專利名稱：具有模塊化結(jié)構(gòu)的無線收發(fā)模塊及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通訊裝置，尤指一種具有一模塊化結(jié)構(gòu)的無線收發(fā)裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的通訊系統(tǒng)，例如移動電話及全球定位系統(tǒng)(GPS)，是隨著技術(shù)的發(fā)展而變得越來越復(fù)雜，而消費者則想要使用較小的裝置但希望其仍然可維持良好的接收品質(zhì)、高效能及大頻寬。由于從各種元件來的干擾會阻礙或妨礙信號的接收，因此電路數(shù)組(circuit array)對于射頻(RF)頻率而言便十分重要。當(dāng)裝置尺寸變小后，接收器和電磁干擾(EMI)的來源便比以前更加接近，因此干擾的機會更大。所以，廠商目前所面對的挑戰(zhàn)是整合射頻電路到整個裝置上，卻不會犧牲效能。
請參閱圖1，圖1是為公知收發(fā)器(transceiver)10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體圖。收發(fā)器10包含有至少一基頻電路12，其是將數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成用來傳送的基頻信號，及將所接收的基頻信號轉(zhuǎn)換回數(shù)字資料；至少一射頻電路14，用來將傳送的基頻信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，及將射頻信號轉(zhuǎn)換回基頻信號；以及一天線16，用來收發(fā)射頻信號?；l電路12及射頻電路14是被包含于一屏蔽外殼(shielding case)內(nèi)，用來屏蔽電磁干擾(EMI)來保護基頻電路12及射頻電路14。如圖1所示，一印刷電路板(PCB)20是用來承載上述的電路元件及連接各電路元件。
對于現(xiàn)有技術(shù)來說，每一元件是個別地制造然后再整合到整個裝置上。因為元件的位置及布局在整個系統(tǒng)的效能上有直接的影響，因此在開發(fā)過程的后期，一收發(fā)器可能必須被重新設(shè)計；此外，各別地整合這些元件的成本是很昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有模塊化結(jié)構(gòu)的無線收發(fā)模塊及其方法，以解決上述問題。
本發(fā)明提供一種無線收發(fā)模塊，包含有一天線，用以傳送一第一射頻信號與接收一第二射頻信號，該天線包含有一信號點(signal point)；一信號處理單元，耦接到信號點，用來處理射頻信號，該信號處理單元包含有一射頻電路，耦接到天線，用來將一第一基頻信號轉(zhuǎn)換為第一射頻信號，以及用來將第二射頻信號轉(zhuǎn)換為一第二基頻信號；以及一屏蔽外殼(shielding case)，用來電磁屏蔽(electromagneticallyshielding)信號處理單元，其中天線位于該屏蔽外殼的上方，該屏蔽外殼是作為天線的一接地面(ground plane)。
所述信號處理單元另包含有一基頻電路，耦接于射頻電路，用來將一第一數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成第一基頻信號，以及用來將第二基頻信號轉(zhuǎn)換成一第二數(shù)字資料。
所述天線是一平面天線(planar antenna)。
所述平面天線是一倒F型平面天線(PIFA antenna)。
所述平面天線是一貼片天線(patch antenna)。
所述天線另包含有一接地點(ground point)，連接到屏蔽外殼。
本發(fā)明的無線收發(fā)模塊是應(yīng)用在一便攜式電子裝置。
本發(fā)明的無線收發(fā)模塊另包含有一印刷電路板(printed circuit board，PCB)，其中所述平面天線是疊加在該印刷電路板的一側(cè)上，所述接地面是疊加在另一側(cè)上，以及該接地面是屏蔽外殼的一平面。
本發(fā)明另提供一種無線接收模塊包含有一天線，用來收發(fā)一射頻信號，該天線包含有一信號點；一信號處理單元，耦接到信號點，用來處理射頻信號，該信號處理單元包含有一射頻電路，耦接到天線，用來將射頻信號轉(zhuǎn)換成一基頻信號；以及一屏蔽外殼，用來電磁屏蔽(electromagnetically shielding)信號處理單元，其中天線是位于該屏蔽外殼的上方，該屏蔽外殼是作為天線的一接地面。
