CN208337631U - 无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种无线通信装置，无线通信装置包含电路板、按键模块以及感应模块。按键模块经由电路板电性连接至至少一个按键。感应模块电性连接至电路板，其中电路板作为感应模块的感应导体。借此，本实用新型的无线通信装置，将按键模块、感应模块和天线模块三者的功能整合于同一元件上，以达到此元件具有三合一的功能，并更进一步地提高天线的效能。

Description

无线通信装置
技术领域
本实用新型涉及一种无线通信装置，且特别是有关于无线通信装置中按键、感应器和天线的设置方式。
背景技术
随着无线通信装置的普及，人们对于无线通信装置的外观有更多的要求，例如窄化边框及增加频占比等等。
然而，将无线通信装置的边框窄化会带来很多负面的影响，例如天线设计的空间被压缩而导致通信品质下降。另外基于现行法规的要求，需降低无线通信装置的电磁波对人体的伤害，因此在无线通信装置中设置额外的电磁波感应器，以即时感应电磁波并调整发射电磁波的电磁波能量。然而在边框处设置额外的感应器会进一步造成天线空间的更小化。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种无线通信装置，以解决现有技术的问题。
本实用新型的实施例提出一种无线通信装置，包含：电路板、按键模块以及感应模块。按键模块经由电路板电性连接至至少一个按键；以及感应模块电性连接至电路板，其中电路板作为感应模块的感应导体。
在一些实施例中，按键模块电性连接至电路板上的走线，感应模块电性连接至电路板上不同于走线的金属导体。
在一些实施例中，感应模块依据电路板和感测物之间的耦合关系，改变无线通信装置所产生的电磁波功率。
在一些实施例中，感应模块包含：感应匹配电路以及感应电路。感应匹配电路电性连接至电路板，用以校正电路板和感测物间的电容值的变化；以及感应电路电性连接至感应匹配电路，用以依据校正后的电容值的变化改变无线通信装置的辐射功率。
在一些实施例中，无线通信装置还包含：天线模块，其与电路板耦合或电性连接至电路板。
在一些实施例中，按键模块电性连接至电路板上的走线，感应模块和天线模块电性连接至电路板上不同于走线的金属导体。
在一些实施例中，天线模块包含：第一天线匹配电路以及天线单元。第一天线匹配电路用以校正天线模块的操作频率；以及天线单元电性连接至第一天线匹配电路。
在一些实施例中，电路板包含金属导体，金属导体电性连接第二天线匹配电路。
在一些实施例中，无线通信装置还包含：天线匹配电路，天线匹配电路的一端电性连接至电路板上，天线匹配电路的另一端电性连接至信号源。
与现有技术相比，本实用新型的无线通信装置具有如下有益效果：本实用新型的无线通信装置，将按键模块、感应模块和天线模块三者的功能整合于同一元件上，以达到此元件具有三合一的功能，并更进一步地提高天线的效能。
附图说明
为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为根据本实用新型的实施例的一种无线通信装置的示意图；
图2为根据本实用新型的实施例的图1的无线通信装置的边缘处的示意图；
图3为根据本实用新型的实施例的一种无线通信装置的示意图；
图4为根据本实用新型的实施例的图3的无线通信装置的边缘处的示意图；
图5A、图5B、图5C及图5D为根据本实用新型的实施例的图4中的天线匹配电路的示意图；
图6为根据本实用新型的实施例的图3的无线通信装置的边缘处的示意图；
图7为根据本实用新型的实施例的图3的无线通信装置的边缘处的示意图；
图8为根据本实用新型的实施例的一种无线通信装置的示意图；
图9为根据本实用新型的实施例的图8的无线通信装置的边缘处的示意图；以及
图10为根据本实用新型的实施例的图8的无线通信装置的边缘处的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述各种实施例。另一方面，众所周知的元件并未描述于实施例中，以避免对本实用新型造成不必要的限制。
关于以下各种实施例中所使用的“耦合”或“连接”，可指两个或多个元件相互“直接”作实体接触或电性接触，或是相互“间接”作实体接触或电性接触，也可指两个或多个元件相互动作。
