TWI407820B - 無線通訊模組及其可攜式裝置與製造方法 - Google Patents

Description

無線通訊模組及其可攜式裝置與製造方法

本發明係指一種無線通訊模組，尤指一種多功能無線通訊模組及其可攜式裝置。

隨著無線通訊技術的發展，各式無線通訊系統如藍芽(bluetooth，BT)、無線區域網路(wireless local area network，WLAN)、第三代(3G)行動通訊、長期演進(long term evolution，LTE)行動通訊、高速封包存取(high speed packet access，HSPA)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)等已被建立。在消費性電子裝置中(如筆記型或個人電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、掌上型遊樂器等)支援各式無線通訊系統係一項重要的特色。因此，如何在兼顧佈局方法、隔離度、干擾、效率或其它可能影響無線通訊系統效能之因素下，整合相對應模組及天線於電子裝置的有限空間中已成為一項挑戰。

舉例來說，請參考第1圖，第1圖為習知技術中一筆記型電腦100之示意圖。筆記型電腦100於一主機部分102包含有一無線區 域網路處理單元105及一藍芽處理單元106，以分別處理無線區域網路及藍芽的訊號。為了有效接收或傳輸無線區域網路及藍芽的無線訊號，天線107及109分別設置於筆記型電腦100之一顯示部分101中。天線107及109透過金屬同軸電纜108及110，分別耦接於無線區域網路處理單元105及藍芽處理單元106上的天線連接器。由於無線區域網路及藍芽操作於約2.4GHz的工業科學與醫學應用(industrial,scientific and medical)頻段，因此需隔離金屬同軸電纜108及110，以避免傳輸訊號至相對應單元時彼此干擾。在習知技術中，係透過於同軸電纜108及110上包覆金屬隔離層，以達到所需的隔離效果。

此外，無線區域網路處理單元105及藍芽處理單元106係透過一微外部元件互連(Peripheral Component Interconnect express，PCI-e)介面及一通用序列匯排流連接器，耦接至筆記型電腦100之一主機板，需佔用較大的空間，因此在所有可攜式裝置皆須輕薄且微小之情況下是項缺點。再者，隔離的同軸電纜及於處理單元上的天線連接器亦會增加製造成本。另外，大量元件及製造步驟亦也會使製造過程更加複雜。

因此，實有必要設計一微小且易整合於可攜式裝置的無線通訊模組。

因此，本發明的主要目的在於提供一種無線通訊模組及其可攜式裝置與方法。

本發明揭露一種無線通訊模組。該無線通訊模組包含有一基板；一第一無線模組，設置於該基板上，該第一無線模組包含一第一天線和一第一處理單元；一第二無線模組，設置於該基板上，該第二無線模組包含一第二天線和一第二處理單元；以及一第三模組，設置於該第一無線模組及該第二無線模組之間；其中，該第一無線模組、該第二無線模組和該第三模組皆於一微小結構中形成，以消除該無線通訊模組中的隔離同軸電纜。

本發明另揭露一種可攜式裝置。該可攜式裝置一顯示部分，包含有一通訊模組，其中該通訊模組包含有：一基板；一第一無線模組，設置於該基板上，該第一無線模組包含一第一天線和一第一處理單元；一第二無線模組，設置於該基板上，該第二無線模組包含一第二天線和一第二處理單元；；以及一第三模組，設置於該第一無線模組及該第二無線模組之間；其中，該第一無線模組、該第二無線模組和該第三模組皆於一微小結構中形成，以消除該通訊模組中的隔離同軸電纜；以及一主機部分，耦接於該顯示部分；其中，該通訊模組耦接於該主機部分，用來執行複數個格式的無線通訊。