所述信號處理單元另包含有一基頻電路，耦接至射頻電路，用來將基頻信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字資料。
所述天線是一平面天線。
所述天線另包含有一接地點，連接到屏蔽外殼。
本發(fā)明的無線接收模塊另包含有一印刷電路板，其中所述平面天線是疊加在該印刷電路板的一側(cè)上以及所述接地面是疊加在另一側(cè)上，并且所述接地面是屏蔽外殼的一平面。
本發(fā)明另提供一種無線傳送模塊，包含有一天線，用來傳送一射頻信號，該天線包含有一信號點；一信號處理單元，耦接到信號點，用來處理射頻信號，該信號處理單元包含有一射頻電路，耦接到天線，用來將一基頻信號轉(zhuǎn)換成射頻信號；以及一屏蔽外殼，耦接到接地點，用來電磁屏蔽(electromagneticallyshielding)信號處理單元，其中天線是位于該屏蔽外殼的上方，該屏蔽外殼是作為天線的一接地面。
所述信號處理單元另包含有一基頻電路，耦接于射頻電路，用來將一數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成基頻信號。
所述天線是一平面天線。
所述天線另包含有一接地點，連接到屏蔽外殼。
本發(fā)明的無線傳送模塊，另包含有一印刷電路板，其中所述平面天線是疊加在該印刷電路板的一側(cè)上及所述接地面是疊加在另一側(cè)上，并且所述接地面是屏蔽外殼的一平面。
本發(fā)明另提供一種形成一無線收發(fā)模塊的方法，包含有利用一天線來收發(fā)一無線信號；信號處理該無線信號及一基頻信號及一數(shù)字信號，以進行無線信號及基頻信號及數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換；以及提供一屏蔽外殼，以作為信號處理步驟的電磁屏蔽(electromagneticallyshielding)，以及作為天線的一接地面。
所述天線是一平面天線。
所述天線另包含有一接地點，以及該方法另包含有將所述天線的接地點連接到屏蔽外殼。
簡而言之，本發(fā)明是揭露一種具有模塊化結(jié)構(gòu)的無線收發(fā)裝置，其包含有多個基頻電路、多個射頻電路及一平面天線，其中基頻電路及射頻電路是包含在一屏蔽外殼內(nèi)(其是作為天線的接地連結(jié))。該平面天線及包含在屏蔽外殼內(nèi)的射頻及基頻電路為一模塊化的結(jié)構(gòu)；換言之，所述平面天線是被置放在屏蔽外殼的上方。
本發(fā)明的優(yōu)點之一是整個收發(fā)裝置可以當(dāng)作一整合結(jié)構(gòu)來加以制造，因此大大地減少元件被個別地制造所帶來的不確定性；另一優(yōu)點是制造成本因此可降低。此外，考慮到屏蔽外殼，天線的擺置可確保射頻輻射所造成的干擾仍然是被排除的。


圖1為公知收發(fā)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例的無線收發(fā)模塊的立體圖。
圖3為圖2所示的無線收發(fā)模塊的剖面圖。
10收發(fā)器 12、112基頻電路14、110射頻電路 16、102 天線20、114、118印刷電路板100無線收發(fā)模塊104接地點 106信號點108信號處理單元 116屏蔽外殼120接地面具體實施方式
請同時參閱圖2與圖3，圖2為本發(fā)明第一實施例的無線收發(fā)模塊100的立體圖；圖3為圖2所示的無線收發(fā)模塊100的剖面圖。本實施例中，無線收發(fā)模塊100是應(yīng)用于便攜式電子裝置(例如行動電話)中，其包含有一天線102、一信號處理單元108、一第一印刷電路板114、一第二印刷電路版118以及一屏蔽外殼116。天線102是用來收發(fā)一射頻信號，且其具有一接地點(ground point)104及一信號點(signal point)106；信號處理單元108是耦接到信號點106，用來處理射頻信號，而信號處理單元108包含有一射頻電路110以及一基頻電路112，其中射頻電路110是耦接到天線102，用來將一第一基頻信號轉(zhuǎn)換成一第一射頻信號以及將一第二射頻信號轉(zhuǎn)換成一第二基頻信號；基頻電路112是經(jīng)由印刷電路板114而耦接到射頻電路110，用來將第一數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成該第一基頻信號，以及用來將該第二基頻信號轉(zhuǎn)換成一第二數(shù)字資料。信號處理單元108是位在第一印刷電路板114及被包含在屏蔽外殼116之內(nèi)，用來電磁屏蔽(electro-magnetically shielding)內(nèi)部電路以避免外部輻射的射頻信號或噪聲的干擾。疊加在第二印刷電路板電路118上的是一接地面(ground plane)120，其形成屏蔽外殼的一側(cè)，而天線102是疊加在第二印刷電路板118的另一邊，如此一來，天線102可通過第二印刷電路板118而得到支撐。如圖3所示，天線102的接地點104連接到屏蔽外殼116，因為天線102是位于屏蔽外殼116的上方，所以屏蔽外殼116另用來作為天線102的接地面。
