專利名稱：頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)和有此結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種使一定頻率的電磁波選擇性地通過的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，在個(gè)人計(jì)算機(jī)中普及了無線通信接口，把筆記本型計(jì)算機(jī)等的便攜式信息裝置隨意挪動(dòng)，用無線方式連接被帶到的目的地的局域網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行工作，這種利用形態(tài)已經(jīng)變得很普及了。但是，無線通信接口，不僅抗外來的電磁干擾能力弱，還有無線接口間的信息混擾和向外部泄漏電磁波等的問題。因此，就要利用屏蔽電磁波的屏蔽板等，以防止從外部來的電磁干擾帶來的信息混擾或防止電磁波的泄漏。
但是，如設(shè)置屏蔽板，屏蔽板的兩邊就被一分為二，被分為可使用電磁波的區(qū)域和不能使用電磁波的區(qū)域。為了不屏蔽特定的無線通信，必須暫且用接收機(jī)接收電磁波，把接收到的信號(hào)用電纜引出到屏蔽板的另一側(cè)，再次用發(fā)信機(jī)作為電磁波發(fā)送。
作為不設(shè)置接收機(jī)、發(fā)信機(jī)和電纜，進(jìn)行被屏蔽板間隔而被一分為二的區(qū)域間的無線通信的技術(shù)，有特開2002-50893號(hào)公報(bào)中公開的技術(shù)。但是，上述技術(shù)，天線的頻率選擇性低，有比天線的輻射頻率高的頻帶的電磁波的泄漏大這一問題存在。另外，不僅是在屏蔽板的單側(cè)，在相對(duì)的另一面也必須裝備天線。這樣，把天線部分裝備到屏蔽板的構(gòu)造就變得復(fù)雜了，要增加屏蔽板的厚度等，制造工藝變得煩雜。
另一方面，以IEEE802.11b和Bluetooth為代表的無線通信接口進(jìn)一步普及，內(nèi)設(shè)這些無線通信接口的個(gè)人計(jì)算機(jī)等的電子設(shè)備不斷增加。計(jì)算機(jī)等的電子設(shè)備有對(duì)于從設(shè)備內(nèi)部泄漏的多余的電磁波的限制，為了從設(shè)備內(nèi)部不泄漏多余的電磁輻射，一般，把殼體作成屏蔽結(jié)構(gòu)。這樣，把無線通信接口內(nèi)設(shè)在電子設(shè)備殼體中時(shí)，以往，是把收發(fā)天線安裝在設(shè)備的外部，或是，為了把多余的電磁輻射減少在合乎限制的范圍內(nèi)，把內(nèi)設(shè)有天線的部分的屏蔽結(jié)構(gòu)劃開缺口。
但是，在把天線拿出設(shè)備的外部的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)樘炀€部分是突起的，會(huì)造成因?yàn)樵O(shè)備的摔落或碰撞沖擊，引起天線折斷等的問題。另外，把屏蔽結(jié)構(gòu)劃開缺口時(shí)，為了把多余電磁輻射控制在最低程度，不能把缺口劃大，這樣就有天線的方向性變窄、不能取得天線的增益的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種防止從特定的空間的外部侵入不要的電磁波而造成信息混擾的技術(shù)。另外，公開了一種屏蔽不能夠從特定的空間向外部泄漏電磁波的技術(shù)。還公開了使對(duì)于無線通信必要的電磁波通過，結(jié)構(gòu)簡單并且頻率選擇性高的屏蔽技術(shù)。
在導(dǎo)體上形成有特定形狀和周長的開口部，把有特定的形狀和大小的濾波器連接在開口部。


圖1是頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子；圖2是高頻濾波器的一個(gè)例子；圖3是各種測試模型；圖4是測試模型的計(jì)算結(jié)果；圖5表示高頻濾波器上的電流；圖6是現(xiàn)有技術(shù)和圖1的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的對(duì)比性計(jì)算結(jié)果；圖7表示頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的配置例；圖8是頻率選擇性屏蔽壁紙板；圖9是頻率選擇性屏蔽的實(shí)施例；圖10是頻率選擇性屏蔽的其他的實(shí)施例；圖11是頻率選擇性屏蔽的其他的實(shí)施例；圖12是把頻率選擇性屏蔽應(yīng)用于筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)的實(shí)施例；圖13表示圖12的基板結(jié)構(gòu)；圖14表示在特定的無線通信協(xié)議中使用時(shí)的屏蔽結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1表示在有足夠的尺寸以屏蔽電流的導(dǎo)體上，形成有頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。
