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Technisches Gebiet
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Die vorliegenden Techniken betreffen generell eine Funkfrequenz-Interferenz. Insbesondere betreffen die vorliegenden Techniken das Verhindern einer Funkfrequenz-Interferenz innerhalb eines Chassis.
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Hintergrund
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Rechnerplattformen, wie z. B. Rechnersysteme, Tablets, Laptops, Mobiltelefone und dergleichen sind in einem Chassis aufgenommen. Da die Größe dieser Vorrichtungen immer kleiner wird, kommt eine Interferenz aus verschiedenen Motherboard-Komponenten und digitalen Übertragungen in größere Nähe zu verschiedenen drahtlosen Antennen der Vorrichtung. Als Stand der Technik sind die folgenden Druckschriften bekannt:
US 2009 / 0 308 653 A ,
US 7 848 108 B1 ,
US 2013 / 0 176 683 A1 und
US 4 924 080 A -
Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaltbild einer Rechnervorrichtung, die strukturiertes Stereo aufweisen kann;
- 2 zeigt zwei Chassis-Auslegungen mit Plattformrauschen;
- 3 ist eine pilzartige EBG-Struktur;
- 4 ist eine Darstellung von mehreren EBG-Struktur-Auslegungen; und
- 5 ist eine EBG-Auslegung unter einer Wärmevorrichtung;
- 6 ist ein EBG-Klebeband; und
- 7 ist ein Prozessablaufdiagramm zum Aufbauen einer elektronischen Vorrichtung mit einer Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenz.
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Die gleichen Bezugszeichen werden in der Offenlegung und den Figuren durchgängig verwendet, um auf gleiche Komponenten und Merkmale Bezug zu nehmen. Bezugszeichen der 100-Reihe beziehen sich auf Merkmale, die ursprünglich in 1 zu finden sind; Bezugszeichen der 200-Reihe beziehen sich auf Merkmale, die ursprünglich in 2 zu finden sind, und so weiter.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Wie oben dargelegt ist, tritt bei kleineren Rechnervorrichtungen eine Interferenz aufgrund dessen auf, dass sich ein Motherboard und die sich daraus ergebenden digitalen Übertragungen in größerer Nähe zu drahtlosen Antennen der Vorrichtung befinden. Die Mobilcomputerindustrie hat sich sehr schnell hin zu kleinen Rechnervorrichtungen, wie z. B. Ultrabook- und Tablet-Auslegungen weiterentwickelt. Das Integrieren von Drahtlos-Standards, wie z. B. denjenigen gemäß WiFi Alliance (WiFi), Netzen, die die International Mobile Telecommunications-2000- (IMT-2000-) Spezifikationen (3G) und Long Term Evolution- (LTE-) Standards erfüllen, in kompakte Ultrabook- oder Tablet-Formfaktoren kann eine große Herausforderung darstellen, da ein elektromagnetisches Rauschen, das von Komponenten, wie z. B. der zentralen Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU), dem Plattform-Controller-Hub (PCH), Doppeldatenraten- (DDR-) Speicher, Platten-Zeitgebungs-Controller, Motherboard-Layout und dergleichen erzeugt wird, sich jetzt in viel größerer Nähe zu den Antennen befinden. Des Weiteren können Antennen innerhalb derselben Einfassung oder desselben Chassis platziert sein wie das Motherboard. Ferner ist das Chassis typischerweise eine Metalleinfassung, die wiederum als Ausbreitungsweg für die elektromagnetische Interferenz statt als Abschirmung gegen die elektromagnetische Interfrenz dient. Diese Interferenz oder dieses Rauschen, die/das von der Antenne empfangen wird, kann die Drahtlos-Leistung, wie z. B. den Durchsatz, schwächen und das Benutzer-Erlebnis verschlechtern.
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Hier beschriebene Ausführungsformen ermöglichen Auslegungen mit einer elektromagnetischen Bandlücke (electromagnetic bandgap - EBG) zum Mindern einer Funkfrequenz-Interferenz, die auch als elektromagnetische Interferenz (EMI) bekannt ist. Bei einer Ausführungsform ist eine EBG-Struktur derart an der Fläche einer Einrichtung angebracht, dass eine Rauschausbreitung innerhalb eines Chassis gemindert wird. Die EBG-Struktur kann eine pilzartige EBG-Struktur sein, und die EBG-Struktur kann in die Oberfläche der Einrichtung integriert sein. Durch Anwenden der vorliegenden Techniken kann eine elektromagnetische Interferenz ohne zusätzliche Schichten einer gedruckten Schaltplatte (printed circuit board - PCB), die bei einer typischen Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenz verwendet werden, gemindert werden. Durch die Verwendung der EBG-Struktur zum Mindern einer elektromagnetischen Interferenz kann eine globale Isolierung erreicht werden, wobei eine Interferenz in dem gesamten Chassis gemindert wird. Durch die Verwendung der EBG-Struktur zum Mindern von elektromagnetischer Interferenz kann ferner eine lokale Isolierung erreicht werden, wobei eine Interferenz aus einem Abschnitt des Chassis, wie z. B. einem Bereich, der die Antennen der Rechnervorrichtung umgibt, entfernt wird. In einigen Fällen ist die EBG-Struktur in einen Abschnitt des Chassis oder einer Wärmevorrichtung der Rechnervorrichtung integriert oder damit gekoppelt. Auf diese Weise bieten die vorliegenden Techniken eine flexible Auslegung, die auf eine Anzahl von Chassis-Implementierungen anwendbar ist.