本實施例中，天線102是一倒F型平面天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，如此命名是因為該形狀類似英文字母F，其具有兩個較短的部分，各自作為信號點106及接地點104；然而，天線102也可由其它種類的平面天線來加以實施，例如，在本發(fā)明的第二實施例里，第一實施例中的倒F型平面天線是用貼片天線(PATCH antenna)來替代，該貼片天線具有位于一中心位置的信號點，依其連接到信號處理單元。同樣地，貼片狀天線是位于屏蔽外殼的上方，對于第二實施例而言，屏蔽外殼亦是作為天線的接地面，該貼片天線本身沒有接地點，然而，在這兩個實施例里，屏蔽外殼均用來作為天線的接地面。由于第二實施例的結(jié)構(gòu)和功能十分類似于第一實施例，因此，為了簡潔起見，進一步地說明便不再贅述。請注意，任何平面天線均可以被使用，而片狀天線及倒F型平面天線僅是本發(fā)明的實施例，而不是限制條件。
請注意，圖3所示的射頻電路110及基頻電路112是被設(shè)置于第一印刷電路板114不同的兩側(cè)；所以，屏蔽外殼116必須封裝第一印刷電路板114的兩側(cè)；然而，如果所有電路元件均被設(shè)置于第一印刷電路板114的同一側(cè)，則屏蔽外殼116可只封裝第一印刷電路板114的一側(cè)。
如上所述，天線102及信號處理單元108的配置能夠收發(fā)射頻信號，然而，天線102及信號處理單元108也可被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計及配置來作為接收射頻信號及處理所接收的射頻信號的無線接收模塊，或者作為用來處理資料及傳送與處理過資料有關(guān)的射頻信號的無線傳送模塊；換言之，上述天線102、屏蔽外殼116及信號處理單元108的整合可以應(yīng)用于制造一無線收發(fā)模塊、一無線傳送模塊及一無線接收模塊。
本發(fā)明允許全部的收發(fā)裝置以模塊化裝置來加以制造，以減少當(dāng)元件是個別地制造時，附近元件的干擾所引起的誤差；因為模塊化結(jié)構(gòu)可以被制造成符合任何的規(guī)格，因此本發(fā)明可允許設(shè)計上極大的彈性；此外，相對于生產(chǎn)由各個元件所構(gòu)成的系統(tǒng)，生產(chǎn)模塊化系統(tǒng)可達到降低成本的目的?？偠灾景l(fā)明的優(yōu)點是極大的設(shè)計彈性、節(jié)省的成本及電路運作的準(zhǔn)確性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線收發(fā)模塊，其特征在于，包含有一天線，用以傳送一第一射頻信號與接收一第二射頻信號，該天線包含有一信號點；一信號處理單元，耦接到信號點，用來處理射頻信號，該信號處理單元包含有一射頻電路，耦接到天線，用來將一第一基頻信號轉(zhuǎn)換為第一射頻信號，以及用來將第二射頻信號轉(zhuǎn)換為一第二基頻信號；以及一屏蔽外殼，用來電磁屏蔽信號處理單元，其中天線位于該屏蔽外殼的上方，該屏蔽外殼是作為天線的一接地面。
2.如權(quán)利要求1所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，所述信號處理單元另包含有一基頻電路，耦接于射頻電路，用來將一第一數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成第一基頻信號，以及用來將第二基頻信號轉(zhuǎn)換成一第二數(shù)字資料。
3.如權(quán)利要求1所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，所述天線是一平面天線。
4.如權(quán)利要求3所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，所述平面天線是一倒F型平面天線。
5.如權(quán)利要求3所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，所述平面天線是一貼片天線。
