EP1371145A2 - Abschirmung für hochfrequenz-sende-/empfangseinrichtungen von elektronischen geräten, insbesondere von geräten zur drahtlosen telekommunikation - Google Patents

Abschirmung für hochfrequenz-sende-/empfangseinrichtungen von elektronischen geräten, insbesondere von geräten zur drahtlosen telekommunikation

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Publication number
EP1371145A2
EP1371145A2 EP02753698A EP02753698A EP1371145A2 EP 1371145 A2 EP1371145 A2 EP 1371145A2 EP 02753698 A EP02753698 A EP 02753698A EP 02753698 A EP02753698 A EP 02753698A EP 1371145 A2 EP1371145 A2 EP 1371145A2
Authority
EP
European Patent Office
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devices
shielding
frequency transmitter
carrier element
connecting element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02753698A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Detering
Georg Busch
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1371145A2 publication Critical patent/EP1371145A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference
    • H04B15/02—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus

Definitions

  • Electronic devices for wireless telecommunication such as Cordless telephones according to the DECT standard (Digital Enhanced Cordless Telecommunication) or mobile phones according to the GSM standard (Groupe Speciale Mobile or Global System for Mobile Telecommunication) have circuits for signal processing in the low-frequency baseband high-frequency transmission / Reception facilities. These circuits and devices are usually applied to a carrier element, the so-called printed circuit board, in numerous process and assembly-related manufacturing steps. As a support element, in the course of miniaturization of electronic devices, foils are increasingly being used instead of printed circuit boards.
  • FIGURE 1 This prior art is shown in FIGURE 1. It shows :
  • FIGURE 1 is a perspective schematic representation of the structure of a high-frequency transmitter / receiver device on a carrier element with two shielding chambers
  • FIGURE 1 shows a carrier element 1 with a ground surface 10, on which a high-frequency transmitting / receiving device 2 is arranged, which is connected to a wire antenna 3 likewise arranged on the carrier element 1.
  • the high-frequency transceiver 2 contains two subcircuits 20, 21 - a first subcircuit 20, which has, for example, a transmission power amplifier 200, and a second subcircuit 21, which has, for example, oscillators 210 and synthesizers 211 - which tend to do so in a specific spatial arrangement to interfere with each other with respect to the RF fields that but must not interfere with their respective functions. Influences in the environment and disturbances in the environment should also be avoided. This scenario is indicated schematically in FIG. 1 by the arrow representations.
  • the horizontal and vertical double arrows indicate the electromagnetic fields emanating from the subcircuits 20, 21 and acting on the subcircuits 20, 21.
  • the arrow shown spatially indicates the phenomenon of crosstalk from the first subcircuit 20 to the second subcircuit 21 and vice versa.
  • the other arrows indicate the occurrence of equalizing currents in the carrier element 1 and shielding chambers. In other words, the device must meet the requirements of internal and external electromagnetic compatibility (EMC).
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the subcircuits 20, 21 of the radio-frequency transceiver 2 on the carrier element 1 are surrounded by at least two shielding chambers 30, 31 in such a way that the individual subcircuits are completely shielded, that is to say HF-tight.
  • a first shielding chamber 30 serves as an independent shield for the first sub-circuit 20, while a second shielding chamber 31 is used exclusively as a shield for the second sub-circuit 21.
  • the object on which the invention is based is to reduce the space required for the shielding of the radio-frequency transmitting / receiving device on a circuit carrier element of an electronic device, in particular of devices for wireless telecommunications.
  • the idea on which the invention is based consists in arranging a first subcircuit of a high-frequency transceiver and a second subcircuit of the high-frequency transceiver essentially, in particular locally / spatially, from one another under a single shielding chamber on a circuit carrier element of an electronic device to connect the shielding chamber to an earth surface on the carrier element via an electrically conductive connecting element and to arrange the connecting element between the two sub-circuits on the carrier element such that the function of the two sub-circuits does not interfere with one another.