圖1A是形成有頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體1的截面圖。正如圖1A所示，在導(dǎo)體1中，設(shè)置有開口部2，此開口部2的周長與想使其通過的頻率的電磁波的波長大致相同。此開口部，穿透導(dǎo)體的兩面。開口部2，作為依周長的長度可通過的頻率的電磁波的槽縫天線發(fā)揮其功能。如把g作為開口部2的短邊的長度，L作為開口部2的長邊的長度，那么，其周長為(g+L)×2。
另外，導(dǎo)體的一側(cè)的面上，形成有高頻濾波器3。關(guān)于形成的面，在哪一面形成都可以，在導(dǎo)體1內(nèi)部也可以，不過最好在電磁波發(fā)生源一面形成。這是因?yàn)樵陔姶挪ㄇ秩氲姆较蛏袭a(chǎn)生強(qiáng)烈的屏蔽電流的緣故。圖1B是從導(dǎo)體的正面看到的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)。在此，作為高頻濾波器的例子，使用了帶通濾波器。圖1B中，在開口部2的長邊的端部間有屏蔽電流不易流動(dòng)的區(qū)域a’和區(qū)域b’。關(guān)于產(chǎn)生不易流動(dòng)電流的區(qū)域的原因，在后面敘述。這些區(qū)域a’、區(qū)域b’、也就是電位差比較大的區(qū)域之間連接高頻濾波器3。通過在設(shè)置在導(dǎo)體的開口部上連接高頻濾波器3，構(gòu)成選擇性地使特定頻率的電磁波通過的結(jié)構(gòu)4(以下，稱頻率選擇性屏蔽構(gòu)造).
圖2是高頻濾波器的例子。如圖2所示，假設(shè)高頻濾波器是由帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)的，設(shè)有導(dǎo)體A和導(dǎo)體B，此導(dǎo)體A設(shè)有信號(hào)輸入端a；此導(dǎo)體B設(shè)有信號(hào)輸出端b。導(dǎo)體A和導(dǎo)體B的各自的長度，例如，為16mm。信號(hào)輸入端a和信號(hào)輸出端b各自的長度為4mm。還有，導(dǎo)體A和導(dǎo)體B的間隔設(shè)為1mm，相互大致平行地配置。
這里，如果導(dǎo)體A和導(dǎo)體B在特定的頻率下產(chǎn)生空間電容耦合，就會(huì)從導(dǎo)體A的信號(hào)輸入端a傳送信號(hào)到導(dǎo)體B的信號(hào)輸出端b。即，在特定的高頻率下在導(dǎo)體A和導(dǎo)體B之間會(huì)產(chǎn)生電流。導(dǎo)體A和導(dǎo)體B配置為相互大致平行，但并不是說是必須平行的。不過，如果導(dǎo)體A和導(dǎo)體B配置為平行靠近的方式，通過增加在特定的頻率的電感耦合，從導(dǎo)體A到導(dǎo)體B的信號(hào)就會(huì)易于傳送。
另外，導(dǎo)體A和導(dǎo)體B，在圖2A中，形成與開口部的長邊大致平行的結(jié)構(gòu)，不過，并不限于此結(jié)構(gòu)。例如，也可以設(shè)置為如圖1B所示，相對(duì)于開口部長邊形成銳角的角度配置的結(jié)構(gòu)。
圖2B是高頻濾波器的其他的例子。在圖2B的例子中，使用了象電容器那樣，在高頻阻抗變小的部件。作為高頻濾波器，也可使用這種離散電路。另外，作為濾波器的必要的特性，對(duì)于比想使其通過的頻率區(qū)域的上限低的頻率，必須阻抗高。還有，對(duì)于比想使其通過的頻率區(qū)域的上限高的頻率，必須降低其阻抗。變頻電路可考慮象圖2B所示的電容等。分布變頻電路可考慮象圖2A所示微型帶狀線濾波器等。
然后，就圖1的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的原理作說明。
電磁波在導(dǎo)體表面反射時(shí)，電場強(qiáng)度E的電磁波，碰到導(dǎo)電率σ的導(dǎo)體表面時(shí)，在導(dǎo)體表面上流動(dòng)電流j(以下稱屏蔽電流)。一般來說，電場強(qiáng)度E、導(dǎo)電率σ和屏蔽電流j的關(guān)系為E＝σj。向?qū)w入射的電磁波，被導(dǎo)體表面的屏蔽電流j反射。如果入射電磁波全部被導(dǎo)體表面流動(dòng)的屏蔽電流所反射，電磁波就完全不通過導(dǎo)體。