在本文中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或多个。将进一步理解的是，本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件与/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件，与/或其中的群组。
图1为根据本实用新型的实施例的一种无线通信装置100的示意图。在一些实施例中，无线通信装置100可以由手机来实现，但不限于此，任何需要窄化边框，并且欲提高感应灵敏度的电子装置皆在本实用新型所要求保护的范围内。
如图1所示，在一些实施例中，无线通信装置100包含按键151、按键152、按键153、电路板110以及电路160，其中电路板110电性连接至按键151、152、153及电路160。
在一些实施例中，按键151、按键152和按键153设置于无线通信装置100的侧表面上，但不限于此，按键151、按键152和按键153可以设置于无线通信装置100的任意位置。在一些实施例中，按键151、152以及153可为调整音量的按键或电源键。当按键151、按键152或按键153被按压时，与电路板110导通，以将信号传送至电路160。
在一些实施例中，电路板110为柔性电路板(Flexible Print Circuit，FPC)，且电路板110具有第一侧表面和与第一侧表面相对的第二侧表面，其中第一侧表面包含走线，而电路板110的第二侧表面铺铜，但不限于此，第二侧表面可以由任何金属材质所构成。在一些实施例中，第一侧表面与第二侧表面相连接。在其他一些实施例中，第一侧表面和第二侧表面之间包含绝缘层，以使得第一侧表面的走线不会影响到第二侧表面的电压。
在一些实施例中，电路160包含与按键151、按键152和按键153相关的电路以及与感应模块相关的电路，详细的电路配置将在图2中说明，在此将不再赘述。
图2为根据本实用新型的实施例的图1的无线通信装置100的边缘处的示意图。在一些实施例中，电路160包含按键模块121和感应模块131，其中按键模块121的一端经由连接器(未示出)电性连接至电路板110上的走线112，按键模块121的另一端接地，感应模块131的一端电性连接至电路板110上的金属导体114，感应模块131的另一端接地。在一些实施例中，走线112和金属导体114分别设置在电路板110的第一侧表面和第二侧表面，并在中间设置有隔离层以增强走线112和金属导体114之间的隔离度。在其他一些实施例中，走线112和金属导体114分别设置在电路板110同一侧表面上，并且中间设置有隔离层。
详细来说，电路板110设置作为按键模块121的信号传输通道，并同时用以作为感应模块131的感应导体。
在一些实施例中，当按键151、按键152或按键153被按压时，触发相应的控制信号，以控制无线通信装置100产生相应的功能。举例来说，当按键151被按压时，经由电路板110传送电流至按键模块121，按键模块121据以产生控制信号，以控制无线通信装置100音量变大；当按键152被按压时，经由电路板110传送电流至按键模块121，按键模块121据以产生控制信号，以控制无线通信装置100音量变小。举例来说，当按键153被按压时，经由电路板110传送电流至按键模块121，按键模块121据以产生对应的控制信号，以控制无线通信装置100电源开启或关闭。
如图2所示，在一些实施例中，按键模块121包含按键匹配电路120和按键电路125，其中按键匹配电路120一端电性连接至电路板110上的走线112，按键匹配电路120另一端电性连接至按键电路125一端，而按键电路125另一端接地。
在一些实施例中，按键匹配电路120用以让来自按键151、按键152和按键153的输出电流和按键电路125的输入电流彼此匹配。举例来说，按键匹配电路120可以将来自按键151、按键152和按键153的电流的不稳定的部分滤除，并输入至按键电路125。在实际应用中，按键匹配电路120可以由电阻-电容(RC)滤波电路或电感滤波电路来实现，但不限于此，任何可以用以调整按键电路125的阻抗的匹配滤波器皆在本实用新型所保护的范围内。
在一些实施例中，按键电路125用以对来自按键匹配电路120的电流进行处理，并据以控制无线通信装置100产生相应的功能。
