JP2003218576A - 電磁気妨害を減少するシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明の目的は、デジタル電子装置から放射
された電磁気放射を減少するためのシステム及び方法を
提供することである。 【解決手段】 システム及び方法は、磁石の磁束が接地
平面による電流の流れを乱すように機能し、電磁気放射
の減少に帰着するように、印刷された回路ボード２０１
の接地平面に近接して固定される一つ以上の磁石２０６
を組み入れる。本発明は、希土類磁石、ＡｌＮｉＣｏ磁
石、ネオジム磁石、及び平なシート状磁石を含有する、
異なる実施態様での様々なタイプの磁石で実行される。
本発明と一致するデジタル電子装置は、装置内で回路ボ
ードの接地平面に近接する一つ以上の磁石を組み入れ、
かかる装置は様々な実施態様でのコンピューター、セッ
トトップボックス、及びパーソナルデジタルアシスタン
トを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に電磁気妨
害に関し、より詳細には、パーソナルコンピューターな
どの電子装置から伝播する磁気妨害を減少するためのシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピューター化された回路又はデジタ
ル理論に依存する近代の電子装置は、典型的に、非常に
速い速さで変化する回路内の電圧信号を導く。デジタル
論理は一般的に、１は５ｖ若しくは３．３ｖなどの数多
のプラス電圧により表現され、０は０電圧によって表現
される、１と０によって実行されるため、迅速に計算す
るか又は情報を処理する性能を提供するために、かかる
回路は１秒間に莫大な倍数ものプラスの電圧からゼロ電
圧への状態が迅速に変化する。

【０００３】かかる回路内の電圧状態の迅速な変化は、
電圧は状態間にほとんど瞬間的に変わる方形波として周
知の接近する時間とともに見られるかもしれない。実行
において、すべての回路は制限されたバンド幅を有し、
結果として、完全な方形波は達成されない。しかし、ほ
とんどのデジタル論理回路に現れる近似の方形波は、よ
り速い回路及び切り替わる時間で状態を迅速に変化し、
それが状態をより迅速に変化するので、より高い周波数
成分を含んでいる。

【０００４】特に高周波構成部分の波長が互いに回路構
成部分を接続する、電導性のトレース若しくはワイヤー
（その後、それは効果的なアンテナになる）の重要な分
画になるのに十分に短い場合に、かかる高い周波数成分
は電子回路から電磁場として容易く放射する。デジタル
信号はスペクトルの内容物に富んでおり、ラジオスペク
トルのバンド幅にわたって著しいエネルギーをしばしば
含有している。ほとんどの国によって課された要求によ
るデジタル電子製品が販売される以前に、これらの信号
を、放射をあるレベルに減少するために保護しなければ
ならない。したがって、設計工程で理解され、制御され
なければならない。

【０００５】回路からの電磁放射線に寄与する高周波電
流は、最下のインダクタンス（それは実際問題として最
も低い全体的なインピーダンスの経路である）の経路に
沿った回路によって流れる傾向があるだろう。全体の経
路は、典型的には印刷された回路ボードの１つ以上の層
上の様々な回路トレース、回路ボードの比較的均一な接
地平面層による接地電位への電導を含む。回路経路によ
って形成されたループは電気的及び磁気放射線に寄与
し、ループによって導かれた電流に比例する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デジ
タル電子装置から放射された電磁気放射を減少するため
のシステム及び方法である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁石の磁束が
電磁気の放射の削減に帰着する接地平面によって電流の
流れを乱すために実施可能であるように、印刷された回
路ボードの接地平面に近接して付加された１つ以上の磁
石を組込むシステム及び方法を提供する。本発明は、希
土類磁石、ＡｌＮｉＣｏ磁石、ネオジム磁石、及び平ら
なシートの磁石を含有する、異なる実施態様の様々なタ
イプの磁石で実行される。本発明と一致するデジタル電
子装置は、様々な実施態様でコンピューター、セットト
ップボックス、及びパーソナルデジタルアシスタントを
含有する装置内の回路ボードの接地平面に近接して一つ
以上の磁石を組み込む。

【０００８】

【発明の実施の形態】下記の詳細な本発明の実施態様に
おいて、本明細書の一部を形成し、及び本発明が実行さ
れる特定の実施態様を例証する手法で示される添付図に
言及される。これらの実施態様は本発明の実行において
当業者を可能にするために十分に詳細に記載し、別の実
施態様が利用され、論理的で機械的で電気的で他の変化
が本発明の趣旨及び範囲を逸脱せずになされるかもしれ
ないことが理解される。したがって、下記の詳細な記載
は制約を受けず、本発明の範囲は請求項によってのみ定
義される。

【０００９】本発明は、接地平面によって信号径路を混
乱する一つ以上の磁石の実行によってデジタル電子装置
から放射する電磁気放射を減少するためのシステム及び
方法を提供し、それによってループ電流及び放射された
電磁気放射を減少する。一つ以上の磁石の磁束は接地平
面による電流の流れを乱すことが操作可能であり、電磁
気放射の減少に帰着する。本発明は、希土類磁石、Ａｌ
ＮｉＣｏ磁石、ネオジム磁石、及び平らなシートの磁石
を含有する、異なる実施態様の様々なタイプの磁石で実
行される。

