TWM451753U - 無線傳輸電路結構 - Google Patents

Description

無線傳輸電路結構

本創作係關於一種無線傳輸電路結構，特別是關於一種射頻訊號傳輸的無線傳輸電路結構。

近年來無線傳輸的技術相當受重視，由於不須傳輸線的連接，可使資料傳輸系統簡潔且具有效率，因此，如遙控系統、電腦資料傳輸或通訊設備，皆有其身影。

無線傳輸的技術較為常見的方式有光無線傳輸或是射頻無線傳輸等方式，而其特性不盡相同。光線如紅外線較具有指向性，傳輸時發射器與接收器需要對準，因此較適用於空間受限制的場合；相對的，射頻訊號的傳輸方式如同水波的傳遞，是以一方向呈圓弧擴散的方式行進，可使訊號接收/發送的範圍較廣，因此較不受空間的限制，傳輸時發射器與接收器不需要對準。然而，卻也是因射頻訊號傳輸的特性，使得此無線傳輸方式較易受干擾，因此，如何降低射頻訊號無線傳輸方式的干擾，成為業界競相發展的課題。

射頻訊號無線傳輸的方式常用於電子通訊系統中，如門禁系統、門票系統、悠遊卡、交通運輸管制等等。由於目前眾多通訊系統皆使用此傳輸方式作為資料訊息的傳輸，因此若能開發出一種訊號接收及發送共用的電路，且可以適用於多種射頻訊號無線傳輸的產品，將使該類產品更具有節省成本的優勢。

另外，由於電子產品小型化的設計需求，使得射頻訊號無線傳輸電路的積體電路(Integrated Circuit,IC)化日趨重要，IC化不但可減少電子產品的體積，且可提高電路製作的良率，最重要的是由於封裝技術的發展，使得電路更加具有抗雜訊的能力。

本創作之目的在於提供一種無線傳輸電路結構，不僅具有射頻訊號發射與接收選擇的功能，並且以系統級封裝(SIP)方法製造，因此可達到抗雜訊干擾、降低功耗、體積小型化、節省系統成本、強化資料安全性、保護Knowhow與提高良率的優點。

為達到上述的創作目的，依據本創作之一較佳實施例的無線傳輸電路結構，其包含：一天線，用以發射或接收射頻訊號；一匹配電路，用以提高該天線10發射或接收射頻訊號的效率，以及有效濾除高頻諧波；一訊號傳送/接收切換開關，用以決定其中之一通道以發射或接收該射頻訊號；一功率放大器，當該無線傳輸電路結構作為發射器時，用於提高其發射射頻訊號的功率；一傳送接收器，用以傳送或接收一射頻訊號，用於將該無線傳輸電路結構產生之數位訊號轉換成一射頻訊號以進行發射或是將該無線傳輸電路結構接收到之射頻訊號轉換成一數位訊號以進行處理；一加解密單元，對上述數位訊號及/或射頻訊號提供加/解密處理；一中央控制單元，選擇性控制該無線傳電路結構發射或接收該射頻訊號。當該無線傳輸電路結構用於發射該射頻訊號時，該中央控制單元開啟與一訊號產生單元的電性連接；反之，當該無線傳輸電路結構用於接收該射頻訊號時，該中央控制單元開啟與一卡片存取單元的電性連接，且該卡片存取單元用於以接觸或非接觸方式儲存及/或讀取一外部卡片的數位資料，並且該中央控制單元將該讀取及/或儲存的數位資料與該接收到的射頻訊號作比對與運算，其中該外部卡片包含：一控制晶片，具有運算邏輯及記憶體；一感 應天線，用以發射或接收由該卡片存取單元讀取及/或儲存的上述數位資料。

依據本創作之無線傳輸電路結構之中央控制單元進一步具有複數個外接接腳，以作為通用型輸入/輸出接腳(General Purpose Input/Output,GPIO)，包含：微串列通訊排線接腳(Micro Universal Serial BUS,USB)、蜂鳴器接腳、發光二極體指示燈接腳(LED)、按鍵腳位以及程式偵錯接腳。

