CN107464985A - 模块化设备灵敏度劣化消减 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模块化设备灵敏度劣化消减。提供一种具有基础便携式电子通信设备的模块化设备系统。该基础便携式电子通信设备具有显示侧和背侧、以及沿设备边缘中的一个来定位的一个或多个天线。在壳体的背侧上的接地元件邻近于所述天线并且被接地到底座。在相同侧上的多引脚连接器阵列邻近于所述接地元件来定位，并且所述接地元件位于所述连接器阵列和所述天线之间。接地元件被配置为当模块与基础便携式电子通信设备配对时，接触附加模块上的配对接地元件。

Description

模块化设备灵敏度劣化消减

技术领域

本公开内容大体涉及一种移动通信设备，更具体涉及一种用于在模块化便携式设备系统中减缓不必要的RF耦合的系统和方法。

背景技术

高频率电子信号关于增加数据速率并且由此增加设备响应时间是有用的。然而，随着数据速率增加，本发明人已经发现高频线路或连接器与附近的天线之间的耦合也增加。该效应是双向的，因为与高频天线相关联的信号也可以耦合到附近的高频线路或连接器。

尽管本公开内容涉及能够消除在此背景技术部分中提及或从其显而易见的某些缺点的系统，应当理解，这样的益处既不是对所公开原理的范围的限制，也不是对随附权利要求书的范围的限制，除了在权利要求书清楚地指出的范围之外。此外，在此背景技术部分中的讨论反映发明人自己的观察、考虑、和想法，并且不旨在记载或总结现有技术的任何项目。因此，发明人清楚地拒绝将此部分承认或假定作为现有技术。此外，本文中对期望动作过程的标识或暗示反映发明人自己的观察和构思，并且因此不能被假定为指示本领域已知的期望。

发明内容

与所公开的原理的实施例相一致，提供了一种模块化设备系统，该模块化设备系统具有基础便携式电子通信设备，该基础便携式电子通信设备具有底座和壳体，以及沿所述设备的顶边缘、底边缘和侧边缘中的一个所定位的一个或多个天线。在壳体的背侧上的接地元件邻近于一个或多个天线，并且多引脚连接器阵列邻近于接地元件，使得接地元件位于连接器阵列和天线之间。

在另一个实施例中，提供一种模块化设备连接系统，用于将电子模块以物理方式和电方式连接到便携式电子通信设备。提供一种邻近于设备天线的接地元件，将该接地元件接地到设备的底座。多引脚连接器阵列邻近接地元件定位，使得所述接地元件位于所述连接器阵列和所述一个或多个天线之间。

在再另一个实施例中，提供一种模块化电子设备系统，该模块化电子设备系统具有便携式电子设备，该便携式电子设备具有邻近于一个或多个设备天线而处于设备壳体上的设备接地元件。设备接地元件接地到设备底座，并且位于天线和设备多引脚连接器阵列之间。类似地，配对的电子模块具有提供模块接地的多触点模块接地元件。类似地，提供模块多引脚模块连接器阵列，并且多触点模块接地元件和模块多引脚模块连接器阵列被配置和定位为当所述电子模块与所述便携式电子设备配对时，分别电连接到设备接地元件和设备多引脚连接器阵列。

