具有虚磁壁的天线的制作方法

专利名称：具有虚磁壁的天线的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及天线，特别是用于控制移动通信设备的用户的组织中移动通信设备的天线的辐射的能量吸收比率(SAR)的设备和方法。
背景技术：
关于与使用蜂窝电话有关的辐射危害的担心正日益增长。头痛、眩晕和疲劳的抱怨在蜂窝电话用户中很普遍。最近的研究已经表明长期接触蜂窝电话天线发射的射频(RF)辐射，由于干扰脑细胞活动，能导致严重的医学问题，可能导致脑癌。一些政府已经开始警告用户有关使用蜂窝电话的风险。最近，英国政府已经向父母建议限制他们的孩子使用蜂窝电话的时间。在美国以及其他国家，移动以及其他无线手机必须满足人体组织中最大能量吸收比率(SAR)水平的规定要求。
有关蜂窝电话使用不利于健康结果的担心起于他们的天线能将大量RF能递送到非常小面积的用户大脑的事实。在许多情况下，在800-900Mhz频带中的由天线发射的超过70％的电磁能由人脑吸收。尽管将无线手机的射频发射分类为非电离的，但它们能以热的形式将能量传送到任何吸收物。天线位置、近场发射特性、射频功率以及频率建立了符合SAR限制的基础。头部中的能量吸收同时将附加损耗引入到蜂窝电话本身的功率预算中，对指定天线发射级来说，导致增加功耗以及降低电池寿命。
降低无线电话天线的健康危害的一些尝试使用吸收RF的材料来屏蔽保护头部。例如，U.S.专利5,666125和5,777,586描述了包括确定一开口弯曲形的辐辐吸收器的天线组件，它们公开的内容在此合并作为参考。通过辐射吸收器，阻挡至少一些在朝向用户的方向上从天线发射的辐射。同样地，U.S.专利5,694,137描述了由不透辐射的材料制成的弧形屏蔽装置，该材料可沿天线的外部放置，该专利公开的内容在此合并作为参考。虽然这些吸收屏蔽装置可减少头部中的SAR，然而，它们反而加重了功率损耗问题。因此，最佳天线设计应当是基于将提高辐射图的效率作为用于降低人体组织中SAR的主要手段。
作为吸收材料的另一种选择，制造商通常使用导电(接地)面来屏蔽保护用户不受天线影响。例如，U.S.专利6,088,579描述了在天线和用户间具有导电屏蔽层的无线电通信设备。当不使用时，可去除天线的屏蔽层。同样地，U.S.专利5,613,221描述了由放在电话的天线杆和用户间的金属带制成的用于手持蜂窝电话的辐射屏蔽装置。U.S.专利6,075,977描述了对现有手持蜂窝电话进行改进的两用翻转屏蔽装置。用抛光材料，最好是铝制成的该屏蔽装置，当使用电话时，将其向上翻转到电话天线和用户的头部间的位置上以便提供远离用户的电磁波的高反射率。在U.S.专利6,088,603、6,137,998、6,097,340、5,999,142和5,335,366中描述了其他导电天线屏蔽装置。在该段落中提及的所有专利公开的内容在此合并作为参考。
然而，在这些专利中描述的导电屏蔽装置类型在重定向天线能量方面不太有效，特别是当涉及单极天线时。导电屏蔽装置的问题源于导电面上的电磁场的边界条件要求与该表面正切的总电场应当为零的事实。因此，在电场中，导电面必须具有180°相移的反射系数。为使定向和反射场同相，以使不会由于相消干扰消去(缩减)天线场，天线和反射器间的距离必定为四分之一波，在800-900Mhz频带中，该波大约为8cm。用单极天线来实现该方案是很麻烦的，因为反射元件必须位于用户和天线之间，这意味着天线本身必须远离用户头部至少8cm。
鉴于导电反射器的已知缺陷，已经尝试通过添加其他电气元件来提高它们的性能。例如，U.S.专利6,114,999描述了用于移动电话的天线设备，其公开的内容在此合并作为参考，其中通过采用介绍的介电材料缩短微型辐射器和微型反射器间的距离。作为用于降低朝向用户的场的另外的装置，至少两个薄的绝缘金属带与反射器元件的边缘平行以便在反射器的后面形成扼流圈，以便将近场集总到扼流圈间的区域上。欧洲专利申请EP0588271A1描述了用于具有不对称辐射图的便携式收发机的天线，其公开的内容同样在此合并作为参考。将至少一个反射器放在天线辐射器的背面区中。其建议反射器可由以无源方式操作的调谐偶极子制成，或通过由间隔紧密的水平匝组成的垂直反射屏制成。
