專利名稱：一種微型化無(wú)線通信模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種微型化無(wú)線通信模塊。
背景技術(shù)：
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的支持，各種新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)都需要有相應(yīng)的硬件設(shè)備作為載體才能完成。設(shè)備集成度越來(lái)越高，要求設(shè)備的尺寸
也要相應(yīng)的減小。當(dāng)模塊的尺寸小到一定程度的時(shí)候，無(wú)論是對(duì)用料還是對(duì)エ藝的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的無(wú)線通信模塊。傳統(tǒng)的模塊有的做的尺寸比較小，但是只包含射頻部分而沒(méi)有處理器；有的帶有處理器芯片，但尺寸通常做的比較大。未來(lái)很多應(yīng)用領(lǐng)域里都需要ー款能獨(dú)立完成射頻通信，高集成度的微型化無(wú)線通信模塊。根據(jù)2010年9月2日正式發(fā)布并于2011年2月I日開(kāi)始實(shí)施的GB/T15629. 15-2010《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第15部分低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)媒體訪問(wèn)控制和物理層規(guī)范》規(guī)定780MHz頻段成為中國(guó)特定的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)頻段。與之前常用的2. 4GHz,915MHz和433MHz等頻段的無(wú)線模塊相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)在780MHz頻段上的無(wú)線通信設(shè)備較少，信道干擾少，質(zhì)量好。(2)與2. 4GHz頻段相比，使用的信號(hào)頻率較低，更適合較遠(yuǎn)距離通信，而且沒(méi)有藍(lán)牙、WIFI等無(wú)線通信信號(hào)的干擾。(3)與915MHz頻段相比，沒(méi)有GSM手機(jī)信號(hào)干擾。(4)與433MHz信道相比，780MHz頻段的信道寬度大，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
實(shí)用新型內(nèi)容為了適應(yīng)這個(gè)工作頻段并使其具有高效能，本實(shí)用新型提供了一種微型化無(wú)線通信模塊，該無(wú)線通信模塊集成中心處理單元和射頻通信単元，具有數(shù)據(jù)采集和處理、控制本地和遠(yuǎn)端外圍設(shè)備、低電壓運(yùn)行、較遠(yuǎn)的通信距離、降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備密度、降低網(wǎng)絡(luò)組建成本等多種優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種微型化無(wú)線通信模塊，包括天線接ロ、射頻單元、匹配網(wǎng)絡(luò)、中心處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元、電源接ロ、模塊調(diào)試接ロ、與中心處理單元連接的模塊擴(kuò)展接ロ，其特征在干，所述模塊擴(kuò)展接ロ包括與外部設(shè)備進(jìn)行通信的串行外圍設(shè)備接ロ。集成了上述多種功能単元和接ロ后該無(wú)線通信模塊后不但體積變小而且功能還得到了增強(qiáng)。所述模塊擴(kuò)展接ロ還包括與其他微處理器、或計(jì)算機(jī)相連的串ロ。所述模塊擴(kuò)展接ロ還包括控制外部設(shè)備的通用接ロ。所述模塊擴(kuò)展接ロ還包括與外接功率放大單元、或低噪聲放大單元的射頻擴(kuò)展接□。該模塊的長(zhǎng)度為19mm 20mm,該模塊的寬度為13mm 14mm。該模塊的長(zhǎng)度為19. 65mm,該模塊的寬度為13. 5_。該模塊的厚度為I. 5mm 2. 5_。該模塊的厚度為2mm。該模塊的表面設(shè)置有屏蔽架和屏蔽殼，屏蔽殼通過(guò)屏蔽架與模塊的印刷電路板連接。屏蔽架焊接在印刷電路板的表面，屏蔽殼的邊緣與屏蔽架的邊緣卡合。本實(shí)用新型的有益效果是I、超小尺寸，超低剖面。模塊的長(zhǎng)度為19. 65毫米，寬度為13. 5毫米，厚度為2毫米，便于集成到其它設(shè)備中，極其節(jié)約空間，便于通過(guò)回流焊エ藝整體焊接到外部應(yīng)用設(shè)備上；2、所用的頻段沒(méi)有其他設(shè)備的干擾，信道質(zhì)量好。有利于增加模塊的使用距離，降低了設(shè)備布設(shè)密度進(jìn)而降低了成本。3、接ロ豐富，可同時(shí)配置一組串行外圍設(shè)備接口和ー組串ロ，并具有其他通用輸入輸出接ロ，支持與其他處理器或計(jì)算機(jī)直接通信，支持掛載數(shù)字和模擬接ロ傳感器，同時(shí)可以通過(guò)射頻單元直接控制外接射頻前端，如外接功率放大單元和低噪聲放大器等；4、射頻性能優(yōu)秀，效率高。射頻部分電路匹配良好，回波損耗小,帶內(nèi)端ロ駐波低于-20dB。