TWI538300B - A resonant circuit capable of suppressing the interference between the high-frequency connector and the antenna - Google Patents

Description

能抑制高頻連接器與天線間之干擾的共振電路

本發明係一種能抑制高頻連接器與天線間之干擾的共振電路，尤指一種設置於高頻連接器與天線間，且能吸收該高頻連接器所產生之輻射訊號，以避免雜訊影響該天線之正常運作之共振電路。

按，隨著電子技術領域的進展，各式電子裝置的研發無不朝著小型化與輕量化的目標前進，尤其近年來各種可攜式電子裝置(如：手機、個人數位助理及平板電腦等)的市場蓬勃發展，為了滿足攜帶上的便利性，該等可攜式電子裝置的研發方向，更被推向了輕、薄、短、小的極致。與此同時，為滿足人們使用該等電子裝置觀賞或聆聽各式多媒體資訊之需求，各種數位檔案容量的大小或數位資訊流量的需求皆飛躍性地成長，因此，數位資訊的傳輸速度與穩定度亦成為業界開發各式電子裝置時，所追求的重要目標之一。

如同前述，由於各種電子裝置的發展方向越來越趨向薄型化，故，在整體設計上不僅已幾乎完全捨棄以往外接式的天線設計，全面改採內建式的天線設計，且該等電子裝置的內部空間亦不斷縮減；另一方面，為提昇數位資訊的傳輸速度，該等電子裝置多會配置通用序列匯流排(Universal Serial Bus，簡稱USB)3.0規格的連接器、高清晰度多媒體(High Definition Multimedia Interface，簡稱HDMI)介面連接器、DisplayPort介面連接器或Thunderbolt介面連接器等能快速傳輸數位資訊之高頻連接器。雖然，極致追求電子裝置小型化之目標，確實令使用者在攜帶該等電子裝置時便利許多，且藉由採用該等高頻連接器，確實也令數位資訊的傳輸效率獲得飛躍性地提昇，惟，同時追求以上兩種目標時，卻也衍生出其他的問題。

按，目前應用於該等電子裝置之天線，多係透過IEEE 802.11 b/g/n或藍芽等無線傳輸協定傳送數位資訊，且普遍採用2.4GHz之無線電波頻段收發該等數位資訊。過去，在有線傳輸的連接器規格較低的狀況下，該等連接器在傳輸訊號的過程中所產生之輻射訊號，尚不致於影響該天線收發數位資訊，惟，如今該等電子裝置已大量採用該等高頻連接器，在該等電子裝置間透過高頻連接器相互傳輸資訊時，其所產生之輻射訊號中，便會包含有接近該天線收發頻率之雜訊，而影響到該天線收發數位資訊之穩定度。此外，隨著該等電子裝置的小型化，顯然難以透過「增加該等高頻連接器與天線間之距離」的方式，有效避免雜訊干擾天線之運作。為解決前述之問題，部份業者在高頻連接器設置屏蔽殼體，或在高頻連接器之訊號線設置屏蔽殼體，以期能藉屏蔽殼體阻擋該等高頻連接器在傳輸訊號的過程中所產生之雜訊；此外，尚有部份業者在高頻連接器之訊號線上加裝吸波材料，以期能藉吸波材料吸收該等高頻連接器在傳輸訊號的過程中所產生之雜訊。雖然，前述作法確實對前述雜訊干擾的問題提供了一個解決之道，惟，無論係設置屏蔽殼體或加裝吸波材料之方式，皆會導致該等電子裝置的生產成本提昇，故，仍難稱為理想的解決方案。

綜上所述可知，習知電子裝置之設計，往往難以兼顧電子裝 置小型化與訊號傳輸速率提昇的目標，雖有部份業者試圖解決此一問題，惟，所提出之方案將導致生產成本的提昇，故，如何透過相對較低之成本，有效抑制高頻連接器與天線間之干擾，即成為本發明所亟欲解決之一重要課題。