那么，當(dāng)在導(dǎo)體上設(shè)置具有妨礙屏蔽電流的流動(dòng)的形狀的開口部時(shí)，屏蔽電流的流動(dòng)在導(dǎo)體上形成的開口部的端部被堵住。被堵住的電流，在開口部四周迂回流動(dòng)，在開口部端部積蓄電荷。由被積蓄的電荷產(chǎn)生電磁波，產(chǎn)生的電磁波的一部分通過導(dǎo)體。如此，因?yàn)橛杀环e蓄的電荷產(chǎn)生的電磁波通過導(dǎo)體，因而被設(shè)置有開口部的導(dǎo)體，其對(duì)電磁波的屏蔽特性會(huì)劣化。也就是說，設(shè)置有開口部的導(dǎo)體的屏蔽電磁波的能力會(huì)降低。
由于導(dǎo)體上形成了開口部，在導(dǎo)體表面流動(dòng)的屏蔽電流，尤其是在開口部的長邊的端部，如同橫穿長邊兩側(cè)的流動(dòng)會(huì)變得很困難。因此，在有長邊的開口部的端部會(huì)積蓄電荷，在長邊的端部之間產(chǎn)生電位差。那么，如果把產(chǎn)生電位差的長邊端部之間，用某種方法短路，因?yàn)槠帘坞娏鳈M穿開口部端部的邊之間似地流動(dòng)，所以，即使有開口部，電磁波也被屏蔽。
另外，離有長邊的開口部的端部間的中央部分越近，屏蔽電流越不易流動(dòng)。在有長邊的開口部的端部積蓄的電荷也是離中央越近越多，在有長邊的開口部的端部間產(chǎn)生的電位差也是離中央越近越大。也就是說，如果在開口部的端部間產(chǎn)生電位差比較大的位置上把開口部短路，屏蔽電流會(huì)更容易加快流動(dòng)，屏蔽電磁波的效果越能提高。因此，以在長邊的中央部分設(shè)置諧波濾波器為佳。在圖1的場合，把導(dǎo)體A的信號(hào)輸入端a與開口部2的區(qū)域a’連接，把導(dǎo)體B的信號(hào)輸出端b與開口部2的區(qū)域b’連接。
然后，就設(shè)置有開口部的導(dǎo)體對(duì)電磁波的屏蔽特性作說明。要評(píng)價(jià)導(dǎo)體對(duì)電磁波的屏蔽特性，只要評(píng)價(jià)導(dǎo)體的電流的流動(dòng)難易度即可。圖3表示用于評(píng)價(jià)導(dǎo)體對(duì)電磁波的屏蔽特性的測試模型(導(dǎo)體)。圖3A是縱向?yàn)?3mm，橫向?yàn)?0mm的無開口部的測試模型(導(dǎo)體)。圖3B是在與圖3A的無開口部模型相同大小的導(dǎo)體上形成有開口部時(shí)的測試模型。開口部的大小設(shè)為縱向?yàn)?mm、橫向?yàn)?8mm。圖3C是在圖3B的開口部上設(shè)置了圖2A的帶通濾波器時(shí)的測試模型。在圖3A-C中，開口部和導(dǎo)體的中心是一致的。另外，上述數(shù)值在±20％的誤差范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)。
圖4是圖3各個(gè)測試模型的屏蔽電流的流動(dòng)的難易度的計(jì)算結(jié)果的坐標(biāo)圖。另外，在各個(gè)測試模型中，把導(dǎo)體1、導(dǎo)體A、B作為完全導(dǎo)體進(jìn)行了計(jì)算。導(dǎo)體的材料以銅為最佳，銅的電導(dǎo)率為58000000.0S/m(S西門子，電阻的倒數(shù))。完全導(dǎo)體的電導(dǎo)率為無限大，不過，因?yàn)殂~的電導(dǎo)率也足夠大，計(jì)算同樣形狀的槽縫天線模型時(shí)，在50GHz以下的范圍內(nèi)，利用銅與完全導(dǎo)體計(jì)算幾乎沒有差別。圖的橫軸為電磁波的頻率，縱軸為測試模型的縱向的擴(kuò)散參數(shù)S。
擴(kuò)散參數(shù)S是表示在電極間通過的信號(hào)的大小的指標(biāo)。換句話說，是指單方的電極輸入大小為1的信號(hào)時(shí)，從另一方的電極出來的信號(hào)的大小。由于用輸入信號(hào)的大小作歸一化處理，無單位。S＝1是指，如果輸入大小為1的信號(hào)，大小為1的信號(hào)被輸出，沒有損失。即，向S＝1的導(dǎo)體照射電磁波時(shí)，就意味著，屏蔽電流無損耗地流動(dòng)，照射的電磁波被完全地屏蔽。對(duì)照而言，當(dāng)S＝0.1時(shí)，發(fā)生的屏蔽電流只流動(dòng)應(yīng)流動(dòng)電流值的10％。即，能屏蔽的電磁波為10％的分額，90％的電磁波通過。因此，S比1小得越多，屏蔽電流越難流動(dòng)，電磁波越容易通過。
依圖4的計(jì)算結(jié)果，在無開口部的測試模型(圖3A)時(shí)，電磁波的頻率到大約5GHz為止，屏蔽電流的流動(dòng)良好。由此可知，無開口部的測試模型(圖3A)幾乎不讓電磁波通過。還有，當(dāng)電磁波的頻率達(dá)到約2.5GHz以上時(shí)多少會(huì)變小一些，這是由于測試模型的大小所引起的特性。
在有開口部的測試模型(圖3B)時(shí)，當(dāng)電磁波的頻率到達(dá)約2.5GHz以上時(shí)，在導(dǎo)體表面屏蔽電流變得難以流動(dòng)，表示測試模型的屏蔽特性劣化。意味著有開口部時(shí)，使2.5GHz以上的頻率的電磁波通過。即，圖3B的尺寸的開口部的共振頻率為約2.5GHz，開口部作為約2.5GHz以上的頻率的電磁波的槽縫天線發(fā)揮功能。
