CN1751448A - 处理由包括两个模块的无线电通信装置接收和发送的信号的系统和相应模块及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于处理由包括两个模块的无线电通信部件接收和发送的信号的系统以及相应的模块和设备。本发明系统特征在于，在两个不同模块之间分布信息处理部件，以及所述模块的每一个包括设计成安装在印刷电路上的外壳中的衬底上的至少两个元件，所述模块在为此目的提供的接口上交换中间信号。

Description

处理由包括两个模块的无线电通信装置 接收和发送的信号的系统和相应模块及设备

技术领域

本发明的领域是无线电通信，以及更精确地说，例如插入机器或车辆中的数字无线电通信终端，能使用无线电通信系统交换信号的任何类型的无线电话或设备或部件。

更精确地说，本发明涉及制造这些终端，以及更具体地说，涉及它们的部件的微型化和优化并根据需要而设计。

背景技术

大多数的无线电通信设备通常包括插在印刷电路上的一组电子元件。这些不同元件的目的是执行从接收RF信号到生成可听信号(在无线电话的情况下)和反之亦然的不同所需功能。这些功能的一些是模拟的以及其他是数字的。

已经在制造这些无线电通信设备上进行过许多研究。必须实现难以协调的三个目的：微型化设备、增加部件数量以及简化组件。特别地，已知将不同元件插在印刷电路上是相对复杂的操作，因为由于微型化要求，许多元件必须插入日益小的区域上的地方。

因此，这些系统的设计很复杂，因为它还要求应当组合通常来自不同源的各种元件，并使一起操作，同时注重每个的特征。此外，在已经组装所有元件之后，常常需要漫长和复杂的校准测试阶段来保证设备的正确操作。

最后，尽管缩小一些元件的尺寸，组件还是占用难以缩减的一定面积。

基于模块的设备

本专利申请的持有者已经提出了克服这些缺点的的一些的方法，包括将数字无线电设备的所有或至少大部件功能聚集在单个模块中。

这种模块是以单个小型外壳，最好是有屏蔽的形式，设备制造商能直接插入，而不需要考虑大量元件。

由衬底上的一组几个元件形成这种模块，有时称为“宏元件”以便能以单元件的形式插入。它包括操作使用射频的电信终端所需的元件和软件。因此，不再有用于终端的任何复杂的原理设计或验证步骤。所有所需要的是保留模块所需的空间。

因此，这种模块能容易、快速和最佳地将所有元件集成到使用无线标准的无线终端(便携式蜂窝电话)、调制解调器或任何应用中。

此外，因为模块包含所有基本功能并设计为完整的单元，不再以同样的方式出现校准和测量问题，或至少非常简化。

因此，在以后可能使用的大多数网络上，在硬件和软件方面完全测试了由本专利申请的持有者分发的模块。此外，模块有利地包含工业特性方面(因为所有功能被组合在一起，模块制造商管理相应的工业产权)以及技术辅助方面。

现有技术的缺陷

除这些不可否认的优点外，该技术的确具有一些缺陷。首先，模块占用一定量的空间，因为它必须包括所有功能。因此，最终难以插入一些小和/或创新的设备。

该相对大的尺寸和相应的重量也会导致并非为这些模块设计的自动装配线中的问题。

此外，其制造相对复杂，因为所有功能必须被集成，以及例如，由于存在RF信号处理，特别需要完全屏蔽。

最后，由组合所有功能构成的结构不总是适合在一些情况下，希望可以使用他们自己开发或由第三方提供的功能的一些无线电通信设备制造商的要求。

发明内容

本发明的主要目的是克服根据现有技术的这些缺陷。

更具体地说，本发明的一个目的是提供用于优化无线电通信设备的制造的技术，特别是更进一步使它们微型化或采用新形式，同时维持由本专利申请的持有者所建议的模块的优点，以及避免使用多个元件的传统系统的缺陷。

因此，本发明的一个目的是提供对无线电通信设备的制造商来说，容易设计也容易安装、校准和/或测试这些设备的技术。

本发明的另一目的是提供一种技术，提供良好的信号处理质量，特别是良好的抗噪声和抗由于RF信号的干扰。

本发明的另一目的是提供允许快速和廉价组装无线电通信设备的技术。

本发明的另一目的是简化所使用的部件的开发和改进，以及库存管理。

根据本发明，实现在阅读下文后，将变得更清楚的这些目的和其它，使用用于处理由无线电通信设备接收和发射的信号的系统，在两个不同模块中分布信号处理部件，所述两个不同的模块每一个在设计成安装在印刷电路上的封装中包括衬底上的至少两个元件，在为此目提供的接口上交换中间信号。