  • FIGURE 2 based on FIGURE 1 in a perspective schematic representation of the structure of a high-frequency transmitting / receiving device on a carrier element with a single shielding chamber
  • FIGURE 3 is a cross-sectional view of FIGURE 2 along the section line A ... A x
  • FIGURE 2 shows, starting from FIGURE 1, a carrier element 1 'with a ground surface 10', on which a high-frequency transmission / Receiving device 2 'is arranged, which is connected to a likewise arranged on the carrier element 1' wire antenna 3 '.
  • the high-frequency transceiver 2 ' contains two subcircuits 20', 21 '- a first subcircuit 20', which has, for example, a transmission power amplifier 200 ', and a second subcircuit 21', which, for example, oscillators 210 'and synthesizers 211' has - which, with a certain spatial / local arrangement, tend to interfere with each other in relation to the HF fields, but which must not interfere with their respective function.
  • the sub-circuits 20 ', 21' of the radio-frequency transceiver 2 'on the carrier element 1' are enclosed by a single shielding chamber 32 in such a way that the individual sub-circuits are completely shielded, are RF-tight, so to speak. Since the two sub-circuits
  • the shielding chamber 32 that is, there is no continuous partition between the subcircuits 20 ', 21' as in the prior art according to FIG. 1 - which influences the mutual interference of the subcircuits 20 ', 21' , in particular the crosstalk mentioned above, the shielding chamber 32 must be further developed and / or the arrangement of the subcircuits under the shielding chamber are optimized so that this interference does not occur or is at least largely suppressed.
  • the shielding chamber 32 is connected to an electrically conductive connecting element 320, which is preferably a component, a spring or a dome-like structure made of the same material, preferably nickel silver, as the shielding chamber 32.
  • this connecting element 320 is connected to the ground surface 10 'on the carrier element 1'.
  • An electrical connection is thus created from the cover of the shielding chamber 320 to the ground surface 10 '.
  • Currents required for the transmission power amplifier 200 ' are derived via this connection (tap).
  • the currents of the transmit power amplifier 200 ' are kept away from the oscillators 210' and synthesizers 211 'via this connection.
  • the connecting element 320 is for this purpose between the two influencing sub-circuits 20 ', 21' on the
  • Carrier element 1 ' arranged that the two sub-circuits 20', 21 'do not interfere with each other in their function. Arranged in this way, essentially the same shielding effect can be achieved with the connecting element 320 as with at least one partition according to the prior art.
  • the connecting element 320 thus forms a fictitious partition for the two subcircuits 20 ', 21', provided that these are essentially, in particular spatially / locally, arranged separately from one another on the carrier element 1 'under the shielding chamber 320.
  • the subcircuits 20 ', 21' should preferably not be immediately adjacent despite the fictitious partition - that is, they should not be adjacent to one another, as is shown schematically in FIG. 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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Abstract

Um den Platzbedarf für die Abschirmung einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung (2') auf einem Schaltungsträgerelement (1') eines elektronischen Gerätes, insbesondere von Geräten zur drahtlosen Telekommunikation, zu reduzieren, sind auf dem Trägerelement (1') des elektronischen Gerätes unter einer einzigen Abschirmkammer (32) eine erste Teilschaltung (20') der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung (2') und eine zweite Teilschaltung (21') der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung (2') im wesentlichen, insbesondere örtlich/räumlich, voneinander getrennt angeordnet, ist die Abschirmkammer (32) über ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement (320) mit einer Massefläche (10') auf dem Trägerelement (1') verbunden und ist das Verbindungselement (320) derart zwischen den beiden Teilschaltungen (20', 21') auf dem Trägerelement (1') angeordnet, dass die beiden Teilschaltungen (20', 21') sich in ihrer Funktion nicht gegenseitig stören.

