CN110268578A - 电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电子设备，包括：连接到天线(10)的同轴电缆(20)；和导体(30)，其形状为条形并且电联接到同轴电缆(20)的外部导体，并且其前端不与其他导电构件电连接。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及一种包括连接到天线的同轴电缆的电子设备。

背景技术

一些电子设备包括用于无线电通信的天线。这种电子设备通过连接到天线的馈线(比如同轴电缆)中继由天线发送和接收的无线电信号。

发明内容

[技术问题]

在根据现有技术的这种电子设备中，从天线辐射的电磁波有时沿着同轴电缆的外部导体传播作为泄漏电流。由于天线的影响，这种泄漏电流的产生导致电磁波从同轴电缆的外部导体辐射。在同轴电缆周围辐射的电磁波是不希望的，因为它们可以作为影响设置在同轴电缆和其他同轴电缆附近的电路部件的噪声。

考虑到上述情况而构思的本发明的目的是提供一种能够减少从连接到天线的同轴电缆产生的电磁波的电子设备。

[问题的解决方案]

根据本发明的电子设备包括连接到天线的同轴电缆，以及至少一个导电体，其具有条状形状并且电联接到同轴电缆的外部导体，导电体的一端不电连接到与同轴电缆连接的接地。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施例的电子设备的整体内部配置。

图2示出了当不存在根据实施例的导电体时的电磁波的示例分布。

图3示出了当存在导电体时电磁波的示例分布。

图4示出了表示导电体的效果根据导电体的长度的差异的曲线图。

图5示出了根据本发明第二实施例的电子设备的整体内部配置。

图6示出了根据本发明第三实施例的电子设备的整体内部配置。

图7示出了根据本发明第四实施例的电子设备的整体内部配置。

图8示出了根据本发明第五实施例的电子设备的整体内部配置。

图9A示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的示例效果的曲线图。

图9B示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图9C示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图9D示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图9E示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图10A示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图10B示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图10C示出了表示根据本发明第五实施例的导电体的另一示例效果的曲线图。

图11示出了根据本发明第六实施例的电子设备的整体内部配置。

图12是根据第六实施例的同轴电缆和导电体之间的位置关系的放大剖视图。

图13示出了表示根据本发明第六实施例的导电体的示例效果的曲线图。

图14示出了表示根据本发明第六实施例的导电体的示例效果的曲线图。

图15示出了根据修改的导电体的形状。

图16示出了根据另一修改的导电体的形状。

图17示出了柔性电缆用作导电体的示例。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本发明的实施例。

[第一实施例]

图1是根据本发明第一实施例的电子设备1a的整体内部配置的示意性平面图。电子设备1a例如是个人计算机、固定式游戏机、便携式游戏机或智能手机，包括天线10、同轴电缆20、导电体30和基板40，在基板40上安装射频(RF)模块41，如图1所示。

天线10发送和/或接收无线电信号以在电子设备1和其他电子设备之间建立无线电通信。例如，根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准，天线10可以用于无线局域网(LAN)通信或蓝牙(注册商标)通信。

在下文中，天线10在无线电通信中使用的代表性频率值表示为通信频率f。通信频率f是由天线10发送和接收的无线电信号的频率，并且是根据无线电通信的标准确定的。注意，通常，天线10发送和接收具有预定频带中的频率的无线电信号。在这种情况下的通信频率f由要使用的频带的中值定义。具体地，通信频率f被定义为f＝(fmax+fmin)/2，其中fmax是用于天线10的无线电通信的频带中的最大值，并且fmin是最小值。

同轴电缆20包括穿过同轴电缆20的中心的内部导体和围绕内部导体的外部导体。同轴电缆20用作天线10的馈线。具体地，同轴电缆20的端部部分电连接到天线10，以用作天线10和RF模块41之间的中继。注意，在本实施例中，天线10设置在基板40的外部。因此，同轴电缆20的一部分也设置在基板40的外部。

