專利名稱：用于控制模塊的多方向無線通信的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的示例實施例涉及一種電子控制模塊組件，以及更尤其涉及一種具有多個射頻(RF)能量傳輸電路的電子控制模塊組件。
背景技術：
無線通信特征像這種，例如，全球定位系統(tǒng)(GPS)或者衛(wèi)星無線電可普遍用在機動車輛，航空器以及其他運輸應用以及固定應用中。一個或多個具有射頻(RF)通信能力的控制模塊用來提供無線通信特征。該控制模塊典型地被封裝在系統(tǒng)中。例如，該控制模塊可以被封裝在機動車輛內的各種位置，例如在手套箱后面，或者挨著HVAC空氣調節(jié)單元。然而，當試圖確定控制模塊在車輛或其他應用中的具體的位置和方位時，可能出現(xiàn)多個問題?？刂颇K典型地包括固定位于控制模塊內或控制模塊上的天線元件。具體地，天線元件可以位于控制模塊的殼體的外側表面上，或可替換地在位于殼體內的印刷電路板 (PCB)上?？刂颇K也包括一個或多個特定的保護地帶。該保護地帶是控制模塊的具有用于接收其他類型RF通信信號像這種，例如，藍牙 或者Wi-Fi 信號的發(fā)送和接收天線的區(qū)域。這些保護地帶代表天線元件的接收在這些區(qū)域實質上不應與其他類型的RF通信信號干擾。有時，當相對于保護地帶確定天線元件在控制模塊上的特定位置時，整合和布局的矛盾就出現(xiàn)了。當控制模塊用在若干不同的應用中時天線元件放置的問題更進一步復雜化。在一個例子中，一種特定類型的控制模塊用在若干不同的車輛模型或不同類型的應用中。在不同類型的應用間具有公共的控制模塊典型地增加了整合效率并降低了成本。然而，每一個應用會包括獨特的封裝約束。因此，如果涉及多個應用，確定天線元件在控制模塊上的具體位置就變得特別困難。從而，希望提供一種控制模塊，其具有靈活可變的天線元件定位以適應各種不同的應用。
發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個示例實施例中，提供了一種電子控制模塊組件。該電子控制模塊組件包括多個天線元件和印刷電路板(PCB)。每個天線元件傳送射頻(RF)信號。PCB具有基帶裝置和多個射頻(RF)能量傳輸電路。所述多個RF能量傳輸電路中的每個被配置為接收所述RF信號。至少兩個RF能量傳輸電路從天線元件接收所述RF信號。所述基帶RF裝置與接收所述RF信號的多個RF能量傳輸電路中的至少兩個進行通信。所述基帶處理器被配置用以解調所述RF信號。本發(fā)明提供下述技術方案。技術方案I : 一種電子控制模塊組件，包括多個天線元件，其中每個天線元件傳送射頻(RF)信號；和印刷電路板(PCB)，所述PCB具有多個射頻(RF)能量傳輸電路，每個射頻能量傳輸電路被配置為接收所述RF信號，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少兩個從所述多個天線元件接收RF信號；和基帶RF裝置，與接收所述RF信號的所述多個RF能量傳輸電路中的所述至少兩個進行通信，其中所述基帶處理器被配置成用以解調所述RF信號。技術方案2 :技術方案I中的所述電子控制模塊組件，其中所述多個天線元件位于所述PCB上。技術方案3 :技術方案2中的所述電子控制模塊組件，其中所述天線元件在至少兩個方向傳送所述RF信號，其中這兩個方向中的每個從所述PCB的中心位置向外輻射。