其他天线设计，诸如接线天线和环形天线的变形，允许更灵活的设计而不依赖于棘手的反射器元件。然而，这些设计没有显示出降低头部中的SAR的必要的近场行为。本领域已知的另外的实践是产生半定向远场自由空间辐射图，而不是全向辐射图。例如，U.S.专利6,031,495描述了用于降低SAR的天线系统，其使用一对相控辐射元件来产生垂直于用户头部的具有高衰减的双向辐射图，其公开的内容在此合并作为参考。然而，在近场中，用该方法，不一定能降低朝向用户的RF功率密度。

发明内容
本发明的目的是提供用于定向辐射电磁场的改进的结构和方法。
本发明的一些方面的另外的目的是提供具有增强的近场定向特性的天线。
本发明的一些方面的另外的目的是提供用于降低用户头部中由个人通信设备，诸如蜂窝电话发射的RF辐射的SAR的设备和方法。
本发明的一些方面的另外的目的是提供用于与个人通信设备一起使用的天线，该天线降低整个设备的功率预算。
在本发明的优选实施例中，将虚磁壁(VMW)插入个人通信设备，诸如蜂窝电话上的天线与用户头部之间。VMW反射由天线发射的辐射，从而产生最好被定向远离用户头部的近场辐射图。如上所述，导电反射器必须消除在它们表面上的入射电场，从而反射具有倒相的辐射电场。另一方面，VMW充当“导磁体”，从某种意义上说它消除磁场同时反射与入射场同相的电场。因此，不象导电反射器，VMW产生电场的相长干扰。因此，可将其放在天线要求的一样近的位置并仍然提供天线的近场辐射图的有效控制。
实际上不知道现存的全导磁体。相反，VMW由接近用于入射场的具体频率范围和极化的这种导磁体的行为的结构组成。最好将VMW设计和构成为响应在VMW的表面上入射的天线的电场，等效磁流以与电流完全同相在表面上流动以便在远离用户头部的方向上产生辐射。在本发明的优选实施例中，VMW由显示下述行为的一个或多个下述元件组成●充当开路谐振电路的空腔。
●隙缝阵列，背靠空腔并以与主天线辐射器完全同相被激励。
●波纹面，或负载波纹面，充当RF扼流圈来防止电流在表面上流动。
●由折叠或弯曲缩短的传输线组成的空腔，在输入端呈现为开路，同时最好占用小体积。
将满足如上所述标准的VMW的其他实现视为在本发明的范围之内。
因此VMW能重定向蜂窝电话或其他个人通信设备上的天线的辐射图以便最好在远离用户头部的方向上发射辐射。因为VMW能任意接近于天线放置，因此在尺寸上可做得很小，对通信设备的机械设计具有最小影响。另外，由于VMW本身实际上不吸收辐射，它降低用户头部中来自天线的辐射的吸收，因此，它提高了天线的辐射的效率以及提高整个设备的功率预算。
尽管在此描述的优选实施例是针对个人通信设备，特别是保护这些设备的用户免受由设备天线发射的RF辐射的伤害，本发明的用途决不仅限于这些应用。相反，本发明的原理和技术也可应用于产生用于其他应用的电磁反射器以及定向天线组件。
因此，根据本发明的优选实施例，提供包括虚磁壁(VMW)的辐射屏蔽装置，将虚磁壁放在辐射天线和对象之间以便反射从天线发射的在指定频带中的并具有指定极化的电场的电磁辐射，使电磁辐射远离对象，以便由VMW反射的辐射的电场基本上与入射在VMW上的发射的辐射的电场同相。
最好，使VMW仿真全磁导电面，以便由VMW反射的辐射的磁场的切向分量与入射在VMW上的辐射的磁场的切向分量异相约180°。
在优选实施例中，VMW包括前表面和后表面，在它们间确定有至少一个在大约指定频率发生谐振的空腔。最好，在VMW的前表面形成通向空腔的至少一个缝隙，更优选的是，至少一个缝隙包括多个缝隙，它们响应发射的辐射的极化而被定向。在另一优选实施例中，VMW也包括通过至少一个缝隙耦合的一个或多个集总电路元件。最好，至少一个空腔包括多个空腔。