圖5表示高頻濾波器的特性。圖5表示圖2A的高頻濾波器的從導(dǎo)體A流動(dòng)到導(dǎo)體B的電流的流動(dòng)難易度的坐標(biāo)圖。如圖5所示，圖2A的高頻濾波器具有以下特性低頻時(shí)幾乎沒有電流流動(dòng)，從約2GHz開始，隨著頻率變高，急劇地開始產(chǎn)生電流。進(jìn)一步地，當(dāng)頻率達(dá)到4GHz及其上時(shí)，電流值急劇地變小。
高頻濾波器產(chǎn)生電流的特性隨高頻濾波器的形狀等，特別是導(dǎo)體A和導(dǎo)體B的長度決定。導(dǎo)體A和導(dǎo)體B越長，特別是相互平行的部分越長，就從越低的頻率開始產(chǎn)生信號(hào)。相反地，越短就只在高頻產(chǎn)生信號(hào)。因此，隨著導(dǎo)體A和導(dǎo)體B變短，在高頻濾波器中產(chǎn)生電流的頻率就變高，允許通過的電磁波的頻率的范圍也變廣。
另外，圖5計(jì)算了從圖2A所示的高頻濾波器的信號(hào)輸入端a輸入信號(hào)時(shí)的電流的流動(dòng)難易度。從信號(hào)輸出端b輸入信號(hào)時(shí)，由于信號(hào)輸入端a與信號(hào)輸出端b成為基本對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，結(jié)果也就基本相同。
圖4中，有圖5的特性的高頻濾波器的測試模型，在約2GHz以下時(shí)S1，對(duì)約2GHz以下的頻率的電磁波進(jìn)行屏蔽。另外，從約2GHz到約4GHz的頻率時(shí)，屏蔽電流變得不易流動(dòng)。這意味著讓從約2GHz到4GHz之間的頻率的電磁波通過。約4GHz以上的頻率時(shí)，又開始有屏蔽電流的流動(dòng)。這意味著屏蔽約4GHz以上的頻率的電磁波。因此，就圖3C的測試模型而言，在高頻濾波器中可以流動(dòng)電流的頻率區(qū)域內(nèi)，圖3C的測試模型是屏蔽電磁波的。
這樣，調(diào)整導(dǎo)體中設(shè)置的開口部的形狀或尺寸的同時(shí)，通過調(diào)整有長邊的開口部的端部間連接的高頻濾波器的形狀或尺寸，可以只讓想通過的頻率的電磁波選擇性地通過。
另外，開口部的平面形狀近似于長方形。這是因?yàn)椋陂_口部的平面形狀為長方形或與其近似形狀時(shí)，妨礙導(dǎo)體表面流動(dòng)的屏蔽電流的效果會(huì)更顯著。當(dāng)然，因?yàn)閳A形等其他的形狀也可以妨礙屏蔽電流，可以作為開口部的形狀采用。
圖6是比較圖3C的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)(特開2002-50893號(hào)公報(bào))的屏蔽電流的流動(dòng)難易度的坐標(biāo)圖。圖6中，實(shí)線在廣闊的頻率范圍內(nèi)，表示圖4所示圖3C的屏蔽電流的流動(dòng)難易度。點(diǎn)線表示現(xiàn)有技術(shù)的屏蔽電流的流動(dòng)的難易度。
現(xiàn)有技術(shù)的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)在約3GHz時(shí)看起來好像是顯示了屏蔽特性。但是，此特性是在頻率為約3GHz時(shí)產(chǎn)生了數(shù)值計(jì)算上的特異點(diǎn)所造成的。因此，可以認(rèn)為，在頻率為約3GHz時(shí)，電磁波的屏蔽特性在減少。如考慮到這點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)雖然可以通過比約2GHz高的頻率的電磁波，但是對(duì)于比4GHz高的頻率的電磁波的屏蔽特性低。另一方面，圖3C的屏蔽結(jié)構(gòu)擁有通過從約2GHz到4GHz的頻率的電磁波的特性。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，很明顯地，圖3C的結(jié)構(gòu)對(duì)于通過的電磁波頻率具有高選擇性。
然后，就利用上述本發(fā)明的原理的各種頻率選擇性電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例作說明。圖7-圖12是具有上述頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的電磁波屏蔽的具體例子。
圖7A表示在具有足以屏蔽電磁波的大小的導(dǎo)體上，形成有若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。圖7B表示在具有足以屏蔽電磁波的大小的導(dǎo)體上，把若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4以交錯(cuò)狀配置而形成的狀態(tài)。