技術方案4 :技術方案I中的所述電子控制模塊組件，其中所述控制模塊組件包括具有在其中的空腔和多個外表面的殼體，其中所述PCB由所述空腔容納。技術方案5 :技術方案4中的所述電子控制模塊組件，其中每個所述天線元件被定位成在對應于所述殼體的所述多個外表面之一的方向上傳送所述RF信號。技術方案6 :技術方案5中的所述電子控制模塊組件，其中所述殼體包括位于其中的多個孔。技術方案7 :技術方案6中的所述電子控制模塊組件，其中提供用于所述多個天線元件中每個的連接器，其中所述連接器提供所述天線元件和所述PCB之間的連接，并且其中每個連接器由所述多個孔中的一個容納。技術方案8 :技術方案7中的所述電子控制模塊組件，其中每個所述天線元件位于所述控制模塊組件的所述殼體的外面。技術方案9 :技術方案7中的所述電子控制模塊組件,其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少一個不從所述天線元件中的一個接收所述RF信號，并且是占位電路。技術方案10 :技術方案9中的所述電子控制模塊組件，其中所述占位電路的相對應的連接器容納操作為假負載電阻的坯體。權利要求11 :權利要求7中的所述電子控制模塊組件，其中所述PCB包括多個配對特征，其中所述多個配對特征的每個容納所述連接器中的一個。權利要求12 :權利要求I中的所述電子控制模塊組件，包括位于所述PCB的表面上的多個傳導路徑，其中所述多個RF能量傳輸電路的每個通過所述多個傳導路徑中的一個與所述基帶RF裝置進行選擇性通信。技術方案13 :技術方案12中的所述電子控制模塊組件，其中所述多個傳導路徑的每個包括開關元件，所述開關元件處于打開位置和閉合位置中的一個。技術方案14 : 一種電子控制模塊組件，包括具有多個外表面和位于其中的空腔的殼體，多個天線元件，其中每個天線元件傳送射頻(RF)信號；和印刷電路板(PCB)，其由所述殼體的所述空腔容納，所述PCB具有多個射頻(RF)能量傳輸電路，每個射頻能量傳輸電路被配置為接收所述RF信號，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少兩個從所述多個天線元件接收RF信號；和基帶RF裝置，其與接收所述RF信號的所述多個RF能量傳輸電路中的所述至少兩個進行通信，其中所述基帶處理器被配置成用以解調所述RF信號，和其中每個所述天線元件被定位成在對應于所述殼體的多個外表面之一的方向上傳送所述RF信號。
技術方案15 :技術方案14中的所述電子控制模塊組件，其中所述殼體包括位于其中的多個孔。技術方案16 :技術方案15中的所述電子控制模塊組件，其中提供用于所述多個天線元件中的每個的連接器，其中所述連接器提供所述天線元件和所述PCB之間的連接，并且其中每個連接器由所述多個孔中的一個容納。技術方案17 :技術方案16中的所述電子控制模塊組件，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少一個不從所述天線元件中的一個接收所述RF信號，并且是占位電路，其中所述占位電路的相對應的連接器容納操作為假負載電阻的坯體。技術方案18 :技術方案14中的所述電子控制模塊組件，包括位于所述PCB的表面上的多個傳導路徑，其中所述多個RF能量傳輸電路的每個通過所述多個傳導路徑中的一個與所述基帶RF裝置進行選擇性通信。
技術方案19 :技術方案18中的所述電子控制模塊組件，其中所述多個傳導路徑的每個包括開關元件，所述開關元件處于打開位置和閉合位置中的一個。技術方案20 一種電子控制模塊組件,包括殼體，具有多個外表面，位于其中的空腔和位于其中的多個孔，多個天線元件，其中每個天線元件傳送射頻(RF)信號；印刷電路板(PCB)，由所述殼體的所述空腔容納，所述PCB具有多個射頻(RF)能量傳輸電路，每個射頻能量傳輸電路被配置為接收所述RF信號，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少兩個從所述多個天線元件接收RF信號；和基帶RF裝置，與接收所述RF信號的所述多個RF能量傳輸電路中的所述至少兩個進行通信，其中所述基帶處理器被配置成用以解調所述RF信號，和位于所述PCB的表面上的多個傳導路徑，其中所述多個RF能量傳輸電路的每個通過所述多個傳導路徑之一與所述基帶RF裝置進行選擇性通信，其中所述多個傳導路徑的每個包括開關元件，所述開關元件處于打開位置和閉合位置中的一個；以及提供用于所述多個天線元件的每個的連接器，其中所述連接器提供所述天線元件和所述PCB之間的連接，并且其中每個連接器由所述殼體的所述多個孔中的一個容納；和其中每個所述天線元件定位成在對應于所述殼體的多個外表面之一的方向上傳送所述RF信號。結合附圖，從下述關于本發(fā)明的詳細描述中容易明白本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點。