最好，VMW包括位于至少一个空腔中的一个或多个肋片，以便增强空腔的电容。最优选的是，以基本垂直于VMW的表面的方向，或者以通常与VMW的表面平行的方向定向一个或多个肋片的至少一个。
另外最好，VMW包括包含在至少一个空腔中的介电或磁材料。
在另一优选实施例中，VMW包括用来形成在指定频率附近发生的谐振的一个或多个电路的电感器和电容器阵列。最好，该阵列包括一个或多个在其中具有确定这些电容器的间隙的电感线圈。
在另一优选实施例中，VMW包括在其中具有周期波纹(periodiccorrugation)的表面，其用来防止电流在表面上流动。
在另一优选实施例中，VMW包括一表面以及一个或多个缩短的传输线，该传输线在该表面上具有输入端并且被配置在输入端上呈现一开路。最好，传输线包括折叠传输线，或者，曲折的传输线。最优选的是，传输线约为在指定频带内的四分之一波长。
最好，VMW包括在指定频带中发生谐振的结构，其被配置以响应如开路谐振电路的入射辐射。最优选的是，指定频带在约800和900MHz或约1800和1900MHz之间。
根据本发明的优选实施例，也提供用于个人通信设备的天线组件，包括天线，被耦合以便由设备驱动以便在指定频带发射具有指定极化的电磁辐射；以及虚磁壁(VMW)，位于天线和设备用户的头部之间以便反射由天线发射的辐射远离头部，从而由VMW反射的辐射电场基本上与入射在VMW上的发射辐射的电场同相。
最好，将VMW放在距离天线基本上小于辐射波长的四分之一处。典型地，天线包括单极天线。或者，天线可包括天线阵列。
另外，根据本发明的优选实施例，提供用于保护对象免受在指定频带由天线发射的并具有指定极化的辐射的方法，该方法包括将虚磁壁(VMW)放在天线和对象之间以便反射由天线发射的辐射远离对象，以致由VMW反射的辐射的电场基本上与在VMW上入射的发射辐射的电场同相。
从下述结合附图的优选实施例的详细描述，将更全面地理解本发明，其中


图1是两个电磁反射器的示意性侧视图，用于理解本发明的原理；图2是根据本发明的优选实施例，具有虚磁壁(VMW)天线屏蔽装置的蜂窝电话的概略性示意图；图3是根据本发明的优选实施例，具有VMW的天线的概略性示意图；图4是图3的天线和VMW的概略性截面图；
图5是根据本发明的优选实施例，具有包括集总电路元件的VMW的天线的概略性示意图；图6是根据本发明的优选实施例，具有VMW的天线的示意性的、截面图；图6是示意性地示例说明由具有和不具有VMW天线屏蔽装置的天线发射的辐射图的图形；图7A、7B、8和9是根据本发明的另一优选实施例，具有VMW的天线的概略性截面图；图10是根据本发明的另一优选实施例，具有VMW的天线的概略性示意图；图11是根据本发明的优选实施例，具有波纹VMW的天线的概略性示意图；图12和13是根据本发明的其他优选实施例，具有基于缩短的传输线的VMW的天线的概略性示意图；以及图14是根据本发明的另一优选实施例，具有VMW的天线阵列的概略性示意图。
具体实施例方式
现有参考图1，是为将电磁场入射其上的全导电体20和“全导磁体”22的示意性侧视图。第一箭头24表示与导体20和22的表面正切的入射电场分量的相位，而第二箭头26表示反射的电场的相位。当导电体20反射与入射场异相180°的电场时，导磁体22反射与入射场同相的电场。如上所述，“导磁体”实际上并不已知。相反，在本发明的优选实施例中，定义了通过提供如图1所示的同相反射行为，接近全导磁体的行为的多种结构。
而导电体20短路入射场(在导体表面上给出切向电场E＝0)，导磁体22起“开路(open circuit)”平面作用。因此，不象必须与天线分隔四分之一波长以便提供有效反射的导电反射器，可将导磁体放在非常接近于天线同时仍然执行相同的功能。在导磁体22的表面上，切向磁场Htan，而不是电场，变得非常小。(零磁场将意味着为理想的开路)。因此，天线的图象与天线电流同相，天线电流用来将辐射重定向到远离该表面。换句话说，不管导磁体22有多接近天线，它都能将天线的辐射反射到远离用户头部，同时使头部方向上的辐射减小到零。