Description

Beschreibung
Abschirmung für Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtungen von elektronischen Geräten, insbesondere von Geräten zur drahtlo- sen Telekommunikation
Elektronische Geräte zur drahtlosen Telekommunikation wie z.B. Schnurlos-Telefone nach dem DECT-Standard (Digital En- hanced Cordless Telecommunication) oder Mobilfunk- Handapparate nach dem GSM-Standard (Groupe Speciale Mobile oder Global System for Mobile Telecommunication) weisen neben Schaltungen zur Signalverarbeitung im niederfrequenten Basis- band Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtungen auf. Diese Schaltungen und Einrichtungen werden gewöhnlich auf einem Trägerelement, der sogenannten Leiterplatte, in zahlreichen prozeß- und bestückungstechnischen Fertigungsschritten aufgebracht. Als Trägerelement werden neuerdings im Zuge der Miniaturisierung der elektronischen Geräte verstärkt Folien anstelle der Leiterplatten verwendet.
Dieser Stand der Technik ist in FIGUR 1 dargestellt. Es zeigt :
FIGUR 1 in einer perspektivischen Prinzipdarstellung den Auf- bau einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung auf einem Trägerelement mit zwei Abschirmkammern
FIGUR 1 zeigt ein Trägerelement 1 mit einer Massefläche 10, auf der eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 2 ange- ordnet ist, die mit einer ebenfalls auf dem Trägerelement 1 angeordneten Drahtantenne 3 verbunden ist. Die Hochfrequenz- Sende-/Empfangseinrichtung 2 enthält zwei Teilschaltungen 20, 21 - eine erste Teilschaltung 20, die z.B. einen Sendeleistungsverstärker 200 aufweist, und eine zweite Teilschaltung 21, die z.B. Oszillatoren 210 und Synthesizer 211 aufweist -, die bei bestimmter räumlicher Anordnung dazu neigen sich in Bezug auf die HF-Felder gegenseitig zu stören, die sich je- doch in ihrer jeweiligen Funktion nicht stören dürfen. Ebenso sind Beeinflussungen der Umgebung und Störungen vom Umfeld zu vermeiden. Dieses Szenario ist in der FIGUR 1 durch die Pfeildarstellungen schematisch angedeutet . Die waagerechten uns senkrechten Doppelpfeile deuten die von den Teilschaltungen 20, 21 ausgehenden und auf die Teilschaltungen 20, 21 einwirkenden elektro-magnetischen Felder an. Der räumlich dargestellte Pfeil deutet das Phänomen des Übersprechens von der ersten Teilschaltung 20 auf die zweite Teilschaltung 21 und umgekehrt an. Die übrigen Pfeile deuten das Auftreten von Ausgleichsströmen in dem Trägerelement 1 und Abschirmkammern an. Mit anderen Worten, das Gerät muss den Anforderungen der inneren und äußeren Elektro-Magnetischen Verträglichkeit (EMV) genügen.
Um dieses zu erreichen, werden die Teilschaltungen 20, 21 der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 2 auf dem Trägerelement 1 von mindestens zwei Abschirmkammern 30, 31 derart umschlossen, dass die einzelnen Teilschaltungen vollständig ab- geschirmt, also sozusagen HF-dicht, sind. Eine erste Abschirmkammer 30 dient dabei als eigenständige Abschirmung für die erste Teilschaltung 20, während eine zweite Abschirmkammer 31 ausschließlich als Abschirmung für die zweite Teil- schaltung 21 verwendet wird. Gemäß diesem Stand der Technik sind zwei durchgehende Trennwände zwischen den Teilschaltungen 20, 21 vorhanden, die die Störbeeinflussung verhindern.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Platzbedarf für die Abschirmung der Hochfrequenz-Sende- /Empfangseinrichtung auf einem Schaltungsträgerelement eines elektronischen Gerätes, insbesondere von Geräten zur drahtlosen Telekommunikation, zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, unter einer einzigen Abschirmkammer auf einem Schaltungsträgerelement eines elektronischen Geräte eine erste Teilschaltung einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung und eine zweite Teilschaltung der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung im wesentlichen, insbesondere örtlich/räumlich, voneinander getrennt anzuordnen, die Abschirmkammer über ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement mit einer Massefläche auf dem Trägerelement zu verbinden und das Verbindungselement derart zwischen den beiden Teilschaltungen auf dem Trägerelement anzuordnen, dass die beiden Teilschaltungen sich in ihrer Funktion nicht gegenseitig stören.