有鑑於習知電子裝置在設計具有前述之問題，發明人乃根據其長年服務於相關產業經驗，經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本發明之一種能抑制高頻連接器與天線間之干擾的共振電路，以期能藉由本發明一舉解決前述之諸多問題。

本發明之第一目的，係提供一種能抑制高頻連接器與天線間之干擾的共振電路，該共振電路係應用至一電子裝置之一電路板上，該電路板上設有一電路佈局、一高頻連接器(如：USB 3.0連接器)及一天線， 其中該高頻連接器及天線之一端係分別連接至該電路佈局之一第一接點及一第二接點，且該高頻連接器係設置於該電路佈局之一側，以使另一電子裝置能透過該高頻連接器與該電子裝置傳輸資訊，該天線則能使該電子裝置透過一預定頻率(如：2.4GHz)收發無線資訊，該共振電路的特徵在於：其係與該電路佈局之一第三接點相連接，該第三接點係設置於該第一接點及第二接點間之位置，且該共振電路之共振頻率(如：2.4~2.5GHz)係接近該天線之收發頻率。如此，藉由設置於該高頻連接器與該天線間之該共振電路，當該另一電子裝置透過該高頻連接器與該電子裝置傳輸資訊時，其所產生之輻射訊號中與該天線頻率接近之雜訊，便會被該共振電路所吸收而不會影響到該天線之正常運作，此一作法，相較於習知電子裝置在該高頻連接器設置屏蔽殼體、在該高頻連接器之訊號線設置屏蔽殼體或在該高頻連接器之訊號線上加裝吸波材料之方式，明顯具有成本上的優勢。

本發明之第二目的，係該電路板上之該高頻連接器係一通用 序列匯流排3.0規格的連接器、一高清晰度多媒體介面連接器、一DisplayPort介面連接器或一Thunderbolt介面連接器。

本發明之第三目的，係該電路板上之該天線係一微帶天線 (如：L形之微帶天線)，該微帶天線之一端係連接至該電路佈局之該第二接點。

本發明之第四目的，係該電路板上之天線係一蝕刻天線 (如：L形之蝕刻天線)，該蝕刻天線係由該電路佈局之該第二接點為起點蝕刻而成。

本發明之第五目的，係該共振電路係一微帶線路(如：L形之微帶線路)，其一端係連接至該電路佈局之該第三接點。

本發明之第六目的，係該共振電路係一蝕刻線路(如：L形之蝕刻線路)，該蝕刻線路係由該電路佈局之該第三接點為起點蝕刻而成。

本發明之第七目的，係該共振電路之長度係介於五分之一波長至三分之一波長間。

本發明之第八目的，係該第一接點與第三接點間之距離為一第一距離，該第二接點與第三接點間之距離為一第二距離，且該第二距離 與該第一距離之比值係介於1至5間。

為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

1、2‧‧‧電子裝置

11、21‧‧‧電路板

12、22‧‧‧高頻連接器

13、23‧‧‧天線

14、24‧‧‧共振電路

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

第1圖係本發明第一較佳實施例之示意圖；第2圖係本發明第二較佳實施例之示意圖；及第3圖係實際量測設有本發明之共振電路及未設本發明之共振電路時，其雜訊隔離效果比較圖。

本發明係一種能抑制高頻連接器與天線間之干擾的共振電路，在本發明之第一較佳實施例中，請參閱第1圖所示，該共振電路14係應用至一電子裝置1之一電路板11上，該電路板11上設有一電路佈局、一高頻連接器12(如：USB 3.0、HDMI、DisplayPort或Thunderbolt連接器)及一天線13，其中該高頻連接器12及天線13之一端係分別連接至該電路佈局之一第一接點及一第二接點(圖式未顯示第一接點及第二接點)。該高頻連接器12係設置於該電路佈局之一側，當使用者透過該高頻連接器12將另一電子裝置(圖式未顯示)與該電子裝置1相互連接後，該電子裝置1便能與該另一電子裝置相互傳輸資訊。在本發明之第一較佳實施例中，該天線13係L形之一微帶天線，以令該電子裝置1能透過一預定頻率(如：2.4GHz)收發無線資訊，惟，本發明並不以此為限，該天線13亦可為其他類型的天線，例如L形、F形、倒F形、T字形、一字形或ㄇ字形之單級化天線(Monopole)、平面倒F天線(Planar Inverted-F)、倒F天線(Inverted-F)、倒L形天線(Inverted-L)、曲折形天線(meanderline)或偶極天線(Dipole)等天線，合先敘明。