当天线10发送或接收无线电信号时，泄漏电流流到同轴电缆20的外部导体。这可能导致外部导体辐射对周围环境作为噪声的电磁波。根据本实施例的电子设备1a包括用于抑制来自外部导体的电磁波辐射的导电体30。

导电体30由导电材料构成，比如金属片或铜箔带，并且具有薄的条状形状。导电体30的一端在基板40外部的位置处电连接到同轴电缆20的外部导体。详细地，同轴电缆20的外部导体的一部分覆盖物在与导电体30的连接处被移除，使得导电体30的一端固定到暴露的外部导体。在下文中，导电体30和同轴电缆20的外部导体之间的连接被称为基点B。导电体30在除了基点B之外的位置处没有与其他导电构件电连接。导电体30的与基点B相对的端部(导电体30的端部部分)是开放端。在下文中，导电体30的与基点B相对的端部被称为开放端O。更具体地，基点B被定义为在导电体30与同轴电缆20的外部导体接触的区域中最靠近天线10并且与开放端O相邻的端点。开放端O被定义为在导电体30的距同轴电缆20最远的端部部分中与天线10相邻的端点。

在本实施例中，导电体30具有基本上直线的形状并且在与同轴电缆20的延伸方向基本正交的方向上延伸。根据要抑制辐射的电磁波的波长，确定从基点B到导电体30的开放端O的长度。在下文中，路径长度L被定义为从基点B到导电体30的开放端的物理长度。更具体地，路径长度L被定义为沿着导电体30的外周在与天线10相邻的一侧上从基点B到导电体30的开放端O的长度。电气长度Le被定义为对应于路径长度L的导电体30从基点B到开放端O的电气长度。

优选地，确定导电体30的路径长度L，使得电气长度Le近似为Le＝(1/4+n/2)λ，其中λ是对应于天线10的通信频率f的电磁波的波长，n是大于或等于零的整数。更具体地，优选的是，导电体30的电气长度Le满足(1/8+n/2)λ≤Le≤(3/8+n/2)λ。以这种方式，可以有效地抑制从天线10传播的具有波长λ的电磁波。除非导电体30设置成与诸如树脂材料的电介质体接触，否则导电体30的电气长度Le与路径长度L匹配。因此，导电体30的路径长度L应该在上述范围内。在导电体30设置为与电介质体接触的情况下，电气长度Le大于实际路径长度L。因此，可以减小导电体30的尺寸。

优选地，导电体30沿横向方向(即沿同轴电缆20的延伸方向的方向)的宽度W充分小于λ/4。因此，优选地，宽度W为导电体30的路径长度L的至少1/2或更小。

导电体30可以在距天线10一定距离的位置处连接到同轴电缆20。在下文中，同轴电缆20从天线10到导电体30连接的位置(基点B的位置)的长度用距离d表示。在本实施例中，距离d大于λ/4。导电体30的存在抑制在导电体30的与天线10的一侧相对的一侧上的同轴电缆20的一部分处产生电磁波，而与距离d无关。

图2和3各自示出了导电体30的效果和从天线10和同轴电缆20辐射的电磁波的模拟分布的结果。在这些图中，暗区域表示强电磁波的辐射。图2示出了当不存在导电体30时的电磁波的分布。图3示出了当存在导电体30时的电磁波的分布。参考图2，当不存在导电体30时，即使在远离天线10的区域中也沿着同轴电缆20产生电磁波。参考图3，当存在导电体30时，在导电体30的与天线10的一侧相对的一侧上的同轴电缆20的一部分处抑制电磁波的产生。

图4示出了表示导电体30的效果根据路径长度L的差异和通过改变路径长度L进行的模拟的结果的曲线图。曲线图的横轴表示路径长度L，纵轴表示当导电体30连接到同轴电缆20时在测量点X处产生的电磁波强度(电场强度)。这里，测量点X距离天线10是90mm。图中的虚线表示当不存在导电体30时在测量点X处的电场强度。注意，天线10的通信频率f是2440MHz，并且路径长度L与电气长度Le基本相同。