Aufgrund des auf dem Schaltungsträgerelement eingesparten Platzes für eine zweite Abschirmkammer ist es z.B. möglich, noch kleinere elektronische Geräte mit Hochfrequenz-Sende- /Empfangseinrichtungen als bisher zu realisieren. Für elektronische Geräte zur drahtlosen Telekommunikation bedeutet dies, dass sich solche Geräte beispielsweise in eine Uhr in- tegrieren lassen.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ausgehend von FIGUR 1 anhand der FIGUREN 2 und 3 erläutert. Es zeigen:
FIGUR 2 ausgehend von FIGUR 1 in einer perspektivischen Prinzipdarstellung den Aufbau einer Hochfrequenz-Sende- /Empfangseinrichtung auf einem Trägerelement mit einer einzigen Abschirmkammer
FIGUR 3 eine Querschnittsdarstellung von FIGUR 2 entlang der Schnittlinie A...Ax
FIGUR 2 zeigt ausgehend von FIGUR 1 ein Trägerelement 1 ' mit einer Massefläche 10', auf der eine Hochfrequenz-Sende- /Empfangseinrichtung 2' angeordnet ist, die mit einer ebenfalls auf dem Trägerelement 1 ' angeordneten Drahtantenne 3 ' verbunden ist. Die Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 2' enthält zwei Teilschaltungen 20', 21' - eine erste Teilschal- tung 20', die z.B. einen Sendeleistungsverstärker 200' aufweist, und eine zweite Teilschaltung 21', die z.B. Oszillatoren 210' und Synthesizer 211' aufweist -, die bei bestimmter räumlicher/örtlicher Anordnung wieder dazu neigen sich in Bezug auf die HF-Felder gegenseitig zu stören, die sich jedoch in ihrer jeweiligen Funktion nicht stören dürfen. Ebenso sind wieder Beeinflussungen der Umgebung und Störungen vom Umfeld zu vermeiden. Dieses Szenario ist wiederum in der FIGUR 2 durch die Pfeildarstellungen schematisch angedeutet. Die senkrechten Doppelpfeile deuten die von den Teilschaltungen 20', 21' ausgehenden und auf die Teilschaltungen 20', 21' einwirkenden elektro-magnetischen Felder an. Der räumlich dargestellte Pfeil deutet das Phänomen des Übersprechens von der ersten Teilschaltung 20' auf die zweite Teilschaltung 21' und umgekehrt an. Die übrigen Pfeile gemäß FIGUR 3 deuten das Auftreten von Ausgleichsströmen in dem Trägerelement 1' und der Abschirmkammer an. Mit anderen Worten, das Gerät muss wiederum den Anforderungen der inneren und äußeren Elektro- Magnetischen Verträglichkeit (EMV) genügen.
Um dieses zu erreichen, werden die Teilschaltungen 20', 21' der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung 2 ' auf dem Trägerelement 1 ' im Unterschied zu der Vorgehensweise in FIGUR 1 von einer einzigen Abschirmkammern 32 derart umschlossen, dass die einzelnen Teilschaltungen vollständig abgeschirmt, also sozusagen HF-dicht, sind. Da die beiden Teilschaltungen
20', 21' beide vollständig von dem Abschirmkammer 32 umschlossen sind - also keine durchgehende Trennwand zwischen den Teilschaltungen 20', 21' vorhanden ist wie beim Stand der Technik gemäß FIGUR 1 - die die gegenseitige Störbeeinflus- sung der Teilschaltungen 20', 21', insbesondere das vorstehend erwähnte Übersprechen, verhindert, muss die Abschirmkammer 32 dahingehend weiterentwickelt und/oder die Anordnung der Teilschaltungen unter der Abschirmkammer dahingehend optimiert werden, dass diese Störbeeinflussung nicht auftritt oder zumindest weitgehend unterdrückt wird.