【００１０】本発明は、コンピューター、セットトップ
ボックス、及びパーソナルデジタルアシスタントを含有
する装置内の回路ボードの接地平面に近接して一つ以上
の磁石を組み入れるデジタル電子装置として数多の実施
態様で実行される。磁石はデジタル電子装置の接地平面
に十分に近接して位置し、磁石の磁束は接地平面による
電流の流れの径路を変化することが操作可能である。

【００１１】かかる電子装置中のシステムボードの接地
平面を、ある所定密度の一様な磁場に従わせることは、
接地電流ループの形成に起因する高周波電磁気放射の量
を減少する。第一に、これが本質的に最小のインピーダ
ンスの経路であるので、高周波電流はほぼ最小のインダ
クタンスの経路に沿って流れる。従って、振動電流の
（典型的）平均経路を摂動の任意の程度に従わせること
は、電流の流れにおける新しく乱された（平均）経路が
より高いインダクタンスのうちの１つであることを直ち
に暗示するだろう。これは混乱した平均経路に沿って流
れる、より低い電流に変換し、従って、より低い電磁気
の放射に変換する。

【００１２】１．理論 簡潔な理論は、接地平面に垂直な特定の磁場密度に従わ
せられたシステムボードの電磁気の放射と制御システム
ボードの電磁気の放射との間の量的比較を産出する理論
的なモデルを後に続けて、最初にここに概説される。制
御システムボードは適用された磁場密度を伴わないボー
ドである。

【００１３】典型的なシステムボードの接地平面は完全
ではなく、有限のインピーダンスを有するために、それ
は完全に等ポテンシャル平面ではない。接地平面上のポ
イント間に電位の小さな変動がある。さらに、その有限
の自明でないインピーダンスは、接地平面に沿って流れ
る高周波電流が、接地平面に沿って横断する、平均経路
に沿った電位降下を引き起こすであろうことを意味す
る。

【００１４】接地平面上の実際の電界は、回路がボード
にどのように置かれるか、また、主要な電源へのコネク
ターがどこに存在するかに依存する。接地平面上で定義
された電位φはラプラスの方程式を満たすに違いなく：

【００１５】

【数１】 ボード及びその配分によって課された境界条件に従う。
定義によると、調和関数はラプラスの方程式を満たす全
ての関数である。偏微分方程式の理論は、調和関数が定
義域の境界上のその最小及び最大値に到達すると規定す
る。したがって、接地平面上で定義された最小及び最大
のφは、ボードのエッジの上に、若しくはシャシーにボ
ードを固定する、ボードの上に位置する孔のまわりの金
属板上にのみ位置するに違いない。この分析の目的にお
いて、したがって、最小及び最大値はボードのエッジ上
で到達すると仮定される。これは、ボード上の最小及び
最大ポイントはおそらくほとんどが反対のエッジ上に位
置するであろうことを意味する。確かに、純粋に静止の
状況で、最小及び最大値は、互いに対して全く反対であ
るだろう。

【００１６】ここで、典型的には銅のシートからなる、
接地平面が単位長さ当たり一定のインダクタンス

【数２】 を有する、つまり接地平面上の任意の２ポイント間の単
位長さ当たりのインダクタンスが

【数３】 である。接地平面上の自明でない電位関数の存在は、接
地平面Ｇのどこにおいても定義された電界Ｅ_０が存在す
ることを意味する。したがって、常微分方程式の単独性
の定理から、ベクトル場Ｅ_０は、Ｇで任意の２ポイント
間の独特な経路を生成する。これは、非常に低い周波数
の電流における平均電流径路である。高周波数電流にお
いて、平均経路は、最小のインダクタンスの経路である
ので、本質的にポイント間で直線になるだろう。

【００１７】Ｇに垂直な磁場密度Ｂの適用によって、電
子は、電子の移動の垂直方向に電子を押す、磁場によっ
て引き起こされたローレンツの力を経験するだろう。接
地平面による低周波数電流の流れにおいて、電子の経路
は、ベクトル場Ｅ_０−ｖｘＢによって定義された経路に
よって本質的に命じられるだろう。ここでｖは電子の平
均速度である。Ｅ_０によって生成された経路が低周波電
流における最短の平均経路を定義するので、Ｅ_０−ｖｘ
Ｂによって生成された経路はより高いインピーダンスで
ある。したがって、適用した磁場密度の結果、接地平面
上に（低周波数）電流の全体的な減少がある。

【００１８】同様に、接地平面に伝播している高周波数
電流において、電流の本来の経路γに沿ったどんな偏差
も、電流がより高いインダクタンスの経路

【数４】 に沿って伝播することを強いられることを暗示するだろ
う。これは、単に、電子の速度に垂直に作用するローレ
ンツの力により電子の流れが電子本来の経路から遠ざか
って曲がるだろうという事実から理解できる。したがっ
て、

【数５】 に沿って流れる電流は減少すべきである。これは下記に
おいて明らかになるだろう。これより以後、用語として
の電流は、ある周波数ｆで振動する電流を意味するだろ
う。電流の周波数がゼロでないことは、明細書全体にわ
たって暗黙に想定されるだろう。