如图所示，在路径长度L基本上为λ/4和3/4λ时，观察到电场强度特别小的负峰值。在这些负峰值的±λ/8范围内，电场强度很小。然而，电场强度在这些范围之外是大的，并且与不存在导电体30时的电场强度没有太大差别。因此，当导电体30的电气长度Le在λ/2周期的范围内时，比如在λ/8到3/8λ、5/8λ到7/8λ等的范围内，导电体30具有显著的有利效果，如上所述。

在根据上述实施例的电子设备1a中，导电体30可以电连接到同轴电缆20的外部导体，以抑制由天线10的影响引起的来自同轴电缆20的外部导体的电磁波的辐射。这可以防止电磁波影响同轴电缆20周围的区域。

在一些情况下，电子设备1a可以包括多个天线10和控制天线10的无线电通信的单个RF模块41。在这种情况下，即使当天线10彼此分开设置时，连接天线10和RF模块41的同轴电缆20在RF模块41附近彼此接近。因此，除非采取措施，否则在同轴电缆20处产生的电磁波可能彼此干扰。在根据本实施例的电子设备1a中，导电体30连接到同轴电缆20，以防止附近同轴电缆20在比导电体30更靠近RF模块41的同轴电缆20的部分中的干扰。

[第二实施例]

现在将参考图5描述根据本发明第二实施例的电子设备1b。在本实施例中，导电体30的形状与根据第一实施例的导电体30的形状不同，但是其他部件与根据第一实施例的部件相同。因此，与根据第一实施例的部件相对应的部件由相同的附图标记表示，并省略其描述。这对于下面描述的其他实施例也是相同的。

如图5所示，根据本实施例的导电体30是非直线的并且在多个点处弯曲以形成整体蛇形形状。换句话说，导电体30具有曲折形状。即使具有这样的形状，导电体30也可以抑制来自同轴电缆20的电磁波的辐射。同样在本实施例中，确定导电体30的路径长度L，使得电气长度Le近似(1/4+n/2)λ。

在根据本实施例的电子设备1b中，导电体30可以抑制来自同轴电缆20的电磁波的辐射，如第一实施例中那样。此外，与具有相同路径长度L的直线导电体30相比，导电体30的曲折形状允许开放端O设置得与同轴电缆20不太远。因此，导电体30在电子设备1b中占据较小的空间。

[第三实施例]

现在将参考图6描述根据本发明第三实施例的电子设备1c。本实施例与上述实施例的不同之处在于，多个导电体连接到同轴电缆20的外部导体。换句话说，在本实施例中，两个导电体30或导电体30a和30b连接到外部导体。

两个导电体30具有相同的路径长度L并且在不同的位置连接到同轴电缆20。由于导电体30a和30b具有相同的路径长度L，所以它们也具有相同的电气长度Le。因此，导电体30a和30b对相同频带中的电磁波具有有利的影响。以这种方式，具有相同电气长度的多个导电体30可以比单个导电体30更有效地抑制来自天线10的泄漏电流的传播。

这里，两个导电体30连接到同轴电缆20。可替代地，可以连接三个或更多个导电体30。这里，两个导电体30从同轴电缆20沿相反方向延伸。可替代地，两个导电体30可以沿相同方向延伸。此外，两个导电体30可以以与天线10相同的距离d设置在同轴电缆20上，但是沿不同的方向延伸。

[第四实施例]

现在将参考图7描述根据本发明第四实施例的电子设备1d。在本实施例中，多个导电体30连接到同轴电缆20的外部导体，如在第三实施例中一样。然而，与第三实施例不同，导电体30具有不同的长度。具体地，在本实施例中，具有路径长度La的导电体30c和具有路径长度Lb的导电体30d连接到同轴电缆20的外部导体。这里，导电体30的电气长度与路径长度相同。