根据详细的公开内容结合所包括的附图，将理解所公开的原理的实施例的其它特征和方面。

附图说明

虽然所附的权利要求书具体地阐述了本技术的特征，可以根据以下机实施方式结合附图来最好地理解这些技术连同其目标和优点，在附图中：

图1是关于可以实现本公开原理的实施例的设备部件的示例配置的简化示意图；

图2是示出根据所公开的原理的实施例的第一设备的背部和第二设备的背部的第一设备和第二设备的视图；

图3是根据所公开的原理的实施例的电话和模块的侧视图；

图4是示出根据所公开的原理的实施例的顶视图和底视图中的后壳体的一部分的子组件视图；

图5是根据所公开的原理的实施例的、用于连接到连续阻断的连接器布置的简化视图；

图6是根据所公开的原理的实施例的、以dB示出在模块化配置中采用44mm的阻断的隔离效果的数据曲线；以及

图7是根据所公开的原理的实施例的、以dB示出在模块化配置中采用27mm的阻断的隔离效果的数据曲线。

具体实施方式

在呈现本公开原理的更完整讨论之前，给出概述以帮助读者理解之后的内容，如上所述，

在由发明者构思出的模块化概念内，外部单元(“模块(mod或module)”)被配置为通过多个暴露的连接器来增强用户体验。模块可以提供增强的成像、娱乐、演示、和其它功能。在一个实施例中，电话还可以使用相同的连接器配置来连接到基座(dock)、计算机、平板计算机等。

电话和模块之间的通信可以以从DC直到5Gbps或更高的各种速度发生。这些高速连接器紧密接近设备的发射天线和接收天线。因此，将模块附接到设备可能产生来自暴露的连接器的噪声，这升高了用于从信号分离噪声的本底噪声(noise floor)，并且因此可以导致电话的蜂窝接收器的灵敏度劣化。这个现象可以在本文中被称作为“灵敏度劣化(desense)”。此外，来自蜂窝发射天线的干扰可以致使设备由于反向灵敏度劣化而抑制(throttle)通过暴露的模块连接器的数据传输。

通过实现跨电话和模块链接的接地墙，公开原理的实施例减缓来自电话和模块之间的未屏蔽的高速引脚连接的电话的RF/天线系统的灵敏度劣化。这可以通过将金属棒(有时在本文中被称作“阻断(debar)”)放置在电话的正面来实现，其中将该阻断连结到电话的PCB(印刷电路板)上的参考地。阻断可以延伸超过连接器引脚阵列的宽度，并且在一个实施例中，在连接器引脚阵列的宽度每侧向外延伸大约8mm。将理解，在给定实例中，阻断的长度可以取决于特定设计特征而更长或更短。

阻断将模块连接器阵列从最近的天线——例如底部天线分离。将类似的金属棒连结到模块的PCB。在进一步实施例中，将这两个棒通过弹性引脚(pogo-pin)(例如，大约8个弹簧引脚，尽管在给定实例中可以取决于特定设计特征而使用更少或更多数目)的阵列彼此连接。将理解，关于连接器阵列，哪个设备包括弹性引脚和阻断中的哪个或者哪个设备包含电子连接器类型中的哪个不重要。如稍后将示出的，阻断系统的使用显著地消减干扰并且由此消减灵敏度劣化。

此外，金属板可以被放置在具有被定位以允许连接器引脚穿过的孔的连接器阵列的上方以用于附加隔离。将金属板经由焊料或导电粘合剂电连接到AMP PCB接地底座，并且当AMP附接到电话时，可以导电地接触电话金属背衬，从而利用屏蔽金属来填充围绕连接器引脚的非金属间隙，但是没有形成到电话中的重叠接地屏蔽(不像USB或HDMI连接器)中，从而维持电话的背部的ID完整性。

了解了此概述，并且现在转到结合附图的更详细的讨论，本公开的技术被图示为在合适的计算环境中来实现。以下设备描述是基于所公开的原理的实施例和示例，并且不应当被考虑为针对在本文中没有明确地描述的替选实施例来限制本权利要求。因此，例如，尽管图1图示可以实现本公开原理的实施例的示例移动设备，将理解可以使用其它设备类型。

图1的示意图示出形成可以实现本公开的方面的环境的一部分的示例性部件群组110。具体地，部件群组110包括可以在与第一设备或电话相对应的设备和第二设备中采用的示例性部件。将理解，取决于用户偏好、部件可用性、价格点、和其它考虑因素，可以将附加或替选的部件使用在给定实施方式中。

在图示的实施例中，部件110包括显示屏幕120、应用(例如，程序)130、处理器140、存储器150、诸如话音和文本输入工具的一个或多个输入部件160(用户输入接收器)、和诸如文本和可听输出工具的一个或多个输出部件170。在一个实施例中，输入部件160包括在设备的表面上维持或显示的物理或虚拟键盘。在各个实施例中，可以使用运动传感器、接近传感器、相机/IR传感器和其它类型的传感器，以收集诸如用户存在、用户手势等的某些类型的输入信息。