依據本創作之無線傳輸電路結構，是以系統級封裝體(System In Package,SIP)型式封裝，製作成積體電路。

如上所述，該無線傳輸電路結構不僅具有射頻訊號發射與接收雙向功能，由於IC化的封裝亦可達到抗干擾與小型化的目的，對於產品的設計具有節省成本與提高良率的優點。

以下結合附圖對本創作的技術方案進行詳細說明。在此需注意的是，不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。

請參考第1圖所示，第1圖為依據本創作的實施例之無線傳輸電路結構的示意圖，其包括：天線10、匹配電路15、訊號傳送/接收切換開關20、功率放大器25、加解密單元32、中央控制單元35以及卡片存取單元40。

該天線10，用以針對另一對應的無線傳輸電路結構1’(見第2圖)發射或接收一射頻訊號，其中該兩對應無線傳輸電路結構1及1’的組成相同但設定不同，例如可以將該無線傳輸電路結構1設定成一種無線傳輸接收器，但是將該另一無線傳輸電路結構1’設定成一種無線傳輸發射器，或者兩者設定相反，使其之間作單 向或雙向傳送該射頻訊號。

該匹配電路15，用以提高該天線10發射或接收射頻訊號的效率，以及具有降低高頻諧波的效果。一般來說，中高功率的射頻發射電路須有適當的匹配電路才能夠提高發射電路的效率，且因匹配電路與天線的阻抗匹配可有效阻隔或濾除高頻的諧波雜訊，使高頻諧波雜訊的產生降至最低。

該一對二的訊號傳送/接收切換開關20，用以決定發射或接收該射頻訊號之兩個通道的其中之一。由於此無線傳輸電路結構1為一兼具發射與接收功能的電路，使用時必須先行設定此無線傳輸電路結構1的用途是作為發射或接收該射頻訊號之用，其中包括透過該中央控制單元35控制此訊號傳送/接收切換開關20的通道切換。

該功率放大器25，電性連接於其中一發射通道上，係當該無線傳輸電路結構1發射該射頻訊號時，用於提高發射該射頻訊號的頻率或功率，，以增加訊號的傳送距離。在一特定的實施例中，所述的一傳送距離可為1至50公尺之間，若功率放大器25的功率越大，將使訊號的傳送距離越遠。因為本創作之該無線傳輸電路結構1係為訊號發射與接收共用電路，所以只有發射通道設置該功率放大器25，另一接收通道雖然沒有設置此功率放大器，使其接收的射頻訊號會相當微弱，但其後端只要連接一訊號放大電路，將接收到的微弱射頻訊號的波幅放大，以利後級電路的處理即可，並不須要作功率的提昇。

該傳送接收器(Transceiver)30，電性連接該訊號傳送/接收切換開關20的兩個接收及發射通道上，用以傳送或接收該射頻訊號，即將該無線傳輸電路結構1產生的數位訊號轉換成該射頻訊號以經由該發射通道進行發送，或是將經由該接收通道接 收到的射頻訊號轉換成一數位訊號以進行處理。

該加解密單元32，如一種加解密處理器(Cipher processor)晶片，可對無線通訊傳輸系統提供各種密碼體制，進而對上述數位訊號及/或射頻訊號提供加解密處理，以符合市場上的各種應用需求，並強化資料傳輸的安全強度。