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In der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen können die Ausdrücke „gekoppelt“ und „verbunden“ zusammen mit deren Ableitungen verwendet werden. Es versteht sich, dass diese Ausdrücke nicht als Synonyme verwendet werden. Vielmehr kann bei besonderen Ausführungsformen „verbunden“ verwendet werden, um anzuzeigen, dass zwei oder mehr Elemente in direktem physischen oder elektrischen Kontakt miteinander stehen. „Gekoppelt“ kann bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente in direktem physischen oder elektrischen Kontakt stehen. „Gekoppelt“ kann jedoch ferner bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, aber dennoch miteinander kooperieren oder interagieren.
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Einige Ausführungsformen können in einer oder einer Kombination von Hardware, Firmware und Software implementiert sein. Einige Ausführungsformen können ferner als Anweisungen implementiert sein, die auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind und die von einer Rechnerplattform gelesen und ausgeführt werden können, um die hier beschriebenen Operationen durchzuführen. Ein maschinenlesbares Medium kann jeden Mechanismus zum Speichern oder Senden von Informationen in einer Form umfassen, die für eine Maschine, z. B. einen Computer, lesbar ist. Zum Beispiel kann ein maschinenlesbares Medium einen Nurlesespeicher (read only memory - ROM); einen Schreib-/Lesespeicher (random access memory - RAM); ein Magnetplatten-Speichermedium; ein optisches Speichermedium; Flashspeichervorrichtungen; oder eine elektrische, optische, akustische oder andere Form von verbreiteten Signalen sein, z. B. unter anderem Trägerwellen, Infrarotsignale, digitale Signale oder die Schnittstellen, die Signale senden und/oder empfangen.
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Eine Ausführungsform ist eine Implementierung oder ein Beispiel. Eine Bezugnahme in der Patentschrift auf „eine Ausführungsform“, „eine der Ausführungsformen“, „einige Ausführungsformen“, „verschiedene Ausführungsformen“ oder „andere Ausführungsformen“ bedeutet, dass ein(e) besondere(s) Merkmal, Struktur oder Charakteristikum, das/die in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben wird, bei mindestens einigen Ausführungsformen, jedoch nicht notwendigerweise bei sämtlichen Ausführungsformen, der vorliegenden Techniken enthalten ist. Die verschiedenen Verwendungen von „eine Ausführungsform“, „eine der Ausführungsformen“ oder „einige Ausführungsformen“ beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf die gleichen Ausführungsformen. Elemente oder Aspekte einer Ausführungsform können mit Elementen oder Aspekten einer anderen Ausführungsform kombiniert werden.
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Nicht alle Komponenten, Merkmale, Strukturen, Charakteristiken etc., die hier beschrieben und dargestellt sind, müssen bei einer bestimmten Ausführungsform oder Ausführungsformen enthalten zu sein. Falls in der Beschreibung eine Komponente, ein Merkmal oder ein Charakteristikum zum Beispiel enthalten sein „darf“, „dürfte“, „kann“ oder „könnte, ist es nicht erforderlich, dass die/das besondere Komponente, Merkmal, Struktur oder Charakteristikum enthalten ist. Falls in der Beschreibung oder den Ansprüchen auf „ein“ Element Bezug genommen wird, bedeutet dies nicht, dass es nur eines des Elements gibt. Falls in der Spezifikation oder den Ansprüchen auf „ein weiteres“ Element Bezug genommen wird, wird dadurch nicht ausgeschlossen, dass es mehr als eines des weiteren Elements gibt.
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Es sei darauf hingewiesen, dass zwar einige Ausführungsformen mit Bezug auf besondere Implementierungen beschrieben worden sind, bei einigen Ausführungsformen jedoch andere Implementierungen möglich sind. Des Weiteren müssen die Anordnung und/oder Reihenfolge von Schaltungselementen oder anderen Merkmale, die in den Zeichnungen dargestellt und/oder hier beschrieben sind, nicht auf die besondere dargestellte und beschriebe Weise angeordnet sein. Viele andere Anordnungen sind bei einigen Ausführungsformen möglich.
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Bei jedem System, das in einer Figur gezeigt ist, können die Elemente in einigen Fällen jeweils ein gleiches oder ein unterschiedliches Bezugszeichen aufweisen, um anzuzeigen, dass die dargestellten Elemente unterschiedlich und/oder ähnlich sein können. Ein Element kann jedoch flexibel genug sein, um unterschiedliche Implementierungen aufzuweisen und mit einigen oder sämtlichen der hier gezeigten oder beschriebenen Systeme zu arbeiten. Die unterschiedlichen Elemente, die in den Figuren gezeigt sind, können die gleichen oder unterschiedliche sein. Welches als erstes Element und welches als zweites Element bezeichnet wird, ist willkürlich.
