便携式电子设备中的数据传输的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所述的实施例整体涉及便携式电子设备，并且更具体地讲，涉及使用具有亚太赫兹至太赫兹范围内的载波频率的电磁能来进行高速数据传输。
【背景技术】
[0002]在电子设备领域中，提供高端显示设备已成为行业标准。因此，用于先进视频系统的复杂数据管理和信令方案增加了对于更快和更可靠数据传输的需求。使用金属导体诸如铜的电缆被用于在发射器(Tx)部件和接收器(Rx)部件之间传输数据。然而，在所要求的速率下，裸露的金属导体用作天线，该天线能够在与设备内的协同工作无线电路相干扰的频率下传播电磁能。例如，电缆互连装置具有在与附近的无线RF电路(诸如WiFi或蓝牙)相干扰的频率下发射(附带的)电磁能的能力。在小型计算设备诸如膝上型计算机中，这种干扰可能尤其麻烦。例如，由金属导体生成的附带的能量可与附近的WiFi天线耦合，从而导致WiFi性能降低。为了防止此类影响，可对敏感电路进行昂贵的屏蔽或重新定位或这两者，以将敏感电路与附带的能量隔离。此外，除了用作天线，金属导体还经受因重复弯曲(例如，在打开和关闭膝上型计算机的盖期间)所引起的金属疲劳。金属疲劳导致金属导体损坏(诸如断裂)，从而造成设备功能损失和可靠性降低。
[0003]本发明公开了一种基于光学波导并且更具体地基于光纤电缆的方法，该方法用于避免与在小型电子设备，更具体地讲为膝上型计算机中使用未屏蔽或仅部分屏蔽的金属导体进行高速数据传输相关联的问题。虽然光纤电缆消除了附带的电磁能和金属疲劳所引起的问题，但基于光纤的光子通信系统通常需要更为复杂和昂贵的电路套件。例如，为了生成光信号，在光纤电缆的发射器(Tx)部分需要用于激光器的额外电路。同样，在光纤电缆的接收器(Rx)部分需要光检测器电路(以及放大器)。此外，用于操作光子通信系统的功率消耗可能相当大。在基于电池提供工作功率的便携式系统中，功率消耗的增加缩短了电池的寿命。除了增加的功率消耗之外，也可对生产造成不利的影响，因为并不易于将基于光子的电路制造为与基于硅的集成电路(IC)兼容。此外，为最大限度地降低传输损耗，电子部件和任何光纤电缆之间需要几十或几百微米的对准精度。在整体制造成本随之增加的同时，这种量级的精度也会显著提高制造复杂性并导致产量损失。
[0004]期望一种在便携式计算机中使用的可靠且具有成本效益的高速数据传输系统。
【发明内容】
[0005]根据本文所公开的实施例，本发明公开了用于便携式计算设备的高速数据系统。该高速数据系统至少包括
[0006]第一电路和第二电路，该第一电路与第二电路通信。第一电路包括数据源和近场发射器电路，数据源被配置为提供数据，近场发射器电路耦接至数据源并被配置为发射用数据中的至少一些数据来编码的电磁能(EM)，该电磁能具有至少60GHz至数百GHz的载波频率。第二电路至少包括接收器电路，该接收器电路与近场发射器分开并被配置为接收由近场发射器电路提供的数据。数据宿耦接到接收器电路并被配置为接收数据和处理所接收的数据。
[0007]另一个实施例提出了用于组装具有第一部件和第二部件的计算系统的方法，其中第一部件具有近场发射器电路，第二部件具有近场接收器电路。该方法通过以下操作执行:将近场发射器电路和近场接收器电路定位在底盘内彼此间隔预先确定的距离处来在第一部件和第二部件之间形成高速近场数据传输通道。该预先确定的距离对应于小于一个波长至几个波长的距离，用数据来编码的电磁能在该距离上发射。在形成高速数据通道后将第一部件和第二部件固定到底盘。
[0008]本发明还公开了一种便携式计算系统。该便携式计算系统可至少包括基部单元，和通过铰链组件枢转地连接到基部单元的盖。基部单元包括:数据源，该数据源被布置为提供数据；近场发射器，该近场发射器耦接至数据源并被配置为发射用由数据源提供的数据中的至少一些数据来编码的电磁能(EM)，该EM具有至少60GHz至多达数百GHz或更高的载波频率。盖包括数据宿，该数据宿被布置为处理由数据源提供的数据中的至少一些数据。便携式计算系统包括设置在铰链组件内的柔性波导。该柔性波导包括具有接收器电路的第一端部，该接收器电路被配置为接收由近场发射器发射的EM中的至少一些EM，其中第一端部相对于近场发射器自由枢转。该柔性波导包括耦接至数据宿并固定到盖的第二端部。该柔性波导根据盖相对于基部单元的枢转运动发生扭转事件，而不会不利地增加数据传输损耗。
[0009]结合以举例的方式示出所述实施例的原理的附图而进行的以下详细描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
【附图说明】
