CN104302095A - 用来减小无线噪声干扰的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：电路板；以及两个第一金属元件，被布置在所述电路板的不同边，其中每个第一金属元件包括第一终端和与所述第一终端相对的第二终端，所述第一金属元件的第一终端耦接至所述电路板，所述第一金属元件的第二终端是开环，所述第一金属元件的长度大致为预定频率波长的1/4。通过利用本发明，可减小无线噪声干扰。

Description

用来减小无线噪声干扰的电子装置

技术领域

本发明有关于减小无线噪声干扰(noise interference)的电子装置，且尤其有关于通过在接地层(ground layer)上增加一些金属元件而减小无线噪声干扰的电子装置。

背景技术

当无线上网卡(wireless internet card)用来通过高速信号接口(interface)向主(host)电子装置传送高速信号时，由于传送路径不连续或者传送的高速信号质量较差，高速信号接口的信号端(port)会产生一些噪声电流(noise current)。此外，上述噪声电流辐射到空中并导致无线噪声干扰，从而使无线信号的传输效率降低。因此，电子装置需要减小或消除无线噪声干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：电路板；以及两个第一金属元件，被布置在所述电路板的不同边，其中每个第一金属元件包括第一终端和与所述第一终端相对的第二终端，所述第一金属元件的第一终端耦接至所述电路板，所述第一金属元件的第二终端是开环，所述第一金属元件的长度大致为预定频率波长的1/4。

本发明另提供一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：电路板；以及金属条，包括两个边缘区域和一中央区域，其中所述中央区域被布置在所述两个边缘区域之间，所述中央区域与所述电路板相接触，每个边缘区域的长度大致为预定频率波长的1/4。

本发明另提供一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：电路板，所述电路板包括基底层和覆盖所述基底层的接地层；信号端，被布置在所述电路板上；以及至少一金属元件，包括第一终端和与所述第一终端相对的第二终端，其中所述第一终端与所述接地层相接触，且所述第二终端是开环。

通过利用本发明，可减小无线噪声干扰。

如下详述本发明的最佳实施例。阅读完以下描述和附图后，熟习此项技艺者可轻易理解本发明的精神。

附图说明

图1A和图1B是根据本发明一些实施例的无线上网卡的示意图。

图1C是根据本发明实施例的无线上网卡和主电子装置的示意图。

图1D是显示无线上网卡上流动的噪声电流的示意图。

图2A是根据本发明一些实施例的用来减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。

图2B是根据本发明一些实施例的电子装置的电路板的示意图。

图2C是显示噪声电流Ino和电路板260流动的感应电流的示意图。

图2D是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。

图3A、3B、3C、3D、3E和3F是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。

图4A是根据本发明一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。

图4B是根据本发明一些实施例的电子装置的金属条的示意图。

图4C是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。

图5A、5B和5C是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。

具体实施方式

在本专利说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本专利说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及请求项当中所提及的“包含”或“包括”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”或“实质上”是指在可接收的误差范围内，所属领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

以下描述是本发明的较佳实现方式。这些描述只是用于说明本发明的发明理念，并不用于限制本发明。本发明的范围当视之前的权利要求书所界定为准。下面具体讨论本发明一些实施例的做法和用法。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更和润饰。以下讨论的实施例仅为说明的目的，并非用以限制本发明。

应当理解，为了实现本发明的不同特征，下面提供了很多不同的实施例或者示范例。下面描述元件和布置的具体示范例以简化本发明。当然，这些仅仅是示范例而并不限制本发明。另外，在以下描述中，第一进程在第二进程之前进行可包括第二进程在第一进程之后立即执行的实施例，也可包括第一进程和第二进程之间另有其他进程的实施例。此外，在以下描述中，第一特征越过第二特征或在第二特征之上可包括第一特征和第二特征直接接触或间接接触的实施例。

图1A和图1B是根据本发明一些实施例的无线上网卡110的示意图。如图1A所示，无线上网卡110包括信号端180、电路板(图未示)和被布置在电路板之外的天线112。举例来说，电路板可为印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)。在另一些实施例中，如图1B所示，天线112被布置在电路板之上，而非电路板之外。图1C是根据本发明实施例的无线上网卡110和主电子装置120的示意图。当使用无线上网卡110时，无线信号从无线互联网接入点(AccessPoint,AP)发出，并被传送到无线上网卡110。随后，无线信号通过无线上网卡110的高速信号接口被传送至主电子装置120。其中，高速信号接口如通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)3.0、周边装置互连高速(PeripheralComponent Interconnect Express,PCIE)第2代(Generation2,Gen2)以及安全数字输入输出(Secure Digital Input Output,SDIO)3.0。图1D是显示无线上网卡110上流动的噪声电流的示意图。如图1D所示，当高速信号接口传送无线信号时，会产生噪声电流Ino辐射到空中。而噪声电流Ino会导致相邻无线网络(特别是在大致为2.4GHz或5GHz的频率上)的无线噪声干扰，并影响无线信号的传输效率。