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1 ist ein Blockschaltbild einer Rechnervorrichtung 100, die eine EBG-Struktur-Auslegung aufweisen kann. Die Rechnervorrichtung 100 kann zum Beispiel unter anderem ein Laptop-Computer, Desktop-Computer, Tablet-Computer, Ultrabook, eine Mobilvorrichtung oder ein Server sein. Die Rechnervorrichtung 100 kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 102, die so ausgebildet ist, dass sie gespeicherte Anweisungen ausführt, sowie eine Speichervorrichtung 104 aufweisen, die Anweisungen speichert, welche durch die CPU 102 ausführbar sind. Die CPU kann über einen Bus 106 mit der Speichervorrichtung 104 gekoppelt sein. Des Weiteren kann die CPU 102 ein Einzelkernprozessor, ein Multikernprozessor, ein Rechner-Cluster oder jede Anzahl von anderen Konfigurationen sein. Ferner kann die Rechnervorrichtung 100 mehr als eine CPU 102 aufweisen. Die Speichervorrichtung 104 kann einen Schreib-/Lesespeicher (RAM), Nurlesespeicher (ROM), Flashspeicher oder jedes andere geeignete Speichersystem umfassen. Zum Beispiel kann die Speichervorrichtung 104 einen dynamischen Schreib-/Lesespeicher (DRAM) umfassen.
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Die Rechnervorrichtung 100 kann ferner eine Grafikverarbeitungseinheit (graphics processing unit - GPU) 108 aufweisen. Wie gezeigt ist, kann die CPU 102 über den Bus 106 mit der GPU 108 gekoppelt sein. Die GPU 108 kann so ausgebildet sein, dass sie jede Anzahl von Grafikoperationen innerhalb der Rechnervorrichtung 100 durchführt. Zum Beispiel kann die GPU 108 so ausgebildet sein, dass sie Grafikbilder, Grafik-Frames, Videos oder dergleichen, die einem Benutzer der Rechnervorrichtung 100 anzuzeigen sind, wiedergibt oder manipuliert. Die Rechnervorrichtung kann ferner einen Sender/Empfänger 110 aufweisen. In einigen Fällen ist der Sender/Empfänger 110 ein Sendeempfänger. Der Sender/Empfänger 110 kann verschiedene Antennen aufweisen, um Daten drahtlos zu senden und zu empfangen. Eine elektromagnetische Interferenz aus anderen Komponenten der Rechnervorrichtung 100 kann Signale schädigen, die von dem Sender/Empfänger 110 gesendet oder empfangen werden. In einigen Fällen führt eine elektromagnetische Interferenz, die aufgrund des Sendens von Daten über ein Motherboard der Rechnervorrichtung 100 erzeugt wird, zu einem Totalverlust von Daten an dem Sender/Empfänger 110. Ferner kann die elektromagnetische Interferenz daraus resultieren, dass Daten innerhalb der Rechnervorrichtung 100 gesendet werden. Zum Beispiel können digitale Signale, die über einen Mikrostrip gesendet werden, der die PCB entlang geführt ist, sowie jede integrierte Schaltung und jeder Chipsatz innerhalb der Rechnervorrichtung 100 zur elektromagnetischen Interferenz beitragen. Die vorliegenden Techniken können angewendet werden, um die elektromagnetische Interferenz zu mindern, die von dem Motherboard, durch die Datenübertragung, von den integrierten Schaltungen und Chipsätzen erzeugt wird, wodurch ermöglicht wird, dass der Sender/Empfänger 110 ein sauberes Signal sendet oder empfängt.
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Die CPU 102 kann über den Bus 106 mit einer Eingangs-/Ausgangs-(input/output - I/O-) Vorrichtungs-Schnittstelle 112 verbunden sein, die so ausgebildet ist, dass sie die Rechnervorrichtung 100 mit einer oder mehreren l/O-Vorrichtungen 114 verbindet. Die I/O-Vorrichtungen 114 können zum Beispiel eine Tastatur und eine Zeigervorrichtung umfassen, wobei die Zeigervorrichtung unter anderem ein Touchpad oder ein Touchscreen umfassen kann. Die I/O-Vorrichtungen 112 können Einbaukomponenten der Rechnervorrichtung 100 sein oder können Vorrichtungen sein, die extern mit der Rechnervorrichtung 100 verbunden sind.
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Die CPU 102 kann ferner über den Bus 106 an eine Anzeige-Schnittstelle 116 angeschlossen sein, die so ausgebildet ist, dass sie die Rechnervorrichtung 100 mit Anzeigevorrichtungen 118 verbindet. Die Anzeigevorrichtungen 118 können einen Anzeigebildschirm umfassen, der eine Einbaukomponente der Rechnervorrichtung 100 ist. Die Anzeigevorrichtungen 118 können ferner unter anderem einen Computermonitor, Fernseher oder Projektor umfassen, der extern mit der Rechnervorrichtung 100 verbunden ist.
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Die Rechnervorrichtung weist ferner eine Speichervorrichtung 120 auf. Die Speichervorrichtung 120 ist ein physikalischer Speicher, wie z. B. ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk, ein Speicherstick, ein Array von Laufwerken oder jede Kombination daraus. Die Speichervorrichtung 120 kann ferner entfernte Speicherlaufwerke umfassen. Die Rechnervorrichtung 100 kann ferner einen Netz-Schnittstellen-Controller (network interface controller - NIC) 122 aufweisen, der so ausgebildet sein kann, dass er die Rechnervorrichtung 100 über den Bus 106 mit einem Netz 124 verbindet. Das Netz 124 kann unter anderem ein Weitverkehrsnetz (wide area network - WAN), ein lokales Netz (local area network - LAN) oder das Internet sein.