处理器140可以是微处理器、微计算机、专用集成电路、和类似结构中的任何一个。例如，能够通过来自任何所需家族或制造者的一个或多个微处理器或控制器实现处理器140。类似地，存储器150可以驻留在与处理器140相同的集成电路上。附加地或替选地，可以经由网络——例如经由基于云的存储来访问存储器150。存储器150可以包括随机存储存储器(即，同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)或任何其它类型的随机存取存储器设备或系统)。附加地或替选地，存储器150可以包括只读存储器(即，硬件驱动器、闪速存储器或任何其它期望类型的存储器设备)。

由存储器150存储的信息能够包括与一个或多个操作系统或应用相关联的程序代码，以及例如程序参数、过程数据等的信息数据。通常经由在非暂时性计算机可读介质(例如，存储器150)中存储的可执行指令实现操作系统和应用，以控制电子设备的基本功能。例如，这样的功能可以包括各种内部部件间的交互，以及对往返存储器150的应用和数据的存储和检索。

进一步关于应用130，这些通常利用操作系统来提供更多具体功能，诸如文件系统服务和处理存储器150中存储的受保护和非受保护的数据。尽管一些应用可以提供用户设备110的标准的或需要的功能，但是在其它情况下，应用提供可选的或专用的功能，并且可以通过第三方供应者或设备制造者来供应。

最后，关于例如程序参数和过程数据的信息数据，能够由操作系统或应用来引用、操纵、或写入该不可执行的信息。例如，这样的信息数据能够包括在制造期间预编程到设备中的数据、由设备创建或由用户添加的数据、或者上传至所述设备在正在进行的操作期间与其通信的服务器或其它设备、从该服务器或其它设备下载、或以其它方式在该服务器或其它设备处访问的各种类型的信息中的任何信息。设备110还包括与设备相机链接的相机模块180。

在一个实施例中，包括诸如电池或燃料电池的电源190，以用于将电力提供到设备110及其部件。通过诸如内部总线的一个或多个共享的或专用的内部通信链路195的方式，内部部件中的全部或一些彼此通信。

在一个实施例中，设备110是被编程为使得处理器140和存储器150与设备110的其它部件交互以执行某些功能。处理器140可以包括或实现各种模块并且执行用于发起诸如启动应用、传输数据、和通过各种图形用户界面对象进行切换(toggle)(例如，通过链接到可执行的应用的各种显示图标进行切换)的不同活动的程序。

应用和软件作为计算机可读指令驻存在例如RAM、ROM或闪速存储器的有形非暂时性介质上。设备110经由其处理器140通过检索和执行适当的计算机可读指令来运行应用和软件。

转向图2，该图根据本公开原理的实施例，图示电话200和模块201的简化视图，从而示出电话200的背部203和模块201的配对前部205。在图示示例中，每个设备200、201包括连接器阵列207、209。虽然每个连接器阵列207、209被示出为16引脚连接器阵列，但是将理解的是可以使用其它数目的引脚。虽然在图中没有详细描述，但是连接器阵列207、209中的一个通常将包括弹性加载的阳引脚，同时连接器阵列207、209中的另一个将会通常包括对应的阴插口或触点。在图2中能够看到，以上描述的接地阻断为元件217，并且配对弹性连接器为元件213。电话200还包括一个或多个天线231、233。

在图示的实施例中，在电话200上的连接器阵列207内包括对准插口211，用于与模块201上的匹配对准引脚215相配对。由电话200上的相机凸起219提供第三对准点，该相机凸起219被配置和定位为与模块201中的配对圆形开口211相适配。在一个实施例中，相机凸起219包含设备200的主相机以及一个或多个闪光灯LED。在一个实施例中，相机凸起219还包括用于主相机的更快聚焦的激光测距器。

如上所述，虽然其它相机凸起形状在本文中是可用的并且是可想到的，但是将为了示例起见而使用圆形形状。取决于给定实施方式中的容限，非圆形相机凸起也可以提供一定程度的旋转对准并且可以限制或消除对其它对准特征的需要。