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型所述的插座表通信模塊進(jìn)行具體說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型所述的無(wú)線通信模塊的電路原理圖。圖2是本實(shí)用新型所述的無(wú)線通信模塊的爆炸圖。圖3是本實(shí)用新型所述的無(wú)線通信模塊的屏蔽殼的主視圖。圖4是圖3中A-A方向的剖視圖。其中I.印刷電路板，2.屏蔽架，3.屏蔽殼，21.屏蔽架的小凹坑，31.屏蔽殼的小凹點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖I對(duì)本實(shí)用新型所述的微型化無(wú)線通信模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，該模塊包括-天線接ロ，用于外接天線的連接，并通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)與射頻單元連接，接收和發(fā)射射頻信號(hào)。-匹配網(wǎng)絡(luò)，與上述天線接ロ與射頻單元連接，實(shí)現(xiàn)兩者之間的阻抗匹配，減少回波損耗。-射頻單元，與上述匹配網(wǎng)絡(luò)連接，接收時(shí)將射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻操作，采樣后得到數(shù)字基帶信號(hào)，對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)操作，得到射頻信號(hào)里的信息，交給中心處理單元，發(fā)射時(shí)將中心處理單元需要發(fā)送的信息進(jìn)行調(diào)制操作，并經(jīng)上變頻發(fā)射出去。該單元エ作于中國(guó)特定使用的低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)頻段，如780MHz。[0036]-中心處理單元，是模塊的核心，與上述射頻單元連接，控制射頻單元的行為，接收或發(fā)送上述射頻信號(hào)里的信息，并加以處理；同時(shí)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元相連接，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元行為，讀取其中數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)入其中；另外用于對(duì)擴(kuò)展接ロ的管理。-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元，與上述中心處理單元連接，用于模塊必要信息的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)掉電不消失。電源接ロ，用于外部電源給模塊各部分供電。模塊調(diào)試接ロ，與中心處理單元連接，用于中 心處理單元程序的下載和調(diào)試。模塊擴(kuò)展接ロ，用于模塊與外部設(shè)備的通信。模塊擴(kuò)展接ロ包括串行外圍設(shè)備接ロ，用于模塊與外部設(shè)備進(jìn)行通信。集成了上述多種功能単元和接ロ后該無(wú)線通信模塊后不但體積變小而且功能還得到了增強(qiáng)。上述天線接ロ，選用低剖面的射頻連接器，可以通過(guò)轉(zhuǎn)接線與標(biāo)準(zhǔn)SMA接ロ天線連接。上述匹配網(wǎng)絡(luò)由ー顆平衡-非平衡轉(zhuǎn)換器和兩顆電容組成，平衡-非平衡轉(zhuǎn)換器的平衡端通過(guò)上述的電容與射頻單元連接，輸入阻抗為差分100歐姆，與射頻單元的射頻端ロ阻抗匹配，電容起到隔離直流的作用。平衡-非平衡轉(zhuǎn)換器的非平衡端通過(guò)50歐姆傳輸線與天線接ロ連接，非平衡端的輸入阻抗為50歐姆，與天線匹配。上述射頻單元，選用的芯片是Atmel公司生產(chǎn)的AT86RF212，支持1.8V低電壓運(yùn)行。與上述中心處理單元通過(guò)串行外圍設(shè)備接ロ相連接，配合外圍器件完成射頻信號(hào)的收發(fā)，并產(chǎn)生16兆赫茲的時(shí)鐘供中心處理單元使用。上述中心處理單元選用的芯片是Silicon Labs公司生產(chǎn)的C8051F930，用于儲(chǔ)存和運(yùn)行代碼；控制射頻單元行為；控制和讀寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元；支持I. 8V低電壓運(yùn)行。其所需外部時(shí)鐘由射頻單元提供。上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，選用的芯片是Seiko Instruments Inc.的S-24C08C,是ー款8Kbit的電子可擦除電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)I2C接ロ與上述中心處理單元連接。用于存儲(chǔ)模塊需要在掉電條件下仍需保持的必要信息，最高讀寫(xiě)速度為400kHz。上述電源接ロ，直接連接到外部電源。上述模塊調(diào)試接ロ，直接連接到外部C2調(diào)試設(shè)備上。模塊擴(kuò)展接ロ還包括-串ロ，用于模塊與其他微處理器、計(jì)算機(jī)相連；-通用接ロ，用于控制其它外部設(shè)備。-射頻擴(kuò)展接ロ，由射頻單元直接控制，用于外接功率放大單元或低噪聲放大單