Hierzu ist die Abschirmkammer 32 gemäß der FIGUREN 2 und 3 mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 320 verbunden, das vorzugsweise ein Bauelement, eine Feder oder ein domartiges, aus dem selben Material, vorzugsweise Neusilber, wie die Abschirmkammer 32 hergestelltes Gebilde ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist dieses Verbindungselement 320 mit der Massefläche 10' auf dem Trägerelement 1' verbunden. Es ist somit eine elektrische Verbindung vom Deckel der Abschirmkammer 320 zur Massefläche 10' entstanden. Für den Sendeleistungsverstärker 200' erforderliche Ströme werden über diese Verbindung (Anzapfung) abgeleitet. Die Ströme des Sendeleistungsverstärkers 200' werden über diese Verbindung von den Oszillatoren 210' und Synthesizern 211' ferngehalten.
Das Verbindungselement 320 ist dazu derart zwischen den bei- den sich beeinflussenden TeilSchaltungen 20', 21' auf dem
Trägerelement 1' angeordnet, dass die beiden Teilschaltungen 20', 21' sich in ihrer Funktion nicht gegenseitig stören. Derart angeordnet, lässt sich mit dem Verbindungselement 320 im wesentlichen die gleiche Abschirmwirkung erzielen, wie mit mindestens einer Trennwand gemäß dem Stand der Technik. Das Verbindungselement 320 bildet somit eine fiktive Trennwand für die beiden Teilschaltungen 20', 21', vorausgesetzt diese sind im wesentlichen, insbesondere räumlich/örtlich, voneinander getrennt auf dem Trägerelement 1 ' unter der Abschirm- kammer 320 angeordnet.
Mit anderen Worten:
Die Teilschaltungen 20', 21' sollten vorzugsweise trotz der fiktiven Trennwand nicht unmittelbar benachbart sein - also nicht nebeneinander liegen, wie dies in FIGUR 3 schematisch dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Abschirmung für Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtungen von elektronischen Geräten, insbesondere von Geräten zur drahtlosen Telekommunikation, mit folgenden Merkmalen:
(a) Auf einem Schaltungsträgerelement (l1) des elektronischen Gerätes sind unter einer einzigen Abschirmkammer (32) eine erste Teilschaltung (20') der Hochfrequenz-Sende- /Empfangseinrichtung (2') und eine zweite Teilschaltung (21') der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung (2') im wesentlichen voneinander getrennt, insbesondere örtlich/räumlich, angeordnet,
(b) die Abschirmkammer (32) ist über ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement (320) mit einer Massefläche (10 ') auf dem Trägerelement (1') verbunden,
(c) das Verbindungselement (320) ist derart zwischen den beiden Teilschaltungen (20', 21') auf dem Trägerelement (l1) angeordnet, dass die beiden Teilschaltungen (20', 21') sich in ihrer Funktion nicht gegenseitig stören.
2. Abschirmung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (320) ein elektronisches Bauelement ist, das mit den Bauelementen der Teilschaltungen (201-, 21') auf dem Trägerelement
(1') bestückbar ist.
3. Abschirmung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (320) eine Feder ist.
4. Abschirmung nach Anspruch 1, wobei das Nerbindungselement (320) ein domartiges Gebilde ist.
5. Abschirmung nach Anspruch 1 oder 4, wobei das Verbindungselement (320) und die Abschirmkammer (32) aus demselben Material beschaffen sind.
6. Abschirmung nach Anspruch 5, wobei das Material niederoh- mig ist.
7. Abschirmung nach Anspruch 5 oder 6 , wobei das Material Neusilber ist.
EP02753698A 2001-03-22 2002-03-21 Abschirmung für hochfrequenz-sende-/empfangseinrichtungen von elektronischen geräten, insbesondere von geräten zur drahtlosen telekommunikation Withdrawn EP1371145A2 (de)

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