CN1747338A

CN1747338A - 具有天线阵列模块的笔记型计算机

Info

Publication number: CN1747338A
Application number: CNA2004100771072A
Authority: CN
Inventors: 林永森; 庄子龙
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: CN100428642C

Abstract

本发明提供一种具有天线阵列模块的笔记型计算机，其适用于一多重输入多重输出模式及一802.11a/b/g模式的无线通讯，该笔记型计算机包含：一天线、一天线阵列模块与一无线局域网络模块。该无线局域网络模块包含一切换开关，该切换开关根据该无线局域网络模块运作于该多重输入多重输出模式或是该802.11a/b/g模式来控制该天线及该天线阵列模块的运作。该天线阵列模块包含：一基板；多个天线，设置于该基板，且相邻两天线的距离实质上相同；多个连接器，设置于该基板，用以与该无线局域网络模块电连接；以及多条信号传输线，设置于该基板内部，用以使所述天线与所述连接器电连接，且所述信号传输线的长度实质上相同。

Description

具有天线阵列模块的笔记型计算机

技术领域

本发明涉及一种笔记型计算机，特别是涉及一种具有天线阵列模块的笔记型计算机。

背景技术

在全球电信自由化风潮的引领下，加上网际网络及无线通讯的蓬勃发展，通讯已成为继信息产业之后最具成长性的高科技领域。而无线通讯技术的发展，随着电子信息及数字等技术突飞猛进，提供人们可随时随地得到各种信息，包括语音、数据等，未来更往多媒体影音信息发展。其中无线局域网络(Wireless Local Area Networks，WLAN)，在无线网际网络使用人口数快速成长下，全球无线局域网络产量也逐年增加。

在产业及市场层面中，在笔记型计算机装设WLAN功能越来越受到产品制造商及使用者的重视，而目前在笔记型计算机中的WLAN规格普遍使用IEEE所定义的802.11a/b/g标准，来进行无线通讯。

请参阅图1，其为802.11a/b/g标准所使用的WLAN模块的电路结构示意图，如图所示，WLAN模块10包含天线切换开关(Antenna switch)11、射频接收芯片(RF front end IC)12以及基频及媒体存取控制芯片(Basebandand MAC IC)13，其一端与笔记型计算机***连接，而另一端则通过射频连接器(RF connector)14与天线15连接，该WLAN模块10主要由天线15接收空气中所传递的无线电波，再经由射频接收芯片12将高频无线电波转换成低频信号，最后，将低频信号传送至基频及媒体存取控制芯片13进行解调处理，并判断解调后的信号是否为笔记型计算机***所要接收的数据，如果判断结果为是，则接收下来并传送至笔记型计算机***内部。

该WLAN模块10的另一个功能为将笔记型计算机***所要传送的数据，通过基频及媒体存取控制芯片13对数据进行运算及调变处理后，传送至射频接收芯片12，用以将低频信号转换成高频信号并经由天线15传送至空气中。

由于802.11a/b/g标准使用单一天线(antenna)来传送及接收射频数据信号，而图1所示的WLAN模块10是与两组天线15相连接，因此需通过天线切换开关11来控制由哪一组天线15负责进行数据的传送及接收，其中，天线切换开关11受基频及媒体存取控制芯片13的控制，其判断方式为先分别接收一次由两组天线15所接收的信号，并检测哪组天线15所接收的信号品质较好，基频及媒体存取控制芯片13将触发天线切换开关11导通该组收讯品质较好的天线15，以进行数据的传送及接收。

目前802.11a/b/g标准支持的数据传输率可达到54Mbps，而WLAN规格的下一个衍生标准，802.11TGn，其支持的数据传输率可高达100Mbps，且802.11TGn标准适用于多重输入多重输出(multiple input multiple output，MIMO)技术，请参阅图2，其为MIMO***的电路结构示意图，如图所示，MIMO技术使用多组天线15在相同频带内，使用相同的调变方法来同时接收及传送高频数据信号，以大幅增加数据的传输率，且为了适应大量的数据传送，每组天线15各自连接一射频接收芯片12。