該中央控制單元35，用以選擇該無線傳輸電路結構1對第2圖所示之另一無線傳輸電路結構1’發射或接收上述射頻訊號。

當利用該中央控制單元35設定該無線傳輸電路結構1作為一種無線傳輸接收器，以接收第2圖之另一無線傳輸電路結構1’傳來的射頻訊號時，該無線傳輸電路結構1之中央控制單元35除了會發出一控制訊號75切換該訊號傳送/接收切換開關20接到該接收通道之外，還會開啟與一卡片存取單元40的電性連接。於本實施例中，該卡片存取單元40係一同封裝於該無線傳輸電路結構1內，但於其他實施例中，該卡片存取單元40也可以是一種設於該無線傳輸電路結構1之外的外附元件。由於該卡片存取單元40是用於儲存及/或讀取一外部卡片85的數位資料，因此該中央控制單元35會進一步將該讀取及/或儲存的數位資料與其收到的已數位化之射頻訊號作比對及/或運算，其中該外部卡片85包含：一控制晶片80，具有運算邏輯及記憶體，分別用於運算或儲存該數位資料，以及一感應天線10’，用以發射或接收由該卡片存取單元40對該外部卡片85讀取及/或儲存的上述數位資料。

反之，當利用該中央控制單元35設定該無線傳輸電路結構1作為一種無線傳輸發射器以對外發射該射頻訊號時，該中央控制單元35除了會發出不同準位之控制訊號75切換該訊號傳送/接收切換開關20接到發射通道以串聯該功率放大器25外，並關閉與 該卡片存取單元40的電性連接，且開啟該中央控制單元35的一輸入通道70以電性連接至該結構1外部的一訊號產生單元(未顯示)，進而使該輸入通道70接收到的訊號經由中央控制單元35及該傳送接收器30的處理，再由該發射通道的放大器25放大，最後從天線10發射出射頻訊號給第2圖所示之另一無線傳輸電路結構1’。

於本實施例中，該卡片存取單元40與卡片85之間的資料傳輸方式可以利用直接接觸方式如卡片插槽的結合，亦可使用非接觸方式如射頻辨識或電磁感應作為資料的傳輸。於實際應用上，該卡片存取單元40運用之處相當多，例如：門票自動讀取系統、悠遊卡、交通運輸管制等無線射頻辨識系統(Radio Frequency Identification,RFID)。

此外，依據本創作之無線傳輸電路結構1之中央控制單元35進一步具有複數個接腳以外接其他附加裝置，這等接腳主要為通用型輸入/輸出(GPIO)，其包含：微USB接腳65，用以連接一具有串列通訊埠匯流排的外部裝置，控制程式可從此接腳燒錄於中央控制單元或者程式的刪除與修改；蜂鳴器接腳60，可用以連接一蜂鳴器作為指令動作完成的聲音之告知；LED指示燈接腳55，用以連接LED指示燈作為指令動作完成或是電源開關的指示；按鍵接腳50，用以連接一按鍵，作為機械型式或電子型式之按鍵功能的擴充；以及程式偵錯接腳45，用以對中央控制單元35中的程式進行偵錯與修改。

由於本創作之無線傳輸電路結構1係以系統級封裝體(SIP)型式封裝以製成積體電路(IC)，不僅可以縮小體積，運用於大小不等的電子裝置，且可因封裝技術的特性，可降低功耗、容易自動化大量生產並提高產品良率。另一方面，電路結構的IC化，可使得 該無線傳輸電路1具有良好的屏蔽以隔絕雜訊侵入以及抗電磁波雜訊的能力。

本創作之無線傳輸電路結構1的另一優點在於：同一型的無線傳輸電路結構1可依用途選擇性設定為發射器或是接收器，而無需購置不同組成元件的發射器或接收器來徒增成本。因為眾所週知，積體電路的製作，需要運用相當多的模具與先進的自動化設備，其製作費用相當昂貴，若沒有一定的使用數量，將相當不經濟。然而本創作的實施例，其發射以及接收器電路製作於相同的一顆IC上，將可有效的節省模具費用與簡化所使用的製造設備，使其製作費用大為降低，非常具有經濟效益。

