CN108605015B - 具有可拆卸蜂窝组的路由器 - Google Patents

Abstract

一种路由器包括印刷电路板，封装印刷电路板的外壳，外壳具有形成在其中的凹槽，以及包含被配置为被容纳在凹槽内并电连接到印刷电路板的蜂窝模块的可拆卸蜂窝组。

Description

具有可拆卸蜂窝组的路由器

技术领域

本发明涉及路由器，具体地涉及一种具有可拆卸蜂窝组的无线路由器。

背景技术

无线路由器是一种执行路由器的功能并且还包括无线接入点的功能的设备。它用于提供对互联网或私人计算机网络的访问。它可以在有线局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)或混合有线/无线网络中运行。特别地，无线路由器提供了一种便捷的方式，其可以将少量的有线和任意数量的无线设备相互连接以访问互联网以及文件共享和打印。

现有的无线路由器通常允许连接到有线和移动宽带网络。这种路由器可以通过互联网服务提供商或通过移动宽带连接(例如通过3G、4G、LTE或类似的蜂窝网络)访问互联网。

与上述相关，现有的无线路由器通常包括嵌入式蜂窝模块，其允许在存在蜂窝服务的任何位置访问移动宽带网络，当通过互联网服务提供商连接到互联网的有线或无线连接不可用的时候，这是可取的。蜂窝模块通常使用连接器连接到路由器的印刷电路板(PCB)。为了建立天线连接，使用u.FL连接器将有线手动地连接在路由器的蜂窝模块和PCB之间，尽管本领域中已知的其他连接方式例如焊接等也已被使用。然而，容易理解的是，u.FL连接器非常灵敏，使得天线连接特别困难。路由器外壳用于封装PCB和蜂窝模块。

为了激活到移动宽带网络的蜂窝连接，用户通常可以插入包含用户的识别信息和账户信息的通用集成电路卡(也被更普遍地称为SIM卡)或其他类似格式的卡到外壳的插槽中。可选地，但不太常见，用户的识别和账户信息可以存储在蜂窝模块自身内。无论哪种情况，现有的无线路由器都不允许简单的消费者配置或定制。例如，如果消费者希望重新配置路由器以允许通过不同的宽带网络进行通信，则必须安装不同的蜂窝模块和SIM卡。这需要超过一般消费者可能拥有的相当多的技能。特别地，为了更换不同的蜂窝模块，必须打开外壳，移除现有的蜂窝模块并安装新的蜂窝模块。如上所述，这要求消费者将蜂窝模块安装到PCB上并手动地建立蜂窝模块和路由器的PCB上的天线端子连接器之间的有线连接，这是相当费力且技术密集型的过程。

鉴于以上所述，需要一种具有可拆卸蜂窝组的无线路由器，其使得消费者能够容易且快速地将该路由器配置为与任何高速移动宽带网络一起使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线路由器。

本发明的另一个目的是提供一种无线路由器，其可以容易地定制以实现与任何高速移动宽带网络的连接。

本发明的另一个目的是提供一种具有可拆卸蜂窝组的无线路由器。

本发明的另一个目的是提供一种提供内部和外部天线之间的自动切换的无线路由器。

这些和其他目的通过本发明来实现。

根据本发明的实施例，提供了一种路由器。该路由器包括印刷电路板，封装印刷电路板的外壳，外壳具有形成在其中的凹槽，以及可拆卸蜂窝组，该可拆卸蜂窝组包含被配置为容纳在凹槽内并电连接到印刷电路板的蜂窝模块。

根据本发明的另一实施例，提供了一种路由器。该路由器包括印刷电路板，封装印刷电路板的外壳，外壳具有形成在其中的凹槽，连接到印刷电路板并延伸到凹槽中的多个弹簧承载的RF连接器以及连接到与弹簧承载的RF连接器相邻的印刷电路板并延伸到凹槽中的固定夹。多个弹簧承载的RF连接器被配置为建立与容纳在凹槽内的蜂窝模块的电连接。固定夹被配置为选择性地将蜂窝模块固定在凹槽内。

根据本发明的又一实施例，提供了一种与无线路由器一起使用的蜂窝组。蜂窝组包括具有倾斜的前表面的外壳，形成在外壳的底部的一对相对的定位孔，形成在外壳的一侧的至少一个槽以及包含在外壳内的蜂窝模块。蜂窝模块的终端对立于倾斜的前表面从外壳伸出。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明，其中：