为了加强笔记型计算机的WLAN功能及增加无线数据的传输率，计算机制造商无不设法将MIMO***内建至笔记型计算机中，虽然，目前业界发展出将MIMO***的多个天线分散设置于笔记型计算机的液晶屏幕的四周，例如：第一组天线设置于液晶屏幕的上方，第二组天线设置于液晶屏幕的左侧，而第三组天线设置于液晶屏幕的右侧，但是，采取这种天线设置方式，当液晶屏幕的尺寸大小改变时，天线之间的距离将改变，且每组天线至射频连接器的距离也将改变，众所皆知，当上述的距离改变时，WLAN模块内部的运算设定将需要跟着进行变更，才能对天线所接收的高频数据信号进行处理或是将笔记型计算机的数据传送出去。

因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺陷的具有天线阵列模块的笔记型计算机，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有天线阵列模块的笔记型计算机，以解决传统分散设置于笔记型计算机的液晶显示器面板周围的天线，会因液晶屏幕尺寸的改变，而使天线之间的距离以及每组天线至射频连接器的距离改变，使得WLAN模块内部的运算设定必需跟着变更，才能对天线所接收的高频数据信号进行处理或是将笔记型计算机的数据传送出去等缺点。

本发明的主要目的在于提供一种具有天线阵列模块的笔记型计算机，在笔记型计算机中提供一天线阵列模块及一单一天线，使无线局域网络模块内的切换开关根据该无线局域网络模块运作于该多重输入多重输出(MIMO)模式或是该802.11a/b/g模式，来控制该天线及该天线阵列模块的运作。

为达到上述目的，本发明一较广义实施例为提供一种笔记型计算机，其适用于一多重输入多重输出(MIMO)模式及一802.11a/b/g模式的无线通讯，该笔记型计算机包含：一天线、一天线阵列模块与一无线局域网络模块。该无线区域模块包含一切换开关，该切换开关根据该无线局域网络模块运作于该多重输入多重输出(MIMO)模式或是该802.11a/b/g模式来控制该天线及该天线阵列模块的运作。该天线阵列模块包含：一基板；多个天线，其设置于该基板，且相邻两天线的距离实质上相同；多个连接器，其设置于该基板，用以与该无线局域网络模块电连接；以及多条信号传输线，其设置于该基板内部，用以使所述天线与所述连接器电连接，且所述信号传输线的长度实质上相同。

上述笔记型计算机，其中该天线阵列模块设置于该笔记型计算机的液晶显示器面板的周围，该基板为一印刷电路板或是一陶瓷基板。

上述笔记型计算机，其中该天线阵列模块的所述天线是用以接收或是传送一射频数据信号，且相邻两天线的距离D与该射频数据信号的波长成正比。

上述笔记型计算机，其中每一个所述连接器为一射频连接器，且其通过一射频同轴电缆与该无线局域网络模块电连接，所述信号传输线为一剥膜线、一微剥膜线或是一共平面波导线。

上述笔记型计算机，其中该无线局域网络模块运作于该多重输入多重输出模式，该切换开关控制该天线关闭，并控制该天线阵列模块的所述天线同时接收或是传送该射频数据信号，该无线局域网络模块运作于该802.11a/b/g模式时，该切换开关控制该天线或是该天线阵列模块的其中一个天线来接收或是传送射频数据信号。

本发明的另一较广义实施例为提供一种天线阵列模块，其适用于一笔记型计算机，且与一无线局域网络模块连接，该天线阵列模块包含：一基板；多个天线，其设置于该基板，且相邻两天线的距离实质上相同；多个连接器，其设置于该基板，用以与该无线局域网络模块电连接：以及多条信号传输线，其设置于该基板内部，用以使所述天线与所述连接器电连接，且所述信号传输线的长度实质上相同。

附图说明

图1为802.11a/b/g标准所使用的WLAN模块的电路结构示意图。

图2为MIMO***的电路结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的天线阵列模块的硬件架构方块示意图。

图4为使用图3所示的天线阵列模块的笔记型计算机的硬件架构方块示意图。

图中：

10：WLAN模块 11：天线切换开关

12：射频接收芯片 13：基频及媒体存取控制芯片

14：射频连接器 15：天线

30：天线阵列模块 31：基板

321、322、323：天线 331、332、333：射频连接器

341、342、343：信号传输线

40：笔记型计算机 41：天线

42：液晶显示器面板 43：射频同轴电缆

44：无线局域网络模块 45：切换开关

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其均不脱离本发明的范围，且其中的说明及图标在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图3，其为本发明较佳实施例的天线阵列模块的硬件架构方块示意图。如图3所示，天线阵列模块30适用于多重输入多重输出(MIMO)技术，天线阵列模块30由基板31、天线、连接器以及信号传输线所构成。

