TWI450505B

TWI450505B - 無線通訊裝置與可攜式電子裝置

Info

Publication number: TWI450505B
Application number: TW100118088A
Authority: TW
Inventors: rong cheng Sun
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2014-08-21
Also published as: CN102802283A; TW201249118A; US20120302283A1

Description

無線通訊裝置與可攜式電子裝置

本發明係指一種無線通訊裝置及可攜式電子裝置，尤指一種透過一射頻開關，使多個無線通訊模組共享同一天線的無線通訊裝置及可攜式電子裝置。

隨著科技的進步，筆記型電腦、個人數位助理、智慧型手機等可攜式電子裝置普遍配備有無線通信模組及天線，以實現無線上網功能。由於天線須根據通訊協定，而做客製化的設計，因此隨著各式通信協定的發展，筆記型電腦須包含各式各樣天線，以滿足不同的傳輸需求。

請參考第1圖，第1圖為先前技術一可攜式電子裝置中天線100、110、120及對應無線通信模組130、140、150之示意圖。無線通信模組130、140、150分別為長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WIMAX)及全球定位系統(Global Positioning System，GPS)模組，而天線100、110、120則分別為針對長期演進技術、全球互通微波存取及全球定位系統做最佳化之天線。

然而，隨著可攜式電子裝置體積縮減之趨勢，電路設計師越來越不容易在同一可攜式電子裝置中實現多個天線。因此，如何整合可攜式電子裝置中的天線，已成為業界的努力目標之一。

因此，本發明之主要目的即在於提供一無線通訊裝置與一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置係一筆記型電腦、一平板電腦、一手機或一可攜式電子產品。

本發明揭露一種無線通訊裝置，用於一可攜式電子裝置。該無線通訊裝置包含有複數個無線通訊模組，用來根據複數個通訊協定，處理一無線訊號；一天線模組，用來收發該無線訊號；以及一射頻開關電路，耦接於該複數個無線通訊模組及該天線模組之間，用來根據一切換訊號，決定連接該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組至該天線模組；其中該天線模組之一傳輸頻帶及該射頻開關電路之一操作頻帶係覆蓋該複數個無線通訊模組之複數個傳輸頻帶。

本發明另揭露一種可攜式電子裝置，包含有一系統電路，用來實現該可攜式電子裝置之功能；以及一種無線通訊裝置，用於一可攜式電子裝置，該無線通訊裝置包含有複數個無線通訊模組，用來根據複數個通訊協定，處理一無線訊號；一天線模組，用來收發該無線訊號；以及一射頻開關電路，耦接於該複數個無線通訊模組及該天線模組之間，用來根據一切換訊號，決定連接該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組至該天線模組；其中該天線模組之一傳輸頻帶及該射頻開關電路之一操作頻帶係覆蓋該複數個無線通訊模組之複數個傳輸頻帶。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一可攜式電子裝置之一無線通訊裝置20之示意圖。無線通訊裝置20包含有無線通訊模組200_1～200_N、一天線模組210與一射頻開關電路220。天線模組210用來收發一無線訊號SS。無線通訊模組200_1～200_N較佳地分別根據長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WIMAX)、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)等通訊協定，處理無線訊號SS。射頻開關電路220用來根據一切換訊號SW，從無線通訊模組200_1～200_N中切換，使得同一時間僅有一個無線通訊模組連接至天線模組210。須注意的是，由於不同通訊協定使用之頻帶範圍不同，天線模組210之傳輸頻帶與射頻開關電路之一操作頻帶須覆蓋無線通訊模組200_1～200_N之傳輸頻帶。

簡單來說，為了解決先前技術中，隨著各式通訊協定之開發，同一可攜式電子裝置中須包含多個天線的問題，無線通訊裝置20透過射頻開關電路220，切換使用天線模組210的無線通訊模組。也就是說，由於同一時間無線通訊模組200_1～200_N中僅有一個無線通訊模組在運作，透過射頻開關電路220，無線通訊模組200_1～200_N可共用同一天線模組210，以節省天線數量，進而降低可攜式電子裝置的製造成本。

此外，根據「通訊裝置及其主機板」申請案(中華民國專利申請號098134767)，射頻開關電路220較佳地可以印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)實現。如此一來，無線通訊模組200_1～200_N、射頻開關電路220及天線模組210可整合於同一印刷電路板上，如第2圖所示。如此一來，無線通訊裝置20的研製經費，尤其是驗證經費可大幅地降低。隨著技術的演進，例如4G的長期演進技術，無線通訊裝置的驗證費用暴增，整合於同一塊印刷電路板上的無線通訊裝置20可一次完成驗證，而毋需逐一驗證分別實現於不同印刷電路板上的無線通訊模組與天線。