在这种情况下，导电体30c对波长比路径长度La大四倍的电磁波具有有利的效果。导电体30d对波长比路径长度Lb大四倍的电磁波具有有利的效果。也就是说，作为整体，抑制了多种不同波长的电磁波的辐射。因此，在根据本实施例的电子设备1d的天线10是例如具有多个谐振频率的多谐振天线的情况下，可以有效地抑制从天线10传播的多个频率的泄漏电流。

这里，两个导电体30连接到同轴电缆20。可替代地，具有不同电气长度的三个或更多个导电体30可以连接到同轴电缆20。这里，两个导电体30从同轴电缆20沿相同方向延伸。可替代地，两个导电体30可以沿不同方向延伸。此外，两个导电体30可以以与天线10相同的距离d设置在同轴电缆20上，但是沿不同的方向延伸。

[第五实施例]

现在将参考图8描述根据本发明第五实施例的电子设备1e。在本实施例中，提供了一个导电体30，其具有类似于第二实施例中的弯曲形状。然而，与第二实施例不同，根据本实施例的导电体30仅弯曲一次以形成整体L形。这里，导电体30朝向天线10弯曲。在下文中，根据本实施例的导电体30弯曲的位置表示为弯曲点C.

在本实施例中，导电体30从基点B到弯曲点C在与同轴电缆20的延伸方向基本正交的方向上延伸，如图8所示。导电体30在弯曲点C处以大致直角弯曲，并且从弯曲点C到开放端O在与同轴电缆20的延伸方向基本平行的方向上延伸。这里，导电体30的路径长度L定义为L＝L1+L2，其中L1是从基点B到弯曲点C的长度，L2是从弯曲点C到开放端O的长度。根据天线10的通信频率f确定路径长度L。这里，长度L1对应于从同轴电缆20到开放端O的直线距离。

现在将基于在变化条件下执行的模拟的结果来描述该示例中的导电体30的效果。具体地，发明人以阶梯方式改变长度L1，同时保持恒定的路径长度L并改变导电体30和同轴电缆20的连接点(即从天线10到导电体30的距离d)，从而研究导电体30的效果。

图9A至9E示出了研究导电体30的效果的结果。附图示出了从连接到具有2440MHz的通信频率f的天线10的同轴电缆20辐射的电磁波的电场强度的结果。在附图中，导电体30的路径长度L是30mm的恒定值，其对应于与通信频率f相对应的波长λ的约1/4。

图中的横轴表示从天线10到导电体30的距离d，纵轴表示指示在如图4所示的测量点X处产生的电磁波的强度的电场强度。图中的虚线表示当导电体30不存在时在测量点X处产生的电磁波的电场强度。

图9A至9E中所示的曲线图表示由长度L1的差异引起的效果差异。具体而言，图9A表示长度L1＝1mm的结果。图9B表示长度L1＝5mm的结果，图9C表示长度L1＝15mm的结果，图9D表示长度L1＝25mm的结果，图9E表示长度L1＝29mm的结果。通过从L＝30mm减去L1来确定长度L2。

在图9A的曲线图中，当设置导电体30时(实线)和不存在导电体30时(虚线)，在测量点X处的电场强度基本上没有观察到差异。因此，在长度L1较小且开放端O太靠近同轴电缆20的情况下，不能获得令人满意的效果。相反，如图9B所示，在长度L1为5mm的情况下，效果比不存在导电体30的情况更显著。随着长度L1增加，导电体30的效果增强，使得开放端O设置得更远离同轴电缆20。

图10A至10C示出了当距离d恒定并且长度L1变化时导电体30的效果。具体而言，图10A、10B和10C分别示出了当距离d为50mm、75mm和90mm时测量点X处的电场强度。参考附图，无论距离d如何，当长度L1为1mm时导电体30无效，但是当长度L1增加到3mm时，导电体30的效果突然增强。由于导电体30的效果，电场强度降低，直到长度L1达到5mm，然后在此之后保持基本相同。因此，即使当导电体30在中间弯曲时，开放端优选地设置在距同轴电缆20至少3mm处，更期望地至少5mm。