基板31可为印刷电路板(PCB)或是陶瓷基板(ceramic substrate)，主要用以供设置天线、连接器以及信号传输线，以组成天线阵列模块30。

在本实施例中，天线阵列模块30包含三支天线321、322以及323，当设置于笔记型计算机中的无线局域网络模块(图中未示)运作于多重输入多重输出(MIMO)模式时，天线321、322以及323用以同时接收空气中所传送的射频数据信号(RF data signal)或是同时将笔记型计算机所要传送的射频数据信号传送至空气中。

而且，天线321、322以及323中相邻两天线的距离D相同，即天线321与天线322之间的距离与天线322与天线323之间的距离相同，至于，相邻两天线之间的距离D定义为：D＝n×λ，λ为该射频数据信号的波长，举例而言，根据λ＝C(光速3×10⁸公尺)/f(频率)可知，当天线321、322以及323的接收频率为5GHz，则射频数据信号的波长λ＝3×10⁸/5×10⁹＝6厘米；当天线321、322以及323的接收频率为2.5GHz，则射频数据信号的波长λ＝3×10⁸/2.5×10⁹＝12厘米。而n可为1、1.5、2或其它数值，举例而言，在天线321、322以及323的接收频率为5GHz且n设定为1.5时，天线321、322以及323中相邻两天线的距离D需为9厘米，在天线321、322以及323的接收频率为2.5GHz且n设定为1.5时，天线321、322以及323中相邻两天线的距离D需为9厘米。

至于，天线321、322以及323所分别对应连接的连接器331、332以及333为一射频连接器(RF connector)，其与设置于笔记型计算机中的无线局域网络模块电性连接。

信号传输线341、342及343为一射频信号传输线，以一剥膜线(stripline)、一微剥膜线(micro strip line)或是一共平面波导线(co-plannerwave-guide)为佳，且每一信号传输线341、342及343的长度相同。

信号传输线341、342及343主要用以分别将天线321、322以及323所接收的射频数据信号，经由其所对应的射频连接器331、332以及333传送至与天线阵列模块30连接的无线局域网络模块(图中未示)。在本实施例中，信号传输线341连接天线321与射频连接器331、信号传输线342连接天线322与射频连接器332、而信号传输线343连接天线323与射频连接器333。

综上所述，在设置于天线阵列模块30内部的两相邻天线的距离相同，以及用以连接天线321、322、323与射频连接器331、332、333的信号传输线341、342、343的长度也相同的条件之下，由天线321、322以及323所分别接收的射频数据信号经由信号传输线341、342及343传送至射频连接器331、332及333的信号条件将相同，如此一来，将可简化后续无线局域网络模块对射频数据信号进行解调的步骤及速度，因此，使用图3所示的天线阵列模块30不管笔记型计算机的液晶屏幕尺寸如何改变，都可确保天线321、322以及323所接收或是传送的射频数据信号的条件相同，使得WLAN模块内部的运算设定不必跟着变更。

请参阅图4，其为使用图3所示的天线阵列模块的笔记型计算机的硬件架构方块示意图。如图所示，天线阵列模块30与单一天线41设置于笔记型计算机40的液晶显示器面板42的顶端，但不以此为限，且天线阵列模块30与单一天线41之间必须具有一段距离。

天线阵列模块30的射频连接器331、332及333分别通过一射频同轴电缆(RF coaxial cable)43与无线局域网络模块44的切换开关45电性连接，而单一天线41同样以射频同轴电缆43与无线局域网络模块44的切换开关45电性连接。切换开关45主要用以根据无线局域网络模块(以下简称WLAN模块)44的运作状态来控制天线321、322、323以及单一天线41的开/关操作。

由于笔记型计算机40中同时设置天线阵列模块30与单一天线41，因此WLAN模块44可运作于多重输入多重输出(MIMO)模式或是802.11a/b/g模式。当WLAN模块44运作于多重输入多重输出(MIMO)模式时，切换开关45将关闭单一天线41，并导通天线阵列模块30的天线321、322、323，以使天线321、322、323同时接收或是传送射频数据信号(如图2所示)。反之，当WLAN模块44运作于802.11a/b/g模式时，切换开关45将控制单一天线41，以及天线阵列模块30的其中一个天线，例如：天线321，才能进行接收及传送射频数据信号的工作，即只利用单一天线41或是天线321其中之一来接收或是传送射频数据信号(如图1所示)。