如下面进一步所述，虚磁壁(VMWs)是近似仿真用于指定频率范围和极化内的电磁辐射的全导磁体的行为的结构。VMW的操作可通过下述任何一个模型来物理地描述●表面近似地充当导磁体。
●表面产生用于电场的同相反射系数，与常规接地导电体的异相反射系数相反。
●VMW的表面具有高阻抗，其中将阻抗定义为Etan/Htan。阻抗的高位值意指抑制磁场。
●表面背靠诸如一个或多个空腔、充当开路谐振电路的结构。开路意指低磁场。
●响应入射电场，在导磁体的表面上产生电流分配。电流分配的相位为由于电流产生的反射场间的干扰使在背向入射场源的方向上发生辐射，同时通过磁反射器使在该方向上的辐射减小为零。
显示出这些特性的任何一个的反射器可视为VMW。
图2是根据本发明的优选实施例，表示邻近用户头部30所持的便携式电话32的概略性示意图。电话32由天线34，通常是本领域公知的单极天线组成。将VMW36安装在天线34和头部30之间的电话32上以便使来自天线的辐射定向到远离用户头部。最好，如图中所示，弄弯VMW以便在由头部占用的整个角度范围上提供有效的辐射阻塞。另外，VMW可是平的或具有一些适用于电话和天线的机械设计和人体工程学的其他形状。在任何情况下，VMW36的效果是在天线34和头部30间产生更宽和窄的孔径分配，以便天线辐射有效地绕过头部。因此，降低SAR，同时提高天线的整体效率。
可使用各种结构来产生VMW36。在本发明的优选实施例中，这些结构包括●VMW由用在VMW的前表面上分布的，最好是最小深度的有背空腔(cavity-backed)缝隙的阵列组成。有背空腔缝隙在远离头部30的方向上辐射，在那个方向上增强来自主辐射器的辐射，并使朝向头部的方向上的辐射减小为零。
●VMW由一个或多个具有集总电容器的空腔和连到它们的孔径上的电感器组成。这些集总元件产生开路谐振电路，从而降低表面上的总磁场。
●具有波纹表面，可能是负载波纹表面的VMW，充当RF扼流圈来防止电流在表面上流动。通常将这些表面用在大的反射器天线的喇叭天线内(“波纹喇叭”，也称为“标量馈给”)并围绕它们的孔径。具有沿一维或沿二维(也称为光带隙(PBG)结构)的周期性波纹的多个波纹表面也用于该目的。
●VMW由用通常，但不一定为四分之一波长的折叠或弯曲缩短的传输线，或这些传输线的组合形成的、具有或不具有连在输入端上的集总电容器或电感器的一个或多个空腔组成，以便在线的输入端处呈现为开路。这些端子与VMW表面相符。
这些实施例的一些特殊实现如下图中所示。另外的结构对本领域的技术人员来说是显而易见的。
现在参考图3和4，根据本发明的优选实施例，示意性地表示VMW36的详细情况。图3是天线34和VMW36的图示视图，而图4表示这些元件的截面图。在该实施例中，形成多个平行缝隙42或切入VMW的前表面40。每个缝隙背靠形成在VMV的前表面40和后表面46间的空腔44。水平定向缝隙42以便符合由垂直天线34发射的电场的垂直极化以及磁场的水平极化。空腔的大小和形状是诸如以天线频率谐振那样，从而产生与天线场同相的强反射电场，同时反射磁场与入射场异相180°。
在图3和4的实施例以及在下描述的其他实施例中，空腔44或缝隙42的总数量可从1至8或更多。由所需的中心频率和带宽确定缝隙和空腔的物理尺寸。可用穿孔和导线的组合来代替分开各个空腔的壁，以便增强空腔间耦合。最好，用介电或磁性材料48填充空腔，以便提高它们的耦合并相对于设计波长降低它们的尺寸。或者，也可用介电或磁性材料填充VMW和天线间的区域。可用作该目的的材料包括基于TelfonTM的电介质、泡沫材料、聚丙烯、聚酰亚胺、铁氧体材料、硅、锗以及本领域公知的其他介电和磁性材料。