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Das Blockschaltbild von 1 ist nicht dazu vorgesehen, anzuzeigen, dass die Rechnervorrichtung 100 sämtliche der in 1 gezeigten Komponenten aufweist. Ferner kann die Rechnervorrichtung 100 in Abhängigkeit von den Details der spezifischen Implementierung jede Anzahl von weiteren Komponenten aufweisen, die in 1 nicht gezeigt sind.
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In einigen Fällen ist ein Chassis der Rechnervorrichtung 100 eine Metalleinfassung, die als Ausbreitungsweg für eine elektromagnetische Interferenz aus Komponenten der Rechnervorrichtung an den Antennen der Rechnervorrichtung 100 statt als Abschirmung dient. Wie oben diskutiert worden ist, kann die elektromagnetische Interferenz, die innerhalb einer Plattform einer Rechnervorrichtung erzeugt wird, ein Funksignal schädigen, das an einem Empfänger oder Sendeempfänger der Rechnervorrichtung empfangen wird. Bei Anwendung der vorliegenden Techniken kann die elektromagnetische Interferenz von den Antennen der Vorrichtung weggeführt werden, wodurch die Antennen gegen die Interferenz abgeschirmt werden. Bei Ausführungsformen kann die EBG-Struktur in das Chassis der Rechnervorrichtung integriert oder mit diesem verbunden sein, um das Übertragen von elektromagnetischer Interferenz zu mindern. Die EBG-Struktur kann die elektromagnetische Interferenz dadurch mindern, dass sie an einem Abschnitt des Chassis angebracht oder in dieses integriert ist. Bei Beispielen ist die EBG-Struktur an einer Seite des Chassis angebracht oder in dieses integriert. Somit muss sich die EBG-Struktur nicht durch das gesamte Chassis erstrecken, um eine elektromagnetische Interferenz zu mindern.
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Typischerweise wird die Rauschquelle auf dem Motherboard unter Verwendung von Abschirmkäfigen gegen elektromagnetische Interferenz abgeschirmt, die auf der PCB montiert sind. Abschirmkäfige gegen elektromagnetische Interferenz sind jedoch eine teure Lösung und können eine Z-Höhe des Motherboards vergrößern. Somit können der PCB weitere Schichten hinzugefügt werden, um den Abschirmkäfig gegen elektromagnetische Interferenz aufzunehmen. Ferner müssen auf dem Motherboard Montage-Pads auf den Flächenschichten der PCB implementiert sein, um die Abschirmkäfige gegen elektromagnetische Interferenz aufzunehmen, wodurch das Führen des Mikrostrips auf der PCB eingeschränkt wird. Entsprechend wird das Schaltungs-Layout auf der PCB durch den Abschirmkäfig eingeschränkt. Ferner werden durch eine PCB mit weiteren Schichten die Kosten für die PCB erhöht. Das Verwenden von Abschirmkäfigen gegen elektromagnetische Interferenz kann auch zu Problemen mit der wärmetechnischen Auslegung führen, da die Käfige den Luftstrom zum Kühlen blockieren und ferner das Implementieren des bekannten Wärmeverteilers/Wärmerohrs in die Vorrichtungsauslegung erschweren. Die EBG-Strukturen, die als Abschnitt des Chassis oder der Wärmevorrichtung implementiert sind, blockieren nicht die Kühlung der Vorrichtung. Ferner führen die EBG-Strukturen, die als Abschnitt des Chassis oder der Wärmevorrichtung implementiert sind, nicht zu weiteren Schichten der PCB.
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2 zeigt zwei Chassis-Auslegungen mit Plattformrauschen. 2 umfasst eine Auslegung 202 und eine Auslegung 204. Die Auslegung 202 umfasst ein Chassis 206 mit einer rauschproduzierenden Komponente 208. Bei Ausführungsformen ist die rauschproduzierende Komponente jede Komponente einer Rechnervorrichtung, die ein Rauschen emittiert, das den Betrieb der Vorrichtung gemäß einem Drahtlos-Standard schädigen kann. Zum Beispiel kann die rauschproduzierende Komponente 208 eine CPU, ein PCH, eine Speichervorrichtung, ein Platten-Zeitsteuerungs-Controller, ein Chipsatz, eine integrierte Schaltung und dergleichen sein. Die rauschproduzierende Komponente kann Spuren entlang dem Motherboard bilden.
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Die rauschproduzierende Komponente 208 ist mit einer gedruckten Schaltplatte (PCB) 210 gekoppelt. Die Auslegung 202 umfasst ferner eine Antenne 212. Wie in 2 dargestellt ist, läuft eine Funkfrequenz-Interferenz oder elektromagnetische Interferenz 214 frei von der rauschproduzierenden Komponente 208 zu der Antenne 212. In einigen Fällen dient das Chassis 206 als Ausbreitungsweg für die elektromagnetische Interferenz 214, die zu der Antenne 212 läuft, so dass das Chassis 206 die elektromagnetische Interferenz 214 zu der Antenne 212 führt. Die elektromagnetische Interferenz 214 kann Signale schädigen, die von der Antenne 212 gesendet oder empfangen werden.