[0010]参考以下描述以及附图可更好地理解所述实施例。此外，参考以下描述和附图可更好地理解所述实施例的优点。这些附图并不限制可对所述实施例进行的任何形式和细节的修改。任何这样的修改并不背离所述实施例的实质和范围。
[0011]图1示出了根据所述实施例的数据传输系统。
[0012]图2示出了平面波导的实施例。
[0013]图3示出了根据所述实施例的堆叠式波导。
[0014]图4A至图4G示出了波导的圆柱形实施例。
[0015]图5示出了膝上型计算机形式的代表性便携式计算设备的实施例的正面透视图。
[0016]图6A和图6B示出了根据所述实施例的代表性离合器/波导组件。
[0017]图7示出了便携式计算设备的俯视图。
[0018]图8示出了近场通信通道形式的通信通道的又一个实施例，其采用了具有亚太赫兹至太赫兹范围内的载波频率的电磁能。
[0019]图9示出了用于便携式计算设备的近场连接方案。
[0020]图10示出了用于固定式计算设备的近场连接方案。
[0021]图11示出了根据所述实施例的详细过程的流程图。
[0022]在附图中，具有相同或相似附图标号的元件包括相同或相似的结构、用途或过程，如在附图标号出现的第一个实例中描述的那样。
【具体实施方式】
[0023]在本部分描述了根据本专利申请的方法和装置的代表性应用。提供这些示例仅是为了添加上下文并有助于理解所述实施例。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施例。在其他情况下，为了避免不必要地模糊所述实施例，未详细描述熟知的处理步骤。其他应用是可能的，使得以下实例不应视为是限制性的。
[0024]在以下详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以举例说明的方式示出了根据所述实施例的具体实施例。尽管足够详细地描述了这些实施例以使得本领域的技术人员能够实践所述实施例，但应当理解，这些示例不是限制性的，因此可以使用其他实施例并且可在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下作出修改。
[0025]本文所公开的实施例描述了用于电子设备诸如便携式计算系统的高速数据传输系统。具体地讲，该高速数据传输系统可以使用具有亚太赫兹(s-THz)范围(S卩，60GHz)内和更高(即，太赫兹，THz)的载波频率的电磁能，其中对应的波长在几毫米的范围内。电磁能可使用电介质作为传输介质，或在一些情况下，电磁能可通过自由空间(例如，气隙)福射。电介质可以形成网络，该网络包括通过相应的耦合器(电介质或金属)连接的多个电介质段，电磁能可通过所述耦合器进行损耗极低或无损耗的传输。一般来讲，耦合器可使电磁能从一个波导移动至另一个波导。耦合器可具有定向性质，所谓定向性质是指耦合器可使得电磁能以优选方向在波导之间传播。电介质耦合器可包括电介质到电介质接触，其中使电介质表面彼此物理接触以形成接合区域。一般来讲，电介质表面表现出可在接合区域中形成多个间隙的表面缺陷。由于这些间隙具有显著小于波长的尺寸，因此电磁能仍然可以穿过这些间隙。在一些实施例中，电介质耦合器可使用近场耦合来使电磁能传播穿过自由空间(诸如气隙)。应当指出的是，近场耦合在亚波长至几个波长的范围内的距离是最有效的。
[0026]电介质可以是刚性的，也可以是柔性的。电介质可以采用可为柔性或刚性的聚合物的形式。对于具有s-THz至THz范围内的载波频率的电磁能而言，可用作其传输介质的柔性电介质材料的示例可包括聚合物(诸如塑料)。使用柔性波导的优势在于，柔性波导可以弯曲和扭转而没有明显的信号损耗。在具有需要通过活动接合部诸如铰链组件进行高速数据传输的形状因数的膝上型计算机中，可以使用柔性波导。这样，在膝上型计算机工作寿命期间，柔性波导的移动将不会导致发生不利的信号完整性损失。该波导可以采用多种形状，诸如矩形、圆柱形等。应当指出的是，多电介质结构将具有根据边界条件和传播标准设定的传播模式。在一些实施例中，可使用近场布置以使用近场效应来通过自由空间传播电磁能。近场布置可包括发射器结构，该发射器结构被配置为在从亚波长至几个波长的距离范围内发射电磁能，以便由接收器结构捕获。由于发射器和接收器结构的近场耦合，信号可以无明显损耗地传播。
[0027]在一些情况下，波导可由多个子波导形成，每个子波导能够独立地传播相应的电磁波。然而，为了防止相邻层之间的串扰(即，泄露)，必须将电磁能引导回传播层。这可通过使用中间层将相邻的传播层彼此隔开来实现。在一个实施例中，可采用阶跃折射率。例如，可通过中间层将第一传播层与相邻的第二传播层隔开。在一个实施例中，第一传播层可由具有第一介电系数(Dl)的材料形成，并且中间层可由具有第二介电系数(D2)的电介质形成，其中D1&g