僅通過實例的方式，在實施例的下述詳細描述中呈現(xiàn)其他特征，優(yōu)點和細節(jié)，所述詳細描述涉及的附圖圖I是具有殼體和印刷電路板(PCB)的控制模塊組件的分解視圖；圖2是所述PCB，連接器和天線元件的放大部分視圖；圖3是圖I中示出的PCB的平面視圖；圖4是圖I中示出的控制模塊組件的透視圖；和圖5是PCB的替換實施例的平面視圖。
具體實施例方式下述說明實際上僅僅是示例性的，而并沒有要限制本發(fā)明，其應用或使用。應理解在附圖中，相應的參考圖號指示相同或者相應的部分和特征。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，圖I是電子控制模塊組件10的圖示。作為在這里使用的術語“模塊”和“子模塊”指的是專用集成電路(ASIC)，電子電路，處理器(分享的，專用的，或組)和執(zhí)行一個或更多軟件或固件程序的存儲器，組合邏輯電路，和/或其他提供所描述功能的合適元件。所述控制模塊組件10包括殼體20和印刷電路板(PCB) 22。殼體20包括用于容納PCB 22的內腔30和封閉空腔30的殼體蓋32。在一個實施例中，控制模塊組件10用在機動車輛中，然而可以理解，控制模塊組件10也可以用于其他應用中，例如，航空器或其他類型的運輸應用?？刂颇K組件10包括用以發(fā)送和接收RF信號的射頻(RF)性能。例如，在一個實施例中，控制模塊組件10可以是具有蜂窩RF信號性能的OnStai 控制模塊組件。控制模塊組件10包括多個天線元件36，用以傳送RF信號。在一個實施例中，多個天線元件36沿著殼體20的外表面38定位在外側，如圖4中所示，然而可以理解，在替換的實施例中天線元件36可以位于在殼體20中且與殼體20齊平。使天線元件36位于殼體20內可以導致更大的封裝靈活性。連接器42對應于每個天線元件36，其中連接器42用于將每個天線元件36連接到PCB板22。每個連接器42由位于殼體20內的相應的孔40來容納。圖2是PCB 22，其中一個連接器42和其中一個天線元件36的放大部分視圖。PCB板包括一組配對特征46，其連接到位于連接器42上的一對相應的相互配對特征48，和天線元件36包括容納連接器42的孔45。在所示的示例實施例中，PCB22的配對特征46是一對隆起的突出，每個突出都具有孔52，連接器42的相互配對特征48是一對突起。連接器42的配對特征48由位于PCB 22中孔52來容納，以將PCB 22連接到連接器42。雖然圖2圖示了配對特征46和48，但是可以理解，連接器42可以以各種不同的方式連接至PCB 22，例如，按扣連接，焊接，或其他合適的連接方法。此外，雖然圖2圖示天線36具有用以容納連接器42的孔45，但是可以理解，也可以使用其他方式來連接天線36至PCB 22。例如，在一個替換的實施例中，連接器42和天線36可以組合成單一的整體部件，其中組合的連接器和天線組件直接連接至PCB 22。現(xiàn)在參考圖I和圖2，控制模塊組件10被配置為使得天線元件36均能根據(jù)特定的應用封裝及其布局設計要求選擇地加入控制模塊組件10。在控制模塊組件10的裝配期間，天線元件36或者不操作的坯體54可連接至連接器42。詳細地說，取決于控制模塊組件10的封裝要求，如果不要求天線元件36的放置，那么對應的連接器44容納坯體54而不是天線元件36。坯體54可以由基于金屬的原料構造，并可操作為假負載電阻來代替天線元件36。再次參考圖1，PCB 22的頂面56 (如圖中所示)包括多個射頻能量傳輸電路58。