因此，能优化设备中模块的分布，因此，能开发新产品和新形状。

此外，每个模块可以更小(因此，更易于由机器处理)，以及使用最适合的技术制造。

也能简化和加快每个模块的开发。也更易于修改模块的一个或另一个。

这使得更易于管理变化和库存。例如，对单个基带模块，可以具有对应于不同频带的几个RF模块。

根据本发明的一个有利实施例，所述中间信号是数字信号。

这使得可以有效地降低干扰，并因此保持单个模块的优点。用这种方式，如果需要的话，也可以使两个模块彼此远离。

然而，在一些特定情况下，一些中间信号可保留为模拟。

根据一个优选实施例，第一模块执行射频处理和第二模块执行基带处理。

该分解有效地优化了每个模块。最好，所述模块的每一个包括存储器。

因此，能特别在RF模块(主要是模拟的)中有利地提供存储器，以便它保存其校准参数。

此外，最好，在所述第一模块中生成功率控制和/或频率参考信息。

因此，这限制接口上信号的数量以及能更独立地制造该模块。

根据一个有利特性，在来自所述模块的至少两个输出上分布至少一个所述模块的所述中间信号的至少一些，以便优化所述模块的布置灵活性。

因此，特别是当所述模块之一包含天线或天线输出时，所述中间信号可在第一模块的右边和左边获得，天线或天线输出保留在同一方向。

根据一种有利的制造方法，所述模块的至少一个制造在陶瓷支撑上。

最好，由陶瓷制成的所述模块之一集成表面声波(SAW)滤波器。

有利地，由陶瓷制成的至少一个所述模块集成功率放大器的散热部件。

根据本发明的另一个有利方面，至少一个所述模块包括识别它所属的批号的部件。

特别地，所述识别部件可以使用所述模块的一些连接上的短路和/或开路。

所述模块的至少一个包括属于包括电容器、电感器和电阻器的组的至少一个无源元件，它们的值形成识别部件也是可能的。

所述模块也能有利地包括验证它们匹配的部件。这防止未设计成一起操作的两个模块的组装。

因此，有利地，所述模块的第一个包括一个代码以及所述模块的第二个包括解码所述代码的密钥。

然后，能将密钥发送到具有代码的模块，如果密钥不正确，则阻止。通常，模块能交换将一个的操作与另一个的操作相关联的加密数据。

在本发明的另一个有利方面中，至少一个所述模块含有屏蔽。

最好，所述屏蔽含有天线或保持天线的部件。

特别地，所述天线可以包括形成辐射结构的至少一个缝隙。

本发明还涉及形成这种系统的每个模块，以及特别地，包括射频处理部件的模块和包括基带处理部件的模块。

最好，这种模块使用数字接口与另一模块交换中间信号。

本发明还涉及无线电通信设备，使用在两个不同模块中分布的信号处理部件，所述两个不同模块在为此目提供的接口上交换中间信号。

如上所述，可以使用机器(例如“M2M”-逐个机器系统)，或车辆或无线电话上的任何类型的设备。

对于无线电话，该目的可以是制造包括彼此相对自由移动的两个部件的电话，所述部件的每一个保持所述模块之一。

附图说明

在阅读作为简单示例和非限制例子给出的本发明的优选实施例的下述说明书和附图后，本发明的其他特性和优点将变得更清楚，其中：

图1示出能使用根据本发明的系统的设备，即具有彼此相对自由移动的两个部件的无线电话；

图2示出根据本发明的系统的一般框图；

图3和4以简化框图的形式，示出图2中的每个模块的原理；

图5示出示例说明具有双套连接的根据本发明的模块的图。

具体实施方式

因此，本发明涉及基于和改进已知模块技术，制造无线电设备的新方法。根据本发明，提供两个模块，在它们之间分布通常在单个模块上提供的功能。这能随需要优化模块的插入。

记住该方法不是显而易见，以及与考虑到单个模块是最有效的解决方案的本主题的专家所首先期望的相反。