本發明另揭露一種方法用來製造具有一通訊模組之一可攜式裝 置的方法，該通訊模組包含有一基板、一第一無線模組、一第二無線模組以及一第三模組；該第一無線模組包含一第一天線和一第一處理單元；該第二無線模組包含一第二天線和一第二處理單元；該第一無線模組及該第二無線模組設置該基板上，以及一第三模組設置於該第一無線模組及該第二無線模組之間。該方法包含有設置該通訊模組至該可攜式裝置之一顯示部分中；以及耦接該通訊模組至該可攜式裝置之一主機部分；其中，設置該通訊模組至該可攜式裝置之一顯示部分中的步驟進一步包含：將該第一無線模組、該第二無線模組和該第三模組形成於一微小結構中，以消除該無線通訊模組中的隔離同軸電纜。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一無線通訊模組200之示意圖。無線通訊模組200包含有一基板202，一第一無線通訊模組204,一第二無線通訊模組206，及一第三模組208。第一無線通訊模組204，第二無線通訊模組206及第三模組208係設置於基板202上。第一無線通訊模組204係用來進行對應於一第一無線通訊系統之操作，包含有一第一處理單元210及一第一天線212。第一處理單元210透過第一天線212接收或傳輸第一無線通訊系統之訊號，可由各式元件、電路或韌體等所組成，只要第一無線通訊系統之訊號可正確處理即可。第二無線通訊模組206係用來進行對應於一第二無線通訊系統之操作，包含有一第二處理單元214及一第二 天線216。第二處理單元214透過第二天線216接收或傳輸第二無線通訊系統之訊號，可由各種元件、電路或韌體等所組成，只要第二無線通訊系統之訊號可正確處理即可。由第2圖可知，第三模組208位於第一無線通訊模組204及第二無線通訊模組206之間，且可以係一攝影模組或任何其它不會發射一特定無線通訊系統之無線訊號之裝置。

簡單來說，無線通訊模組200可透過第三模組208提供一與通訊不相關功能，且可透過第一無線通訊模組204及第二無線通訊模組206支援第一及第二無線通訊系統之操作。由於三個模組204、206及208皆於一微小結構中形成，因此可消除習知於天線212、216及處理單元210、214間需高成本的隔離同軸電纜，進而節省成本。值得注意的是，第一及第二無線通訊系統皆不限於任何無線通訊系統，而可為無線區域網路、藍芽、第三代行動通訊、長期演進行動通訊、高速封包存取等無線通訊系統。因此，第一無線通訊模組204及第二無線通訊模組206可分別為一無線區域網路模組、一藍芽模組、一第三代通信系統模組、一高速封包存取模組或任何其它無線模組。

另外，為了提升隔離度，天線212及216較佳地形成於無線通訊模組200兩邊之週邊，且可為任何形式的天線，如單極天線、平面倒F型天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)等。此外，天線212及216可為位於基板202上之印刷天線，或由金屬片所形成， 而不限於此。

再者，為了減少三個模組204，206及208間的干擾，第一無線模組204之天線212至第三模組208間的距離較佳為第一通訊系統之無線訊號(即第一無線模組204所處理之訊號)的四分之一到二分之一波長。相似地，第二模組206之天線216至第三模組208間的距離較佳為第二通訊系統之無線訊號(即第二無線模組206所處理之訊號)的四分之一到二分之一波長。

另外，由於三個模組204，206，208皆形成於基板202上，因此可能僅需一連接器即可將模組連接至一系統，如一共用連接器通用序列匯排流。當然，由於系統設計上的考量，不同連接器可能會用於不同模組。舉例來說，請參考第3圖，第3圖為本發實施例一可攜式裝置300之示意圖。可攜式裝置300包含有一顯示部分301及一主機部分302。顯示部分301具有一顯示器303以顯示主機部分302之資訊。一組合模組304係根據第2圖中的無線模組200所設計，設置於顯示部分301中且位於顯示器303之上，包含有一第一無線模組306、一第二無線模組307及一攝影模組305。第一無線模組306包含有一天線308及其一處理單元312，而第二無線模組307亦包含有一天線309及其一處理單元314。天線308及309可為印刷天線、金屬片或其它形式之天線。由於天線308、309與處理單元312、314係於微小結構中形成，因此可消除習知於天線308、308及處理單元312、314之間需高成本的隔離同軸電纜，使得無線模組 306、307至主機部分302間僅需一或兩個耦接，而因此降低製造成本。另外，由於無線模組306、307係設置於顯示器303上，因此可加大無線模組306、307至主機部分302及使用者之距離。如此一來，由無線模組306、307而來的無線訊號不對主機部分302中如麥克風等裝置造成干擾。如果顯示器303之尺寸夠大，則無線模組306、307至使用者的距離亦會增加，而因此不需進行特定吸收率測試(Specific Absorption Rate，SAR)。

