屏蔽的ehf连接器组件的制作方法
【专利说明】屏蔽的EHF连接器组件
[0001]相关申请
[0002]本申请是2013年1月30提出的美国专利申请N0.13/754,694的部份接续申请案。美国专利申请N0.13/754，694要求2012年1月30日提出的美国临时专利申请N0.61/592，491的优先权。为各种目的，将上文引用的专利申请中的每一个以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本公开内容涉及电子设备的连接器，具体地涉及用于对连接电子设备的连接器中的电磁辐射进行控制的系统和方法。
【背景技术】
[0004]半导体制造和电路设计技术的进步使得带有越来越高的操作频率的集成电路(1C)的开发和生产能够实现。包括这样的集成电路的电子产品和系统又能够提供比上几代产品强得多的功能。此额外的功能一般包括了以越来越高的速度处理越来越大量的数据。
[0005]许多电子系统包括多个印刷电路板(PCB)，这些高速1C安装在这些印刷电路板上，并且各种信号通过这些印刷电路板从/向1C被路由。在带有至少两个PCB并需要在这些PCB之间传递信息的电子系统中，开发了多种多样的连接器和背板架构，以便利板之间的信息流动。这样的连接器和背板架构产生了可能与其他电路和设备干扰的不希望有的电磁信号辐射。当使用无线通信链路时，在两个电路或设备之间互连之前以及互连过程中可能会发生过多的电磁辐射。
【发明内容】
[0006]此处公开了屏蔽的极高频(EHF)连接器组件。在一些实施例中，第一极高频(EHF)屏蔽的连接器组件被配置成与第二 EHF屏蔽的连接器组件耦合。第一 EHF连接器组件可包括第一 EHF通信单元，第一 EHF通信单元操作地与第二 EHF屏蔽的连接器组件中所包括的相应的第一 EHF通信单元无接触地传递EHF信号。第一连接器可包括连接器接口，该连接器接口包括:与第二 EHF屏蔽连接器组件的相应的连接器接口相接口的配置，以及多种不同的材料成份，它们和连接器的配置一起提供屏蔽，以当第一 EHF组件连接器耦合到第二 EHF组件连接器并且第一 EHF通信单元与相应的第一 EHF通信单元无接触地传递EHF信号时减少EHF信号漏泄。
[0007]在另一个实施例中，屏蔽的EHF连接器可包括用于检测在两个连接器的耦合对之间是否存在EHF屏蔽的电路系统。例如，设备可包括用于与另一设备相接口的连接器，操作地与所述另一设备中所包括的至少一个相应的EHF通信单元无接触地传递EHF信号的至少一个EHF通信单元，操作地控制所述至少一个EHF通信单元的操作的控制器，以及耦合到所述控制器并操作地检测是否存在EHF屏蔽的屏蔽检测电路。
【附图说明】
[0008]如此，概括地描述了设备之间的通信，现在参考不一定按比例绘制的各个附图，其中:
[0009]图1示出了通信系统的实施例；
[0010]图2是可用在图1的系统中的EHF通信单元的第一示例的侧视图；
[0011]图3是EHF通信单元的第二示例的等距视图；
[0012]图4A-4B描绘了与未调制信号和已调制信号相关联的代表性的辐射频谱的两个曲线图；
[0013]图5A-5B是示出被配置成减少电磁辐射的第一设备和第二设备的示意图；
[0014]图6是可以用于信号控制器中的示例性多路复用器电路的示意图；
[0015]图7是示出用于在第一设备和第二设备之间进行通信同时又减少电磁辐射的产生的方法的示例的流程图；
[0016]图8是示出用于在第一设备和第二设备之间进行通信同时又减少电磁辐射的产生的方法的另一示例的流程图；
[0017]图9A示出了根据实施例的说明性EHF连接器；
[0018]图9B示出了根据实施例的另选的说明性EHF连接器；
[0019]图10示出了根据实施例的屏蔽的连接器组件的说明性框图；
[0020]图11A-11C示出了根据实施例的说明性第一连接器1110的不同的视图；
[0021]图11D-11F示出了根据实施例的说明性第二连接器1150的不同的视图；
[0022]图11G示出了匹配在一起的图11A-11F的第一和第二连接器的说明性截面图；
[0023]图12A示出了根据实施例的第一连接器的截面图；
[0024]图12B示出了根据实施例的第二连接器的截面图；
[0025]图12C示出了根据实施例的耦合在一起的图12A和12B的第一和第二连接器的截面图；