在一些实施例中，感应模块131用以计算感测物(未示出)和无线通信装置100之间的电容值，并依据计算出来的电容值改变无线通信装置100的辐射功率。在实际应用中，感应模块131可以是接触式电容感应器或非接触式电容感应器。详细来说，若感应模块131为接触式电容感应器，感应模块131经由感测物(未示出)和电路板110接触造成电路板110和接地端之间的电容值改变，判断此感测物(未示出)接触到无线通信装置100；若感应模块131为非接触式电容感应器，由于感测物(未示出)在接近电路板110时会产生耦合效应，感测物(未示出)在接近感应模块131时会使得电路板110和接地端之间的耦合电容值改变，并据以改变振荡器(未示出)的振荡频率。举例来说，当导体向无线通信装置100靠近时，振荡器(未示出)的振荡幅度逐渐提高，并触发功率控制信号降低无线通信装置100所产生的电磁波功率；当导体远离无线通信装置100时，振荡器(未示出)的振荡幅度逐渐下降，并触发功率控制信号提高无线通信装置100所产生的电磁波功率。
感应模块131再据以判断感测物(未示出)和无线通信装置100之间的距离。在一些实施例中，感应模块131经由电路板110作为导体，计算出感测物(未示出)和无线通信装置100之间的距离，并依据此距离降低无线通信装置100的辐射功率。在其他一些实施例中，感应模块131经由计算出来的距离的改变频率判断感测物(未示出)是否为人体，若判断此感测物(未示出)非人体，重新提高无线通信装置100的辐射功率。详细来说，若此距离的改变频率很快(也即电路板110和接地端之间的电容值变动频率很高)，判断此为人体，并降低无线通信装置100的辐射功率。
如图2所示，在一些实施例中，感应模块131包含感应匹配电路130和感应电路135，其中感应匹配电路130的一端电性连接至电路板110上的金属导体，感应匹配电路130的第二端电性连接至感应电路135的一端，感应电路135的另一端接地。
在一些实施例中，感应匹配电路130用以对电路板110和接地端之间的电容值进行噪声滤除，以提高感应模块131的灵敏度。
在一些实施例中，感应电路135用以依据感应匹配电路130处理过后的电容值，计算感测物(未示出)和无线通信装置100的距离，并据以改变无线通信装置100的辐射功率。
图3为根据本实用新型的实施例的一种无线通信装置200的示意图。如图3所示，无线通信装置200包含按键151、按键152、按键153、电路板110、电路260以及天线模块270，其中按键151、按键152和按键153与图1所示的无线通信装置100具有相同标号的元件功能相同，在此不再赘述，而电路260和天线模块270如图4、图6、图7所示配置，且将以图4、图6、图7为例详细说明。
如图3所示，天线模块270设置于按键151、按键152和按键153的内侧。在一些实施例中，天线模块270与电路板110一起操作，并以操作频率接收或发送无线信号。举例来说，操作频率可以包含700MHz、900MHz、1800MHz，但不限于此，任何用以无线通信的频段皆在本实用新型所要求保护的范围内。
图4为根据本实用新型的实施例的图3的无线通信装置200的边缘处的示意图。如图4所示，在一些实施例中，无线通信装置200包含按键151、按键152、按键153、电路板110、电路260以及天线模块270，其中电路260包含按键模块321、感应模块331和第二天线匹配电路230。在一些实施例中，按键模块321的一端电性连接至电路板110上的走线112，按键模块321的另一端接地；感应模块131的一端电性连接至电路板110上的金属导体114，感应模块131的另一端接地；第二天线匹配电路230的一端电性连接至电路板110上的金属导体114，第二天线匹配电路230的另一端接地，其中金属导体114与第二天线匹配电路230协同操作而形成与天线模块270耦合的等效天线。
详细来说，在一些实施例中，电路板110上的走线112用以作为按键模块321的信号传输通道，电路板110上的金属导体114用以作为感应模块331的感应导体。
在一些实施例中，第二天线匹配电路230用以选择适合的滤波器，调整电路板110的共振频率，进而优化电路板110的效能。
在一些实施例中，按键模块321除了包含与图2中按键模块121中相同的按键电路125外，还包含按键匹配电路320。感应模块331除了包含与图2中感应模块131中相同的感应电路135外，还包含感应匹配电路330。如图4所示，按键匹配电路320的一端电性连接至电路板110上的走线112，按键匹配电路320的另一端电性连接至按键电路125；感应匹配电路330的一端电性连接至电路板110上的金属导体114，感应匹配电路330的另一端电性连接至感应电路135。