即便把如圖1所示那樣的1個(gè)頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4在導(dǎo)體1上形成，電磁波的通過性也可能會(huì)降低。這是因?yàn)?，電磁波?huì)碰到未形成頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的導(dǎo)體的其他部位。為了避免這種現(xiàn)象，在導(dǎo)體1上設(shè)置若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4。由于有若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4，擴(kuò)大了電磁波的通過范圍，使特定頻率的電磁波有可能容易通過。
在把圖7A的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4大致整齊地配置時(shí)，在導(dǎo)體上形成的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的電位差重疊。在這種配置時(shí)，導(dǎo)體整體對(duì)電磁波的屏蔽特性多少會(huì)劣化。因此，為了減緩頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的電位差的相互作用，最好如圖7B所示交錯(cuò)配置。
圖8A表示形成有若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的頻率選擇性屏蔽壁板(或壁紙)。
如圖8A所示，在具有一定的大小的導(dǎo)體板1上，形成若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4，構(gòu)成頻率選擇性屏蔽壁紙板5。另外，這些若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)5，以盡量減少上述的若干開口部中產(chǎn)生的電位差的相互影響或極化面的影響的方式配置在導(dǎo)體板1上。
還有，為了防止導(dǎo)體板上生銹或腐蝕，也可在導(dǎo)體板1上安裝絕緣薄片6。但是，在實(shí)際上把若干張的屏蔽壁紙板5貼在需要的場所(例如，單間房的墻壁或建筑物的墻壁等)時(shí)，為防止不需要的電磁波的混入等，因?yàn)楸仨毎杨l率選擇性屏蔽壁紙板5之間的導(dǎo)體部分設(shè)置為相互接觸狀態(tài)，所以，安裝絕緣體薄片2最好不要把導(dǎo)體板1的全體都覆蓋上。
圖8A中，把屏蔽結(jié)構(gòu)4用與圖7不同的方法配置。圖8B表示其放大圖。在圖8B中，把若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)以考慮了極化面的影響的配置形成在有足以屏蔽電磁波的大小的導(dǎo)體上。
圖1所示頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4中，把開口部2的寬度g設(shè)置成與寬度L相比足夠短，為減緩開口部2的區(qū)域a’和區(qū)域b’之間的電位差連接有高頻濾波器3。因此，由于開口部2的寬度g短，難于妨礙向橫向流動(dòng)的屏蔽電流。
換句話說，想使其通過的頻率的電磁波，因極化面的影響而產(chǎn)生橫向流動(dòng)的屏蔽電流，因開口部2的寬度的影響，橫向的屏蔽電流變得容易流動(dòng)。因此，開口部的短邊之間的電荷的積蓄減少，產(chǎn)生橫向流動(dòng)的電流的電磁波變得難于通過。為了回避這種現(xiàn)象，通過象圖8B所示把頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的一部分縱向配置，減緩極化面的影響，可加強(qiáng)電磁波的通過率。另外，可進(jìn)一步提高頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的效果。還有，圖8B的配置，如后述，不僅在用壁紙板實(shí)施時(shí)，在其他的實(shí)施例中也可適用。
圖9表示把圖8所示頻率選擇性屏蔽壁紙板5在建筑物等上利用的情況。
如圖9所示，在建筑物7的一個(gè)房間里放著電子設(shè)備8。電子設(shè)備8通過無線接口與基站9通信。放有電子設(shè)備8的房間的墻面10之中，至少對(duì)著基站9的方向的墻面上形成有頻率選擇性屏蔽壁紙板5。利用頻率選擇性屏蔽壁紙板5，可以防止在建筑物內(nèi)部使用的無線通信或從電子設(shè)備8發(fā)出的電磁輻射或泄漏預(yù)期外的電磁波。另外，可把電子設(shè)備8和基站9之間在無線通信中使用的頻率的電磁波選擇性地通過。還有，作為基站的一個(gè)例子，有移動(dòng)電話的基站和無線局域網(wǎng)的訪問點(diǎn)等。更進(jìn)一步的，可通過把若干的頻率選擇性屏蔽壁板紙安裝在房間的墻壁或天花板等上，用具有必要的頻率的電磁波來進(jìn)行房間內(nèi)和外的無線通信。不必為解決以往的信息混擾等問題而在房間的內(nèi)、外設(shè)置發(fā)送接收機(jī)。