图5是根据本发明的优选实施例，具有另一种基于VMW的反射器49的天线34的概略性示意图。除在缝隙42上具有另外的集总电路元件51外，反射器49在结构上与VMW36相似。集总元件51，通常由电容器和/或电感器组成，用于降低VMW36的表面40上的总磁场。通过正确选择和放置集总元件51，因此有可能提高VMW的性能或减小空腔44的尺寸同时维持所需的性能水平。
图6是根据本发明的另一优选实施例的VMW50的概略性示意图。在该实施例中，在每个空腔44中增加水平肋片以便增加空腔的电容，从而增强与入射辐射的耦合和/或减小它们的尺寸。最好用介电或磁性材料填充空腔44，如上所述。在另一实施例(图中未示出)中，将集总元件，最好是电容器放在空腔开口上用于相同的目的。
表I列出了用于由三个空腔44组成的VMW50的示例性设计的典型尺寸，用具有介电常数为4的介电材料填充空腔44。以天线34的辐射波长为单位给出表中的尺寸。
表I-示例性多空腔VMW的尺寸

在该配置中，相对于标准单极天线，该天线组件的远场辐射图增强3dB。该结构也助于使天线与其馈线匹配。另外，增强的天线效率也降低电话32的功率预算，从而延长其电池寿命。
图7A和7B分别是根据本发明的另外的实施例的VMW80和VMW85的概略性示意图。在这些实施例中，空腔44的电容通过在空腔中增加水平肋片82来提高。在VMW80中，在每个空腔中有两个这样的肋片，而在VMW85中有三个。其他肋片的配置对本领域的技术人员来说是显而易见的。
图8和9分别是根据本发明的另外的实施例的VMW90和VMW100的概略性示意图。在这些实施例中，VMW包含单个空腔44，具有用于增强电容的一个或多个垂直肋片92。表II列出了用于具有单个缝隙42(而不是图8中所示的多个缝隙)的VMW90的示例性设计的典型尺寸。用具有介电常数为4的介电材料填充空腔44，如表I中示例所示。肋片92在空腔的中央。
表II-示例性单个空腔VMW的尺寸

在该配置中，与由表I表示的配置相同，相对于标准单极天线，该天线组件的远场幅射图增强3dB，且该天线与其馈线匹配。
图10是根据本发明的另一优选实施例，具有VMW10的天线34的概略性示意图。VMW110包括多个用作电感器的线圈112。线圈112中的间隔114用作电容器，从而确定具有以天线34的操作频率谐振的谐振电路。另外，可使用跨越间隔114的集总电容器。由线圈112和间隔114形成的谐振电路也基本上用于与在前描述的实施例中的空腔44相同的目的。
图11是根据本发明的另一优选实施例，具有VMW的天线34的概略性示意图。VMW120具有由在垂直和水平方向上的周期波纹122形成的波纹表面40。如上所提到的，波纹充当RF扼流圈来防止电流在表面上流动。VMW也可包括跨过多维波纹的输入端的集总元件，诸如电容器和电感器，与如图5中所示的元件51所示。如前，集总元件也用来降低表面40上的磁场密度及/或允许使用更小的空腔。
图12是根据本发明的另一优选实施例，具有用由折叠、缩短的传输线132定义的空腔形成的VMW130的天线4的概略性示意图。最好(但不一定)，每个传输线132为四分之一波长，并配置成在表面40的线的输入端处显示为开路。如在前实施例中，跨接输入端可耦合集总元件(该图中未示出)。
图13是根据本发明的优选实施例，具有另一VMW140的天线34的概略性示意图。在这种情况下，VMW140用由弯曲传输线142确定的空腔形成。
图14是根据本发明的另一优选实施例，天线阵列150的概略性示意图。阵列150由作为其主辐射器的天线34和辅助天线152组成。将VMW36插入天线34和用户头部(该图中未示出)之间，如上所述。用与天线34完全相同的相位被动地驱动天线152，充当辐射引向器。天线阵列与VMW协作来进一步降低头部中吸收的辐射以及增加传输的效率。VMW可同样与其他类型的天线和天线阵列协作，这在本领域中是公知的。