【００１９】（ｉ）φ（ｘ）の各値において、Ｇでの任
意のポイントｘにおいて、

【数６】 のある場合において

【数７】 及び、すべての０＜ｔ＜１の場合において、φ（Ｐ
_α（ｔ））＝φ（ｘ）である、すなわちＰ_αは各αにお
ける等ポテンシャル曲線であるような独特の曲線Ｐ_αが
存在する； （ｉｉ）接地平面は曲線系の統合であり、｛Ｐ_α｝：Ｇ
＝Ｙ_α｛Ｐ_α（ｔ）｜０＜ｔ＜１｝である、ように閉区
間［０，１］上で定義された、パラメター化された曲線
｛Ｐ_α｝の系により平面Ｇを分割することができる電位
関数φの連続性から観察する。Ｇのパラメター化された
曲線Ｐ_αの定義は、Ｇへユニット区間［０，１］をマッ
ピングする連続関数である。

【００２０】次ぎに、システムボード上の二つの明らか
な回路ＡとＢを考慮し、ここでｐとｑは二つの異なるポ
イントであり、Ａの接地はＧのポイントｐに接続し、Ｂ
の接地はＧのポイントｑに接続していると仮定する。さ
らに、ある周波数ｆで振動する電流はＡＢ間に存在し、
ｐとｑを接続する経路γ_ｐｑに沿った接地平面を介して
ループを形成することを仮定し、γ_ｐｑ（０）＝ｐ、γ
_ｐｑ（１）＝ｑである。

【００２１】Ｐ_αを一定の電位φ（ｑ）の曲線にさせ、
０＜ｃ＜１のある場合においてγ_{ｐ ｑ}（１）＝ｑ＝Ｐ_α
（ｃ）であると仮定する。Ｇに垂直な磁場密度Ｂを適用
することによって、本来の径路γ_ｐｑは、

【数８】 の場合にローレンツ力により、γ_ｐｑから遠ざかって曲
がる新規の径路

【数９】 に変換されるだろう。ｃ＜ｃ´＜１のある場合におい
て、あるポイントｑ´＝Ｐ _α（ｃ´）で径路

【数１０】 が終了すると仮定する。構造によって、｜γ_ｐｑ｜がＧ
での長さγ_ｐｑを示す場合、

【数１１】 である。したがって、（ｉ_０、γ_ｐｑ）が平均径路γ
_ｐｑに沿った平均の電流の流れを示す場合、構造によっ
て、

【数１２】 であり、したがって、電流

【数１３】 は

【数１４】 の場合に

【数１５】 によって与えられる。特に、ループは、

【数１６】 の係数によってｉ_０よりも小さい全体的な電導電流の減
少を伴う開曲線に破壊される。その曲線はもはや閉じる
ことはなく、γ_ｐｑと

【数１７】 の両者が同一の等ポテンシャル径路上の異なるポイント
において終了する事実によって単に理解できる。定義に
よると、Ｐ_αの２ポイント間に電流の流れがないことを
意味する。

【００２２】Ｇに対して垂直な任意の適用した磁場Ｂ＞
Ｂ_０において、新規の混乱した径路

【数１８】 は等ポテンシャル曲線Ｐ_αを交差しないであろう値Ｂ_０
が存在することを注意する。その

【数１９】 はＰ_αと交差しないだろうことは、接地平面の有限性か
ら明白に理解できる。したがって、０＜ｔ＜１において

【数２０】 である場合に、

【数２１】 がある等ポテンシャル曲線

【数２２】 に沿って終了するならば、接地平面上の開回路か、又は
０＜ｔ＜１において

【数２３】 のようなある等ポテンシャル曲線

【数２４】 で終了するならば、径路

【数２５】 に沿ったわずかな電流の流れの何れかが存在する。

【００２３】簡素化のために続く分析において、考慮さ
れるすべてのループはエリアａｘ^２及び周囲２（１＋
ａ）ｘの長方形のループであるために得られ、ｘは接地
平面の長さによって制限され、ａｘはａ＞０での接地平
面の幅によって制限される。電磁気波の波長がλである
場合、長さ２（１＋ａ）ｘのヘルツの双極子によって放
射される全出力Ｐ_Ｅは、

【数２６】 によって与えられ、ｃは光の速度を示し、Ｉはヘルツの
双極子に沿った電流の流れを示す。エリアａｘ^２の磁気
双極子から放射される全出力は、

【数２７】 によって与えられる。

【００２４】γに接地平面に沿って流れる、γ_ｐｑがγ
の部分であるように電流ループを示す。次いで、表記上
の便宜のためにこれより以後、径路γ_ｐｑとその関連す
るループγは、曖昧でなく交換可能に使用されるだろ
う。したがって、（ｉ_０、γ_{ｐ ｑ}）が与えられ、適用さ
れた（通常の）磁場強度Ｂ＝０であり、Ｂ＜Ｂ_０の場合
に適用された（通常の）磁場強度が混乱した電流及び径
路