圖10表示由若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)而形成的房間的隔板。隔板13，具有導(dǎo)體面11和、在導(dǎo)體面11上形成的若干的頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4和，為了使其不倒而安裝的支腳12。另外，圖10所示頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的配置，也可如圖7B、圖8B所示配置，以減少開口部電位差的相互影響和極化面的影響。
還有，導(dǎo)體面11的厚度比應(yīng)屏蔽電磁波的最低頻率侵入導(dǎo)體的深度厚即可。例如，設(shè)導(dǎo)體面11的構(gòu)造材質(zhì)為銅，想屏蔽100MHz以上的電磁波時(shí)，導(dǎo)體面11的厚度設(shè)為約6μm以上即可。因?yàn)轭l率為100MHz的電磁波侵入銅的導(dǎo)體板的深度為6μm。另外，如果僅有導(dǎo)體面11機(jī)械強(qiáng)度不夠的話，可安裝襯板14來補(bǔ)強(qiáng)。還有，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中，襯板14不能屏蔽電磁波，所以襯板14應(yīng)以絕緣體構(gòu)成。
因?yàn)榫哂猩鲜鼋Y(jié)構(gòu)，即使在同一房間中，利用頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)形成的隔板，可以造成只用必要的頻率進(jìn)行無線通信的特定的空間。在這個(gè)特定的空間中，可以避免與空間外部的不需要的電磁波的信息混擾或向空間外部放射不必要的電磁波。
圖11表示具有形成有頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的電子設(shè)備的殼體的一例。電子設(shè)備15，其內(nèi)部具備有無線通信接口電路16和發(fā)送、接收電磁波用的天線17，利用電磁波進(jìn)行殼體內(nèi)部和外部的數(shù)據(jù)的交換。
電子設(shè)備15的殼體，為了不從內(nèi)部向外部泄漏不必要的電磁輻射，采用鋼板等導(dǎo)體構(gòu)成。這樣，當(dāng)把天線17配置在電子設(shè)備15的殼體的內(nèi)部時(shí)，因?yàn)閺臍んw外部來的電磁波也被屏蔽，就不能與殼體外部進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。
圖11的電子設(shè)備15，在內(nèi)部所配置的無線通信用天線17的近旁的電子設(shè)備15的殼體部，設(shè)置有至少1個(gè)頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4。這樣，在天線17的近旁的殼體的上側(cè)，由于頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4，電磁波向上方的方向性變強(qiáng)。對(duì)應(yīng)的，根據(jù)天線17的實(shí)際安裝位置不同，也可以在電子設(shè)備15的殼體的橫側(cè)面或前后側(cè)面上設(shè)置頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4。這時(shí)，可使電磁波的方向性均等。
圖12表示把頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4設(shè)置在筆記本型計(jì)算機(jī)的殼體上的情況。圖12A是筆記本型計(jì)算機(jī)的外觀示意圖，圖12B是筆記本型計(jì)算機(jī)中設(shè)置的屏蔽結(jié)構(gòu)4的放大圖。
筆記本型計(jì)算機(jī)19安裝有包括無線通信接口電路16和天線17的無線通信接口。為了不從內(nèi)部泄漏不必要的電磁輻射，一般殼體由金屬或鍍金屬層的注模材質(zhì)構(gòu)成。圖12A的筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)，在天線17的近旁的殼體部分上設(shè)置頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4。這時(shí)，如殼體的構(gòu)造材料為鍍金屬層的注模構(gòu)造材料時(shí)，在鍍金屬層時(shí)在注模上覆蓋掩膜，這樣可通過鍍金屬層形成構(gòu)成頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的開口部和高頻濾波器。