图2A是根据本发明一些实施例的用来减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。举例来说，电子装置200可嵌入(embedded)到无线上网卡110或高速信号接口中。在另一示范例中，无线上网卡110或高速信号接口的一些元件可依照电子装置200来布置或制造。如图2A所示，电子装置200包括两个第一金属元件220、电路板260和信号端280。在一些实施例中，两个第一金属元件220被布置在电路板260的不同边。具体来说，电路板260可为矩形，两个第一金属元件220可被放置在电路板260的两个长边上。

此外，每个第一金属元件220包括第一终端(terminal)222和与第一终端222相对的第二终端224。第一终端222耦接至或电连接至电路板260，第二终端224为开环(open loop)。换句话说，第一金属元件220和电路板260在第一终端222处相互连接。第二终端224保持开环，并不接触或连接任何电子元件或层。如图2A所示，在一些实施例中，第一金属元件220的长度LA大致为(或实质上为)预定频率波长的1/4。举例来说，预定频率大致为(或实质上为)2.4GHz或5GHz。在其他实施例中，第一金属元件220和电路板260之间的距离LD大致为(或实质上为)1毫米(millimeter,mm)到2mm(或者0.005到0.05波长)。此外，信号端280被布置在两个第一金属元件220的两个第一终端222之间。

图2B是根据本发明一些实施例的电子装置200的电路板260的示意图。电路板260包括基底层(substrate layer)264和覆盖基底层264的接地层262。举例来说，接地层的材料可为铜。在一些实施例中，第一终端222与电路板260的接地层262相连接或相接触。如此一来，由于具有与接地层262相连接的第一终端222，以及保持开环的第二终端224，第一金属元件220也被称为开路截线(open stub)。图2C是显示噪声电流Ino和电路板260上流动的感应电流(inducedcurrent)Iid的示意图。由于第一金属元件220是具有预定频率波长1/4长度的开路截线，噪声电流Ino随着第一金属元件220产生。具体来说，噪声电流Ino从具有低阻抗的第一终端222流向具有高阻抗的第二终端224。随后，依照噪声电流Ino，电路板260上产生或引起感应电流Iid。由于感应电流Iid的流动方向与噪声电流Ino的流动方向相反或相对，产生或引起感应电流Iid的区域上的无线噪声干扰得以减小或改进。

图2D是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置的示意图。在一些实施例中，两个第二金属元件240被布置在电路板260的不同边。如图2D所示，第二金属元件240的第一终端242与第一金属元件220的第二终端224相邻。需注意，第二金属元件240与第一金属元件220相同。换句话说，第二金属元件240的第一终端242连接至接地层262，第二终端244为开环，且第二金属元件240的长度大致为预定频率波长的1/4。由于两个第二金属元件240被布置在电路板260的另一区域，在噪声电流的流动方向被第二金属元件240翻转或改变的区域，无线噪声干扰得以减小或改进。因此，与图2A中具有两个第一金属元件220的实施例相比，图2D所示的具有两个第一金属元件220和两个第二金属元件240的实施例可更有效地改进无线噪声干扰。

至于金属元件的形状或布置，图2A所示的实施例中两个第一金属元件220被布置在电路板260的同一平面(plane)。类似地，图2D所示的实施例中两个第一金属元件220和两个第二金属元件240被布置在与电路板260相同的平面上。图3A、3B、3C、3D、3E和3F是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在一些实施例中，如图3A所示，两个第一金属元件220和两个第二金属元件240被布置在电路板260的同一侧，但是位于与电路板260不同的平面上。换句话说，两个第一金属元件220和两个第二金属元件240形成的平面与电路板260垂直或竖直，图3A中所示的电子装置200为立体或三维结构。图3B是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在上述实施例中，两个第一金属元件220和两个第二金属元件240分别被布置在电路板260的不同侧。举例来说，两个第一金属元件220被布置在电路板260之上，而两个第二金属元件240被布置在电路板260之下。

图3C是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在上述实施例中，两个第一金属元件220通过连接金属元件230相连接。如图3C所示，连接金属元件230与两个第一金属元件220连接的位置靠近第一终端222。因此，第一金属元件220、连接金属元件230和第二金属元件240形成的平面与电路板260垂直，图3C中所示的电子装置200为立体或三维结构。图3D是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在上述实施例中，两个第一金属元件220通过连接金属元件230相连接，且连接金属元件230与两个第一金属元件220连接的位置靠近第二终端224。此外，图3D中所示的电子装置200也为立体或三维结构。