如图9B至9E所示，导电体30的效果也根据距离d而变化。通常，当距离d为λ/4(＝30mm)或更小时，导电体30的效果小，但是当导电体30的连接位置距天线10一定距离时，导电体30的效果增加。因此，优选地，从天线10到导电体30的连接位置的距离d超过λ/4。

如上所述，可以适当地调整导电体30的形状和与同轴电缆20的连接位置，以增加导电体30对抑制电磁波的效果。

[第六实施例]

现在将参考图11和12描述根据本发明第六实施例的电子设备1f。在上述实施例中，去除同轴电缆20的覆盖物，并且导电体30直接连接到暴露的外部导体，以电联接导电体30和同轴电缆20的外部导体。然而，与上述实施例不同，在本实施例中，导电体30设置在覆盖物外部并靠近同轴电缆20，而不去除同轴电缆20的覆盖物。在这种情况下，导电体30不与同轴电缆20建立直接电连接，但通过电容耦合电联接到外部导体。以这种方式，即使当导电体30不与同轴电缆20的外部导体直接电连接时，也可以防止来自同轴电缆20的电磁波的辐射。

图11示出了根据本实施例的电子设备1f的整体内部配置。图12是沿着与同轴电缆20的延伸方向正交的方向截取的导电体30设置在其中的区域的放大剖视图。参照图12，同轴电缆20包括穿过中心的信号线20d、设置在信号线20d和外部导体20b之间的电介质体20c以及设置在外部导体20b周围的覆盖物20a。在本实施例中，同轴电缆20的覆盖物20a未被移除，并且同轴电缆20和导电体30在平面图中彼此重叠。结果，导电体30与覆盖物20a上的同轴电缆20的外部导体20b建立电容耦合。

在图12中，导电体30与覆盖物20a接触。可替代地，导电体30可以与覆盖物20a分开设置。然而，优选地，使导电体30和外部导体20b之间的间隙g最小化，以在导电体30和外部导体20b之间建立电容耦合。

图13示出了表示取决于路径长度L的根据本实施例的导电体30的效果的差异的曲线图。类似于图4，曲线图的横轴表示路径长度L，纵轴表示在测量点X(d＝90mm)处产生的电磁波的强度(电场强度)。图中的虚线表示当不存在导电体30时在测量点X处的电场强度。注意，在图中，天线10的通信频率f是2440MHz，并且路径长度L与电气长度Le基本相同。

如图13所示，当导电体30通过电容耦合电联接到同轴电缆20的外部导体20b时，在基本上对应于λ/4和3/4λ的路径长度L的位置处观察到电场强度的负峰值。因此，在本实施例中，当电气长度Le在(1/8+n/2)λ≤Le≤(3/8+n/2)λ的范围内时，其中n是大于或等于零的整数，导电体30对抑制电磁波的效果增强。

在本实施例中，导电体30的横向方向(与同轴电缆20的延伸方向平行的方向)上的宽度W应足够大，以建立导电体30和外部导体20b的电容耦合。图14示出了表示根据宽度W的导电体30的效果的差异的曲线图。纵轴表示在测量点X处的电场强度，横轴表示导电体30的宽度W。虚线表示导电体30不存在时的电场强度。如图所示，导电体30的宽度W优选为2mm或更大，更优选为6mm或更大。

在上述实施例中，导电体30的宽度W是恒定的。可替代地，导电体30的宽度W可以不是恒定的。特别是在第六实施例中，导电体30的宽度W在与同轴电缆20重叠的位置处应该较大，如上所述。因此，导电体30在与同轴电缆20重叠的位置处的宽度W可以较大，并且其他部分的宽度W可以相对较小。图15示出了根据修改的这种导电体30的形状。