尽管在此具体参照蜂窝电话来描述优选实施例，本发明的原理同样适用于用于屏蔽和重定向来自其他类型的设备的辐射的元件的结构。将意识到通过举例引用了如上所述的优选实施例，本发明不局限于在上文特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括在上文中描述过的各个特征的组合和子组合，以及在阅读上述说明的基础上，本领域的技术人员将想到的并且现有技术中未公开的变化和改变。
权利要求
1.一种辐射屏蔽装置，包括虚磁壁(VMW)，虚磁壁适合放在辐射天线和对象之间以便反射天线在指定频率内发射的并具有指定极化的电场的电磁辐射，以便由VMW反射的辐射的电场基本上与在VMW上入射的发射辐射的电场同相。
2.如权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于VMW适合于仿真全导磁表面。
3.如权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于由VMW反射的辐射的磁场的切向分量与在VMW上入射的辐射的磁场的切向分量异相约180°。
4.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于VMW由前表面和后表面组成，在它们之间定义至少一个具有在邻近指定频率内谐振的空腔。
5.如权利要求4所述的屏蔽装置，其特征在于在VMW的前表面中形成至少一个开口进入空腔的缝隙。
6.如权利要求5所述的屏蔽装置，其特征在于至少一个缝隙包括多个缝隙。
7.如权利要求5所述的屏蔽装置，其特征在于响应发射的辐射的极化，定向至少一个缝隙。
8.如权利要求5所述的屏蔽装置，其特征在于VMW进一步包括一个或多个跨过该至少一个缝隙耦合的集总电路元件。
9.如权利要求4所述的屏蔽装置，其特征在于该至少一个空腔包括多个空腔。
10.如权利要求4所述的屏蔽装置，其特征在于VMW包括一个或多个位于该至少一个空腔中以便提高空腔的电容的肋片。
11.如权利要求10所述的屏蔽装置，其特征在于在通常垂直于VMW的表面的方向上定向一个或多个肋片中的至少一个。
12.如权利要求10所述的屏蔽装置，其特征在于在通常平行于VMW的表面的方向上定向一个或多个肋片中的至少一个。
13.如权利要求4所述的屏蔽装置，其特征在于VMW包括包含在该至少一个空腔中的介电或磁性材料。
14.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于VMW包括电感器和电容器的一阵列，被配置以形成在指定频率附近发生谐振的一个或多个电路。
15.如权利要求13所述的屏蔽装置，其特征在于该阵列包括一个或多个在其中具有间隔的电感线圈，这些间隔确定了这些电容器。
16.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于VMW包括在其中具有周期波纹的表面，这些周期波纹被配置以阻止电流在表面上流动。
17.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于VMW包括一表面以及一个或多个缩短的传输线，该传输线在表面处具有输入端并且配置成在输入端处呈现为开路。
18.如权利要求17所述的屏蔽装置，其特征在于传输线包括折叠传输线。
19.如权利要求17所述的屏蔽装置，其特征在于传输线包括弯曲传输线。
20.如权利要求17所述的屏蔽装置，其特征在于传输线约为指定频带波长的四分之一。
21.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于VMW包括具有在指定频带内谐振的结构，配置成响应入射辐射的开路谐振电路。
22.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于指定频带在约800和900MHz之间。