图1是根据本发明实施例的无线路由器的透视图；

图2是图1的无线路由器的透视仰视图；

图3是图1的无线路由器的放大透视仰视图；

图4是图1的无线路由器的印刷电路板的透视图；

图5是图1的无线路由器的印刷电路板的放大透视侧视图；

图6是与图1的无线路由器一起使用的可拆卸蜂窝组的透视俯视图；

图7是图6的可拆卸蜂窝组的透视仰视图；

图8是图1的无线路由器的透视仰视图，示出了可拆卸蜂窝组的插入；

图9是可拆卸蜂窝组的侧面正视图，示出了蜂窝组插入无线路由器；

图10是图1的无线路由器的透视仰视图，示出了已安装的可拆卸蜂窝组；

图11是安装在无线路由器中的可拆卸蜂窝组的侧面正视图；

图12是图1的无线路由器的仰视平面图，与安装的可拆卸蜂窝组一起示出；

图13是无线路由器的印刷电路板的透视图，示出了安装在其上的可拆卸蜂窝组；

图14是配置为与图1的无线路由器一起使用的外部天线电缆的终端的透视图。

具体实施方式

参考图1和图2，示出了根据本发明实施例的无线路由器10。如本领域已知的，无线路由器10通常可以是本领域中已知的类型并且被配置为执行路由器和/或无线接入点的功能。例如，路由器10通过例如Wi-Fi和以太网向诸如计算机和笔记本电脑之类的多个本地联网设备提供有线和无线连接。此外，诸如移动电话、智能电话或平板电脑的移动设备可以连接到路由器10。为了与局域网外部的网络实体进行通信，路由器10可以使用本领域已知的DSL连接或其它连接与ISP网络连接。另外，如下面详细讨论的，在ISP网络不可用的地方，路由器10可以利用包含在外壳内的蜂窝模块与移动宽带网络连接。

例如，无线路由器10可以在商业的或专有的广域网(WAN)和TCP/IP兼容端口或端口或其他专用I/O设施之间形成桥梁。通常，蜂窝无线路由器包括CPU、至少一个蜂窝收发器、以太网PHY以及用于外部蜂窝天线的集成的蜂窝天线或连接设施。路由器和相关的/支持的外围设备之间的连接可以通过金属电路、光纤、光学广播或无线方法完成。

与上述有关地，路由器10可以具有从外壳12的背面可访问的多个端口，其提供本领域中公知的各种特性和功能。例如，如图2所示，路由器10可以包括用于将电源连接到路由器10的电源端口14、USB端口16、多个LAN端口18和WAN端口20。另外，如在下文中详细讨论的，路由器10可以包括用于连接外部蜂窝天线的一对端子22。

如图2、图3和图4中最能说明的，路由器10的外壳12在其底部形成有大致为矩形的凹槽或空腔24。现有技术中已知类型的多个弹簧承载或压缩RF同轴连接器26电耦合到外壳12内的印刷电路板(PCB)28并穿过外壳12的底部延伸进入凹槽24中。如其中所示，连接器26排列成一排。另外，固定夹30被固定到PCB28并且穿过外壳12的底部延伸进入凹槽24中。如下文所讨论的，RF连接器26和固定夹30被配置为便于将蜂窝模块安全且容易地连接到PCB28。图4示出了在PCB 28上的弹簧承载的RF连接器26和固定夹30，其中外壳12未示出。在优选实施例中，存在三个RF连接器26(一个用于GPS天线连接，两个用于蜂窝天线连接)，尽管可以使用更多或更少的RF连接器而不脱离本发明的更广泛方面。如图5所示，PCB 28还包括用于将外部蜂窝天线连接到路由器10的一对端子22。端子22通过PCB 28中的迹线(未示出)电连接到RF连接器26。可选地，端子22可以经由一个或多个同轴线缆电连接到RF连接器26。

如图4所示，固定夹30可以通过本领域已知的方式例如通过焊接或锻接固定地附接到与弹簧承载的RF连接器26相邻的PCB28，但是本领域中已知的其它附接装置例如紧固件或螺钉也可以被利用。固定夹30优选地由相对较薄的冲压件、弯曲金属或其他的能提供一定程度上的灵活性的弹性材料形成。固定夹30包括大致为平面的基部32，其在PCB28上方被升高一定距离并且沿基本平行于PCB28定向；弯曲的第二部分34，其从基部32延伸、大致远离弹簧承载的RF连接器，从第二部分34延伸至大致位于弹簧承载的RF连接器26上的一个点的倾斜的第三部分36以及从倾斜的第三部分36大致向上延伸并且远离RF连接器26的凸耳38。固定夹还可以包括一对相对的定位突起39，其在弹簧承载的RF连接器26的相对侧上的PCB 28向上延伸，其目的将在下文中讨论。

