的长度为7. 49mm。
4.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为18°，八边形外接圆的半径r为 6. 44mm，圆心角α所对应的边的长度2. 01mm，圆心角为β所对应的边的长度为7. 57mm。
5.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为16°，八边形外接圆的半径r为 6. 35mm，圆心角α所对应的边的长度1. 77mm，圆心角为β所对应的边的长度为7. 64mm。
6.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为14°，八边形外接圆的半径r为 6. 26mm,圆心角α所对应的边的长度1. 52mm,圆心角为β所对应的边的长度为7. 70mm。
7.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为12°，八边形外接圆的半径r为 6. 16mm,圆心角α所对应的边的长度1. 29mm,圆心角为β所对应的边的长度为7. 75mm。
8.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为10°，八边形外接圆的半径r为 6. 06mm,圆心角α所对应的边的长度1. 06mm,圆心角为β所对应的边的长度为7. 80mm。
9.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为8°，八边形外接圆的半径r为 5. 97mm，圆心角α所对应的边的长度0. 83mm，圆心角为β所对应的边的长度为7. 83mm。
10.根据权利要求1所述的带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子 设备外壳体，其特征在于八边形散热孔单元的圆心角α为2。，八边形外接圆的半径r为 5. 66mm，圆心角α所对应的边的长度0. 20mm，圆心角为β所对应的边的长度为7.87mm。
全文摘要
带有基于频率选择表面技术的电磁屏蔽效能散热孔的电子设备外壳体。它涉及电子设备上的散热孔，本发明解决了在满足了散热的要求的同时不能够屏蔽电磁和在具有较好的屏蔽情况下散热性能不好的问题。它的电子设备外壳体的散热区域内设置有由至少九个八边形散热孔单元按周期排列组成的散热孔；每一个八边形散热孔单元由四个圆心角α所对应的边和四个圆心角为β所对应的边依次间隔连接而成的中心线对称八边形；每相邻两个八边形散热孔单元的两个圆心角α所对应的边重合为一体成为共用边，每相邻四个八边形散热孔单元的四个圆心角为β所对应的边组成正方形，满足0°＜α≤20°，α+β＝90°。它的形状结构简单，易于加工，成本低，它应用于电子设备的外壳体上。
文档编号H05K7/20GK101917829SQ20101026087
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者吴群, 张少卿, 张桐, 李宛露, 王晓鲁, 高前超 申请人:哈尔滨工业大学