23.如权利要求1-3任何一个所述的屏蔽装置，其特征在于指定频带在约1800和1900MHz之间。
24.一种用于个人通信设备的天线组件，包括天线，耦合以便由该设备驱动从而发射在指定频带内并具有指定极化的电磁辐射；以及虚磁壁(VMW)，位于天线和该设备的用户头部之间以便反射由天线发射的辐射远离头部，以便由VMW反射的辐射的电场基本上与在VMW上入射的发射辐射的电场同相。
25.如权利要求24所述的组件，其特征在于VMW处于与天线相隔基本上小于辐射波长的四分之一的距离。
26.如权利要求24所述的组件，其特征在于VMW适合于仿真全导磁表面。
27.如权利要求24所述的组件，其特征在于由VMW反射的辐射的磁场的切向分量与在VMW上入射的辐射的磁场的切向分量异相约180°。
28.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于VMW由前表面和后表面组成，在它们之间定义至少一个在指定频率附近发生谐振的空腔。
29.如权利要求28所述的组件，其特征在于在VMW的前表面中形成至少一个开口进入空腔的缝隙。
30.如权利要求29所述的组件，其特征在于该至少一个缝隙包括多个缝隙。
31.如权利要求29所述的组件，其特征在于响应发射的辐射的极化，该至少一个缝隙被定向。
32.如权利要求29所述的组件，其特征在于VMW进一步包括一个或多个跨过该至少一个缝隙耦合的集总电路元件。
33.如权利要求28所述的组件，其特征在于该至少一个空腔包括多个空腔。
34.如权利要求28所述的组件，其特征在于VMW包括一个或多个位于至少一个空腔中以便提高空腔的电容的肋片。
35.如权利要求34所述的组件，其特征在于在通常垂直于VMW的表面的方向上定向该一个或多个肋片中的至少一个。
36.如权利要求34所述的组件，其特征在于在通常平行于VMW的表面的方向上定向一个或多个肋片中的至少一个。
37.如权利要求28所述的组件，其特征在于VMW包括包含在至少一个空腔中的介电或磁性材料。
38.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于VMW包括电感器和电容器阵列，其被配置以形成在指定频率附近发生谐振的一个或多个电路。
39.如权利要求38所述的组件，其特征在于该阵列包括一个或多个在其中具有间隔的电感线圈，这些间隔确定了这些电容器。
40.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于VMW包括在其中具有周期波纹的表面，这些周期波纹被配置来防止电流在表面上流动。
41.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于VMW包括一表面以及一个或多个缩短的传输线，传输线在该表面处具有输入端并且配置成在输入端处呈现为开路。
42.如权利要求41所述的组件，其特征在于传输线包括折叠传输线。
43.如权利要求41所述的组件，其特征在于传输线包括弯曲传输线。
44.如权利要求41所述的组件，其特征在于传输线约为指定频带波长的四分之一。
45.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于VMW包括在指定频带内谐振的一结构，其被配置成响应入射辐射的开路谐振电路。
46.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于天线包括单极天线。
47.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于天线包括天线阵列。
48.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于指定频带在约800和900MHz之间。