此外，如下文所述，没有一些非显而易见的自适应，诸如使用数字接口，则不能有效地使用本技术，而传统上RF元件和基带元件以模拟方式连接在一起。

提醒根据本发明的模块的原理

在这方面，记住模块不同于传统的元件之处在于，它包括所安装、采用和测试的几个部件以便在同一衬底上并且在同一封装内形成容易插入的模块。

根据本发明存在两个模块能维持和甚至优化这些优点同时允许新的插入和组装可能性。获得更小的模块，能通过逻辑控制器处理并能用来制造具有新设计的新产品或多个产品。

本发明的示例性实施例：“蛤壳”无线电话

图1还示出本发明有利的电话的例子。它是一种微型化无线电话，制成为彼此相对自由移动的两个部件11和12，以便以接近位置固定在一起以及以大约120°至160°(例如)的角度，如图1所示(该电话类型被称为蛤壳)。可视部件实际上是用于部件11的键盘111和用于部件12的屏幕。

根据已知技术，部件11包含印刷电路上的电池和模块(或主要部件)。这是部件11为何通常相对大且厚的原因。

然而，根据本发明，可以在部件11和12的每一个中重新分布模块，因此特别可以减小部件11的尺寸。因此，该结果是比已知技术更小的无线电话，同时维持所有所需质量。

很显然，根据本发明使用两个模块，许多其他组装和插入是可能的。

两个模块的分离和连接

图2示出能区分两个模块的根据本发明的原理图，在其间，分布许多功能。

两个模块被称为基带模块21和RF(射频)模块22。然而，注意不同功能的分布与用在单个模块中的非常不同，以便优化每个模块。

也可以例如通过仅屏蔽RF模块，或使用最适合于每个模块的不同衬底技术来优化每个模块的制造。

此外，存在两个模块能使无线电部件进一步远离基带部件，从而易于降低特别由于应用的RF模块和其他有源元件所产生的干扰。

分开两个模块21和22也提高了应用的其他元件的组织的灵活度。例如，能缩短天线和RF模块22之间的距离，这能提高总体效率，并因此延长电池的寿命。

使用数字接口23将这两个模块21和22连接在一起，也有助于降低干扰以及至少包括下述中间逻辑信号：

-用于编程数据的串行或并行链路；

-承载用于处理发送和接收中的数据的有用数据的串行或并行链路；

-一组逻辑控制信号；

-参考逻辑时钟。

基带模块

在图3中，以简化框图的形式呈现了基带模块21。

特别地，它包括彼此连接并安装到特别充当机械支撑的单个衬底上的下述部件：

-微处理器或信号处理处理器(DSP)31，执行各种数字信号处理操作；

-微控制器36；

-存储器32；

-功率调整部件33；

-音频滤波器34；

-到外围设备的接口元件35。

因此，基带模块21执行数字处理，并因此必须包括软件计算功能和存储区。因此，该模块基本上是数字的。

RF模块

也以简化框图的形式示出了RF模块22。特别地，该模块包括彼此连接并组装到特别充当机械支撑的单个衬底上的下述部件：

-“收发信机”块41，包括低噪声放大器、混频器、低频放大器、调制器、解调器、频率合成器和振荡器；

-功率控制放大器42；

-天线开关43；

-RF通带滤波器，可能具有频率捷变，以及例如表面声波(SAW)型44；

-调整器45；

-参考时钟电路47。

该RF模块基本上是模拟的。然而，根据本发明，它有利地包括数字元件，首先管理数字接口，其次内部管理校准参数。因此，它包括存储器46。

此外，RF模块最好包括功率控制和频率参考部件，或其他校准元件(通常在单个模块的基带数字部件中)。例如，通过编程预定寄存器来控制这些参数。

这简化了该RF模块的使用并减少了中间接口信号的数量。

模块的制造(陶瓷支撑)