在一个实施例中，在模块201的前部中嵌入一组磁体223、225、227、229。这些磁体223、225、227、229可以被保留在这个装饰片(cosmetic sheet)的内部表面上。可以将这些磁体包封在钢护罩中，使得磁场被聚焦到磁体组件的一侧，而不是延伸到两侧。在一个实施例中，这些磁体223、225、227、229吸引电话200的背部203的钢表面，以便一旦设备200、201紧密接近，就将设备200、201保持在一起。这些磁体223、225、227、229可以是陶瓷、钕或其它类型的。

图3是根据本公开原理的实施例的电话200和模块201的侧视图。如图3的侧视图中简单示出，当电话200和模块201对接在一起时，相机凸起219适配到模块201中的配对开口221中。此外，在这个配置中，电话200的触点阵列207与模块201的触点阵列209配对。

理想地，组合的设备使用由配对触点阵列207、209提供的连接而充当一个整体。具体地，在各个实施例中使用触点阵列207、209来交换数据、命令、电力、控制信号等。

图4是以顶部视图和底部视图示出将阻断217以滑雪靴方式固定/斜插方式固定(ski-booted/toed)到后壳体401中以具有多个接地到主PCB的直接接触点的实施例中的，后壳体401一部分的的子组件视图。

图5是根据本公开原理的实施例的、弹性连接器213和连接器阵列护罩501的详细视图。如图所示，当电话200和模块210配对在一起时，弹性连接器213被安置以接触阻断217(图2)。接地护罩501部分地围绕阵列209(图2)中的每个连接器，从而提供附加屏蔽。

如上所述，使用如本文中描述或相似的阻断能够显著增加天线和连接器阵列的引脚的隔离。图6是以dB示出在如本文中描述的模块化配置中采用44mm的阻断的隔离效果的数据曲线。具体地，第一曲线601示出原始隔离水平，并且第二曲线603示出使用阻断获得的隔离水平。如能够看出，使用阻断使整个范围从大约700MHz到大约870MHz的隔离增加大于5dB。

图7是以dB示出使用与图6的曲线中使用的长度不同的阻断——即27mm的阻断——的隔离效果的数据曲线，。第一曲线701示出原始隔离水平，并且第二曲线703示出使用27mm的阻断获得的隔离的水平。在这个情况下，与具有更长的阻断相比隔离效果更差。

将会显而易见的是，本文中已经描述用于模块化系统的改善的移动电话隔离的系统和方法。然而，考虑到可以向其应用本公开的原理的许多可能实施例，应当认识到本文中参照附图描述的实施例仅意图作为说明，并且不应当被视为对权利要求书的范围进行限制。因此，如本文中描述的技术设想到所有这样的实施例，其可以落入所附权利要求书和其等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种包括基础便携式电子通信设备的模块化设备系统，包括：

底座；

壳体，所述壳体至少部分包围所述底座，所述壳体具有显示侧和背侧，并且具有顶边缘、底边缘和侧边缘，其中，沿所述顶边缘、所述底边缘和所述侧边缘中的一个边缘定位一个或多个天线；

接地元件，所述接地元件在所述壳体的所述背侧被暴露，并且邻近所述一个或多个天线，所述接地元件被接地到所述底座；以及

多引脚连接器阵列，所述多引脚连接器阵列在所述背侧上并且邻近所述接地元件，使得所述接地元件位于所述连接器阵列和所述一个或多个天线之间，所述多引脚连接器阵列被配置为和定位为当模块设备与所述基础便携式通信设备配对时电连接到所述模块设备上的配对阵列。

2.根据权利要求1所述的模块化设备系统，其中，所述接地元件是拉伸金属棒，所述拉伸金属棒被安置为当所述模块设备与所述基础便携式电子通信设备配对时与所述模块设备上的一个或多个接地触点配对。

3.根据权利要求2所述的模块化设备系统，其中，所述拉伸金属棒包括至少一个突耳以用于与所述底座上的至少一个槽配对。

4.根据权利要求1所述的模块化设备系统，其中，所述接地元件包括接地触点行，所述接地触点行被安置为当所述模块设备与所述基础便携式电子通信设备配对时与所述模块设备上的拉伸金属棒配对。