在一些实施例中，按键匹配电路320用以移频或滤掉按键151、152或153操作时对电路板110所产生的共振模态。在一些实施例中，可以由π型滤波电路所实现，但不限于此，任何可以用以降低按键151、152或153对天线模块270的天线效能影响的电路皆在本实用新型所要求保护的范围内。
在一些实施例中，感应电路135还用以在感应到导电的物体或部分导电的物体接近时，产生控制信号传送至天线模块270，以调整天线模块270的功率大小，以达到降低人体特定吸收率(Specific absorption rate，SAR)的功能。
在一些实施例中，感应匹配电路330用以降低感应电路135对天线模块270的影响。
在一些实施例中，天线模块270包含天线单元410、第一天线匹配电路220和信号源240，其中第一天线匹配电路220的一端电性连接至天线单元410，第一天线匹配电路220的另一端电性连接至信号源240，且天线模块270与电路板110耦合。在图4的实施例中，天线模块270包含第一天线匹配电路220，而电路260包含第二天线匹配电路230，然而并不限于此，换而言之，无线通信装置200可以仅包含电性连接至电路板110上的金属导体114的第二天线匹配电路230，也可以仅包含电性连接至天线单元410的第一天线匹配电路220，或是同时包含两者。
在一些实施例中，信号源240用以产生电信号，并传送至第一天线匹配电路220。
在一些实施例中，第一天线匹配电路220用以选择适合的滤波器，校正对应于来自信号源240的电信号的操作频率，进而优化天线模块270的效能。
在一些实施例中，天线单元410用以与电路板110的金属导体114产生耦合作用，以便经由第一天线匹配电路220或第二天线匹配电路230校正后的操作频率接收或发送无线信号，并据以产生相应的辐射场型。然而天线单元410和按键151、按键152以及按键153之间的相对位置仅为参考，天线单元410的实际设置位置可以依据其操作的频段、效能和隔离度而做调整。
在一些实施例中，第一天线匹配电路220和第二天线匹配电路230可以由各种电感-电容电路(LC circuit)实现(如图5A、图5B、图5C和图5D所示的电路221、电路222、电路223以及电路224)，并通过适当的设计以调整天线单元410的操作频率的频段。
请参考图5A、图5B、图5C和图5D，其中电路221为低通滤波器(Low-pass filter)，其包含电感L1和电容C1，其中电感L1的第一端电性连接至信号源240，电容C1的第一端电性连接至电感L1的第二端以及天线单元410，电容C1的第二端接地；电路222为高通滤波器(High-pass filter)，其包含电感L2和电容C2，其中电感L2的第一端电性连接至天线单元410及电容C2的第一端，电容C2的第二端电性连接至信号源240；电路223为带通滤波器(Band-pass filter)，其包含电感L3和电容C3，其中天线单元410电性连接至电感L3的第一端、电容C3的第一端及信号源240，电容C3的第二端及电感L3的第二端分别接地；电路224为带阻滤波器(Band-stop filter)，其包含电感L4和电容C4，其中天线单元410电性连接至电感L4的第一端及电容C4的第一端，电感L4的第二端及电容C4的第二端电性连接至信号源240。
如图6所示，在一些实施例中，其包含按键151、按键152、按键153、电路板110、电路160以及天线模块270，其中按键151、按键152、按键153、电路板110、电路160与图4中具有相同标号的元件功能相同，在此不再赘述。
在一些实施例中，天线模块270包含天线单元610、第一天线匹配电路220和信号源240。如图6所示，天线模块270电性连接至电路板110，用以共同构成天线，例如，平面倒F天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，其中天线单元610以及电路板110的金属导体114共同作为平面倒F天线的辐射部，并通过第二天线匹配电路230接地。然而天线单元610和按键151、按键152以及按键153之间的相对位置仅为参考，天线单元610的实际设置位置可以依据其操作的频段、效能和隔离度而做调整。
如图7所示，在一些实施例中，其包含按键151、按键152、按键153、电路板110、电路160以及天线模块270，其中按键151、按键152、按键153、电路板110、电路160与图4中具有相同标号的元件功能相同，在此不再赘述。