雖然圖I圖不多個射頻能量傳輸電路58位于頂部表面56,可以理解多個射頻能量傳輸電路58不是位置特定的，也可以位于PCB 2的2—個或多個側表面60或底表面61。至少兩個 RF能量傳輸電路58接收RF信號。詳細地說，至少兩個RF能量傳輸電路58從其中一個天線元件36接收RF信號。在所示的實施例中，RF能量傳輸電路58的一部分與對應的天線元件36通信用于接收RF信號，而剩余的RF能量傳輸電路44作為占位電路并與坯體5之一相對應。雖然不是全部的RF能量傳輸電路44從相應的天線元件36接收RF信號，每個RF能量傳輸電路44包括配置為接收RF信號的電路。PCB 22還包括基帶RF裝置62，在所示的實施例中，該基帶RF裝置位于頂面56上。基帶RF裝置62是解調從RF能量傳輸電路58接收的RF信號的任意裝置。基帶RF裝置62可以包括電路和部件，例如微處理器或收發(fā)器?；鶐F裝置通過傳導路徑64與兩個或更多個RF能量傳輸電路58通信。詳細地說，基帶RF裝置62與從相應的天線元件36接收RF信號的每個RF能量傳輸電路58通信。圖3是圖I中所示的PCB 22的放大視圖。每個傳導路徑64選擇地將基帶RF裝置62連接至RF能量傳輸電路58之一。每個傳導路徑64包括開關元件70，該開關元件或者處于附圖標記72指示的打開(OPEN)位置,或者處于附圖標記74指示的閉合(CLOSED)位置。在所示的實施例中，開關元件70是單刀單擲開關。如果相應的RF能量傳輸電路58不從相應的天線元件36接收RF信號，開關元件70處于OPEN位置，代替的是，相應的連接器42容納還體54(如圖I中所示)。如果相應的RF能量傳輸電路58從相應的天線元件 36接收RF信號(如圖I中所示)，開關元件70處于CLOSED位置，并允許基帶RF裝置62和相應的RF能量傳輸電路58之間的通信。雖然圖3示出了開關，但是應理解，也可以使用其他裝置來選擇地連接基帶RF裝置62和RF能量傳輸電路58。例如，在另一個可替換的實施例中，利用跳線電阻(zero-ohm jumper)來完成基帶RF裝置62和相應的RF能量傳輸電路58之間的連接。圖4是已裝配的控制模塊組件10的圖示，其中天線元件36位于殼體20的外側?？刂颇K組件10的殼體20包括多個外表面76。在所示的示例實施例中，殼體20包括大致矩形形狀并包括六個不同的外表面76，然而應理解，殼體也可以具有不同的構造。例如，殼體20可以有不同數(shù)目的外表面76，或者可以包括正方形或圓形形狀。圖4圖示天線元件36位于控制模塊組件10的三個不同的外表面76上，然而可以理解，天線元件36也可以在控制模塊組件10上位于其他位置。天線元件36定位成在至少兩個方向傳送RF信號。與單一的天線元件比較，在至少兩個方向安置天線元件36提供了更寬范圍的天線增益。增加的天線增益通常提供改進的RF信號接收。每個外表面76對應于一個方向，其中頂面75對應于方向D1，底面77對應于方向D2，以及四個側表面79中的每個對應于方向D3，D4，D5和D6。在所示的實施例中，天線元件36在三個不同的方向D3，D5和D6傳送RF信號。然而，應理解天線元件136可以放置在方向Dl，D2，D3，D4，D5或D6中的任意一個。每個天線元件36的具體定位取決于多種不同因素。首先，控制模塊組件10典型地包括一個或多個特定的保護地帶78。保護地帶78是控制模塊組件10的具有位于殼體20內的發(fā)送和接收天線(未示出)的區(qū)域，用于接收類型不同于從天線元件36發(fā)送和接收的RF信號的RF信號。例如，在一個實施例中，天線元件36用于傳送蜂窩RF信號，以及在保護地帶78中的天線用于發(fā)送和接收Bluetooth RF信號。天線元件36關于控制模塊組件10定位，使得天線元件36的RF信號通信基本上不與保護地帶78中的天線的RF接收干涉。同樣，控制模塊組件10典型地用在各種不同的應用中。在一個實施例中，控制模塊組 件10可以用在若干不同車輛線路上。然而，每個車輛線路包括獨特的封裝限制，這有時難以適應使用單一類型的控制模塊的情況。