另外，由于天线阵列模块30内部的两相邻天线的距离相同，且信号传输线341、342、343的长度也相同，因此，天线321、322以及323所接收的射频数据信号经由信号传输线341、342及343传送至射频连接器331、332及333的信号条件将相同，如此一来，由于WLAN模块44接收到各天线所传送的信号条件相同，将可简化对射频数据信号进行解调的步骤及速度，因此，使用图3所示的天线阵列模块30不管笔记型计算机的液晶屏幕尺寸如何改变，都可确保天线321、322以及323所接收或是传送的射频数据信号的条件相同，使得WLAN模块44内部的运算设定不必随着笔记型计算机的液晶屏幕尺寸改变而变更。

综上所述，本发明的具有天线阵列模块的笔记型计算机，由于天线阵列模块内部的两相邻天线的距离相同，且连接天线与射频连接器的信号传输线的长度也相同，因此天线阵列模块的每一天线由空气中所接收的射频数据信号经由信号传输线传送至射频连接器的信号条件将相同，可简化后续WLAN模块对射频数据信号进行解调的步骤及速度，而且WLAN模块内部的运算设定不必随着笔记型计算机的液晶屏幕尺寸改变而变更。另外，在笔记型计算机中同时设置天线阵列模块及单一天线，能够使无线局域网络模块运作于多重输入多重输出模式或是802.11a/b/g模式，且切换开关可根据无线局域网络模块的运作模式，来控制该天线及该天线阵列模块的运作。

本发明可由熟悉本领域的技术人员作各种改型，然而均不脱离本发明的申请专利范围。

Claims

1.一种笔记型计算机，其适用于一多重输入多重输出模式及一802.11a/b/g模式的无线通讯，该笔记型计算机包含：

一天线；

一天线阵列模块；以及

一无线局域网络模块，其包含一切换开关，该切换开关根据该无线局域网络模块运作于该多重输入多重输出模式或是该802.11a/b/g模式来控制该天线及该天线阵列模块的运作；

其中，该天线阵列模块包含：

一基板；

多个天线，其设置于该基板，且相邻两天线的距离相同；

多个连接器，其设置于该基板，用以与该无线局域网络模块电连接；以及

多条信号传输线，其设置于该基板内部，用以使所述天线与所述连接器电连接，且所述信号传输线的长度相同。

2.如权利要求1所述的笔记型计算机，其中该天线阵列模块设置于该笔记型计算机的液晶显示器面板的周围，该基板为一印刷电路板或是一陶瓷基板。

3.如权利要求1所述的笔记型计算机，其中该天线阵列模块的所述天线是用以接收或是传送一射频数据信号，且相邻两天线的距离D与该射频数据信号的波长成正比。

4.如权利要求1所述的笔记型计算机，其中每一个所述连接器为一射频连接器，且其通过一射频同轴电缆与该无线局域网络模块电连接，所述信号传输线为一剥膜线、一微剥膜线或是一共平面波导线。

5.如权利要求1所述的笔记型计算机，其中该无线局域网络模块运作于该多重输入多重输出模式，该切换开关控制该天线关闭，并控制该天线阵列模块的所述天线同时接收或是传送该射频数据信号，该无线局域网络模块运作于该802.11a/b/g模式时，该切换开关控制该天线或是该天线阵列模块的其中一个天线来接收或是传送射频数据信号。

6.一种天线阵列模块，其适用于一笔记型计算机，且与一无线局域网络模块连接，该天线阵列模块包含：

一基板；

多个天线，其设置于该基板，且相邻两天线的距离相同；

7.如权利要求6所述的天线阵列模块，其中该天线阵列模块设置于该笔记型计算机的液晶显示器面板的周围，该基板为一印刷电路板或是一陶瓷基板。

8.如权利要求6所述的天线阵列模块，其中该无线局域网络模块适用于一多重输入多重输出模式，且所述天线用以同时接收或是传送一射频数据信号。

9.如权利要求8所述的天线阵列模块，其中相邻两天线的距离D与该射频数据信号的波长成正比。

10.如权利要求6所述的天线阵列模块，其中每一个所述连接器为一射频连接器，且其通过一射频同轴电缆与该无线局域网络模块电连接，所述信号传输线为一剥膜线、一微剥膜线或是一共平面波导线。