【数２８】 と対応し、適用された（通常の）磁場強度は式（２．
２）及び（２．３）から

【数２９】

【数３０】 を生じる。したがって、共に式（２．４）及び（２．
５）は

【数３１】 を生じ、０＜β＜１及びａ＞０の際にリコールする。

【００２５】ここで、

【数３２】 である。これは、０＜β＜１において

【数３３】 であることを意味する。したがって、

【数３４】 と決定する。次いで、

【数３５】 はｘ＝ａ_Ｍｘ_λであることを意味し、ａ_Ｍ＞１である。
添字“Ｍ”は磁気（双極子）を示す。さらに、ｙ_ＭＡＸ
に接地平面の最大幅を示し、ｘ_ＭＡＸに接地平面の最大
長を示す。次いで、ａｘ＜ｙ_ＭＡＸからａにおける境界
が

【数３６】 として示すことができる。特に、

【数３７】 が

【数３８】 を意味する不等式から分かる。すなわち、εが小さい場
合に周囲εの長方形の磁気双極子アンテナにおいて、磁
気双極子から放射される出力は長さεのヘルツの双極子
から放射される出力よりも小さい。

【００２６】次ぎに、Ｂ＞Ｂ_０である事例を考慮する。
それは

【数３９】 が０＜ｃ´＜１のある場合におけるｑ´＝Ｐ_α（ｃ´）
のある等ポテンシャル曲線で終了する事例を調査するた
めに十分であり、ここでφ（Ｐ）＜φ（ｑ´）＜φ
（ｑ）である。次いで、適用された磁場から帰着する混
乱した電流

【数４０】 は

【数４１】 の係数によってＢ＜Ｂ_０である事例よりも小さいだろ
う。これを理解するために

【数４２】 を観察することが十分である。したがって、主張するよ
うに

【数４３】 である。

【００２７】特に、式（２．４）から

【数４４】 直ちに理解でき、したがって式（２．６）から

【数４５】 が理解できる。万一Ｂが大きくなりすぎれば、φ（ｑ
´）＜φ（ｐ）であり、したがって

【数４６】 である。すなわち、適用された通常の磁場が強すぎる場
合、電流の流れは存在しないだろう。概要において： １．４．定理。Ｂ＞０が与えられて、Ｇでの径路

【数４７】 による電流の流れは、前述の

【数４８】 から制限される。特に、Ｂ＞＞Ｂ_０において、回路は本
質的に開かれる。

【００２８】２．２．定理。適用された磁場Ｂ＝０であ
る場合に、ΛがＧのループにラベリングする非空のイン
デックス付けセットである、電流ループのセットＳ＝
｛（_{ｉ α，０}、γ_α，ｐｑ）：α∈Λ｝が与えられ、Ｂ
＞０が適用される場合に、

【数４９】 に関連した混乱径路及び電流を示し、

【数５０】 である。次いで、

【数５１】 において、

【数５２】 を満たすＳにおけるループの分画は、

【数５３】 を満たすＳにおけるループの分画よりも大きいような

【数５４】 が存在する。

【００２９】証明（概要）。不等式（２．７）から、二
つの準閉区間

【数５５】 が定義され、

【数５６】 にする。ここで、

【数５７】 は不等式（２．７）を意味する。対偶によって、ａが不
等式（２．７）を妨害するならば、すなわち、

【数５８】 であるならば、

【数５９】 である。したがって、補助定理を証明するために、

【数６０】 を確立することが要求される。

【００３０】ここで、

【数６１】 であり、ａ_Ｍ＞１及びβ＜１である。したがって、不等
式

【数６２】 を満たすために、

【数６３】 である。すなわち、

【数６４】 である。これは、ｙ_ＭＡＸ＞２ｘ_λβを意味する、

【数６５】 を満たすａ_Ｍと等価である。すなわち、

【数６６】 である。

【００３１】次ぎに、すべてのＢ＞Ｂ_０において、

【数６７】 が、γ_αが終結する（定理２．１）等ポテンシャル曲線
（Ｐ_α）に沿ったポイントで終結しないように適用され
た正常な磁場が存在する前述からリコールする。これか
ら、

【数６８】 が常に維持するような

【数６９】 が存在することが理解できる。特に、

【数７０】 において、このように補助定理が確立される。

【００３２】明確に、

【数７１】 は電気双極子型放射が支配的な放射であることを意味
し、一方で

【数７２】 は磁気双極子放射が支配的な磁場であることを意味す
る。したがって、放射波長λ、接地平面の規模（ｘ
_ＭＡＸ，ｙ_ＭＡＸ）が与えられて、優勢であるために条
件

【数７３】 において可能であるように磁場強度

【数７４】 が存在することを定理は述べている。さらに、条件

【数７５】 を満たす放射アンテナ（電流ループ）の数は、関係

【数７６】 を満たすアンテナよりも多い。換言すると、等価の磁気
双極子放射よりも弱いヘルツの双極子放射源を与えるだ
ろう

【数７７】 が存在する。これは、放射電力の全体の減少に磁場の作
用（ループを別々に壊すこと）によって磁気双極子源を
電気双極子源に変換することが帰着することを意味す
る。