49.如权利要求24-27任何一个所述的组件，其特征在于指定频带在约1800和1900MHz之间。
50.一种用于防止对象免受天线在指定频带内发射的并具有指定极化的辐射的方法，该方法包括将虚磁壁(VMW)放在天线和对象之间以便反射由天线发射的辐射远离对象，以便由VMW反射的辐射的电场基本上与在VMW上入射的发射辐射的电场同相。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于放置VMW包括将VMW放在与天线相隔基本上小于辐射波长的四分之一的距离处。
52.如权利要求50所述的方法，其特征在于放置VMW包括在天线和对象间放置仿真全导磁表面的一装置。
53.如权利要求50所述的方法，其特征在于放置VMW包括将VMW配置在天线和对象之间以便由VMW反射的辐射的磁场的切向分量与在VMW上入射的辐射的磁场的切向分量异相约180°。
54.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于放置VMW包括在天线和对象间提供在指定频率附近发生谐振的空腔。
55.如权利要求54所述的方法，其特征在于提供空腔包括在VMW的前表面中产生至少一个开口进入空腔的缝隙。
56.如权利要求55所述的方法，其特征在于产生至少一个缝隙包括响应发射辐射的极化，来定向该缝隙。
57.如权利要求55所述的方法，其特征在于提供空腔进一步包括跨过该至少一个缝隙耦合一个或多个集总电路元件。
58.如权利要求54所述的方法，其特征在于提供空腔包括提供多个空腔。
59.如权利要求54所述的方法，其特征在于提供空腔包括将一个或多个肋片放置在空腔中以便增强空腔的电容。
60.如权利要求54所述的方法，其特征在于提供空腔包括用介电或磁性材料填充空腔。
61.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于放置VMW包括将电感器和电容器的一阵列放在天线和对象之间，其中电感器和电容器被配置以形成在指定频率附近发生谐振的一个或多个电路。
62.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于放置VMW包括在天线和对象间提供一表面，该表面具有周期波纹，该周期波纹用来防止电流在表面上流动。
63.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于放置VMW包括在天线和对象间提供一表面以及在该表面上提供一个或多个具有输入端的缩短的传输线，其中传输线配置成在输入端处呈现为开路。
64.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于放置VMW包括在天线和对象间放置一谐振结构，其中该结构在指定频带内发生谐振并被配置成响应入射辐射的开路谐振电路。
65.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于该指定频带在约800和900MHz之间。
66.如权利要求50-53任何一个所述的方法，其特征在于该指定频带在约1800和1900MHz之间。
全文摘要
一种辐射屏蔽装置(36)，包括虚磁壁(VMW)，虚磁壁适合放在辐射天线(34)和对象(30)之间以便反射天线在指定频率内发射的并具有指定极化的电场的电磁辐射远离对象。由VMW反射的辐射的电场基本上与在VMW上入射的发射辐射的电场同相。
文档编号H01Q1/24GK1502143SQ01820599
公开日2004年6月2日 申请日期2001年12月6日 优先权日2000年12月14日
发明者阿舍·佩莱德, 埃胡德·海曼, 本－蔡恩·斯坦伯格, 拉斐尔·卡斯特纳, 阿米尔·博格, 博格, 卡斯特纳, 海曼, 阿舍 佩莱德, 鳌に固共 申请人:爱克斯兰特有限公司