例如，為了適應例如特定類型的車輛的布局設計，在控制模塊組件10上位于一個特定位置的天線元件36在被封裝在另一類型的車輛內時可能會潛在地產(chǎn)生物理干涉。除了所述干涉問題之外，位于控制模塊的一個特定位置的天線元件36可以在一種類型的車輛中提供恰當?shù)慕邮眨且驗檐囕v封裝和布局設計的不同，天線元件36可能不能在另一類型的車輛中提供恰當?shù)慕邮?。為了適應特定應用的獨特封裝要求，每個天線元件36都能選擇地加到控制模塊組件10上。天線元件36或者坯體54連接至每個連接器42 (如圖I中所示)。然后，參考圖3，如果對應的RF能量傳輸電路58從對應的天線元件36接收RF信號，則開關元件70處于CLOSED位置。在一個實施例中，基帶RF裝置62，或者另一個處理器(未示出)，可以包括控制邏輯，用以根據(jù)控制模塊組件10的期望配置自動地將開關元件70切換至CLOSED位置。根據(jù)應用，提供能選擇地加到控制模塊組件10上的天線元件36，這允許對于各種不同的應用使用共用的部件用于殼體20和PCB板22。在應用之間提供共用的部件通常增加了整合效率并降低成本。雖然圖I圖示了外部天線元件，但是可以理解天線元件也可以位于殼體20的空腔30內。圖5是PCB 122的可替換實施例，其中天線元件136位于PCB 122上。在所示的實施例中，天線元件136是大小適于裝配在PCB 122上的片式天線。每個天線元件136均與 RF能量傳輸電路158通信。如果能量傳輸電路158中的一個未設置有用于傳送RF信號的天線元件136，則可以用假負載裝置或者終端裝置來替換天線元件136，與圖I中所示的實施例相似。傳導路徑164選擇地將基帶RF裝置162連接至RF能量傳輸電路158之一。每個傳導路徑164包括開關元件170，其或者處于如附圖標記172指示的OPEN位置或者處于如附圖標記174指示的CLOSED位置。天線元件136在PCB 122上可以位于各種不同的位置，例如PCB 122的外表面190。例如，在所示的實施例中，天線元件136被放置在PCB 122的角落192處，其中一個天線元件136位于PCB 122的中心位置194，以及幾個天線元件136沿著PCB 122的其中一個外部邊緣196放置。天線元件136定位成在不止一個方向上傳送RF信號，這與單一天線元件相比提供了更寬范圍的天線增益。在所示實施例中，天線元件136在五個方向D1，D2，D3，D4和D5上傳送所述RF信號，其中五個方向Dl，D2，D3，D4和D5中的每個從PCB 122的中心位置194向外輻射。雖然圖5示出每個天線元件136都位于PCB 122的表面190上，但是應理解天線元件136也可以沿著PCB 122的任意其他表面定位。例如，天線元件136可以沿著PCB 122的側表面或者邊沿160定位或者定位在PCB 122的背面(在圖I中如參考圖號61示出)上。雖然參照示例實施例對本發(fā)明進行了描述，但是本領域技術人員將明白在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以作出各種變換和元件的等效替換。另外，可以進行許多修改以使特定的情況或材料適于本發(fā)明的教導而不背離本發(fā)明的實質范圍。因此，本發(fā)明并不限于公開的特定實施例，相反本發(fā)明將包括落入本申請范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種電子控制模塊組件，包括 多個天線元件，其中每個天線元件傳送射頻(RF)信號；和 印刷電路板(PCB)，所述PCB具有 多個射頻(RF)能量傳輸電路，每個所述射頻能量傳輸電路被配置為接收所述RF信號，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少兩個從所述多個天線元件接收所述RF信號；和基帶RF裝置，其與接收所述RF信號的所述多個RF能量傳輸電路中的所述至少兩個進行通信，其中所述基帶處理器被配置成用于解調所述RF信號。