為了減少干擾，第一無線模組306之天線308至攝影模組305之距離較佳為第一無線模組306之無線訊號的四分之一至二分之一波長。相似地，第二無線模組307之天線309至攝影模組305之距離較佳為第二無線模組307之無線訊號的四分之一至二分之一波長。

再者，由於三個模組305、306及307形成組合模組304，因此可能僅需一導線310即可連接模組至主機部分302。然而，由於其它系統設計上的考量，可能會另外使用一導線311。在本發明實施例中，如通用序列匯排流連接器之一共用連接器亦可用來耦接組合模組304至主機部分302。

另外，為了更加提升組合模組304的效能，可於顯示器303之一接地面與組合模組304間增加接地連接器。舉例來說，如第4A圖所示，可增加接地連接器400、402於顯示器303之接地面與無線 模組306、307間，第4A圖中尺寸大小僅用以說明，而不限於此。在此情形下，相對應的頻率響應如第4B圖所示，其中，隔離度約為17.5dB。值得注意的是，攝影模組305(如網路攝影機)係一會產生許多雜訊影響第一及第二無線模組306及307之裝置，且所產生雜訊僅能透過如第4A圖所示之接地連接器400、402傳送至地面。因此，如第5A圖所示，另增加一接地連接器404於顯示器303之接地面及攝影模組305間，用來將攝影模組305所產生之雜訊傳送至地，以避免對無線模組306及307造成影響。相對應頻率響應如第5B圖所示，其中，隔離度約為19dB，而幅射場型如第5C圖及第5D圖所示，幾乎為全方位幅射(omni-radiation)。接地連接器400、402及404不僅可於顯示器303之接地片與組合模組304間提供額外的接地路徑，且可提升隔離度及組合模組304的效能。值得注意的是，第4A圖及第5A圖中所示組合模組304及接地連接器400、402及404中各元件的尺寸僅為本發明實施例，且應根據系統需求設計以維持正常運作。

值得注意的是，上述實施例僅用來說明本發明之概念，本領域具通常知識者應可據以變化或修飾，而不限於此。舉例來說，組合模組304(或無線通訊模組200)可包含任何數量的無線模組，而不限於兩個。各無線模組可為一無線區域網路模組、一藍芽模組、一第三代通信系統模組、一高速封包存取模組或任何其它無線模組，而可能包含多個天線，即所謂的多輸入多輸出(multi-input multi-output，MIMO)架構。