復請參閱第1圖所示，該共振電路14係與該電路佈局之一第三接點相連接，該第三接點(圖式未顯示)係設置於該第一接點及第二接點間之位置。該第三接點與第一接點間之距離為一第一距離D1，該第三 接點與第二接點間之距離則為一第二距離D2，在此第一較佳實施例中，該第一距離D1係17mm，該第二距離D2則為85mm，故，該第一距離D1與第二距離D2之比值為5，惟，該共振電路14之配置方式並不以此為限。 在本發明的其他實施例中，亦可視情況調整該第一距離D1與第二距離D2間之比值，例如：將該第一距離D1及第二距離D2皆設定為45mm，令該第一距離D1與第二距離D2間之比值為1。此外，對所屬技術領域之人士而言，顯然也可以想到將該第一距離D1設定為15mm~45mm之任意值，並將該第二距離D2設定為45mm~85mm之任意值，而改變該第一距離D1與第二距離D2間之比值。以上僅係部份可能實施方式之例示，並非本發明主張保護之權利範圍的限制，按凡熟悉本領域技藝之人士所能輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明所欲保護之範疇。

承上，在此第一較佳實施例中，該共振電路14係L形之一 微帶線路，且其長度係介於五分之一波長至三分之一波長間(如：四分之一波長)，惟，本發明並不以此為限，該共振電路14亦可為其他類型的共振電路。舉例而言，請參閱第2圖所示，在本發明之第二較佳實施例中，電子裝置2之電路板21上設有一電路佈局，該電子裝置2的共振電路24係設計成L形之一蝕刻線路，且該蝕刻線路係由該電路佈局之一第三接點(圖式未顯示)為起點蝕刻而成。該共振電路24與該電子裝置2之高頻連接器22及天線23間之配置關係，則類同於第一較佳實施例，透過此等設計方式，同樣可達成本發明所欲達成之功效。復請參閱第1圖所示，該共振電路14之共振頻率(如：2.4~2.5GHz)係接近該天線13之收發頻率(如：前述之2.4GHz)。由於該共振電路14之共振頻率係接近該天線13之收發頻率，故，在該另一電子裝置透過該高頻連接器12與該電子裝置1傳輸資訊時，雖然該高頻連接器12會產生輻射訊號，惟，該高頻連接器12所產生之輻射訊號中與該天線13頻率接近之雜訊，在影響到該天線13之前，便會先被該共振電路14所吸收，而有效降低了輻射訊號對該天線13之不良影響。

請參閱第3圖所示，係本發明之發明人，針對設有該共振電 路14之電子裝置1及未設該共振電路之另一電子裝置，實際進行量測其該 高頻連接器12與該天線13間之隔離度，所獲得的數據圖。其中較粗的線條表示設有該共振電路14之電子裝置的量測結果，而較細的線條則表示未設有該共振電路14之另一電子裝置的量測結果。由圖中可明顯看出，在一般常用於無線訊號傳輸之頻段(即2.4GHz左右)，在設有該共振電路14的狀態下，該高頻連接器12與該天線13間之隔離度可達到約-70~-60 dB，而在未設有該共振電路14的狀態下，該高頻連接器12與該天線13間之隔離度則僅約-55~-50 dB，顯然，在該高頻連接器12與該天線13間設置該共振電路14，確實能對該高頻連接器12與該天線13間提供良好的隔離效果。