【００３３】接地平面に完全に位置する電流ループは、
磁場のローレンツ作用によって開径路に破壊されるだろ
う。接地平面に完全に位置する電流ループは、接地平面
に部分的に沿って流れる電流ループ（本発明の実施の形
態を通した分析で考慮される）の特別な事例である。連
続性及び読みやすさを容易にするために、この２．２．
定理セクションの内容は下記定理に一部分が要約され
る。

【００３４】２．３．定理。接地平面に垂直な静止の磁
場の適用は、部分的に接地平面に位置する閉電流ループ
を解体する。これは、 （ａ）弱いヘルツの双極子放射へ磁気双極子放射の変
換； （ｂ）ヘルツの双極子放射又は電流の流れをすべて停止
することに寄与する電流の流れの減少（したがって、振
動電流と関連する電磁気放射を減少する）によって磁気
双極子放射線から発生する電磁気の放射の重要な削減に
帰着する。

【００３５】２．４．注意。接地平面に完全に位置する
閉電流ループは、ループでローレンツ力の作用によって
解体されるために、十分に強い磁場が接地平面に垂直に
適用される場合において、接地電流ループからの電磁気
の寄与はほとんどない。

【００３６】３．理論的なモデル このセクションにおいて、理論はある具体的な実施例に
よって例証される。まず最初に、λが無限大になると、

【数７８】 であることが式（２．６）から明かである。これは下記
の意味を有する。電磁気放射の波長が短くなるにつれ、
たとえ含まれているループの規模が小さくとも、磁気双
極子アンテナは電磁気放射においてより主要な供給源と
なる。これは、磁気双極子寄与から離れることはシステ
ムによって放射される全放射量を減少することを支援す
るであろうことを意味する。特に、電気双極子型放射へ
の磁気双極子型放射の変換は、非常に高い周波数の波に
おいて全体の電磁気放射を減少するだろう。ＣＰＵ時計
周波数が毎通過する年につれて増加し続けるので、これ
はコンピューター産業にとって重要である。

【００３７】例証する目的において、接地平面は下記の
大きさ：ｘ_ＭＡＸ＝０．３ｍ及びｙ _ＭＡＸ＝０．２ｍを
有すると仮定する。適用された磁場Ｂ＝０で、

【数７９】 で、適用された磁場が自明でない場合、デシベルでの出
力の損失はＰ_Ｍ（γ）間になるであろう。すなわち、量

【数８０】 は様々な現実的なループの大きさにおいて決定される。

【００３８】注意２．４の見解では、それは接地平面の
上に部分的に位置するループを考慮するために十分だろ
う。第一に、適用された磁場によって混乱される径路の
長さが０．９及び０．９８である接地平面に沿って流れ
るループの部分的な結果は試験されるだろう。その結果
は下記に作表された。

【００３９】

【表１】 上の表は接地平面に沿って流れる長さｘの部分的な平均
の電流ループにおける典型的な電磁気の減少を示す。理
論データから、ループの規模が小さくなるにつれ、電磁
気の減少が急激に落ちることが分かる。磁場が接地平面
に垂直に適用される場合、βは混乱した径路の長さの測
定であることをリコールする。βが小さくなると、混乱
した径路は、混乱していない相対物に関連して長くな
る。次ぎの下記の表は、どのくらい多くの電磁気出力が
βの様々な値に対して減少したかを示す。データは、λ
＝０．２ｍでの大きさがｘ＝５．６３ｃｍ及びｙ＝５．
６３ｃｍのループと、λ＝０．２ｍでの大きさがｘ＝
８．４４ｃｍ及びｙ＝８．４４ｃｍのループの両者にお
いてそれぞれ対応する。λ＝０．２ｍは１．５ＧＨｚの
周波数に対応し、一方でλ＝０．３ｍは１ＧＨｚの周波
数に対応することを注意する。

【００４０】

【表２】 データは、より長い波長の電磁放射における等価な出力
の低下を達成するために、より大きなループ長が必要と
されることを明白に実証する。換言すると、含まれてい
るアンテナの物理的な長さが小さい場合、磁気双極子ア
ンテナは、より長い波長の電磁波における電気双極子ア
ンテナほど強くなく放射する。一方で、大きな規模にお
いて、磁気双極子アンテナは等価な電気双極子相対物よ
りも強いラジエーターである。

【００４１】小さいアンテナループにおいて、電気双極
子に変換することは放射エネルギーの上昇を意味する。
λ＝０．３ｍである事例を考慮する。保守的な見地から
すると、β＝０．９で、（長方形の）ループの規模がｘ
＝２ｃｍとｙ＝２ｃｍであると仮定する。すなわち、ａ
＝１で