關於組合模組304之製造，如第6圖所示，本發明另提供一製造流程60。製造流程60包含有以下步驟：

步驟600：開始。

步驟602：設置三個模組305、306、307於一基板上，以形成組合模組304。

步驟604：設置組合模組304於顯示部分301中。

步驟606：耦接組合模組304與主機部分302。

步驟608：結束。

流程60係用來於可攜式裝置300中形成組合模組304，相關敘述可參考上述說明。

總而言之，本發明於微小結構中形成無線模組，因此可消除需高成本的隔離同軸電纜並簡化製造流程。因此，本發明可節省成本，提升製造效率，且減少產品上市時間。

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‧‧‧筆記型電腦

102、302‧‧‧主機部分

103、303‧‧‧顯示器

105‧‧‧無線區域網路處理單元

106‧‧‧藍芽處理單元

107、109、308、309‧‧‧天線

108、110‧‧‧金屬同軸電纜

200‧‧‧無線通訊模組

202‧‧‧基板

204、306‧‧‧第一無線通訊模組

206、307‧‧‧第二無線通訊模組

208‧‧‧第三模組

210‧‧‧第一處理單元

212‧‧‧第一天線

214‧‧‧第二處理單元

216‧‧‧第二天線

300‧‧‧可攜式裝置

301‧‧‧顯示部分

304‧‧‧組合模組

305‧‧‧攝影模組

312、314‧‧‧處理單元

400、402、404‧‧‧接地連接器

60‧‧‧流程

600~608‧‧‧步驟

第1圖為習知技術中一筆記型電腦之示意圖。

第2圖為本發明實施例一無線通訊模組之示意圖。

第3圖為本發實施例一可攜式裝置之示意圖。

第4A圖為第3圖所示之可攜式裝置包含接地連接器之示意圖。

第4B圖為相對應於第4A圖所示之可攜式裝置的頻率響應之示意圖。

第5A圖為第4A圖所示之可攜式裝置另包含一接地連接器之示意圖。

第5B圖為相對應於第5A圖所示之可攜式裝置的頻率響應之示意圖。

第5C圖及第5D圖為相對應於第5A圖所示之可攜式裝置的幅射場型之示意圖。

第6圖為本發明實施例一製造流程之示意圖。

200‧‧‧無線通訊模組

202‧‧‧基板

204‧‧‧第一無線通訊模組

206‧‧‧第二無線通訊模組

208‧‧‧第三模組

210‧‧‧第一處理單元

212‧‧‧第一天線

214‧‧‧第二處理單元

216‧‧‧第二天線

Claims (37)