在一些实施例中，天线模块270包含天线单元710、第一天线匹配电路220和信号源240。如图7所示，天线模块270电性连接至电路板110，用以共同构成天线，例如，回路(Loop)天线，其中天线单元710以及电路板110的金属导体114为回路天线的辐射部，并通过第二天线匹配电路230接地。然而天线单元710和按键151、按键152以及按键153之间的相对位置仅为参考，天线单元710的实际设置位置可以依据其操作的频段、效能和隔离度而做调整。
在一些实施例中，图4中的天线单元410、图6中的天线单元610和图7中的天线单元710可以在各种频带的网络上操作，举例来说，长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)、全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMax)、无线区域网络(Wi-Fi)、全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)，但不限于此，任何适用于无线通信的频段皆在本实用新型所保护的范围内。
在一些实施例中，图4、图6、图7中所包含的天线模块270还包含交换器(未示出)，电性连接至第一天线匹配电路220和天线单元410/610/710之间，用以在无线通信装置200位于频宽较窄的环境时，切换其中心频率，再选择适当的电路221/222/223/224以提高天线模块270的传输效能。在一些实施例中，交换器(未示出)可以由开关(switch)或调谐器(tuner)所实现，但不限于此，任何可以切换频率的电路皆在本实用新型所要求保护的范围内。
图8为根据本实用新型的实施例的一种无线通信装置800的示意图。如图8所示，无线通信装置800包含按键151、按键152、按键153、电路板110以及电路860，其中按键151、按键152和按键153与图3所示的无线通信装置100具有相同标号的元件功能相同，在此不再赘述，而电路860如图9和图10所示配置，且将以图9和图10为例详细说明。
图9为根据本实用新型的实施例的图8的无线通信装置800的边缘处的示意图。如图9所示，在一些实施例中，电路860包含按键模块321、感应模块331、天线匹配电路251及信号源240，其中按键模块321电性连接至电路板110上的走线112，感应模块331电性连接至电路板110上的金属导体114，信号源240经由天线匹配电路251电性连接至电路板110上的金属导体114。
详细来说，在一些实施例中，电路板110上的走线112用以作为按键模块321的信号传输通道，电路板110上的金属导体114用以作为感应模块331的感应导体及天线的辐射部，并通过天线匹配电路251让天线接地，其中所述天线为由电路板110、天线匹配电路251、信号源240和接地端协同操作而等效的天线。
在一些实施例中，天线匹配电路251的一端电性连接至电路板110上的金属导体114，天线匹配电路251的另一端分别电性连接至信号源240及接地。在此实施例中，所述天线可以经由电路板110、天线匹配电路251、信号源240以及接地端协同操作，而产生对应于来自信号源240的电信号的无线信号。详细来说，电路板110依据来自于天线匹配电路251校正后的对应于来自信号源240的电信号的共振频率，产生对应于此共振频率的无线信号，并以此无线信号与无线基地台进行无线通信。
在一些实施例中，天线匹配电路251可以由两个匹配电路整合实现，以同时对来自信号源240的频率及接地的频率进行匹配，并据此优化天线的效能。
在一些实施例中，按键模块321包含按键匹配电路320和按键电路125，其中按键匹配电路320的一端电性连接至电路板110上的走线112，按键匹配电路320的另一端电性连接至按键电路125的一端，按键电路125的另一端接地。感应模块331包含感应匹配电路330和感应电路135，其中感应匹配电路330的一端电性连接至电路板110上的金属导体114，感应匹配电路330的另一端电性连接至感应电路135的一端，感应电路135的另一端接地。
在一些实施例中，图9所示的按键匹配电路320、按键电路125、感应匹配电路330和感应电路135与图4中具有相同标号的元件的功能相同。
图10为根据本实用新型的实施例的图8的无线通信装置800的边缘处的示意图。如图10所示，在一些实施例中，电路860包含按键模块321、感应模块331、天线匹配电路252和信号源240，其中按键模块321和感应模块331分别电性连接至电路板110上的走线112，而信号源240经由天线匹配电路252电性连接至电路板110上的走线112。