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Auf im Wesentlichen gleiche Weise umfasst die Auslegung 204 ein Chassis 206 mit einer rauschproduzierenden Komponente 208, die mit einer PCB 210 gekoppelt ist. Eine Wärmevorrichtung 216 ist jedoch mit einem Wärmeleitmaterial 218 und der rauschproduzierenden Komponente 208 gekoppelt. Die Wärmevorrichtung 216 kann eine Wärmeabführeinrichtung, ein Wärmeverteiler, ein Wärmerohr oder dergleichen sein. Wie dargestellt ist, kann die Wärmevorrichtung 216 das Rauschen oder die elektromagnetische Interferenz 214 führen. Die elektromagnetische Interferenz läuft jedoch immer noch zu der Antenne 212, wo sie ein Signal schädigen kann, das von der Antenne 212 gesendet oder empfangen wird.
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Die Wärmevorrichtung kann mit einer Elektromagnetisch-Bandlücken-(EBG-) Struktur verwendet werden, um eine Ausbreitung des Rauschens oder der elektromagnetischen Interferenz zu verhindern. Die EBG-Struktur kann ferner an dem Chassis der Rechnervorrichtung angebracht sein, um eine Ausbreitung einer elektromagnetischen Interferenz durch das Chassis der Rechnervorrichtung zu verhindern. In einigen Fällen ist die EBG-Struktur als vor der Herstellung des Chassis in das Chassis integriert ausgelegt. In einigen Fällen wird die EBG-Struktur nach der Auslegung und Herstellung der Vorrichtung an dem Chassis oder Wärmeverteiler angebracht. Bei Ausführungsformen kann die EBG-Struktur ein Klebeband sein, das ein bekanntes Metallchassis unter Anwendung der vorliegenden Techniken in ein EBG-Chassis transformiert.
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3 ist eine pilzartige EBG-Struktur 300. Die pilzartige EBG-Struktur weist eine Vielzahl von pilzförmigen Teilen 302A, 302B und 302C auf. Die EBG-Struktur kann eine periodische pilzförmige EBG-Struktur sein. In einigen Fällen weist jede pilzförmige EBG-Struktur 302 einen Metallschaft mit einem Metalloberteil auf, was einem „T“ oder einem „Pilz“ ähnelt. Der untere Abschnitt der Vielzahl von pilzförmigen Teilen kann eine massive Metallplatte sein. Die massive Metallplatte kann verwendet werden, um die Vielzahl von pilzartigen EBG-Flächen mit einer Fläche eines Chassis oder einer Wärmevorrichtung, wie z. B. einer Wärmeabführeinrichtung, einem Wärmeverteiler, einem Wärmerohr oder dergleichen, zu koppeln. Eine solche EBG-Auslegung kann eine Fläche mit einer niedrigen Impedanz für ein selektives Frequenzband in eine Fläche mit einer hohen Impedanz transformieren. In einigen Fällen ist die Impedanz, die anfänglich in dem Chassis festgestellt wird, eine Funktion der Induktivität L bei Bezugszeichen 304 und der Kapazität C bei Bezugszeichen 306. Bei Beispielen führt eine Erhöhung der Kapazität 306 oder eine Verringerung der Induktivität 304 zu einer Verringerung der Impedanz. Ferner können eine Erhöhung der Induktivität 304 und eine Verringerung der Kapazität 306 zu einer Erhöhung der Impedanz führen. In einigen Fällen wird durch die EBG-Struktur die festgestellte Induktivität durch eine elektromagnetische Interferenz innerhalb eines Chassis derart erhöht, dass das Chassis eine Fläche mit einer hohen Impedanz aufweist, wodurch die Ausbreitung von elektromagnetischer Interferenz gemindert wird.
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Obwohl hier pilzartige EBG-Strukturen beschrieben werden, kann jede EBG-Struktur verwendet werden, um die Ausbreitung von elektromagnetischer Interferenz gemäß den vorliegenden Techniken zu mindern. Zum Beispiel können die EBG-Strukturen eine spiralförmige EBG-Struktur, Breitband-EBG-Struktur oder eine planare EBG-Struktur sein. Ferner können mehrere Typen von EBG-Strukturen zu einer einzelnen Auslegung zum Mindern von elektromagnetischer Interferenz innerhalb eines einzelnen Chassis kombiniert werden. Mehrere Typen von EBG-Strukturen können zu einer einzelnen Auslegung kombiniert werden, die mit einer Wärmevorrichtung gekoppelt ist, um eine elektromagnetische Interferenz innerhalb eines einzelnen Chassis zu mindern. Ferner umfassen die vorliegenden Techniken eine EBG-Struktur, die bei einer Chassisfläche aus jedem geeigneten Material angewendet werden kann. Entsprechend kann gemäß den vorliegenden Techniken ein Chassis mit einer Metallbeschichtung verwendet werden. Ferner ein Chassis, das eine Metallfolie, wie z. B. eine Aluminiumfolie, aufweist, die an einem inneren Abschnitt des Chassis angebracht ist. Bei Ausführungsformen kann die Metallbeschichtung oder Metallfolie des Chassis zusammen mit der EBG-Struktur positioniert sein, um eine elektromagnetische Interferenz von den Antennen innerhalb des Chassis wegzuleiten. Des Weiteren umfasst jeder der beispielhaften WiFi-, 3G- und LTE-Standards drahtlose Antennen, die bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten können. Entsprechend kann die EBG-Struktur-Auslegung modifiziert werden, um eine elektromagnetische Interferenz an jedem Typ von Antenne entweder allein oder in jeder Kombination zu mindern. Zum Beispiel kann in Abhängigkeit von der EBG-Struktur-Auslegung das geminderte Frequenzband der elektromagnetischen Interferenz groß sein, klein sein oder in Abhängigkeit von der EBG-Struktur einen besonderen Bereich anstreben.