圖12B表示頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4被補(bǔ)強(qiáng)的情況。在筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)等的電子設(shè)備15的殼體上形成頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4時(shí)，因?yàn)楦哳l濾波器的部分很細(xì)，有可能在某種外力下變形或被破壞。為了防止這種現(xiàn)象，最好在頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，用塑料材料等的絕緣部件18來補(bǔ)強(qiáng)。
圖12的電子設(shè)備15，利用內(nèi)部配置的無線通信用天線17，通過頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4，可以進(jìn)行以必要的頻率的電磁波與殼體外部之間發(fā)送、接收信號(hào)。同時(shí)，可以構(gòu)成具有不把不要的電磁輻射向殼體外部泄漏的殼體結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備。
圖13表示圖12所示筆記本型計(jì)算機(jī)19的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4的形成位置的一例。
如圖13所示，筆記本型計(jì)算機(jī)19由裝有處理單元20的第1殼體和裝有顯示單元21的第2殼體構(gòu)成。在裝有處理單元的第1殼體的內(nèi)部，安裝有主板22。另外，主板22安裝有處理器、存儲(chǔ)器等電子元件，為了簡潔起見未用符號(hào)標(biāo)示。無線通信接口基板23也安裝在裝有處理單元的第1殼體的內(nèi)部，與主基板22各自獨(dú)立。在無線通信接口基板23上，安裝有無線接口電路16和天線17。
在面對(duì)天線17的第1殼體的位置24上，形成有頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4。由此，筆記本型計(jì)算機(jī)19可以通過天線17進(jìn)行殼體內(nèi)部和殼體外部的數(shù)據(jù)交換。
另外，無線接口電路16和天線17，也可不安裝在與主板22獨(dú)立的無線通信接口基板23，而安裝在主板22上。
還有，如圖13所示，也可在裝有顯示單元的第2殼體上把天線17安裝在與無線接口電路16相獨(dú)立的基板25上。相應(yīng)的，在面對(duì)天線17的第2殼體的位置24’上，形成有頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)4。這時(shí)，需要配線電纜26用于連接無線接口電路16和天線17。
這樣，在本實(shí)施例中，通過在內(nèi)部裝備了無線通信接口的筆記本型計(jì)算機(jī)的殼體上形成頻率選擇性屏蔽結(jié)構(gòu)，可以以必要的頻率的電磁波，進(jìn)行在殼體內(nèi)部的無線通信接口與殼體外部的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，可以降低與不需要的電磁波的信息混擾和向殼體的外部的電磁波的泄漏。另外，不必再像以往那樣，用接收機(jī)接收電磁波，把接收的信號(hào)用電纜引入殼體的內(nèi)部，再一次用發(fā)信機(jī)把電磁波發(fā)送，可以大幅度地降低制造成本。
圖14，說明了適用特定無線通信協(xié)議時(shí)的例子。圖14A表示與IEEE802.11b相應(yīng)的屏蔽結(jié)構(gòu)。圖14B為圖14A的仿真結(jié)果。
IEEE802.11b中，作為頻率區(qū)域、使用2.4GHz-2.5GHz。因此，為了屏蔽2.4GHz以下的頻率，開口部的周邊以10mm為最佳。在圖14A中，長邊設(shè)為40mm，短邊設(shè)為10mm。另外，為了屏蔽2.5GHz以上的電磁波，使用在2.5GHz以上時(shí)電流流動(dòng)的帶通濾波器。在此，導(dǎo)體A和B使用銅。導(dǎo)體A、B的長度，與圖2A一樣，為16mm，導(dǎo)體A、B的間隔為1mm。但是，在圖14A的例中，與圖2A不同，其結(jié)構(gòu)為導(dǎo)體A側(cè)的輸入端的高度hA，與導(dǎo)體B側(cè)的輸出端的高度hB相比短。換句話說，帶通濾波器構(gòu)成不在開口部的中央部分而在與輸入端近的位置上配置。通過這種從中央部分偏離的結(jié)構(gòu)，帶通濾波器對(duì)高頻電流更加易于流動(dòng)。像這個(gè)例子一樣，當(dāng)想使其通過的電磁波的頻率區(qū)域窄時(shí)，可以通過變更帶通濾波器的位置，進(jìn)行調(diào)諧的方式，選擇特定的頻帶。還有，上述數(shù)值在±5％內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)。