在上述实施例中，导电体30的与开放端O相对的端部电联接到同轴电缆20。可替代地，导电体30的中间位置可以电联接到同轴电缆20。图16示出了在这种情况下导电体30的示例位置。在该示例中，同轴电缆20的外部导体20b和导电体30在平面图中重叠的位置处建立电容耦合。在该示例中，与开放端O相对的端部部分也有效地抑制具有与端部部分的长度相对应的波长的电磁波。

特别地，在第六实施例中，连接到基板40的接地的电缆可以用作导电体30，因为导电体30没有电连接到同轴电缆20的外部导体20b。图17示出了在这种情况下导电体30的示例位置。在该示例中，导电体30是柔性电缆。与图16中所示的情况不同，导电体30的与开放端O相对的端部连接到设置在基板40上的连接器。这样，导电体30的与开放端O相对的端部连接到与同轴电缆20连接的基板40的接地。折叠一次的导电体30的开放端O连接到外围设备50中的电路板。换句话说，用作导电体30的柔性电缆连接基板40和外围设备50中的电子电路。

在该示例中，外围设备50的电路板的接地与基板40的接地电隔离。因此，导电体30的开放端O不与连接到同轴电缆20的基板40的接地电连接，因此鉴于同轴电缆20，防止具有对应于路径长度L的波长λ的电磁波的传播。这样，如果电缆的一端用作不与连接到同轴电缆20的接地电连接的开放端O，则与同轴电缆20重叠的电缆用作导电体30。在这种情况下，导电体30的与开放端O相对的端部可以电连接到与同轴电缆20连接的接地。

注意，本发明的实施例不限于上述实施例。例如，在上面的描述中，天线10根据无线LAN标准或蓝牙标准执行无线电通信。可替代地，除了上述那些之外，导电体可以连接到与任何其他类型的天线连接的同轴电缆。此外，除了上述那些之外，导电体可以以任何数量或形状提供，以实现类似的有利效果。

可以组合上述多个实施例的方面并将其应用于单个电子设备。例如，在上述第三和第四实施例中，一些或所有导电体30可以具有曲折形状。此外，在第六实施例中，可以提供通过电容耦合电联接到同轴电缆20的多个导电体30，并且导电体30可以具有L形或曲折形状。

附图标记列表

1a、1b、1c、1d、1e、1f 电子设备

10 天线

20 同轴电缆

30 导电体

40 基板

41 通信模块

50 外围设备

Claims (11)

1.一种电子设备，包括：

连接到天线的同轴电缆；和

至少一个导电体，其具有条状形状并且电联接到同轴电缆的外部导体，所述导电体的一端不电连接到与同轴电缆连接的接地。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体的电气长度从至少一个导电体联接到所述外部导体的位置到所述一端的电气长度在包括端点的(1/8+n/2)λ到(3/8+n/2)λ的范围内，其中λ是对应于天线的通信频率的电磁波的波长，n是大于或等于零的整数。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体位于与平面图中的同轴电缆重叠的位置，并且通过电容耦合在同轴电缆的覆盖物上电联接到所述外部导体。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体沿着所述同轴电缆的延伸方向在至少一个导电体与同轴电缆重叠的位置处的宽度为2mm或更大。

5.根据权利要求3或4所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体包括电缆，与所述一端相对的端部连接到与所述同轴电缆连接的接地。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体在至少一个导电体联接到所述同轴电缆的位置处沿与所述同轴电缆的延伸方向基本正交的方向延伸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备，其中，

至少一个导电体具有直线形状。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体在中间具有弯曲形状。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体包括多个导电体，每个导电体具有条状形状并且电联接到所述同轴电缆的外部导体。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电子设备，其中，

所述至少一个导电体的一端设置在距所述同轴电缆3mm或更远的距离处。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电子设备，其中，

在所述至少一个导电体联接到所述同轴电缆的位置与所述天线之间的同轴电缆的长度是对应于天线的通信频率的电磁波的波长的四分之一以上。