专利名称：噪声采样检测器的制作方法
技术领域：
本身一般涉及与电子器件相关联的噪声消除，更具体地涉及电子系统中的噪声采样检测器。
背景技术：
便携计算或电子设备通常包括被调谐以接收具有某些频率的信号的天线。然而， 从外部和/或内部源发射的电磁干扰(EMI)扰动由于电磁辐射而影响电路。这种扰动可中断、阻碍或者以其他方式劣化或限制有效电路性能。因此，诸如全球定位系统(GPS)接收机、电话/个人数字助理(PDA)、小型计算机、电子邮件设备、音频播放器、视频播放器等电子设备中的电路应当受到保护以免受到潜在有害EMI的影响。
发明内容
公开了一种适用于便携电子设备的噪声采样检测器。检测器可检测噪声、发射机信号、毛刺及其它干扰。在一个实施例中，检测器可包括负载部；耦合到负载部的天线模式成形部，其中天线模式成形部包括可变长度和/或宽度的曲折线段；以及耦合到天线模式成形部的阻抗匹配电路。在一个实施例中，天线模式成形部可包括在方形桩配置中的每侧上的一个或多个凹口用于调整谐振频率。在一个实施例中，一种用于检测和消除噪声的系统可包括用于接收第一信号路径的电磁信号的装置；用于对所接收的信号进行放大和滤波以提供经放大的信号的装置； 用于检测第二信号路径中的噪声的装置；以及用于从第一信号路径消除所检测的噪声的装置。附图简述
图1是示出示例噪声采样检测器应用的示意框图。图2是示出来自多层检测器设备的示例天线模式的示图。图3是示出来自薄检测器设备的示例天线模式的示图。图4是示出示例参数化超薄检测器(UTD)配置的示图。图5是示出第一示例UTD的画图。图6是示出第二示例UTD的画图。图7是示出第三示例UTD的画图。图8是示出示例参数化GPS方形桩检测器(square stub detector)配置的示图。
图9是示出第一示例GPS方形桩检测器的画图。图10是示出第二示例GPS方形桩检测器的画图。图11是示出第三示例GPS方形桩检测器的画图。图12是示出第四示例GPS方形桩检测器的画图。图13是示出第一示例偶极检测器的画图。图14是示出第二示例偶极检测器的画图。图15是示出第三示例偶极检测器的画图。图16是示出第四示例偶极检测器的画图。图17是示出第无示例偶极检测器的画图。图18是示出使用检测器的示例方法的流程图。图19是示例经模拟(simulated)天线模式示图。
具体实施例方式特定实施例可提供噪声、干扰、发射信号和/或毛刺的检测，诸如用于与天线模块相关联的消除。各种检测器设计可用于将特定天线模式或特征作为目标用于噪声信号检测。如本文所述，各种检测器可具有不同的形状因数以适应不同应用的具体面积约束。现参照图1，示出了示例噪声采样检测器应用100的示意框图。在该特定应用中，用于全球定位系统(GPS)的天线模块可包括接收电磁信号并向第一低噪声放大器 (LNA) 104-0提供所接收信号的贴片天线102。滤波器106(例如，表面声波(SAW)滤波器、 带通滤波器等)可从第一 LNA接收经放大的信号，并向第二 LNA 104-1提供信号以将经还原的信号耦合至同轴电缆。当然，在某些实施例中可找出图1中所示特定示例的许多变型。例如，可选择用于噪声消除器和检测器的多种或不同类型的滤波器、其他类型的放大器、滤波器和放大器器件或组件的排序、以及不同的连接点(例如沿射频(RF)信号路径)。在一个示例中，有源 GPS天线可能不包括第二 LNA，反而第二 LNA可能是主印刷电路板(PCB)上的RF集成电路 (RF-IC)的一部分。在其他示例中，可使用用于放大或其他功能的其他类型的电路。此外， 本文中所述的检测器和噪声消除器也能检测和消除干扰、发射器信号以及毛刺。在特定实施例中，有源GPS噪声消除器天线结构可包括和与天线模块配合或者以其他方式集成或以其他方式相关联的噪声消除器Iio和检测器108。因此，可利用添加至有源天线的诸如超薄检测器(UTD)之类的适当检测器来建立独立模块。具有检测器108的噪声消除器110可被放置成尽可能接近有源天线，诸如安排在与有源/微带天线的共同PCB 上或与之一起安排。或者，噪声消除器和检测器可被放置在覆盖有源天线的屏蔽上。这样的放置能确保噪声特征(signature)之间的良好关联，从而得到良好的消除。总线(例如串行外围接口(SPI)、通用串行总线(USB)、内部集成电路总线(I2C) 等)可用于向另一组件的通信以优化消除。或者，固定设置可存储于诸如相关联的主机系统的非易失型存储器(例如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)闪存等)之类的本地存储器中，从而设置信息可下载到该设备中。这样的固定设置可包括与用于消除的频率或其他信号特征有关的信息(例如，增益、绝对温度、温度系数等)。或者，此类存储器(例如闪存)可位于噪声检测和消除模块内部，或包含在噪声消除器IC本身中。