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4, ist eine Darstellung von mehreren EBG-Struktur-Auslegungen 400. Die Auslegungen 400 umfassen eine EBG-Struktur-Auslegung 402, eine EBG-Struktur-Auslegung 404 und eine EBG-Struktur-Auslegung 406. Jede Auslegung umfasst eine rauschproduzierende Komponente 408, die an einer gedruckten Schaltplatte (PCB) 410 angebracht ist, und eine Antenne 412. Die EBG-Struktur-Auslegung 402 zeigt eine EBG-Struktur 414A, die über der rauschproduzierenden Komponente 408 implementiert ist. Entsprechend wird das Rauschen 416A durch die EBG-Struktur 414A gemindert und daran gehindert, zu der Antenne 412 zu laufen. Auf im Wesentlichen gleiche Weise zeigt die EBG-Struktur-Auslegung 404 eine EBG-Struktur 414B, die über und auf jeder Seite der rauschproduzierenden Komponente 408 implementiert ist. Entsprechend wird das Rauschen 416B durch die EBG-Struktur 414B gemindert und daran gehindert, zu der Antenne 412 zu laufen. Die EBG-Strukturen 414A und 414B können verwendet werden, um eine globale Isolierung zu erreichen, die die elektromagnetische Interferenz im gesamten Chassis der Rechnervorrichtung mindert. Die EBG-Strukturen 414A und 414B sind in der Lage, eine elektromagnetische Interferenz dadurch zu mindern, dass die EBG-Strukturen 414A und 414B an einer Seite des Chassis angebracht sind. Ferner können die EBG-Strukturen 414A und 414B in das Chassis integriert sein, oder die EBG-Strukturen 414A und 414B können unter Verwendung eines EBG-Klebebands an dem Chassis angebracht sein, wie in 6 dargestellt ist.
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Die EBG-Struktur-Auslegung 406 zeigt eine EBG-Struktur 414C, die um die Antenne 412 herum implementiert ist. Entsprechend wird das Rauschen 416C durch die EBG-Struktur 414C gemindert und daran gehindert, zu der Antenne 412 zu laufen. Auf diese Weise weisen aufgrund des Hinzufügens der EBG-Fläche die Flächen des Chassis eine hohe Impedanz auf. Bei der Auslegung 406 ist die EBG-Struktur 414C dadurch implementiert, dass sie bei der Auslegung 406 die Antenne 412 umgibt. Die EBG-Struktur 414C kann daher eine lokale Isolierung der Antenne 412 bieten.
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5 ist eine EBG-Auslegung 500 unter einer Wärmevorrichtung. Die Auslegung 500 umfasst eine rauschproduzierende Komponente 502, die an einer gedruckten Schaltplatte (PCB) 504 angebracht ist, und eine Antenne 506. Die EBG-Auslegung 500 ist innerhalb eines Chassis 508 implementiert. Die EBG-Auslegung 500 umfasst eine Wärmevorrichtung. Zu beispielhaften Zwecken ist die Wärmevorrichtung ein Wärmeverteiler 510, es kann jedoch jede Wärmevorrichtung verwendet werden. Der Wärmeverteiler 510 ist mit einem Wärmeleitmaterial 512 gekoppelt. Eine EBG-Struktur 514 ist mit dem Wärmeverteiler 510 gekoppelt. Die EBG-Struktur kann in den Wärmeverteiler 510 integriert sein, oder die EBG-Struktur kann unter Verwendung eines EBG-Klebebands an dem Wärmeverteiler 510 angebracht sein, wie in 6 dargestellt ist. Die EBG-Struktur 514 ist über der rauschproduzierenden Komponente 508 implementiert. Die elektromagnetische Interferenz 516 wird durch die EBG-Struktur 514, die mit dem Wärmeverteiler 510 gekoppelt ist, gemindert. Die elektromagnetische Interferenz 516 wird daran gehindert, zu der Antenne 506 zu laufen.
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Entsprechend ist die Implementierung der EBG-Struktur flexibel. Um zu verhindern, dass das Rauschen in die Antenne eingekoppelt wird, kann die EBG über der Rauschquelle implementiert sein, die Rauschquelle umgeben oder die Antenne umgeben. Die EBG-Auslegung gemäß den vorliegenden Techniken kann dünn und leicht sein im Vergleich zu Abschirmkäfigen. In einigen Fällen blockiert die EBG-Auslegung weder den Luftstrom noch beeinträchtigt sie die wärmetechnische Auslegung der Rechnervorrichtung. Ferner ist bei der EBG-Struktur keine Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Chassis erforderlich. Wie oben beschrieben worden ist, kann die EBG-Struktur direkt bei einer industriellen Auslegung implementiert werden. Zum Beispiel kann die EBG-Struktur implementiert werden, wenn das Chassis ausgelegt wird. Ferner kann ein EBG-Klebeband verwendet werden, um ein bestehendes Chassis mit einer EBG-Auslegung nachzurüsten, um eine elektromagnetische Interferenz zu mindern. Das EBG-Klebeband kann nach der Auslegung des Chassis implementiert werden, um eine elektromagnetische Interferenz zu mindern.