圖14B表示利用圖14A的測試仿真結(jié)果。如圖14B所示，圖14A的屏蔽結(jié)構(gòu)中，在2.4-2.5GHz的頻率區(qū)域內(nèi)，S值最低。這樣可以選擇一定的區(qū)域，把其他的頻率區(qū)域的電磁波屏蔽。
如利用本發(fā)明，可以讓特定頻率的電磁行屏蔽、構(gòu)造沒有與外部的信息混擾和不把不必要的電磁波泄漏到外部的特定的無線通信空間。
權(quán)利要求
1.一種電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，包括導(dǎo)體、在此導(dǎo)體上至少形成有1個(gè)開口部；連接在上述開口部的2點(diǎn)上的高頻濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波結(jié)構(gòu)，其特征是，上述高頻濾波器為帶通濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述高頻濾波器包括輸入端、此輸入端連接上述開口部；連接上述輸入端的第1傳輸線路；輸出端、此輸出端連接上述開口部；連接上述輸出端的第2傳輸線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述第1傳輸線路和上述第2傳輸線路相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述第1傳輸線路與上述第2傳輸線路、大致平行地相對(duì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，上述輸入端與上述開口部的第1邊連接、上述輸出端與上述開口部的第2邊連接、此開口部第2邊與上述第1邊相對(duì)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述輸入端，連接上述第1邊的中點(diǎn)、上述輸出端，連接上述第2邊的中點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述導(dǎo)體、上述第1傳輸線路、上述第2傳輸線路由銅形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述開口部的截面為長方形，上述長方形的四周為114mm，上述第1、第2傳輸線路的長度為16mm，間隔為1mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述第1、第2傳輸線路，從上述第1、第2邊的中點(diǎn)在上述第1邊的一側(cè)配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述高頻濾波器在上述開口部的中央部分配置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述高頻濾波器是電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，上述開口部的截面為長方形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，在上述導(dǎo)體上形成多個(gè)開口部，上述多個(gè)開口部在上述長邊的方向排列，在上述短邊的方向上錯(cuò)開上述長邊的中央部分配置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電磁波屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征是，在上述導(dǎo)體上形成多個(gè)開口部，上述多個(gè)開口部按交錯(cuò)狀格子配置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種屏蔽結(jié)構(gòu)，它在特定的頻帶使電磁波通過，在此外的頻帶顯示高屏蔽特性。在導(dǎo)體上形成特定形狀和周長的開口部，把具有特定的形狀和大小的濾波器與開口部連接。
文檔編號(hào)H01Q15/22GK1527438SQ20041003933
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者橫田等 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所