图3E是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在上述实施例中，两个第一金属元件220通过连接金属元件230相连接，且连接金属元件230与两个第一金属元件220连接的位置靠近第二终端224。不过需注意，两个第一金属元件220和连接金属元件230跨过(across)电路板260形成平面结构。在另一些实施例中，两个第一金属元件220和连接金属元件230形成金属条(metal strip)接触或覆盖电路板260。图3F是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在上述实施例中，两个第一金属元件220通过连接金属元件230相连接。不过，连接金属元件230的长度与第一金属元件220的长度相同，即连接金属元件230与整个第一金属元件220接触。

图4A是根据本发明一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。电子装置200包括金属条250、电路板260和信号端280。在一些实施例中，金属条250包括两个边缘区域252和一个中央区域254，其中中央区域254被布置在两个边缘区域252之间。在另一些实施例中，两个边缘区域252也可为金属元件220，而中央区域254可为连接金属元件230。如图4A所示，中央区域254覆盖在电路板260之上或与电路板260接触。此外，每个边缘区域252的长度LB₁大致为(或实质上为)预定频率波长的1/4。因此，金属条250的总长度大于预定频率波长的1/2。举例来说，预定频率大致为(或实质上为)2.4GHz或5GHz。

在另一些实施例中，中央区域254与电路板260的中央部分接触并靠近信号端280。在另一些实施例中，电路板260包括基底层和覆盖基底层的接地层，中央区域254与接地层相连接或相接触。图4B是根据本发明一些实施例的电子装置200的金属条250的示意图。金属条250包括金属层250a和绝缘层250b。在一些实施例中，金属条250的绝缘层250b与电路板260的接地层接触，因此，金属层250a不短于电路板260。在另一些实施例中，金属条250的金属层250a与电路板260的接地层接触，因此，金属层250a短于电路板260。

图4C是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。在上述实施例中，金属条250位于电路板260之下，但中央区域254仍与电路板260接触。无论金属条250放置在电路板260之下还是之上，在这些实施例中，噪声电流Ino沿着金属条250产生，且依照噪声电流Ino引起感应电流Iid。如图4C所示，电路板260上的感应电流Iid流动的方向彼此相反。因此，无线噪声干扰得以减小或改进。

此外，表1为采用本发明所提出的方法和不采用本发明所提出方法的各种布置下两个样本的灵敏度(sensitivity)的示意表。

表1

在表1所示的有线模式(cable mode)中，样本1和样本2通过电缆或电线与测试设备直接相连接。另一方面，在无线模式中，样本1和样本2无需通过电缆或电线，从测试设备无线接收信号。因此，有线模式中测量的灵敏度值可被视为标准值或理论值。测量出的有线模式和无线模式的灵敏度值差异越小，无线信号传输中引起的噪声干扰就越小。

如表1所示，样本1和样本2在有线模式中的灵敏度分别为-73.5dBm和-73dBm。在没有本发明所提供布置的无线模式1中，样本1和样本2的灵敏度分别为-64dBm和-63dBm，意味着灵敏度分别降低了9dBm和10dBm。在一些实施例中，当采用本发明所提出的金属元件220时，样本1和样本2在无线模式2中的灵敏度均为-69dBm，意味着与无线模式1相比，灵敏度分别提高了5dBm和6dBm。在另一些实施例中，当采用本发明所提出的金属条250时，样本1和样本2在无线模式3中的灵敏度分别为-70.3dBm和-70.9dBm，意味着与无线模式1相比，灵敏度分别提高了6.3dBm和7.9dBm。因此，由于布置金属元件220或者金属条250，无线噪声干扰可得以减小或改进。

图5A、5B和5C是根据本发明另一些实施例的用于减小无线噪声干扰的电子装置200的示意图。如图5A所示，电路板260包括基底层264和覆盖基底层264的接地层262。信号端280被布置在接地层262之上。此外，金属元件270包括第一终端272和与第一终端272相对的第二终端274。第一终端272与接地层262相接触，第二终端274为开环。因此，由于具有与接地层262相连接的第一终端272，以及保持开环的第二终端274，金属元件270也被称为开口槽(openslot)。在一些实施例中，金属元件270的长度LC为：