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6 ist ein EBG-Klebeband 600. Das Band 600 kann an einer Chassisfläche oder einem Wärmeverteiler angebracht sein, um eine hohe Impedanz an der Fläche zu bewirken und eine elektromagnetische Interferenz zu mindern. Das Band 600 weist eine leitende Klebeschicht 602 auf. Eine Isolierschicht 604 ist mit der leitenden Klebeschicht 602 gekoppelt und weist eine Vielzahl von EBG-Strukturen 608 auf. Das Band 600 kann unter Verwendung der leitenden Klebeschicht 602 an jeder Fläche angebracht sein. Auf diese Weise kann jede Fläche innerhalb eines Chassis in eine Struktur mit hoher Impedanz transformiert werden, um die Ausbreitung von elektromagnetischer Interferenz durch das Chassis zu mindern. Entsprechend kann das gesamte Chassis durch Verwendung des Bands 600 in eine EBG-Struktur mit hoher Impedanz umgewandelt werden. Bei Beispielen ist das Band 600 an einer einzelnen Seite des Chassis angebracht. Bei anderen Beispielen ist das Band 600 an einer Wärmevorrichtung angebracht.
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7 ist ein Prozessablaufdiagramm 700 zum Aufbauen einer elektronischen Vorrichtung mit einer Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenz. In Block 702 wird eine Einfassung mit einer Elektromagnetisch-Bandlücken- (EBG-) Struktur ausgebildet. In einigen Fällen ist die Einfassung ein Chassis, das eine EBG-Struktur als Teil der industriellen Auslegung des Chassis aufweist. Des Weiteren wird in einigen Fällen die EBG-Struktur als EBG-Klebeband nach der Auslegung des Chassis am Chassis angebracht. In Block 704 wird die Antenne innerhalb der Struktur platziert, so dass das Rauschen von der Antenne durch die EBG-Struktur blockiert wird. Entsprechend kann die Antenne in einer Position innerhalb des Chassis platziert sein, wobei die elektromagnetische Interferenz aus den digitalen Kommunikationen innerhalb des Chassis gemindert wird. Folglich können die hier beschriebenen EBG-Strukturen verwendet werden, um eine Ausbreitung des Rauschens zu stoppen. Wenn sich das Rauschen durch das Chassis ausbreitet, wird das Rauschen von der EBG-Struktur, die die Antenne umgibt, reflektiert. Auf diese Weise empfängt die Antenne weniger Rauschen im Vergleich zu einem Chassis ohne EBG-Strukturen.
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BEISPIEL 1
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Eine Einrichtung zum Abschirmen von elektromagnetischer Interferenz wird hier beschrieben. Die Einrichtung weist eine Elektromagnetisch-Bandlücken-(EBG-) Struktur auf. Die EBG-Struktur ist so an einer Fläche der Einrichtung angebracht, dass die EBG-Struktur zum Mindern der Ausbreitung von elektromagnetischer Interferenz innerhalb der Einrichtung dient.
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Die Einrichtung kann ein Chassis einer elektronischen Vorrichtung sein, und die EBG-Struktur kann an einer Fläche des Chassis angebracht sein. Die Einrichtung kann eine Wärmeabführeinrichtung sein, und die EBG-Struktur kann an einer Fläche der Wärmeabführeinrichtung angebracht sein, oder die Einrichtung kann ein Wärmerohr sein, und die EBG-Struktur kann an einer Fläche des Wärmerohrs angebracht sein. Des Weiteren kann die Einrichtung ein Wärmeverteiler sein, und die EBG-Struktur kann an einer Fläche des Wärmeverteilers angebracht sein. Die EBG-Struktur kann so eingestellt sein, dass sie ein Frequenzband der elektromagnetischen Interferenz so blockiert, dass eine selektive Frequenz der elektromagnetischen Interferenz gemindert werden kann. Die EBG-Struktur kann eine pilzartige EBG-Struktur sein. Ferner kann die EBG-Struktur in die Fläche der Einrichtung integriert sein. Die EBG-Struktur kann ferner mittels eines Klebers an der Fläche der Einrichtung angebracht sein. Die EBG-Struktur dient zum Mindern von elektromagnetischer Interferenz ohne Beeinträchtigung einer wärmetechnischen Auslegung der Einrichtung.
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BEISPIEL 2
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Ein Verfahren zum Aufbauen einer elektronischen Vorrichtung mit einer Abschirmung gegen eine elektromagnetische Interferenz wird hier beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ausbilden einer Einfassung der elektronischen Vorrichtung, wobei die Einfassung eine Elektromagnetisch-Bandlücken- (EBG-) Struktur aufweist. Das Verfahren umfasst ferner das Platzieren einer Antenne und einer Vielzahl von rauschproduzierenden Komponenten innerhalb der Einfassung, um ein Rauschen aus der Vielzahl von rauschproduzierenden Komponenten gegenüber der Antenne zu blockieren.