【数８１】 である。次いで、定理２．１及び式（２．６）によっ
て、

【数８２】 であり、すなわち、

【数８３】 である。したがって、磁場の適用は、現実に放射の＋
３．１２ｄＢと同じくらい高いかもしれない増進を引き
起こした。綿密な調査は含んでいるループの規模が非常
に小さいことを示す。式（２．４）及び（２．５）をリ
コールして、Ｐ_Ｅはａ_Ｍ＜１での二倍（この事例の場
合）で、一方、Ｐ_Ｍはａ_Ｍ＜１での四倍であることが明
らかである。したがって、非常に小さい強度のほぼ二倍
であるＰ_Ｅは、それにもかかわらず本質的に小さい。対
照的に、ａ_Ｍ＞１である場合、Ｐ_ＭはＰ _Ｅよりも迅速に
大きくなることが容易に認識できる。このように、小さ
なループにおける放射のわずかな増加を有する交換は、
より大きなループにおいて含まれる電磁気の減少におけ
る重要な増進によって過度に陰になる。さらに、定理
２．２から、交換は完全に正当化される（少なくとも数
学的な見地から）ことは明かである。最後の注意とし
て、接地に沿って流れる電流ループがゼロに接近するよ
うに（静止）磁場強度を選択することが常に可能であ
る。かかる磁場強度の値において、接地電流ループから
の電磁気放射の事実上ゼロの寄与が存在する。

【００４２】実行において、接地電流ループに起因する
電磁気の放射を減少させるために、印刷された回路ボー
ドへ近接する上の理論に従って、選択された磁束を有す
る１つ以上の永久磁石を置くことは有益である。この理
論を実証するために、図１は接地平面による最低限のイ
ンピーダンス径路に依存する平均電流経路を有する印刷
された回路ボードを例示する。印刷された回路ボード１
０１は、出力と接地が供給される１０２で出力供給接続
を有する。印刷された回路ボード上のトレース１０３
は、プロセッサー１０４などの装置に供給電圧を運ぶ。
定常状態では、ほぼ１０５で表わされるような直線にな
るだろう最小抵抗の径路によって印刷された回路ボード
上のプロセッサーから接地平面を通過して電流の流れを
戻す。しかし、高周波数の構成部分を含む信号が戻る場
合、トレース１０６によって表される一つの実例におけ
る、最小のインピーダンスの径路を横切って接地平面を
通過して戻るだろう。径路１０６は径路１０５よりも長
く、より高い抵抗を有するが、径路１０３及び１０６に
よって形成される全ループエリアは著しく小さく、した
がって、ループは径路１０３及び１０５によって形成さ
れるインダクタンスよりも低いインダクタンスを有す
る。したがって、径路１０６は、高周波リターン信号が
接地平面を通過して得るであろう経路である、最も低い
全体のインピーダンスの径路を表現する。

【００４３】図２は、磁石によって生成された磁束が回
路ボードの接地平面内の平均的な電流経路の混乱を引き
起こすような、一つ以上の永久磁石がどのようにして印
刷された回路ボードに近接するかを例示する。再度、電
源接続２０２を備える印刷された回路ボード２０１は、
プロセッサー２０４などの集積回路に電導性回路ボード
トレース２０３を介して電力を提供する。プロセッサー
によって引き出された出力信号が著しい高周波数の構成
部分を有するために、リターン電流は、最低インピーダ
ンス径路２０５により印刷された回路ボードの接地平面
を通過して流れる。

【００４４】回路ボードに近接する一つ以上の磁石２０
６の配置は発生する磁場によって電流の流れを乱し、経
路を変化させ、それによって最小のインピーダンスより
高くなる。この代替の高いインピーダンス径路２０７
は、その高いインピーダンスの性質によりループインピ
ーダンスを上昇し、ループ電流の減少を生じ、したがっ
て、電磁気放射の減少となる。回路ボードへの接近は、
比較的強く回路ボードと交差する磁石からの磁束を容認
する。より強い磁束は回路ボード接地平面での電流の流
れを多大に混乱させ、したがって、電流の流れの大幅な
減少となり、電磁気放射の減少に帰着する。したがっ
て、接近は磁束強度、磁石数、接地平面の電流の流れの
所望の作用、及び他のそのような要因に依存する。

【００４５】接地平面によるリターン電流の径路の乱れ
及びリターン径路のインピーダンスで生じる変化は使用
される磁石の数と形態に依存し、さらに磁石の強度及び
接地平面に近接して生成する磁場の強度に依存する。よ
り強い磁石が弱い磁石よりも電流径路でより大きい磁束
及び作用を有するであろうため、ａｌｎｉｃｏ磁石（ア
ルミニウム、ニッケル及びコバルトを含有する磁石）又
はネオジムを含有する磁石などの希土類磁石は本発明の
ある実施態様に良好に適している。図２の磁石２０６
は、回路ボードに近接して固定された小型のディスク状
磁石であるが、しかし本発明の別の実施態様は、平磁
石、棒磁石、又は任意の別のタイプの永久磁石などの他
の型の永久磁石を利用することができる。平磁石は、本
発明の目的においてその磁石の幅又は高さが１０倍薄い
厚さを有する磁石であり、その比較的薄い厚さにより本
発明のある実施態様で好ましく使用される。