6.如權(quán)利要求4所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，所述天線另包含有一接地點，連接到屏蔽外殼。
7.如權(quán)利要求1所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，其是應(yīng)用在一便攜式電子裝置。
8.如權(quán)利要求3所述的無線收發(fā)模塊，其特征在于，另包含有一印刷電路板，其中所述平面天線是疊加在該印刷電路板的一側(cè)上，所述接地面是疊加在另一側(cè)上，以及該接地面是屏蔽外殼的一平面。
9.一種無線接收模塊，其特征在于，包含有一天線，用來收發(fā)一射頻信號，該天線包含有一信號點；一信號處理單元，耦接到信號點，用來處理射頻信號，該信號處理單元包含有一射頻電路，耦接到天線，用來將射頻信號轉(zhuǎn)換成一基頻信號；以及一屏蔽外殼，用來電磁屏蔽信號處理單元，其中天線是位于該屏蔽外殼的上方，該屏蔽外殼是作為天線的一接地面。
10.如權(quán)利要求9所述的無線接收模塊，其特征在于，所述信號處理單元另包含有一基頻電路，耦接至射頻電路，用來將基頻信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字資料。
11.如權(quán)利要求9所述的無線接收模塊，其特征在于，所述天線是一平面天線。
12.如權(quán)利要求11所述的無線接收模塊，其特征在于，所述天線另包含有一接地點，連接到屏蔽外殼。
13.如權(quán)利要求11所述的無線接收模塊，其特征在于，另包含有一印刷電路板，其中所述平面天線是疊加在該印刷電路板的一側(cè)上以及所述接地面是疊加在另一側(cè)上，并且所述接地面是屏蔽外殼的一平面。
14.一種無線傳送模塊，其特征在于，包含有一天線，用來傳送一射頻信號，該天線包含有一信號點；一信號處理單元，耦接到信號點，用來處理射頻信號，該信號處理單元包含有一射頻電路，耦接到天線，用來將一基頻信號轉(zhuǎn)換成射頻信號；以及一屏蔽外殼，耦接到接地點，用來電磁屏蔽信號處理單元，其中天線是位于該屏蔽外殼的上方，該屏蔽外殼是作為天線的一接地面。
15.如權(quán)利要求14所述的無線傳送模塊，其特征在于，所述信號處理單元另包含有一基頻電路，耦接于射頻電路，用來將一數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成基頻信號。
16.如權(quán)利要求14所述的無線傳送模塊，其特征在于，所述天線是一平面天線。
17.如權(quán)利要求16所述的無線傳送模塊，其特征在于，所述天線另包含有一接地點，連接到屏蔽外殼。
18.如權(quán)利要求14所述的無線傳送模塊，其特征在于，另包含有一印刷電路板，其中所述平面天線是疊加在該印刷電路板的一側(cè)上及所述接地面是疊加在另一側(cè)上，并且所述接地面是屏蔽外殼的一平面。
19.一種形成一無線收發(fā)模塊的方法，其特征在于，包含有利用一天線來收發(fā)一無線信號；信號處理該無線信號及一基頻信號及一數(shù)字信號，以進行無線信號及基頻信號及數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換；以及提供一屏蔽外殼，以作為信號處理步驟的電磁屏蔽，以及作為天線的一接地面。
20.如權(quán)利要求19所述的形成一無線收發(fā)模塊的方法，其特征在于，所述天線是一平面天線。
21.如權(quán)利要求20所述的形成一無線收發(fā)模塊的方法，其特征在于，所述天線另包含有一接地點，以及該方法另包含有將所述天線的接地點連接到屏蔽外殼。
22.如權(quán)利要求20所述的形成一無線收發(fā)模塊的方法，其特征在于，另包含有提供一印刷電路板；將平面天線疊加在印刷電路板的一側(cè)；以及將接地面疊加在另一側(cè)，其中接地面是屏蔽外殼的一平面。
全文摘要
一種無線收發(fā)模塊，其包含有一天線、一信號處理單元及一屏蔽外殼。天線用來收發(fā)一射頻信號，且其具有一信號點；信號處理單元是耦接到信號點，用來處理射頻信號，且其具有一射頻電路，耦接到天線，用來將一第一基頻信號轉(zhuǎn)換成一第一射頻信號及用來將一第二射頻信號轉(zhuǎn)換成一第二基頻信號；屏蔽外殼是用來電磁屏蔽信號處理單元及作為天線的接地面。
文檔編號H04B7/005GK1893291SQ200610101739
公開日2007年1月10日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者薛紅喜, 鄭怡力, 吳敏銓 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司