现在参考图6和图7，示出了配置为与路由器10一起使用的可拆卸蜂窝组40。蜂窝组40包括封装蜂窝模块44的大致矩形的外壳42。蜂窝模块44可以是本领域已知的任何类型，并且被配置为在存在蜂窝服务的位置提供对移动宽带网络的接入。蜂窝模块可以基于任何互连标准，例如，小型PCI Express模块(mPCIe)。如图所示，蜂窝模块44具有多个电端子46，该多个电端子46穿过外壳42中的槽延伸并且被配置为由PCB28中的对应端口48容纳。端口48优选地配置为具有与蜂窝模块相同的互连标准。最好如图7所示，多个孔49形成在与端子46相对的外壳42的底部。这些孔49被配置为通过其容纳PCB 28的弹簧承载的RF连接器26，由此以便建立与蜂窝模块44的底部的连接，并因此建立如下文所讨论的天线连接。为了说明的目的，图7示出了与蜂窝模块40相关的RF连接器26和固定夹30，即使这些部件实际上形成了PCB28的一部分。在一个可选的实施例中，弹簧承载的RF连接器26可以与蜂窝组40而不是PCB 28集成。

也如图6和图7所示，蜂窝组40的外壳42在与从外壳42延伸的蜂窝模块端子46相对的端部处具有倾斜的表面47。如下文所讨论的，外壳42的底部还形成有一对相对的定位孔45，该一对相对的定位孔45被配置为容纳固定夹30的定位突起39。

如图6和图7进一步所示，正如本领域所知，蜂窝组40还包括形成在其一侧的一对插槽50、52，用于接收SIM卡54、56或者其他类似的包含用户识别信息和账户信息的装置。可选地，用户和账户信息可以存储在蜂窝模块44自身中。在利用SIM卡的情况下，卡54、56被配置为与蜂窝模块44电连接以实现到特定载波的蜂窝网络的连接。尽管示出了两个插槽50，52用于接收一对SIM卡，但是蜂窝组40可以配置有多于或少于两个槽，而不脱离本发明的更广泛的方面。

重要地，蜂窝组40将蜂窝模块44和SIM卡54、56集成为单个单元，其可以快速且容易地从路由器10安装和移除，如图8-13所示。重要地，SIM卡(更准确地说，通用集成电路卡)直接与限定蜂窝模块44的核心的电路板连接。更具体地，SIMS卡被配置为直接与形成在蜂窝模块44背面上的连接器匹配。这与其中SIM卡通常与路由器10的PCB 28(并通过连接器与蜂窝模块间接连接)连接的现有设备相反。

路由器10还配置有内部或外部控制特性以允许选择要被激活的SIM卡(在使用两个SIM卡的情况下)。在优选实施例中，蜂窝组40本身包含配置为控制哪个SIM卡将被激活(内部控制)的控制模块或处理器。可选地，控制模块可以与蜂窝组40外部(外部控制)的路由器10的PCB集成。

如图8和图9所示，为了将蜂窝组40插入路由器10中，通过呈一定角度使蜂窝组40落入凹槽24中以使蜂窝模块44的电端子46首先被插入端口48(端口48从PCB 28延伸到路由器外壳12的凹槽24中)。如图10和11所示，蜂窝组40的前端然后被向下推。当蜂窝组40被向下推时，蜂窝组的底部、前边缘接触固定夹30的凸耳38，沿箭头A的方向(图9中所示)向外偏压凸耳38直到外壳42的前缘越过凸耳38。一旦外壳42越过凸耳38，夹子30就回到其原始位置，如图11所示。在该位置，蜂窝组40的倾斜的表面47位于固定夹30的倾斜部分36下方，如图7和11所示。同时，固定夹30的定位突起39被容纳在蜂窝组40的外壳42的对应的定位孔45中，这用于将蜂窝模块44的天线触点与PCB 28上的弹簧承载的RF连接器26对齐。