【００４６】図３は永久磁石ホルダーを介して回路ボー
ドに付着される永久磁石を有する印刷された回路ボード
アセンブリを例示する。印刷された回路ボード３０１
は、印刷された回路ボードにホルダーを付着するように
強いられる、磁石ホルダー３０３及び３０４のタブを通
す複数のスロット若しくは孔３０２を有する。ホルダー
３０３は円筒状であり、図２の２０６で描かれるような
ディスク又は円筒状磁石３０６を捕獲し保持するように
実施可能である。ホルダー３０４は平又はシート状磁石
３０５を保持するために設計され、平磁石が印刷された
回路ボードとその接地平面と実質的に平行であるように
配位される。接地平面と平行なホルダー３０４によって
収容される平磁石の位置を決定することが望ましい一方
で、この適用の目的において、接地平面の平行配位から
２０度の傾斜以内であれば、平磁石は実質的に平行であ
る。本発明の代替となる実施態様において、実質的な平
行は様々な実施態様での１０度及び５度を含有する、わ
ずかな角度差を含む。本発明の別の実施態様において、
角度は２０度よりも大きい。

【００４７】図４は、本発明の実施態様と一致する、典
型的な電磁気放射を減少するデジタル電子装置としての
パーソナルコンピューターを例示する。ここで、コンピ
ューターケース４０１は、コンピューターケースに設置
されたマザーボード４０２を囲む。磁石４０３は、電流
が接地平面によって得られた電流の経路を乱すように、
回路ボードの接地平面によって流れる場合、磁石が生成
する磁束が操作可能であるように、マザーボードに近接
するコンピューター内に固定される。この実施態様で示
される磁石はディスク又は円筒状磁石であり、図３に示
されるようにマザーボードに設置される。

【００４８】代替となる実施態様において、電磁気の遮
蔽物としてさらに役立つケース４０１は、１つの壁に、
マザーボードが設置される位置の近隣のケース内に位置
する１つ以上の磁石を付着している。マザーボードがケ
ースに設置されて実施される場合、磁石は、実行してい
る回路ボードの接地平面による電流の流れを乱すために
印刷された回路ボードに十分に接近するだろう。本発明
のかかる実施態様は、本発明と一致するシステムへの永
久磁石の組み込みを提供し、ここでマザーボードはマザ
ーボードに磁石を直接付着するためのスロット３０２な
どの供給を有していない。

【００４９】本発明が回路ボードの接地平面によって得
られるリターン電流径路での混乱を引き起こすための一
つ以上の永久磁石を利用するために、混乱した電流径路
が混乱していない径路よりも高いインピーダンスの径路
であり、結果として低いリターン電流を有するので、電
磁気放射を望ましく減少する。本発明は、希土類磁石、
ＡｌＮｉＣｏ磁石、ネオジム磁石、及び平なシート状磁
石を含有する、異なる実施態様での様々なタイプの磁石
で実行される。

【００５０】ここに示される本発明の実例の実施態様
は、パーソナルコンピューターの内容において本発明を
例証する。本発明の別の実施態様は、セットトップボッ
クス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、視
聴覚装置、モニター及びテレビ、並びに請求されるよう
な本発明と一致する任意の別のデジタル電子装置を含有
する、別のデジタル電子装置で例証され、議論され、こ
こで請求される特質の組み入れを含む。セットトップボ
ックスは、テレビ型インターネット装置、ケーブルテレ
ビ提供装置、及び他のテレビ型コンピューター化システ
ムを含む。ＰＤＡは、ＰａｌｍＯＳ（登録商標）及びＷ
ｉｎｄｏｗｓＣＥ（登録商標）装置などのポータブルコ
ンピューターシステム、情報処理機能を備える携帯電話
機、並びに他のそのようなポータブルコンピューターシ
ステムを含む。

【００５１】特定の実施態様がここで例証され記載され
ているが、同じ目的を達成すると意図される任意の配置
が示された特定の実施態様に代用されるかもしれないこ
とは当業者によって認識されるであろう。この明細書は
本発明の任意の適応又は変更を含むことを意図する。本
発明は請求項、及び請求項と等価の十分な範囲によって
のみ制限されることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術と一致する、印刷回路と接地平面によ
る電流の流れを示す。

【図２】本発明の実施態様と一致する、印刷回路と接地
平面による電流の流れを示す。

【図３】本発明の実施態様と一致する、永久磁石ホルダ
ーを介して回路ボードに付される永久磁石を有する印刷
された回路ボードアセンブリを示す。

【図４】本発明の実施態様と一致する、減少された電磁
気放射の典型的なデジタル電子装置としてのパーソナル
コンピューターを示す。

【符号の説明】

１０１ 印刷された回路ボード １０２ 出力の接続 １０３ トレース １０４ プロセッサー １０５ 最小抵抗の径路 １０６ 径路 ２０１ 印刷された回路ボード ２０２ 出力の接続 ２０３ 電導性回路ボードのトレース ２０４ プロセッサー ２０５ 最小限のインピーダンスの径路 ２０６ 磁石 ２０７ 高いインピーダンス径路 ３０１ 印刷された回路ボード ３０２ 複数のスロット又は孔 ３０３ ホルダー ３０４ ホルダー ３０５ 平又はシート状の磁石 ３０６ ディスク又は円筒状の磁石 ４０１ コンピューターケース ４０２ マザーボード ４０３ 磁石