无论如何，噪声消除器可连接至诸如可从MediaTEK、SiRF, Epson、Broadcom等公司买到的标准GPS芯片/芯片组，以使天线和LNA相对靠近。这样的配置提供低损耗同时保持良好的接收。现参照图2，示出来自多层检测器设备的示例天线模式的示图(200)。检测器202 可包括重叠放置的曲折图案208的多个层206.线段、图案或迹线208因此可按曲折图案形成在各个层中。对于各个层，天线模式204可通过来自曲折图案的各个线段的组件图案的重叠从这种检测器配置获得。如此，曲折线段的长度和宽度可影响天线模式的部分。例如， 天线模式204可以是圆形轮型结构。现参照图3，示出来自薄检测器设备的示例天线模式的示图(300)。出于与图2比较的目的，图3中的单层306可用于形成UTD。利用UTD 306，图2的轮状结构204 (在图3 中，基于UTD 306)变得更扁，可避免倾斜，且能进一步展开。因此，所得特征304更扁且不像天线模式204那样圆。以此方式，可实现天线方向性以便捕获相对较近的场中的本地干扰。与来自多层检测器202的天线模式204相比，天线模式或特征304因此更短、更小且更接近。天线模式304可通过来自曲折图案的各个线段308的组件图案的重叠从UTD 306的安排得到。如此，曲折线段的长度和宽度可影响天线模式304的部分。现参照图4，示出示例参数化UTD配置400的示图。在特定实施例中，UTD包括负载部402 ；由曲折线段(例如，404、406等)形成的天线模式成形部；以及阻抗匹配电路410。 例如，阻抗匹配电路410可包括耦合到连接或馈送点408的变换器或串联或分路电感器。特定实施例可包括其长度可变的曲折线段，其中线段长度可影响天线模式/特征的形状。此外，曲折间隔可影响检测器的频率响应。因此，曲线线段(例如，404)的长度可以作为尺寸“y”的函数而改变，使得可通过加宽或缩小带宽来调整I (y)用于频率特征的成形。类似地，曲折线段(例如，406)的宽度也可以作为尺寸“y”的函数而改变，使得w(y)可成形天线模式或频率响应。现参照图5-7，示出示例UTD的示图。图5示出第一示例UTD 500，图6示出第二示例UTD 600，而图7示出第三示例UTD 700。在这些示例中，UTD 500、600和/或700可具有约20mmX约20mm的尺寸以及约 50μπι的厚度。当然，可使用任何适当的尺寸，诸如从约IOmm至约30mm的范围，包括约15mm 至约25mm，以及小于约100 μ m的厚度，且包括小于约75 μ m。此外，每个检测器可在略大于结构500、600和700的曲折部分的底面上，如各自的边界框所示。底面可连接至阻抗匹配电路，且还可出于机械目的而用作支座。天线的阻抗通常匹配到约50 Ω，而内部检测器可低至例如约4Ω。因此，诸如变换器、电感器和/或电容器之类的匹配元件可用于将阻抗移动到适当级别。特定实施例可支持任何适当的阻抗匹配，诸如范围从约1Ω至约30Ω的阻抗，包括从约2.5Ω至约20Ω，诸如从约3Ω至约10Ω。因此，特定实施例的检测器可在具有不同阻抗的各种不同产品中使用。用于检测器的衬底材料包括硅、氧化物、砷化镓、玻璃、陶瓷、Kapton聚酰亚胺膜和PCB材料，诸如薄铜箔导电层以及与环氧树脂层叠在一起的绝缘层。形成PCB所使用的各种材料包括FR_2 (酚醛棉纸)、FR-3 (棉纸和环氧树脂)、FR-4 (玻璃织物和环氧树脂)、FR-5 (玻璃织物和环氧树脂)、FR-6 (亚光玻璃和聚酯)、G-IO (玻璃织物和环氧树脂)、CEM-I (棉纸和环氧树脂)、CEM-2 (棉纸和环氧树脂)、CEM-3 (玻璃织物和环氧树脂)、 CEM-4 (玻璃织物和环氧树脂)和CEM-5 (玻璃织物和聚酯)。现参照图8，示出示例参数化GPS方形桩检测器配置800的示图。