2.權利要求I中的所述電子控制模塊組件，其中所述多個天線元件位于所述PCB上。
3.權利要求2中的所述電子控制模塊組件，其中所述天線元件在至少兩個方向傳送所述RF信號，其中所述兩個方向中的每個從所述PCB的中心位置向外輻射。
4.權利要求I中的所述電子控制模塊組件，其中所述控制模塊組件包括具有多個外表面和在其中的空腔的殼體，其中所述PCB由所述空腔來容納。
5.權利要求4中的所述電子控制模塊組件，其中每個所述天線元件被定位成在對應于所述殼體的所述多個外表面之一的方向上傳送所述RF信號。
6.權利要求5中的所述電子控制模塊組件，其中所述殼體包括位于其中的多個孔。
7.權利要求6中的所述電子控制模塊組件，其中提供用于所述多個天線元件中的每個的連接器，其中所述連接器提供在所述天線元件和所述PCB之間的連接，并且其中每個連接器由所述多個孔中的一個來容納。
8.權利要求7中的所述電子控制模塊組件，其中每個所述天線元件位于所述控制模塊組件的所述殼體的外面。
9.一種電子控制模塊組件,包括 具有多個外表面和位于其中的空腔的殼體， 多個天線元件，其中每個天線元件傳送射頻(RF)信號；和 印刷電路板(PCB)，其由所述殼體的所述空腔容納，所述PCB具有 多個射頻(RF)能量傳輸電路，每個射頻能量傳輸電路被配置為接收所述RF信號，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少兩個從所述多個天線元件接收RF信號；和 基帶RF裝置，其與接收所述RF信號的所述多個RF能量傳輸電路中的所述至少兩個進行通信，其中所述基帶處理器被配置成用以解調所述RF信號，和 其中每個所述天線元件被定位成在對應于所述殼體的多個外表面之一的方向上傳送所述RF信號。
10.一種電子控制模塊組件，包括 殼體，其具有多個外表面，位于其中的空腔和位于其中的多個孔， 多個天線元件，其中每個天線元件傳送射頻(RF)信號； 印刷電路板(PCB)，其由所述殼體的所述空腔容納，所述PCB具有 多個射頻(RF)能量傳輸電路，每個射頻能量傳輸電路被配置為接收所述RF信號，其中所述多個RF能量傳輸電路中的至少兩個從所述多個天線元件接收RF信號；和 基帶RF裝置，其與接收所述RF信號的所述多個RF能量傳輸電路中的所述至少兩個進行通信，其中所述基帶處理器被配置成用以解調所述RF信號，和 位于所述PCB的表面上的多個傳導路徑，其中所述多個RF能量傳輸電路中的每個通過所述多個傳導路徑之一與所述基帶RF裝置進行選擇性通信，其中所述多個傳導路徑中的每個包括開關元件，所述開關元件處于打開位置和閉合位置中的一個；以及 被提供用于每個所述多個天線元件的連接器，其中所述連接器提供所述天線元件和所述PCB之間的連接，并且其中每個連接器由所述殼體的所述多個孔中的一個容納；和 其中每個所述天線元件定位成在對應于所述殼體 的多個外表面之一的方向上傳送所述RF信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制模塊的多方向無線通信。一種電子控制模塊組件包括多個天線元件和印刷電路板(PCB)。每個天線元件傳送射頻(RF)信號。所述PCB具有多個射頻(RF)能量傳輸電路和基帶裝置。所述多個RF能量傳輸電路中的每個被配置為接收所述RF信號。至少兩個RF能量傳輸電路從所述多個天線元件接收所述RF信號。所述基帶RF裝置與接收所述RF信號的多個RF能量傳輸電路中的至少兩個進行通信。所述基帶處理器被配置用以解調所述RF信號。
文檔編號H01Q1/22GK102683802SQ201210116108
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2011年3月8日
發(fā)明者C·A·馬索爾, D·R·佩特魯奇, M·A·維斯內夫斯基 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司