[0026]图13A示出了根据实施例的在非附接状态下的第一和第二连接器的说明性侧视图；
[0027]图13B示出了根据实施例的在附接状态下的第一和第二连接器的说明性侧视图；
[0028]图13C示出了根据实施例的在附接状态下的图13A和13B的第一和第二连接器的说明性截面图；
[0029]图14A示出了根据实施例的说明性第一连接器和说明性第二连接器的截面图；
[0030]图14B示出了根据实施例的图14A的第一和第二连接器的说明性透视图；
[0031]图15示出了根据实施例的识别是否存在EHF屏蔽的连接器组件的说明性示意图；
[0032]图16A示出了根据实施例的信号强度对时间的说明性时序图；
[0033]图16B不出了根据实施例的信号强度对时间的另一说明性时序图；
[0034]图17示出了根据实施例的安装在电路板上的EHF通信单元的说明性截面图；
[0035]图18示出了根据实施例的以在它们之间保留间隙的方式被设置得彼此靠近的两个结构的说明性截面图，每一结构都包含EHF通信单元；
[0036]图19示出了根据实施例的以在它们之间保留间隙的方式被设置得彼此靠近的两个结构的另选的说明性截面图，每一结构都包含EHF通信单元；以及
[0037]图20A和20B示出了根据各实施例的与扩展坞相接口的平板的说明性视图。
【具体实施方式】
[0038]在下文中将参考附图比较全面地描述说明性实施例，在附图中，示出了代表性的示例。实际上，所公开的通信系统和方法可以以许多不同的形式实现，不应该被理解为仅限于此处所阐述的实施例。相同的编号通篇表示的相同的元素。
[0039]在下面的详细描述中，为了进行说明，阐述了很多具体细节以便提供对各实施例的全面理解。本领域技术人员将认识到，这些各种实施例只是说明性的，而不旨在以任何方式作出限制。得益于本公开的这种技术人员将轻松地认识到其他实施例。
[0040]另外，为清楚起见，并未示出或描述此处所描述的各实施例的所有常规特征。本领域的普通技术人员将轻松地理解，在任何这样的实际实施例的开发过程中，可能需要很多特定于实施例的决策来实现特定设计目标。这些设计目标在各实施例之间不同，在各开发人员之间也不同。此外，还可以理解，这样的开发工作可能是复杂而耗时的，但是是得益于本公开的本领域的普通技术人员的日常工程工作。
[0041]在当今社会以及无所不在的计算环境中，越来越多地使用高带宽模块化并且便携式的电子设备。这些设备之间的以及这些设备内的通信的安全性和稳定性对它们的操作很重要。为了提供改善的安全的高宽带通信，可以以创新并且有用的布局来使用电子设备之间的以及每一设备内的支电路之间的无线通信的独特能力。
[0042]这样的通信可以在射频通信单元之间发生，可以在EHF通信单元中使用EHF频率(通常，30-300GHz)来实现非常近距离的通信。EHF通信单元的示例是EHF通信链路芯片。在本公开内容通篇中，使用术语“通信链路芯片”以及“通信链路芯片封装”来表示嵌入在1C芯片或封装中的EHF天线。在美国专利申请公开N0.2012/0263244以及2012/0307932中详细描述了这样的通信链路芯片的示例，这里并入了两者的全部内容用于各种目的。通信链路芯片是通信设备的示例，也被称为通信单元，不管它们是否提供无线通信以及不管它们是否在EHF频带中操作。
[0043]缩写词“EHF”代表极高频，是指电磁(EM)频谱的30GHz到300GHz (千兆赫)范围中的一部分。术语“收发器”可以是指诸如包括发射器(Tx)和接收器(Rx)使得集成电路可以被用来发射与接收信息(数据)的1C(集成电路)之类的设备。一般而言，收发器可以在半双工模式(在发射和接收之间交替)、全双工模式(同时发射和接收)下操作、或被配置成作为发射器或者作为接收器。收发器可包括用于发射和接收功能的分立的集成电路。如此处所使用的术语“无接触”、“耦合对”以及“邻近耦合”，表示在各实体(诸如设备)之间的信号的电磁(EM)而不是电的(有线的、基于接触的)连接和传输。如此处所使用的，术语“无接触”可以是指载波辅助的电介质耦合系统，该系统可以具有零到五厘米范围的最佳范围。可以通过一个设备到另一设备的接近度来验证连接。多个无接触发射器和接收器可能占据小的空间。与通常广播到几个点的无线链路相对照，利用电磁(EM)建立的无接触链路可以是点对点的。