这种GPS方形柱检测器可以是配置成获得谐振增益的相对较小的频带检测器。如以下示例中所示，迹线环路可以在环路内具有或不具有阻抗匹配电路。因此，在某些情况下，阻抗匹配电路可在环路外(参见，例如，阻抗匹配电路804)。阻抗匹配电路804可位于和/或分接在任何适当位置以作出适当的变换。凹口 802可通过增加或减少总环路长度用于谐振频率调整。诸如806 (凹口宽度 (w))和808(凹口深度(d))之类的凹口尺寸以及顶点长度(I)也可改变以用于谐振频率调整。例如，检测器800中可包括不对称或对称数量的凹口 802。可通过改变凹口 802，诸如通过修改宽度806和/或深度808，进行谐振频率或最高灵敏度频率的调整。与以上讨论类似，方形桩检测器还具有底面，形成这些检测器所使用的材料也如上所述。一般而言，这种方形桩型检测器由于所涉及的形状因数而可用于手持式个人数字助理(PDA)以及其它适当的设备。现参照图9-12，示出示例GPS方形桩检测器的画图。图9示出第一示例GPS方形桩检测器900，图10示出第二示例GPS方形桩检测器1000，图11示出第三示例GPS方形桩检测器1100，而图12示出第四示例GPS方形桩检测器1200。在这些示例中，方形桩检测器900、1000、1100、和/或1200可具有约14mmX约 14mm的尺寸以及约50 μ m的厚度。当然，可使用任何适当的尺寸，诸如从约5mm至约25mm 的范围，包括约IOmm至约20mm，以及小于约100 μ m的厚度，且包括小于约75 μ m。现参照图13-17，示出示例偶极检测器的画图。图13示出第一示例偶极检测器 1300，图14示出第二示例偶极检测器1400，图15示出第三示例偶极检测器1500，图16示出第四示例偶极检测器1600，而图17示出第五示例偶极检测器1700。在这些示例中，偶极检测器1300、1400、1500、1600和/或1700可具有约4mmX约 16mm的尺寸以及约50 μ m的厚度。当然，可使用任何适当的尺寸，诸如从约Imm至约30mm 的范围，包括约2mm至约25mm，以及小于约100 μ m的厚度，且包括小于约75 μ m。现参照图18，示出使用检测器的示例方法1800的流程图。该特定检测器使用示例可对应于图1的示意框图。在图18中，流程开始(1802)，且可接收第一信号路径的电磁信号 (1804)。可对所接收的信号进行放大和滤波以提供经放大的信号(1806)。诸如通过使用具有曲折线段的UTD在第二信号路径中检测噪声、干扰、发射机信号和/或毛刺(1808)。然后可利用耦合到UTD的消除器从第一信号路径消除所检测的噪声(1810)，完成流程(1812)。图19是示出示例经模拟天线模式示图。例如，图19的天线模式可表示图3中检测器306的经模拟的天线模式。当底面变得较小时，如以上讨论的，天线模式变得更扁。如本文所述的检测器设计实现安装到相对较小形状因数设备的超薄设备。在特定实施例中，可以对原本可能干扰电路板上的其它信号的噪声进行检测，且然后可去除所检测的噪声信号以避免干扰。各方面可适用于天线模块或其中应当检测噪声、干扰、发射机信号和/或毛刺的任意其它应用。虽然已经描述了本发明的特定实施例，但这些实施例的变化是可能的，且在本发明的范围内。例如，虽然已经描述和示出了特定检测器配置和结构，但根据多个方面，也可包含其他线段图案等。例如，尽管示出特定的曲折线段，然而任何适当类型的弯曲、缠绕、曲线等也可用在特定实施例中。而且，根据特定实施例，也可包含除便携式计算设备等等之外的应用。任何合适的编程语言可用于实现本发明的功能性，包括C、C++、Java、汇编语言等。 可采用诸如面向过程或面向对象的不同编程技术。这些例程可在单个处理设备或多个处理器上执行。虽然这些步骤、操作或计算可以特定顺序呈现，但除非另作说明，该顺序在不同实施例中可改变。在某些实施例中，在本说明书中按顺序示出的多个步骤可同时执行。本文中所描述的操作顺序可中断、挂起或由诸如操作系统、内核等另一进程控制。这些例程可在操作系统环境中运行，或作为占据全部或大部分的系统处理的独立例程。这些功能可以硬件、软件或它们的组合来执行。在本文的描述中，提供了诸如部件和/或方法的示例之类的多个特定细节，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将认识到，本发明的实施例可以在没有这些具体细节中的一个或多个细节的情况下、或者通过其他装置、系统、构件、方法、组件、材料、部件等来实践。