當然，除了印刷電路板之外，射頻開關電路220亦可透過同軸電纜、可撓式印刷電路(Flexible Printed Circuit，FPC)電纜等媒介耦接至無線通訊模組及200_1～200_N與天線模組210。

更具體的說，天線模組210包含有一主要天線212及一輔助天線214，以符合長期演進技術、全球互通微波存取等通訊協定之雙天線需求。對應地，射頻開關電路220包含有一主要開關模組222及一輔助開關模組224，分別用來切換主要天線212及輔助天線214至無線通訊模組200_1～200_N之連接。舉例來說，請參考第3圖，第3圖為主要開關模組222及輔助開關模組224之示意圖。在第3圖中，N=3，無線通訊模組200_1～200_3分別為長期演進技術、全球互通微波存取與全球定位系統通訊模組。主要開關模組222包含有一解碼器300及開關302、304，而開關模組224包含有一解碼器310及開關312、314、316。解碼器300、310根據切換訊號SW之數位值y0、y1，分別產生閘極控制訊號x0、x1、x2、x3與閘極控制訊號x4、x5、x6、x7。開關302、304分別根據閘極控制訊號x0、x1，控制無線通訊模組200_1～200_2是否連接至主要天線212。相似地，開關312、314、316分別根據閘極控制訊號x4、x5、x6，控制無線通訊模組200_1～200_3是否連接至輔助天線214。解碼器300、310與開關302、304、312、314、316之解碼、切換操作係為本領域具通常知識者所熟知，在此不贅述。

須注意的是，除了印刷電路板，天線模組210中的天線亦可以陶瓷晶片或彎折金屬等方式實現，而不限於此。另外，隨著無線通訊需求的快速增加，各式各樣的可攜式電子裝置，例如筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)，皆有整合多種通訊協定功能的需求，而可應用本發明將不同的無線通訊功能整合在同一塊印刷電路板，進而降低產品的研發、驗證、製造成本。

在先前技術中，如欲於一可攜式電子裝置中實現多種通訊協定之功能，可攜式電子裝置須為每一種通訊協定配備專屬的天線，其佔據大量空間而不符合輕、薄、短、小之設計需求。相較之下，本發明透過射頻開關電路220，使得無線通訊模組200_1～200_N共用同一天線模組210，不但可節省天線數量，更可以將不同的協定的無線通訊模組整合於一塊印刷電路板中，進而達到縮小體積、降低研製成本，特別是無線通訊驗證成本的需求。

綜上所述，本發明透過射頻開關電路，使得不同的無線通訊模組共用同一個天線模組，以達到降低研製成本的目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、110、120‧‧‧天線