5.根据权利要求1所述的模块化设备系统，其中，沿所述壳体的所述顶边缘和所述底边缘中的一个边缘来定位所述一个或多个天线。

6.根据权利要求1所述的模块化设备系统，其中，沿所述壳体的所述侧边缘中的一个来定位所述一个或多个天线。

7.根据权利要求1所述的模块化设备系统，还包括金属板，所述金属板覆盖所述多引脚连接器阵列并且具有通过其的多个孔，使得所述多引脚连接器阵列的引脚在所述壳体的所述背侧保持暴露。

8.根据权利要求7所述的模块化设备系统，其中，将所述金属板电连接到所述底座。

9.一种模块化设备连接系统，用于将电子模块物理和电连接到便携式电子通信设备，所述便携式电子通信设备包括其边缘处的一个或多个天线，所述连接系统包括：

接地元件，所述接地元件邻近所述一个或多个天线，所述接地元件接地到所述便携式电子通信设备的底座；以及

多引脚连接器阵列，所述多引脚连接器阵列邻近所述接地元件，使得所述接地元件位于所述连接器阵列和所述一个或多个天线之间，所述多引脚连接器阵列被配置和定位为将所述电子模块电连接到所述便携式电子通信设备。

10.根据权利要求9所述的模块化设备连接系统，其中，所述接地元件是拉伸金属棒。

11.根据权利要求10所述的模块化设备连接系统，其中，所述拉伸金属棒包括至少一个突耳以用于与所述底座上的至少一个槽配对。

12.根据权利要求9所述的模块化设备连接系统，其中，所述接地元件包括接地触点行。

13.根据权利要求9所述的模块化设备连接系统，其中，沿所述便携式电子通信设备的顶边缘和底边缘中的一个来定位所述一个或多个天线。

14.根据权利要求9所述的模块化设备连接系统，其中，沿所述便携式电子通信设备的侧边缘中的一个来定位所述一个或多个天线。

15.根据权利要求9所述的模块化设备连接系统，进一步包括金属板，所述金属板覆盖所述多引脚连接器阵列并且具有通过其的多个孔，使得所述多引脚连接器阵列的引脚穿过所述板被暴露。

16.根据权利要求15所述的模块设备连接系统，其中，将所述金属板电连接到所述便携式电子通信设备的所述底座。

17.一种模块化电子设备系统，包括：

便携式电子设备，所述便携式电子设备具有：底座；至少部分包围所述底座的壳体，并且所述壳体具有显示侧和背侧，并且具有顶边缘、底边缘和侧边缘，其中，沿所述顶边缘、所述底边缘和所述侧边缘中的一个定位一个或多个天线；设备接地元件，所述设备接地元件邻近于所述一个或多个天线在所述壳体的所述背侧被暴露，所述设备接地元件被接地到所述底座；以及设备多引脚连接器阵列，所述设备多引脚连接器阵列邻近所述设备接地元件而处于所述背侧，使得所述设备接地元件位于在所述设备多引脚连接器阵列和所述一个或多个天线之间；以及

电子模块，所述电子模块具有提供模块接地和模块多引脚模块连接器阵列的多触点模块接地元件，其中，所述多触点模块接地元件和所述模块多引脚模块连接器阵列被配置和定位为当所述电子模块与所述便携式电子设备配对时，分别电连接到所述设备接地元件和所述设备多引脚连接器阵列。

18.根据权利要求17所述的模块化设备系统，其中，所述多触点模块接地元件包括多个弹簧加载触点的线性阵列。

19.根据权利要求18所述的模块化设备系统，其中，所述设备接地元件是拉伸金属棒，所述拉伸金属棒被安置为当所述模块设备与所述基础便携式电子通信设备配对时，与多个弹簧加载触点配对。

20.根据权利要求19所述的模块化设备系统，其中，所述拉伸金属棒包括至少一个突耳，所述至少一个突耳用于与所述底座上的至少一个槽配对。