共振電路與天線垂直其效果較佳，另，當共振電路的長度增加，在隔離的效果增加。

綜上所述可知，藉由設置於該高頻連接器12與該天線13間之該共振電路14，當該另一電子裝置透過該高頻連接器12與該電子裝置1傳輸資訊時，其所產生之輻射訊號中與該天線13頻率接近之雜訊，便會被該共振電路14所吸收而不會影響到該天線13之正常運作；此外，相較於習知電子裝置在高頻連接器設置屏蔽殼體、在高頻連接器之訊號線設置屏蔽殼體，或在高頻連接器之訊號線上加裝吸波材料之方式，本發明藉由設置該共振電路14以降低雜訊干擾之作法，由於無需另外生產屏蔽殼體或加裝吸波材料，僅需透過電路規劃設計即可完成，明顯具有成本上的優勢。

按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

1‧‧‧電子裝置

11‧‧‧電路板

12‧‧‧高頻連接器

13‧‧‧天線

14‧‧‧共振電路

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

Claims (14)

1. 一種能抑制高頻連接器與天線間之干擾的共振電路，該共振電路係應用至一電子裝置之一電路板上，該電路板上設有一電路佈局、一高頻連接器及一天線，其中該高頻連接器係設置於該電路佈局之一側，以使另一電子裝置能透過該高頻連接器與該電子裝置傳輸資訊，該天線則能使該電子裝置透過一預定頻率收發無線資訊，該高頻連接器及天線之一端係分別連接至該電路佈局之一第一接點及一第二接點，該第一接點及第二接點間之距離不小於一個波長，該共振電路的特徵在於：該共振電路係一微帶線路或蝕刻線路，該微帶線路之一端或該蝕刻線路之起點係該電路佈局之一第三接點，該第三接點係設置於該第一接點及第二接點間之位置，使該第一接點至第三接點之直線距離小於該第一接點至第二接點之直線距離，且該共振電路之共振頻率係接近該天線之收發頻率，據此，該高頻連接器所產生之輻射訊號中與該天線頻率接近之雜訊，在影響到該天線之前，便會先被該共振電路所吸收。
2. 如請求項1所述之共振電路，其中該電路板上之該高頻連接器係一通用序列匯流排3.0規格的連接器。
3. 如請求項1所述之共振電路，其中該電路板上之該高頻連接器係一高清晰度多媒體介面連接器。
4. 如請求項1所述之共振電路，其中該電路板上之該高頻連接器係一DisplayPort介面連接器。
5. 如請求項1所述之共振電路，其中該電路板上之該高頻連接器係一Thunderbolt介面連接器。
6. 如請求項1所述之共振電路，其中該電路板上之該天線係一微帶天線，該微帶天線之一端係連接至該電路佈局之該第二接點。
7. 如請求項1所述之共振電路，其中該電路板上之該天線係一蝕刻天線，該蝕刻天線係由該電路佈局之該第二接點為起點蝕刻而成。
8. 如請求項6所述之共振電路，其中該電路板上之該天線係一L形、F形、倒F形、T字形、一字形或ㄇ字形天線。
9. 如請求項7所述之共振電路，其中該電路板上之該天線係一L形、F形、倒F形、T字形、一字形或ㄇ字形天線。
10. 如請求項1所述之共振電路，其中該共振電路係一L形、F形、倒F形、T字形、一字形或ㄇ字形天線。
11. 如請求項1所述之共振電路，其中該共振電路係一L形、F形、倒F形、T字形、一字形或ㄇ字形天線。
12. 如請求項10所述之共振電路，其中該共振電路之長度係介於五分之一波長至三分之一波長間。
13. 如請求項11所述之共振電路，其中該共振電路之長度係介於五分之一波長至三分之一波長間。
14. 如請求項1至13任一項所述之共振電路，其中該第一接點與第三接點間之距離為一第一距離，該第二接點與第三接點間之距離為一第二距離，且該第二距離與該第一距離之比值係介於1至5間。