130、140、150‧‧‧無線通信模組

20‧‧‧無線通訊裝置

200_1~200_N‧‧‧無線通訊模組

210‧‧‧天線模組

212‧‧‧主要天線

214‧‧‧輔助天線

220‧‧‧射頻開關電路

222‧‧‧主要開關模組

224‧‧‧輔助開關模組

300、310‧‧‧解碼器

302、304、312、314、316‧‧‧開關

SW‧‧‧切換訊號

y0、y1‧‧‧數位值

x0、x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7‧‧‧閘極控制訊號

第1圖為先前技術一可攜式電子裝置中天線及對應無線通信模組之示意圖。

第2圖為本發明實施例一可攜式電子裝置之一無線通訊裝置之示意圖。

第3圖為第2圖之無線通訊裝置中一主要開關模組及一輔助開關模組之示意圖。

20．．．無線通訊裝置

200_1～200_N．．．無線通訊模組

210．．．天線模組

212．．．主要天線

214．．．輔助天線

220．．．射頻開關電路

222．．．主要開關模組

224．．．輔助開關模組

SW．．．切換訊號

Claims

一種無線通訊裝置，用於一可攜式電子裝置，該無線通訊裝置包含有：複數個無線通訊模組，用來根據複數個通訊協定，處理一無線訊號；一天線模組，用來收發該無線訊號；以及一射頻開關電路，耦接於該複數個無線通訊模組及該天線模組之間，用來根據一切換訊號，決定連接該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組至該天線模組；其中該天線模組之一傳輸頻帶及該射頻開關電路之一操作頻帶覆蓋該複數個無線通訊模組之複數個傳輸頻帶；其中，該複數個無線通訊模組、該射頻開關電路及該天線模組整合於同一印刷電路板上；其中，該天線模組包含有至少一天線，該至少一天線係以印刷電路板、陶瓷晶片或彎折金屬實現。
如請求項1所述之無線通訊裝置，其中該射頻開關電路係以一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)實現。
如請求項2所述之無線通訊裝置，其中該射頻開關電路係透過印刷電路板、同軸電纜、可撓式印刷電路(Flexible Printed Circuit，FPC)電纜耦接至該複數個無線通訊模組及該天線模組。
如請求項1所述之無線通訊裝置，其中該複數個無線通訊模組包含有一長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)通訊模組、一全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WIMAX)通訊模組及一全球定位系統(Global Positioning System，GPS)通訊模組。
如請求項1所述之無線通訊裝置，其中該天線模組包含有：一主要天線，耦接於該射頻開關電路；以及一輔助天線，耦接於該射頻開關電路。
如請求項5所述之無線通訊裝置，其中該射頻開關電路包含有：一主要開關模組，包含有：一第一解碼器，用來解碼該切換訊號，以產生複數個第一閘極控制訊號；以及複數個第一開關，該每一第一開關耦接於該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組、該第一解碼器及該主要天線，用來根據該複數個第一閘極控制訊號之一第一閘極控制訊號，控制該無線通訊模組至該主要天線之電連接；以及一輔助開關模組，包含有：一第二解碼器，用來解碼該切換訊號，以產生複數個第二閘極控制訊號；以及複數個第二開關，該每一第二開關耦接於該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組、該第二解碼器及該輔助天線，用來根據該複數個第二閘極控制訊號之一第二閘極控制訊號，控制該無線通訊模組至該輔助天線之電連接。
一種可攜式電子裝置，包含有：一系統電路，用來實現該可攜式電子裝置之功能；以及一種無線通訊裝置，用於一可攜式電子裝置，該無線通訊裝置包含有：複數個無線通訊模組，用來根據複數個通訊協定，處理一無線訊號；一天線模組，用來收發該無線訊號；以及一射頻開關電路，耦接於該複數個無線通訊模組及該天線模組之間，用來根據一切換訊號，決定連接該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組至該天線模組；其中該天線模組之一傳輸頻帶及該射頻開關電路之一操作頻帶覆蓋該複數個無線通訊模組之複數個傳輸頻帶；其中，該複數個無線通訊模組、該射頻開關電路及該天線模組整合於同一印刷電路板上；其中，該天線模組包含有至少一天線，該至少一天線係以印刷電路板、陶瓷晶片或彎折金屬實現。
如請求項7所述之可攜式電子裝置，其中該射頻開關電路係以一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)實現。
如請求項8所述之可攜式電子裝置，其中該射頻開關電路係透過印刷電路板、同軸電纜、可撓式印刷電路(Flexible Printed Circuit，FPC)電纜耦接至該複數個無線通訊模組及該天線模組。
如請求項7所述之可攜式電子裝置，其中該複數個無線通訊模組包含有一長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)通訊模組、一全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WIMAX)通訊模組及一全球定位系統(Global Positioning System，GPS)通訊模組。
如請求項7所述之可攜式電子裝置，其中該天線模組包含有：一主要天線，耦接於該射頻開關電路；以及一輔助天線，耦接於該射頻開關電路。
如請求項11所述之可攜式電子裝置，其中該射頻開關電路包含有：一主要開關模組，包含有：一第一解碼器，用來解碼該切換訊號，以產生複數個第一閘極控制訊號；以及複數個第一開關，該每一第一開關耦接於該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組、該第一解碼器及該主要天線，用來根據該複數個第一閘極控制訊號之一第一閘極控制訊號，控制該無線通訊模組至該主要天線之電連接；以及一輔助開關模組，包含有：一第二解碼器，用來解碼該切換訊號，以產生複數個第二閘極控制訊號；以及複數個第二開關，該每一第二開關耦接於該複數個無線通訊模組之一無線通訊模組、該第二解碼器及該輔助天線，用來根據該複數個第二閘極控制訊號之一第二閘極控制訊號，控制該無線通訊模組至該輔助天線之電連接。