详细来说，在一些实施例中，由于电路板110上的走线112的材质为金属，因此电路板110上的走线112可以同时作为按键模块321的信号传输通道、感应模块331的感应导体以及天线的辐射部。
在一些实施例中，天线匹配电路252的一端电性连接至电路板110上的走线112，天线匹配电路252的另一端电性连接至信号源240。于此实施例中，所述天线为由电路板110、天线匹配电路252和信号源240协同操作的等效天线，用以产生对应于来自信号源240的电信号的无线信号。详细来说，电路板110依据来自于天线匹配电路252校正后的对应于来自信号源240的电信号的共振频率，产生对应于此共振频率的无线信号，并以此无线信号与无线基地台进行无线通信。
在一些实施例中，按键模块321包含按键匹配电路320和按键电路125，其中按键匹配电路320的一端电性连接至电路板110上的走线112，按键匹配电路320的另一端电性连接至按键电路125的一端，按键电路125的另一端接地。感应模块331包含感应匹配电路330和感应电路135，其中感应匹配电路330的一端电性连接至电路板110上的走线112，感应匹配电路330的另一端电性连接至感应电路135的一端，感应电路135的另一端接地。
在一些实施例中，按键电路125、感应匹配电路330、感应电路135、第一天线匹配电路220和第二天线匹配电路230与图4中具有相同标号的元件的功能相同。在一些实施例中，按键匹配电路320除了用以移频或滤掉按键151、152或153操作时对电路板110所产生的共振模态外，还用以降低按键模块321、感应模块331和所述天线分别传送的信号之间的干扰。
综上所述，本实用新型的无线通信装置，经由整合按键模块321、感应模块331和天线三者的功能于同一元件(即电路板110)上，以达到此元件具有三合一的功能，并更进一步地提高天线的效能。
虽然本实用新型已经以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，所以本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置包含：
电路板；
按键模块，其经由所述电路板电性连接至至少一个按键；以及
感应模块，其电性连接至所述电路板，其中所述电路板作为所述感应模块的感应导体。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述按键模块电性连接至所述电路板上的走线，所述感应模块电性连接至所述电路板上不同于所述走线的金属导体。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述感应模块依据所述电路板和感测物之间的耦合关系，改变所述无线通信装置所产生的电磁波功率。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，其特征在于，所述感应模块包含：
感应匹配电路，其电性连接至所述电路板，用以校正所述电路板和所述感测物间的电容值的变化；以及
感应电路，其电性连接至所述感应匹配电路，用以依据校正后的电容值的变化改变所述无线通信装置的辐射功率。
5.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置还包含：
天线模块，其与所述电路板耦合或电性连接至所述电路板。
6.如权利要求5所述的无线通信装置，其特征在于，所述按键模块电性连接至所述电路板上的走线，所述感应模块和所述天线模块电性连接至所述电路板上不同于所述走线的金属导体。
7.如权利要求5所述的无线通信装置，其特征在于，所述天线模块包含：
第一天线匹配电路，其用以校正所述天线模块的操作频率；以及
天线单元，其电性连接至所述第一天线匹配电路。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于，所述电路板包含金属导体，所述金属导体电性连接第二天线匹配电路。
9.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置还包含：
天线匹配电路，所述天线匹配电路的一端电性连接至所述电路板上，所述天线匹配电路的另一端电性连接至信号源。
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