$\frac{2n-1}{4}\×\mathrm{\λ},$

具体来说，n为正整数，λ为预定频率的波长。举例来说，预定频率大致为(或实质上为)2.4GHz或5GHz。

需注意，在上述实施例中，信号端280为竖直或垂直元件，意味着信号端280长边形成的平面与电路板260的平面垂直。此外，第一终端272和信号端280之间的距离LE小于1/4λ。举例来说，距离LE接近于但不等于0。在另一些实施例中，如图5B所示，两个金属元件270被布置在信号端280的不同边，信号端280被布置在两个金属元件270之间。在另一些实施例中，如图5C所示，两个金属元件270被布置在信号端280的不同边，但两个金属元件270的位置和方向与图5B中的布置不同。在另一些实施例中，金属元件270可为曲线结构(meander structure)。

虽然本发明已就较佳实施例及其优势揭露如上，本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更和润饰。本发明的保护范围当视之前的权利要求书所界定为准。举例来说，本发明所属技术领域中普通技术人员应可理解，在本发明的保护范围下，上述特征、功能、进程和材料均可改变。此外，本发明的范围并不限于发明内容中过程、机器、制造、物质组成、方式、方法和步骤的特定实施例。根据本发明所揭示的内容，本领域技术人员将容易利用实质上执行了与这里说明的相应实施例相同功能或实质上实现了相同结果的现有的或以后将开发的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。因此，所附权利要求意在包括这些过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。此外，每个权利要求包括一单独的实施例，多个权利要求和实施例的组合在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：

电路板；以及

两个第一金属元件，被布置在所述电路板的不同边，其中每个第一金属元件包括第一终端和与所述第一终端相对的第二终端，所述第一金属元件的第一终端耦接至所述电路板，所述第一金属元件的第二终端是开环，所述第一金属元件的长度大致为预定频率波长的1/4。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，其中所述预定频率大致为2.4GHz或5GHz。

3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，其中所述电路板包括基底层和覆盖所述基底层的接地层，且所述第一终端与所述接地层相连接。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，其中所述电子装置进一步包括信号端，被布置在所述电路板上，且所述信号端被布置在所述两个第一金属元件的第一终端之间。

5.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，其中所述两个第一金属元件通过连接金属元件相连接。

6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，其中所述两个第一金属元件和所述连接金属元件在所述电路板上形成平面结构或者立体结构。

7.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，其中所述电子装置进一步包括两个第二金属元件，所述第二金属元件与所述第一金属元件相同，所述两个第二金属元件被布置在所述电路板的不同边，且所述第二金属元件的第一终端与所述第一金属元件的第二终端相邻。

8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，其中所述两个第一金属元件和所述两个第二金属元件被布置在所述电路板的同一侧或不同侧。

9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述第一金属元件和所述第二金属元件形成的平面与所述电路板垂直。

10.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，其中所述第一金属元件和所述电路板之间的距离大致为1mm到2mm。

11.一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：

电路板；以及

金属条，包括两个边缘区域和一中央区域，其中所述中央区域被布置在所述两个边缘区域之间，所述中央区域与所述电路板相接触，每个边缘区域的长度大致为预定频率波长的1/4。

12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，其中所述预定频率大致为2.4GHz或5GHz。

13.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，其中所述电路板包括基底层和覆盖所述基底层的接地层，且所述中央区域与所述接地层相接触。

14.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，其中所述电子装置进一步包括信号端，被布置在所述电路板上，且所述中央区域与所述电路板的中央部分接触，并靠近于所述信号端。

15.如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，所述金属条包括金属层和绝缘层，且所述绝缘层或所述金属层与所述接地层相接触。

16.一种电子装置，用来减小无线噪声干扰，包括：

电路板，所述电路板包括基底层和覆盖所述基底层的接地层；

信号端，被布置在所述电路板上；以及

至少一金属元件，包括第一终端和与所述第一终端相对的第二终端，其中所述第一终端与所述接地层相接触，且所述第二终端是开环。

17.如权利要求16所述的电子装置，其特征在于，其中所述金属元件的长度是：

$\frac{2n-1}{4}\×\mathrm{\λ},$

其中，n为正整数，λ为预定频率的波长。

18.如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，其中所述预定频率大致为2.4GHz或5GHz。

19.如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，其中所述第一终端和所述信号端的距离小于1/4λ。

20.如权利要求16所述的电子装置，其特征在于，其中所述电子装置包括两个金属元件，被布置在所述信号端的不同边，且所述信号端被布置在所述两个金属元件之间。

21.如权利要求20所述的电子装置，其特征在于，其中所述两个金属元件形成的平面与所述电路板垂直。

22.如权利要求16所述的电子装置，其特征在于，其中所述金属元件为曲线结构。

23.如权利要求16所述的电子装置，其特征在于，其中所述信号端的长边与所述电路板垂直。