重要地，夹子30的倾斜部分36与蜂窝组40的外壳42的倾斜表面47的衔接以及将夹子30的定位突起39容纳在外壳42的相应的定位孔45内确保蜂窝组40被牢固且可靠地保持在路由器外壳12中的凹槽24内。此外，这些定位和固定特性确保了蜂窝模块44与PCB 28上的RF连接器26之间的天线连接基本上是垂直的并且是可靠和安全的，这对于最佳性能是关键的。图10、12和13示出处于路由器外壳12中的凹槽24内的安装位置中的蜂窝组40(图13示出了省略的外壳12的安装位置)。

与上述相关，当消费者希望更换蜂窝组40以便连接到不可能与现有蜂窝组一起使用的不同宽带网络时，或者替换有缺陷的蜂窝模块时，通过抓住固定夹30的凸耳38并将其向外推，然后将蜂窝组从凹槽24中提出，现有蜂窝组可容易地被移除。然后可以以上面讨论的方式，具有包含在其中的新的/不同的蜂窝模块的新的蜂窝组可以快速且容易地被安装。如将容易理解的，本发明的蜂窝组允许消费者在无线路由器内容易和快速地安装或更换蜂窝模块，而不需要现有设备所需要的蜂窝模块和PCB之间的任何焊接或其他灵敏的RF天线连接。相反，通过本发明，所需的天线连接仅通过将蜂窝组40推入路由器外壳12中的凹槽24中建立。在消费者希望使用具有不同蜂窝载体的路由器10的情况下，现有的蜂窝组可以容易地被移除，不同的SIM卡安装在外壳的插槽中，并且蜂窝组再次被插入到凹槽24中。正如将容易理解的，蜂窝模块和SIM卡集成到可以快速且容易地移除和安装的单个外壳内允许具有各种蜂窝提供商的路由器的消费者配置。

现在参考图5和14，本发明的路由器10提供到外部天线的新型连接，与现有设备相比提供许多独特的优点。如上所述，路由器10具有一对从路由器10背面可访问的用于连接外部蜂窝天线的端子22。端子22通过PCB 28中的迹线(未示出)电连接到RF连接器26，并因此电连接到蜂窝模块40。如图5所示，路由器10还包括具有安装在PCB 28上的磁性传感器的磁性天线开关60，其在连接时提供蜂窝模块与路由器内部天线或外部天线之间的选择性电连接。磁性开关60被配置为检测何时外部天线被连接到路由器并且当外部天线被连接时自动从内部天线切换到外部天线。尽管这里示出了磁性开关，但是可以使用本领域中已知的其他类型的开关，诸如机械开关。

与上述相关，具体参考图14，在一个实施例中，示出了具有磁性连接器62的外部天线。磁性连接器62可以包括一对RF端子64，该一对RF端子64被配置为与路由器10的背面上的端子22匹配并且包括覆盖模制磁体(未示出)。当连接器62与路由器的外部天线端子22对齐时，连接器62内的磁体激活磁性开关60，引起从内部天线到现在连接的外部天线的自动切换，而没有带宽的大量损失。

重要地，包含在路由器10内的外部天线连接方案不需要在本领域迄今为止是标准的两个单独的RF同轴连接器。因此，当连接外部天线和手动切换到外部天线时带宽损失的问题可能会被消除或最小化。

尽管已经参考其详细实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以做出各种改变并且可以用等同物替换其元件，而不脱离本发明的范围。另外，可以进行修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导而不脱离其基本范围。因此，意图是本发明不限于在以上详细描述中公开的特定实施例，而是本发明将包括落入本公开的范围内的所有实施例。

Claims (15)

1.一种路由器，包括：

印刷电路板；

用于封装所述印刷电路板的外壳，所述外壳中形成有凹槽；

包含蜂窝模块的可拆卸蜂窝组，所述蜂窝模块配置为被容纳在所述凹槽内并且电连接到所述印刷电路板；

多个弹簧承载的RF连接器，所述多个弹簧承载的RF连接器连接到所述印刷电路板并且延伸到所述凹槽中，所述多个弹簧承载的RF连接器被配置为建立与蜂窝模块上的天线端子的电连接；