上述實施例僅是為了讓本領域技術人員理解本創作而提供的最優選的實施模式。本創作並不僅限於上述具體實施方式。任何本領域技術人員所易於思及的改進均在本創作的構思之內。

1,1’‧‧‧無線傳輸電路結構

10‧‧‧天線

10'‧‧‧感應天線

15‧‧‧匹配電路

20‧‧‧訊號傳送/接收切換開關

25‧‧‧功率放大器

30‧‧‧傳送接收器

32‧‧‧加解密單元

35‧‧‧中央控制單元

40‧‧‧卡片存取單元

45‧‧‧程式偵錯接腳

50‧‧‧按鍵接腳

55‧‧‧LED指示燈接腳

60‧‧‧蜂鳴器接腳

65‧‧‧USB接腳

70‧‧‧輸入接腳

75‧‧‧控制訊號接腳

80‧‧‧晶片

85‧‧‧卡片

第1圖係繪示依據本創作的實施例之無線傳輸電路結構的示意圖。

第2圖係繪示依據本創作之無線傳輸電路結構與另一無線傳輸電路結構之間傳送訊號的示意圖。

1‧‧‧無線傳輸電路結構

10‧‧‧天線

10'‧‧‧感應天線

15‧‧‧匹配電路

20‧‧‧訊號傳送/接收切換開關

25‧‧‧功率放大器

30‧‧‧傳送接收器

32‧‧‧加解密單元

35‧‧‧中央控制單元

40‧‧‧卡片存取單元

45‧‧‧程式偵錯接腳

50‧‧‧按鍵接腳

55‧‧‧LED指示燈接腳

60‧‧‧蜂鳴器接腳

65‧‧‧USB接腳

70‧‧‧輸入接腳

75‧‧‧控制訊號接腳

80‧‧‧晶片

85‧‧‧卡片

Claims (9)

1. 一種無線傳輸電路結構，用於射頻訊號的傳輸，包括：天線，用以發射及接收射頻訊號；匹配電路，用以提高前述天線發射或接收該射頻訊號之效率，並濾除高頻諧波；訊號傳送/接收切換開關，用以決定決定其中之一通道以發射或接收該射頻訊號；傳送接收器，電性連接上述決定之通道，用以將該無線傳輸電路結構產生之數位訊號轉換成射頻訊號後傳送或接收射頻訊號並將其轉換成數位訊號；加解密單元，對上述數位訊號及/或射頻訊號提供加/解密處理；以及中央控制單元，可選擇性的控制該無線傳輸電路結構作為一無線傳輸接收器以接收該射頻訊號，或者作為一無線傳輸發射器以以對外發射該射頻訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸電路結構，其中該中央控制單元具有複數個接腳，為一種通用型輸入/輸出接腳，其包含：微串列通訊排線接腳、蜂鳴器接腳、發光二極體指示燈接腳、按鍵接腳以及程式偵錯接腳。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸電路結構，更包含一卡片存取單元，係當該中央控制單元控制該無線傳輸電路結構作為無線傳輸接收器以接收該射頻訊號時，該中央控制單元開啟與該卡片存取單元之電性連接，使該卡片存取單元存取一外部卡片的數位資料，之後經由該中央控制單元將存取到的數位資料與其收到的數位化之射頻訊號作比對及/或運算。
4. 如申請專利範圍第3項所述之無線傳輸電路結構，其中該卡片存取單元與卡片之間的資料存取，係經由接觸或非接觸式傳輸。
5. 如申請專利範圍第3項所述之無線傳輸電路結構，其中該卡片包含：控制晶片，具有運算邏輯及記憶體，以分別用於運算或儲存該數位資料；以及感應天線，用以發射或接收由該卡片存取單元對該卡片存取的數位資料。
6. 如申請專利範圍第3項所述之無線傳輸電路結構，其中當該中央控制單元控制該無線傳輸電路結構作為無線傳輸發射器以發射該射頻訊號時，該中央控制單元關閉與該卡片存取單元之電性連接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之無線傳輸電路結構，其中當該中央控制單元控制該無線傳輸電路結構作為無線傳輸發射器以發射該射頻訊號時，該中央控制單元開啟與一位於該無線傳輸電路結構之外的訊號產生單元的電性連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸電路結構，進一步包含功率放大器，設置於該訊號傳送/接收切換開關之一訊號發射的通道上，以提高射頻訊號的發射功率。
9. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸電路結構，係以系統級封裝體型式(SiP)封裝以製成積體電路(IC)。