在其他实例中，没有详细示出或描述公知的结构、材料、或操作以免淡化本发明的实施例的诸方面。为了本发明实施例的目的，“计算机可读介质”可以是可包含、存储、传递、传播或传输程序以供指令执行系统、装置、系统、或设备使用或结合其使用的任何介质。计算机可读介质可以例如是但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、系统、设备、 传播介质或计算机存储器。“处理器”或“处理”包括任何处理数据、信号或其他信息的人类、硬件和/或软件系统、机构或部件。处理器可包括具有通用中央处理单元、多个处理单元、用于实现功能性的专用电路的系统或其它系统。处理不需要限于地理位置或具有时间限制。本文所描述的功能和功能部件可通过不同位置和工作于不同时间的设备来实现。例如，处理器可“实时”、 “脱机”、以“批处理模式”等执行其功能。可使用并行、分布或其它处理方法。在本说明书通篇中对“一个实施例”、“实施例”、“特定实施例”或“具体实施例” 的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，而并非必然包括在所有实施例中。因此，在本说明书通篇中的多个位置中的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在一特定实施例中”的出现不一定指的是同一实施例。而且，本发明任何特定实施例的具体特征、结构、或特性可按照任何合适的方式与一个或多个实施例组合。可以理解，本文中所述和所示的本发明诸实施例的其它变体和修改根据本文中的示教是可能的，且被示为本发明精神和范围的一部分。本发明的实施例可通过使用编程通用数字计算机、通过使用专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、光学、化学、生物、量子或纳米工程系统、部件以及机制来实现。一般而言，本发明的功能可通过本领域已知的任何方式来实现。例如，可使用分布式或联网系统、部件和/或电路。数据通信或传输可以是有线的、无线的或通过其它方法。还能理解的是，附图/图中描述的一个或多个元件还能以更分离或集成的方式来实现，或甚至在某些情况下去除或使之无效，就像根据具体应用有用一样。实现储存在机器可读介质中的程序或代码以允许计算机执行上述方法中的任一种也在本发明的精神和范围内。此外，附图/图中的任何信号箭头应当被认为仅是示例性的而非限制性的，除非另作说明。此外，本文所使用的术语“或”一般旨在表示“和/或”，除非另作说明。”部件或步骤的组合也将被认为是注解性的，其中预见到术语被呈现为单个或组合的能力并无区别。如本文说明书以及所附权利要求书通篇中所使用地，“一”、“一个”以及“该”包括复数引用，除非上下文另外明确地指出。而且，如本文说明书的描述和所附权利要求通篇中所使用，“在……中(in)”的含义包括“在……中”和“在……上(on)”，除非上下文明确另作说明。本发明所示实施例的前面说明——包括在摘要中描述的内容——不旨在是穷尽性的或将本发明限定在本文所公开的准确方式。尽管本发明的特定实施例和示例在本文中仅以示例目的描述，然而在本发明的精神和范围内各种等效改变是可能的，如相关领域内技术人员所能认识到和理解的那样。如图所示，根据本发明的所示实施例的上述描述可对本发明作出这些修改，而且这些修改将被包括在本发明的精神和范围内。因此，虽然在本文中已参照本发明的特定实施例描述了本发明，但一定范围的修改、多种变化和替换旨在上述公开内容中，而且将能理解的是，在某些实例中，可使用实施例的某些特征而不相应使用其它特征，而不背离本发明的范围和精神。因此，可作出多种修改以使特定情况或材料适应于本发明的实质范围和精神。本发明不旨在受限于所附权利要求中所使用的特定术语和/或作为实现本发明的最佳实施方式的所公开的具体实施例，而本发明将包括落在所附权利要求范围内的任何和所有实施例及其等效方案。因此，本发明的范围仅由所附权利要求确定。
权利要求
1.一种噪声采样检测器，包括 负载部；耦合到所述负载部的天线模式成形部，其中所述天线模式成形部包括多条曲折线段；以及耦合到所述天线模式成形部的阻抗匹配电路。