固定夹，所述固定夹连接到与所述弹簧承载的RF连接器相邻的所述印刷电路板并且延伸到所述凹槽中，所述固定夹被配置为选择性地将所述蜂窝组固定在所述凹槽内；

从路由器的外壳伸出的一对RF天线端子，所述一对RF天线端子经由印刷电路板中的迹线和同轴线缆之一电连接到所述弹簧承载的RF连接器；以及

与所述一对RF天线端子相关联的开关，所述开关被配置为当外部天线经由所述一对RF天线端子连接到所述路由器时从内部天线自动地切换到外部天线。

2.根据权利要求1所述的路由器，其中：

所述蜂窝组包括具有与所述固定夹衔接的倾斜的前表面的、大致为矩形的外壳，一对相对的定位孔形成在所述外壳的底部，以及至少一个插槽形成在所述外壳的一侧；

其中所述蜂窝模块包含在所述外壳内，并且所述蜂窝模块包括对立于所述倾斜的前表面、从所述蜂窝组的外壳伸出的多个端子。

3.根据权利要求2所述的路由器，其中：

所述固定夹包括一对相对的定位突起，所述一对相对的定位突起在所述弹簧承载的RF连接器的相对侧从印刷电路板向上延伸并进入所述凹槽中；

其中所述相对的定位突起配置为被容纳在所述蜂窝组底部的对应的定位孔中。

4.根据权利要求3所述的路由器，其中：

所述固定夹包括基部，从所述基部延伸到大致远离所述弹簧承载的RF连接器的弯曲的第二部分，从所述第二部分延伸到大致位于弹簧承载的RF连接器上方的点的倾斜的第三部分，以及从所述倾斜的第三部分大致向上延伸并且远离弹簧承载的RF连接器的凸耳；以及

其中所述倾斜的第三部分配置为与所述蜂窝组的外壳上对应的倾斜部分匹配，以将所述蜂窝组固定在所述凹槽内。

5.根据权利要求1所述的路由器，其中：

所述开关是磁激活开关。

6.根据权利要求1所述的路由器，其中：

所述多个弹簧承载的RF连接器是三个弹簧承载的RF连接器。

7.一种路由器，包括：

印刷电路板；

用于封装所述印刷电路板的外壳，所述外壳具有形成在其中的凹槽；

连接到所述印刷电路板并且延伸到所述凹槽中的多个弹簧承载的RF连接器，所述多个弹簧承载的RF连接器被配置为建立与容纳在所述凹槽内的蜂窝模块的电连接；

固定夹，所述固定夹连接到与所述弹簧承载的RF连接器相邻的所述印刷电路板并且延伸到所述凹槽中，所述固定夹被配置为选择性地将所述蜂窝模块固定在所述凹槽内；

从外壳伸出的一对RF天线端子，所述一对RF天线端子经由所述印刷电路板中的迹线电连接到所述弹簧承载的RF连接器；

与所述一对RF天线端子相关联的开关，所述开关被配置为当外部天线经由所述一对RF天线端子连接到所述路由器时从内部天线自动地切换到外部天线。

8.根据权利要求7所述的路由器，其中：

所述固定夹包括一对相对的定位突起，所述一对相对的定位突起在所述弹簧承载的RF连接器的相对侧从所述印刷电路板延伸并进入所述凹槽中；

其中所述相对的定位突起配置为被容纳在包含所述蜂窝模块的蜂窝组底部的对应的定位孔中。

9.根据权利要求8所述的路由器，其中：

所述固定夹包括基部，从所述基部延伸到大致远离所述弹簧承载的RF连接器的弯曲的第二部分，从所述第二部分延伸到大致位于弹簧承载的RF连接器上方的一个点的倾斜的第三部分，以及从所述倾斜的第三部分延伸到大致远离弹簧承载的RF连接器的凸耳；以及

其中所述倾斜的第三部分被配置为与所述蜂窝组上的对应的倾斜部分匹配以将所述蜂窝组固定在所述凹槽内。

10.根据权利要求7所述的路由器，其中：

所述开关是一个磁控制开关。

11.根据权利要求7所述的路由器，其中：

所述多个弹簧承载的RF连接器是三个弹簧承载的RF连接器。

12.根据权利要求7所述的路由器，其中：

所述路由器是无线路由器。

13.一种用于无线路由器的蜂窝组，包括：

具有倾斜的前表面的外壳；

形成在外壳底部的一对相对的定位孔；

形成在外壳的一侧的至少一个插槽；

包含在所述外壳内的蜂窝模块，所述蜂窝模块的端子对立于所述倾斜的前表面从所述外壳伸出；以及

形成在与所述蜂窝模块的端子相对的外壳的底部的多个孔，所述多个孔被配置用于容纳印刷电路板的弹簧承载的RF连接器。

14.根据权利要求13所述的蜂窝组，其中：

蜂窝组被配置为可移除地容纳在所述无线路由器中。

15.根据权利要求13所述的蜂窝组，其中：

所述至少一个插槽被配置为容纳SIM卡。

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