[0044]由此处所描述的EHF收发器的RF能量输出可能低于用于认证或用于发射标识(ID)代码的FCC要求，否则将在数据传送过程中中断数据流。参考47CFR§ 15.255(57-64GHz内的操作)，其通过引用并入于此。可以控制RF能量输出，使得不需要发信标。可以使用例如金属和/或塑料屏蔽，来控制能量输出。
[0045]图1示出了通信系统100。如图所示，系统100可包括被配置成耦合到第二设备104的第一设备102。第一设备102可以被配置成与第二设备104进行通信和/或连接到第二设备104，反之亦然。进一步，第一设备102和第二设备104可以是能够连接并相互通信的电子设备。第一设备102可包括电磁屏蔽部分106、EHF通信单兀108、信号控制器110以及EHF通信单元112。类似地，第二设备104可包括电磁屏蔽部分114、EHF通信单元116、信号控制器118以及EHF通信单元120。
[0046]在此示例中，信号控制器118可以被配置成与第二设备104的EHF通信单元116和EHF通信单元120进行通信。类似地，信号控制器110可以被配置成与第一设备102的EHF通信单元108和EHF通信单元112进行通信。
[0047]在一些实施例中，EHF通信单元108、EHF通信单元116、EHF通信单元112以及EHF通信单元120中的每一个都可以是或者可包括EHF发射器和EHF接收器。在这样的示例中，第一或第二设备可只包括一个EHF通信单元。进一步，两个EHF通信单元中的单个或组合可以形成为单个集成电路，并可以被表示为单个通信单元或作为分立的通信单元。如此，两个EHF通信单元108和112可以形成为单个通信电路122。类似地，EHF通信单元116和120可以形成为单个通信电路124。尽管未示出，但是本领域的技术人员将理解，第一设备102和第二设备104中的每一个都可包括任意数量的EHF通信单元。
[0048]EHF通信单元108可以被配置用于发射未调制的第一电磁EHF信号。如上文所提及的，EHF通信单元108可以是接收器、发射器或收发器。EHF通信单元108可以使用EHF近场耦合，向/从第二设备104、或者具体地从EHF通信单元116和/或EHF通信单元120，发射或接收一个或多个电磁信号。屏蔽部分106可以包围EHF通信单元108的至少一部分，以提供电磁屏蔽。类似地，屏蔽部分114可以包围EHF通信单元116的至少一部分。EHF通信单元108和112可以被配置成与信号控制器110进行通信。进一步，EHF通信单元112可以是接收器、发射器或收发器。EHF通信单元112可以被配置成从/向存在于预定义的距离范围(例如，在近场内)中的其他设备接收或发射至少一个电磁EHF信号。例如，EHF通信单元112可以从/向第二设备104接收或发射一个或多个信号。
[0049]在一个示例中，EHF通信单元108可以是被配置成向EHF通信单元116发射电磁EHF信号(无论是已调制的还是未调制的)的发射器，EHF通信单元116被配置作为用于接收由EHF通信单元108发射的电磁EHF信号的接收器。相应地，EHF通信单元120可以是被配置成向EHF通信单元112发射已调制的或未调制的电磁EHF信号的发射器，EHF通信单元112被配置作为用于接收由EHF通信单元120发射的电磁EHF信号的接收器。
[0050]第一和第二设备可被配置作为对等伙伴，并具有对应的功能，或者它们可被配置作为带有不同的功能的主机和客户端。在一个示例中，信号控制器110可以执行一个或多个检查，以授权第一设备102和第二设备104之间的通信。进一步，信号控制器110可以判断当第二设备104连接到第一设备102时它是否是可接受的设备。信号控制器110可以分析从第二设备104(诸如从EHF通信单元116和/或120)接收到的一个或多个信号。第二设备104的信号控制器可以分析和/或处理从第一设备102 (或更具体地，从EHF通信单元108和/或112)接收到的电磁信号。
[0051]屏蔽部分106和屏蔽部分114可以被配置成有效地彼此连接，如此，当第一设备102和第二设备104被适当地对准并优选地彼此邻近或彼此接触地放置时，充当连续的屏蔽部分而不是两个分离的屏蔽部分。另外，信号控制器118可以进一步被配置用于当第一屏蔽部分106和第二屏蔽部分114被相对于彼此对准并优选地彼此邻近或彼此接触地放置时，判断屏蔽部分106是否与屏蔽部分114有效地电接触，足以形成连续的屏蔽。在图1中，屏蔽部分106被