J Li ο這些接ロ基本可以滿足用戶對(duì)模塊的擴(kuò)展和鏈接。同時(shí)上述無(wú)線通信模塊可以通過(guò)射頻擴(kuò)展接ロ直接控制外接功率放大單元或低噪聲放大單元，從而保證了模塊對(duì)外接功率放大單元或低噪聲放大單元控制的實(shí)時(shí)性。上述無(wú)線通信模塊的印刷電路板I采用盲埋孔、盤(pán)中孔等高密度電路板制造エ藝，極大的減小了模塊的外形尺寸，該模塊的長(zhǎng)度為19mm 20mm,該模塊的寬度為13mm 14mm,優(yōu)選模塊的長(zhǎng)度為19. 65毫米，寬度為13. 5毫米。該模塊的整體厚度為I. 5mm 2. 5mm,優(yōu)選印刷電路板I厚度為O. 6毫米，屏蔽殼高度為I. 3毫米，整體厚度僅為2mm，便于集成到其他設(shè)備和系統(tǒng)中。該模塊的表面設(shè)置有屏蔽架2和屏蔽殼3，屏蔽殼采用雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，屏蔽殼通過(guò)屏蔽架與模塊的印刷電路板連接。屏蔽架選用易于焊接的洋白銅，屏蔽殼選用高強(qiáng)度的不銹鋼。另外，屏蔽架上有用于回流焊的圓形吸盤(pán)。上述無(wú)線通信模塊對(duì)外的引腳使用半邊孔的形式，可整體焊接到應(yīng)用底板上。而調(diào)試和射頻測(cè)試引腳在模塊內(nèi)部，在正常應(yīng)用中不使用這些引腳，如圖2、圖3。屏蔽架2焊接在印刷電路板I的表面，屏蔽架的邊緣設(shè)置有屏蔽架的小凹坑21，屏蔽殼的邊緣設(shè)置有屏蔽殼的小凹點(diǎn)31，屏蔽架的小凹坑21與屏蔽殼的小凹點(diǎn)31相互配合使屏蔽殼3與屏蔽架2的邊緣卡合。如圖4。本實(shí)施例中的不同技術(shù)特征可以選擇性使用?！?br> 權(quán)利要求1.一種微型化無(wú)線通信模塊，其特征在于包括天線接ロ、射頻單元、匹配網(wǎng)絡(luò)、中心處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元、電源接ロ、模塊調(diào)試接ロ、與中心處理單元連接的模塊擴(kuò)展接ロ，所述模塊擴(kuò)展接ロ包括與外部設(shè)備進(jìn)行通信的串行外圍設(shè)備接ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信模塊，其特征是所述模塊擴(kuò)展接ロ還包括控制外部設(shè)備的通用接ロ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信模塊，其特征是所述模塊擴(kuò)展接ロ還包括與外接功率放大單元、或低噪聲放大單元的射頻擴(kuò)展接ロ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信模塊，其特征是該模塊的長(zhǎng)度為19_ 20_，該模塊的寬度為13臟 14mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信模塊，其特征是該模塊的長(zhǎng)度為19.65mm，該模塊的寬度為13. 5_。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信模塊，其特征是該模塊的厚度為I.5mm 2. 5_。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信模塊，其特征是該模塊的厚度為2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任何一項(xiàng)所述的通信模塊，其特征是該模塊的表面設(shè)置有屏蔽架(2)和屏蔽殼(3)，屏蔽殼通過(guò)屏蔽架與模塊的印刷電路板連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信模塊，其特征是屏蔽架焊接在印刷電路板的表面，屏蔽殼的邊緣與屏蔽架的邊緣卡合。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微型化無(wú)線通信模塊，其特征在于包括天線接口、射頻單元、匹配網(wǎng)絡(luò)、中心處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電源接口、模塊調(diào)試接口、與中心處理單元連接的模塊擴(kuò)展接口，所述模塊擴(kuò)展接口包括與外部設(shè)備進(jìn)行通信的串行外圍設(shè)備接口。該通信模塊具有體積小、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理、控制本地和遠(yuǎn)端外圍設(shè)備、低電壓運(yùn)行、較遠(yuǎn)的通信距離、降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備密度、降低網(wǎng)絡(luò)組建成本等多種優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B1/38GK202455342SQ20112055820
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者趙丹, 趙振豐, 高成韜 申請(qǐng)人:北京威訊紫晶科技有限公司