2.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述多条曲折线段包括变化长度的线段。
3.如权利要求2所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述变化长度被配置成调整信号检测的带宽。
4.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述多条曲折线段包括变化宽度的线段。
5.如权利要求4所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述变化宽度被配置成改变天线模式的形状。
6.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括变换器。
7.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括串联或分路电感器。
8.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，具有约20mmX约20mm的尺寸。
9.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，具有约4mmX约16mm的尺寸。
10.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，具有小于约100μ m的厚度。
11.如权利要求1所述的噪声采样检测器，其特征在于，配置成检测所接收的电磁信号中的噪声、干扰和毛刺。
12.—种噪声采样检测器，包括 负载部；耦合到所述负载部的天线模式成形部，其中所述天线模式成形部包括在方形桩配置的一侧或多侧上的一个或多个凹口 ；以及耦合到所述天线模式成形部的阻抗匹配电路。
13.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，每个凹口包括宽度和深度。
14.如权利要求13所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述宽度和深度相等。
15.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述宽度和深度变化以调整谐振频率。
16.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，具有约14mmX约14mm的尺寸。
17.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，具有小于约100μ m的厚度。
18.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括变换器。
19.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括串联或分路电感器。
20.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，配置成检测所接收的电磁信号中的噪声、干扰和毛刺。
21.如权利要求12所述的噪声采样检测器，其特征在于，配置成用于全球定位系统 (GPS)接收机。
22.一种用于检测和消除噪声的系统，所述系统包括 用于接收第一信号路径的电磁信号的装置；用于对所接收的信号进行放大和滤波以提供经放大的信号的装置； 用于检测第二信号路径中的噪声的装置；以及用于从所述第一信号路径消除所检测的噪声的装置。
全文摘要
公开了一种适用于便携电子设备的噪声采样检测器。检测器可检测噪声、发射机信号、毛刺和/或干扰。在一个实施例中，检测器可包括负载部；耦合到负载部的天线模式成形部，其中天线模式成形部包括可变长度和/或宽度的曲折线段；以及耦合到天线模式成形部的阻抗匹配电路。
文档编号H01Q3/26GK102197538SQ200980143927
公开日2011年9月21日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年9月24日
发明者W·S·哈恩 申请人:奎兰股份有限公司