1. 一種無線通訊模組包含有：一基板；一第一無線模組，設置於該基板上，該第一無線模組包含一第一天線和一第一處理單元；一第二無線模組，設置於該基板上，該第二無線模組包含一第二天線和一第二處理單元；以及一第三模組，設置於該第一無線模組及該第二無線模組之間；其中，該第一無線模組、該第二無線模組和該第三模組皆於一微小結構中形成，以消除該無線通訊模組中的隔離同軸電纜。
2. 如請求項1所述之無線通訊模組，其中該第三模組係一攝影模組。
3. 如請求項1所述之無線通訊模組，其中該第一無線模組係一無線區域網路模組。
4. 如請求項3所述之無線通訊模組，其中該第一天線位於該基板之一邊。
5. 如請求項4所述之無線通訊模組，其中該第一天線於該基板上 之一印刷天線。
6. 如請求項4所述之無線通訊模組，其中該第一天線與該第三模組間之一距離為該無線區域網路模組之訊號之二分之一至四分之一波長。
7. 如請求項3所述之無線通訊模組，其中該第二無線模組係一藍芽模組、一全球互通微波存取模組、一第三代行動通訊模組或一高速封包存取模組。
8. 如請求項3所述之無線通訊模組，其中該第二天線位於該基板之另一邊。
9. 如請求項8所述之無線通訊模組，其中該第二天線係於該基板上之一印刷天線。
10. 如請求項8所述之無線通訊模組，其中該第二天線與該第三模組間之一距離為該無線區域網路模組之訊號之二分之一至四分之一波長。
11. 如請求項1所述之無線通訊模組，其另包含有一連接器，用來耦接該第一無線模組及該第二無線模組至一系統。
12. 如請求項1所述之無線通訊模組，其中該連接器係一通用序列匯排流連接器。
13. 如請求項1所述之無線通訊模組，其另包含一第一連接器，用來耦接該第一無線模組至一系統，以及一第二連接器，用來耦接該第二無線模組至該系統。
14. 如請求項1所述之無線通訊模組，其另包含有：一第一接地連接器，用來耦接該第一無線模組至一接地片；以及一第二接地連接器，用來耦接該第二無線模組及該接地片。
15. 如請求項14所述之無線通訊模組，其另包含一第三接地連接器，用來耦接該第三模組至該接地片。
16. 如請求項1所述之無線通訊模組，其中該第三模組不發射無線訊號。
17. 一種可攜式裝置，包含有：一顯示部分，包含有一通訊模組，其中該通訊模組包含有：一基板；一第一無線模組，設置於該基板上，該第一無線模組包含一第一天線和一第一處理單元；一第二無線模組，設置於該基板上，該第二無線模組包含一第二天線和一第 二處理單元；以及一第三模組，設置於該第一無線模組及該第二無線模組之間；其中，該第一無線模組、該第二無線模組和該第三模組皆於一微小結構中形成，以消除該通訊模組中的隔離同軸電纜；以及一主機部分，耦接於該顯示部分；其中，該通訊模組耦接於該主機部分，用來進行複數個形式的無線通訊。
18. 如請求項17所述之可攜式裝置，其中該通訊模組進一步包含有一基板；該第一無線模組、該第二無線模組及該第三模組設置於該基板上。
19. 如請求項17所述之可攜式裝置，其中該第三模組係一攝影模組。
20. 如請求項17所述之可攜式裝置，其中該第一無線模組係一無線區域網路模組。
21. 如請求項20所述之可攜式裝置，其中該第一天線位於該基板之一邊。
22. 如請求項21所述之可攜式裝置，其中該第一天線係於該基板上之一印刷天線。
23. 如請求項21所述之可攜式裝置，其中該第一天線與該第三模組間之一距離為該無線區域網路模組之訊號之二分之一至四分之一波長。
24. 如請求項20所述之可攜式裝置，其中該第二無線模組係一藍芽模組、一全球互通微波存取模組、一第三代行動通訊模組或者一高速封包存取模組。
25. 如請求項20所述之可攜式裝置，其中該第二天線位於該基板之另一邊。
26. 如請求項25所述之可攜式裝置，其中該第二天線係於該基板上之一印刷天線。
27. 如請求項25所述之可攜式裝置，其中該第二天線與該第三模組間之一距離為該無線區域網路模組之訊號的二分之一至四分之一波長。
28. 如請求項17所述之可攜式裝置，其另包含有一連接器，用來耦接該第一無線模組及該第二無線模組至一系統。
29. 如請求項28所述之可攜式裝置，該連接器係一通用序列匯排流 連接器。
30. 如請求項17所述之可攜式裝置，其另包含一第一連接器，用來耦接該第一無線模組至一系統，以及一第二連接器，用來耦接該第二無線模組至該系統。
31. 如請求項17所述之可攜式裝置，其另包含有：一第一接地連接器，用來耦接該第一無線模組至一接地片；以及一第二接地連接器，用來耦接該第二無線模組及該接地片。
32. 如請求項31所述之可攜式裝置，其另包含一第三接地連接器，用來耦接該第三模組至該接地片。
33. 如請求項17所述之可攜式裝置，其中該第三模組不發射無線訊號。
34. 一種用來製造具有一通訊模組之一可攜式裝置的方法，該通訊模組包含有一基板、一第一無線模組、一第二無線模組以及一第三模組；該第一無線模組包含一第一天線和一第一處理單元；該第二無線模組包含一第二天線和一第二處理單元；該第一無線模組及該第二無線模組設置該基板上，以及一第三模組設置於該第一無線模組及該第二無線模組之間，該方法包含有： 設置該通訊模組至該可攜式裝置之一顯示部分中；以及耦接該通訊模組至該可攜式裝置之一主機部分；其中，設置該通訊模組至該可攜式裝置之一顯示部分中的步驟進一步包含：將該第一無線模組、該第二無線模組和該第三模組形成於一微小結構中，以消除該無線通訊模組中的隔離同軸電纜。
35. 如請求項34所述之方法，其中耦接該通訊模組至該可攜式裝置之該主機部分之步驟包含有：耦接該通訊模組之一連接器至該主機部分，以將該第一無線模組及該第二無線模組耦接至該主機部分。
36. 如請求項34所述之方法，其中耦接該通訊模組至該可攜式裝置之該主機部分之步驟包含有：耦接該第一無線模組之一第一連接器至該主機部分，以將該第一無線模組耦接於該主機部分；以及耦接該第二無線模組之一第二連接器至該主機部分，以將該第二無線模組耦接於該主機部分。
37. 如請求項34所述之方法，其另包含有：於該通訊模組與該顯示部分之一接地片之間形成複數個接地連接器。