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの接地平面を有する回路
   ボードと；及び少なくとも一つの磁石からの磁束が前記
   接地平面による電流の流れを乱すために実施可能であ
   り、それによって電磁気放射を減少するように前記印刷
   された回路ボードの前記少なくとも一つの接地平面に近
   接して固定した少なくとも一つの磁石と、を含有するこ
   とを特徴とする減少された電磁気放射の回路ボードアセ
   ンブリ。
2. 【請求項２】 前記少なくとも一つの磁石は、永久希土
   類磁石であることを特徴とする請求項１に記載の減少さ
   れた電磁気放射の回路ボードアセンブリ。
3. 【請求項３】 前記少なくとも一つの磁石は、アルミニ
   ウム、ニッケル、及びコバルトを実質的に含有するａｌ
   ｎｉｃｏ磁石であることを特徴とする請求項１に記載の
   減少された電磁気放射の回路ボードアセンブリ。
4. 【請求項４】 前記少なくとも一つの磁石は、ネオジム
   を実質的に含むことを特徴とする請求項１に記載の減少
   された電磁気放射の回路ボードアセンブリ。
5. 【請求項５】 前記少なくとも一つの磁石は、実質的に
   平な形態であることを特徴とする請求項１に記載の減少
   された電磁気放射の回路ボードアセンブリ。
6. 【請求項６】 前記少なくとも一つの磁石の実質的に平
   らな形態は、前記接地平面に平行な配位であることを特
   徴とする請求項５に記載の減少された電磁気放射の回路
   ボードアセンブリ。
7. 【請求項７】 ハウジングと；前記ハウジングに配置さ
   れ、少なくとも一つの接地平面を有する回路ボードと；
   及び前記少なくとも一つの磁石の磁束が前記印刷された
   回路ボードの機能において前記接地平面による電流の流
   れを乱すために実施可能であり、それによって電磁気放
   射を減少するように前記印刷された回路ボードの前記少
   なくとも一つの接地平面に近接して固定した少なくとも
   一つの磁石と、を含有することを特徴とする減少された
   電磁気放射のデジタル電子装置。
8. 【請求項８】 前記デジタル電子装置はコンピューター
   であることを特徴とする請求項７に記載の減少された電
   磁気放射のデジタル電子装置。
9. 【請求項９】 前記デジタル電子装置はセットトップボ
   ックスであることを特徴とする請求項７に記載の減少さ
   れた電磁気放射のデジタル電子装置。
10. 【請求項１０】 前記デジタル電子装置はパーソナルデ
    ジタルアシスタント（ＰＤＡ）であることを特徴とする
    請求項７に記載の減少された電磁気放射のデジタル電子
    装置。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも一つの磁石は、永久希
    土類磁石であることを特徴とする請求項７に記載の減少
    された電磁気放射のデジタル電子装置。
12. 【請求項１２】 前記少なくとも一つの磁石は、ａｌｎ
    ｉｃｏ磁石であることを特徴とする請求項７に記載の減
    少された電磁気放射のデジタル電子装置。
13. 【請求項１３】 前記少なくとも一つの磁石は、ネオジ
    ムを実質的に含むことを特徴とする請求項７に記載の減
    少された電磁気放射のデジタル電子装置。
14. 【請求項１４】 前記少なくとも一つの磁石は、実質的
    に平な形態であることを特徴とする請求項７に記載の減
    少された電磁気放射のデジタル電子装置。
15. 【請求項１５】 前記少なくとも一つの磁石の実質的に
    平らな形態は、前記接地平面に平行な配位であることを
    特徴とする請求項１４に記載の減少された電磁気放射の
    デジタル電子装置。
16. 【請求項１６】 印刷された回路ボードをサポートし収
    容するために形態化された囲い込みと；及び前記印刷さ
    れた回路ボードの機能において前記接地平面による電流
    の流れを乱すために実施可能である、前記印刷された回
    路ボードに近接するように前記囲い込みに固定された少
    なくとも一つの磁石とを含有することを特徴とするデジ
    タル電子装置の電磁気遮蔽物。
17. 【請求項１７】 前記囲い込みがコンピューターケース
    であり、前記印刷された回路ボードは付加された少なく
    とも一つのマイクロプロセッサーを有することを特徴と
    する請求項１６に記載のデジタル電子装置の電磁気遮蔽
    物。
18. 【請求項１８】 前記少なくとも一つの磁石は、永久希
    土類磁石であることを特徴とする請求項１６に記載のデ
    ジタル電子装置の電磁気遮蔽物。
19. 【請求項１９】 前記少なくとも一つの磁石は、ａｌｎ
    ｉｃｏ磁石であることを特徴とする請求項１６に記載の
    デジタル電子装置の電磁気遮蔽物。
20. 【請求項２０】 前記少なくとも一つの磁石は、ネオジ
    ムを実質的に含むことを特徴とする請求項１６に記載の
    デジタル電子装置の電磁気遮蔽物。
21. 【請求項２１】 前記少なくとも一つの磁石は、実質的
    に平な形態であることを特徴とする請求項１６に記載の
    デジタル電子装置の電磁気遮蔽物。
22. 【請求項２２】 前記少なくとも一つの磁石の実質的に
    平らな形態は、前記接地平面に平行な配位であることを
    特徴とする請求項１６に記載のデジタル電子装置の電磁
    気遮蔽物。