根据本发明的一个有利实施例，其中，能获得小的模块(特别是具有减小的厚度)，能在陶瓷衬底上制造该模块。

RF模块22包括SAW滤波器。提供专用部件用于来自功率放大器的热耗散。

双套连接

根据本发明的一个有利实施例，至少提供由图5所示的多输入/多输出系统用于RF模块22。

在RF模块的右边和左边复制与基带模块连接的相同信号51和52。因此，通过使天线53朝向模块的顶部，能选择将基带模块21放到RF模块22的右边或左边。

屏蔽和天线

根据本发明的另一个方面，RF模块22的屏蔽可以保持天线或充当天线(特别是在双面的情况下)。因此，可以蚀刻缝隙或任何其他适当的图案以便由它制成辐射结构。

也能使用屏蔽来固定充当天线的附加的金属元件。使用屏蔽来保护模块中的无线电功能免受天线的辐射，并充当辐射元件的物理支撑并且本身参与辐射。

另一可能性是延伸RF模块的衬底(例如陶瓷)以便将天线集成到其中，如图5所示。在这种情况下，在天线下开始的屏蔽参与无线电辐射。

注意，这些方面也能用在单个模块的情况下。

识别批号

这些模块，以及例如RF模块22能用来通过代码，使用一些连接上的短路或开路来验证批号。

使用陶瓷来蚀刻电功能(电感器、电容器和/或电阻器)以编码批号。通过在模块的输入/输出上测量集成在衬底中的部件的值，获得模块的身份或批号。

注意，这些方面也能用在单个模块的情况下。

应用例子

本发明特别适合用于根据GSM标准的模块。在这种情况下，保证模块处于GSM标准(FTA)。独立测试和校准模块。因此，由于使用数字接口，在每个模块上以及彼此无关的应用的组中，保证与标准的兼容性。

Claims (25)

1.用于处理由无线电通信设备接收和发射的信号的系统，

其特征在于，在两个不同模块中分布信号处理部件，所述两个不同模块的每一个包括设计成将安装在印刷电路上的封装中的衬底上的至少两个部件，以及在为此目的提供的接口上交换中间信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间信号是数字信号。

3.如权利要求1和2的任何一个所述的系统，其特征在于，第一模块执行射频处理和第二模块执行基带处理。

4.如权利要求1至3的任何一个所述的系统，其特征在于，所述模块的每一个包括存储器。

5.如权利要求3和4所述的系统，其特征在于，所述第一模块的存储器包括用于该模块的校准参数。

6.如权利要求1至5的任何一个所述的系统，其特征在于，在所述第一模块中生成功率控制和/或频率参考信息。

7.如权利要求1至6的任何一个所述的系统，其特征在于，在来自所述模块的至少两个输出上分布至少一个所述模块的至少一些所述中间信号，以便优化所述模块的布置灵活性。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述模块之一具有天线或天线输出，以及可在第一模块的右边和左边获得所述中间信号，天线或天线输出保留在相同方向。

9.如权利要求1至8的任何一个所述的系统，其特征在于，至少一个所述模块制造在陶瓷支撑上。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，由陶瓷制成的所述模块之一集成表面声波(SAW)滤波器。

11.如权利要求9和10的任何一个所述的系统，其特征在于，由陶瓷制成的所述模块之一集成功率放大器的散热部件。

12.如权利要求1至11的任何一个所述的系统，其特征在于，至少一个所述模块包括识别它所属的批号的部件。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述识别部件使用所述模块的一些连接上的短路和/或开路。

14.如权利要求12和13的任何一个所述的系统，其特征在于，至少一个所述模块包括属于包括电容器、电感器和电阻器的组的至少一个无源元件，它们的值形成识别部件。

15.如权利要求1至14的任何一个所述的系统，其特征在于，所述模块包括验证它们匹配的部件。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述模块的第一个包括一个代码以及所述模块的第二个包括解码所述代码的密钥。

17.如权利要求1至16的任何一个所述的系统，其特征在于，至少一个所述模块含有屏蔽。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述屏蔽含有天线或保持天线的部件。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述天线包括形成辐射结构的至少一个缝隙。

20.根据权利要求1至19的任何一个的系统的模块，其特征在于，它包括射频处理部件。

21.根据权利要求1至19的任何一个的系统的模块，其特征在于，它包括基带处理部件。

22.根据权利要求20和21的任何一个的模块，其特征在于，它使用数字接口与另一模块交换中间信号。

23.无线电通信设备，其特征在于，它使用在两个不同模块中分布的信号处理部件，所述两个不同模块在为此目的提供的接口上交换中间信号。

24.如权利要求23所述的无线电通信设备，其特征在于，它是无线电话。

25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，它包括彼此相对自由移动的两个部件，以及所述部件的每一个容纳所述模块之一。

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