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Die EBG-Struktur kann eine pilzartige EBG-Struktur sein, oder die EBG-Struktur kann in die Einfassung integriert sein. Eine Anordnung der EBG-Struktur an der Einfassung kann bei einer industriellen Auslegung der Einfassung erfolgen. Die rauschproduzierenden Komponenten umfassen zumindest eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Plattform-Controller-Hub (PCH), eine Speichervorrichtung, einen Platten-Zeitsteuerungs-Controller, ein Motherboard-Layout oder jede Kombination daraus. Die EBG-Struktur kann ausgewählt sein, um ein Frequenzband der elektromagnetischen Interferenz zu mindern, um eine selektive Frequenz der elektromagnetischen Interferenz zu blockieren. Die Einfassung kann eine metallische Beschichtung aufweisen, die die elektromagnetische Interferenz von der Antenne wegleitet. Des Weiteren kann die metallische Beschichtung die elektromagnetische Interferenz aus den rauschproduzierenden Komponenten durch das gesamte Chassis leiten. Die Einfassung kann eine Metalleinfassung gegen elektromagnetische Interferenz sein. Ferner kann die Antenne Signale, wie z. B. Wifi, 3G, LTE oder jede Kombination daraus, senden.
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BEISPIEL 3
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Ein Verfahren zum Einbauen einer elektronischen Vorrichtung zur Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenz wird hier beschrieben. Das Verfahren umfasst das Anbringen eines Elektromagnetisch-Bandlücken- (EBG-) Klebebands an einer Fläche innerhalb der elektronischen Vorrichtung, um zu verhindern, dass ein Rauschen den Betrieb einer Antenne stört.
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Die Fläche kann ein Gehäuse der elektronischen Vorrichtung sein. Das EBG-Klebeband kann eine leitende Klebeschicht aufweisen. Das EBG-Klebeband kann eine pilzartige EBG-Struktur aufweisen. Die Fläche kann ein Abschnitt eines Gehäuses der elektronischen Vorrichtung sein. Ferner kann die Fläche eine Wärmeabführeinrichtung sein, und das EBG-Klebeband kann an einer Fläche der Wärmeabführeinrichtung angebracht sein, oder die Fläche kann ein Wärmerohr sein, und das EBG-Klebeband kann an einer Fläche des Wärmerohrs angebracht sein. Die Fläche kann ferner ein Wärmeverteiler sein, und das EBG-Klebeband kann an einer Fläche des Wärmeverteilers angebracht sein. Das EBG-Klebeband kann eine EBG-Struktur aufweisen, die ausgewählt ist, um einen Teil des Rauschens zu mindern, so dass eine selektive Frequenz des Rauschens blockiert werden kann. Das EBG-Klebeband kann eine Rauschausbreitung mindern, ohne eine wärmetechnische Auslegung der elektronischen Vorrichtung zu beeinträchtigen.
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BEISPIEL 4
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Eine Einrichtung für eine Abschirmung von elektromagnetischer Interferenz wird hier beschrieben. Die Einrichtung weist ein Mittel zum Unterdrücken von Rauschen auf. Das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen ist so an einer Fläche der Einrichtung angebracht, dass das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen zum Mindern der Rauschausbreitung dient.
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Die Einrichtung kann ein Chassis einer elektronischen Vorrichtung sein, und das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann an einer Fläche des Chassis angebracht sein. Die Einrichtung kann eine Wärmeabführeinrichtung sein, und das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann an einer Fläche der Wärmeabführeinrichtung angebracht sein, oder die Einrichtung kann ein Wärmerohr sein, und das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann an einer Fläche des Wärmerohrs angebracht sein. Die Einrichtung kann ferner ein Wärmeverteiler sein, und das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann an einer Fläche des Wärmeverteilers angebracht sein. Das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann so ausgelegt sein, dass es ein Frequenzband der elektromagnetischen Interferenz so blockiert, dass eine selektive Frequenz der elektromagnetischen Interferenz gemindert werden kann. Ferner kann das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen eine pilzartige EBG-Struktur sein. Das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann ferner in die Fläche der Einrichtung integriert sein. Des Weiteren kann das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen unter Verwendung eines Klebers an der Fläche der Einrichtung angebracht sein. Das Mittel zum Unterdrücken von Rauschen kann eine elektromagnetische Interferenz mindern, ohne eine wärmetechnische Auslegung der Einrichtung zu beeinträchtigen.
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Es versteht sich, dass spezifische Details der vorgenannten Beispiele an jeder Stelle in einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet werden können. Zum Beispiel können sämtliche optionalen Merkmale der oben beschriebenen Rechnervorrichtung entweder bei den hier beschriebenen Verfahren oder einem computerlesbares Medium implementiert sein. Ferner können zwar Ablaufdiagramme und/oder Zustandsdiagramme hier verwendet worden sein, um die Ausführungsformen zu beschreiben, die vorliegenden Techniken sind jedoch nicht auf diese Diagramme oder auf entsprechende Beschreibungen hierin beschränkt. Zum Beispiel muss der Ablauf nicht jeden dargestellten Kasten oder Zustand oder exakt die gleiche Reihenfolge wie hier dargestellt und beschrieben durchlaufen.
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Die vorliegenden Techniken sind nicht auf die besonderen hier aufgeführten Details beschränkt. Vielmehr erkennen Fachleute auf dem Fachgebiet, denen diese Offenlegung vorliegt, dass viele andere Variationen aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Techniken ausgeführt werden können. Entsprechend definieren die folgenden Patentansprüche, einschließlich möglicher Änderungen derselben, den Umfang der vorliegenden Techniken.
