专利名称：无线通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种无线通信装置，特别有关一种具有嵌入式双天线系统且可同时对于二种以上的信号进行传输的无线通信装置。
背景技术：
就内藏式天线而言，天线所在的位置与其所相关结构之间的融合度是为设计的重点，对于机构内部天线的摆放位置及整体辐射性能也必须同时加以考虑。
然而，当两个功能独立且同时工作的内藏式天线设置于同一机构时，由于这两组天线之间会有场型重叠、辐射能量干扰及特性阻抗偏移等现象的产生，因此必须再考量其相互间的影响、电气特性的均衡度关系，而其中又以天线场型的控制为主要的考量要素。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种采用无线传输模式的无线通信装置，该无线通信装置的无线传输模式是采用双系统WLAN802.11a、WLAN802.11b且可同时进行收发，于该无线通信装置中的内藏式天线，可在适当的规划下而实现最大的无线传输效能，同时在WLAN802.11a、WLAN802.11b两系统之间的相互干扰程度也可以降到最低。在两系统必须同时工作的前提下，由于本实用新型的无线通信装置的双频(2.4GHz、5GHz)射频电路是采取完全独立方式进行设计与规划，并且可使得两个独立工作且具有全向性广播场型的内藏式天线可在天线指向性、谐波隔离度之间实现理想的均衡。
本实用新型的无线通信装置同时对于WLAN 802.11a、WLAN 802.11b两种不同频率系统进行建构时，由于WLAN802.11a的工作频率是为5.15～5.35GHz、5.475～5.725GHz、5.725～5.825GHz，而WLAN802.11b的工作频率是为2.4～2.5GHz，利用本实用新型的无线通信装置可以实现工作上的对称性。再者，由于5GHz电波在一定的传播距离下，其所具有的传输损耗是大于2.4GHz电波所产生的传输损耗，在本实用新型的无线通信装置的整体设计下，可使得5GHz天线等效增益大于2.4GHz天线等效增益，因此可确保传输品质的一致性。
本实用新型的另一目的是提供一种符合电磁兼容性(EMC)的无线通信装置，并且利用金属屏蔽做为两天线之间的电磁能量的隔离体。
本实用新型的又一目的是提供一种具有特别设计的金属屏蔽外型及特定天线摆置架构的无线通信装置，除了可以实现双天线广播系统所需的电气特性之外、可有效降低两天线之间的相互影响程度之外，同时并可确保两天线可以具有准全向性的辐射场型。
本实用新型的又一目的是在于提供一种具有传输品质的一致性的无线通信装置，其设计方式例如为该2.4GHz内偶极天线的等效增益约为0.55dBi时，而5GHz内偶极天线的等效增益约为1.77dBi，因此以克服5GHz电波传输损耗大于2.4Ghz电波传输损耗的物理特性，使得两天线的传输品质一致化。
为实现上述目的，本实用新型提供一种无线通信装置，利用该无线通信装置同时可对于至少二种以上的信号进行传输。该无线通信装置主要包括一本体、一壳体、一屏蔽单元、一第一天线单元、一第二天线单元、一控制单元，其中，该屏蔽单元、该第一天线单元、该第二天线单元是共同设置于该本体之上，该壳体是设置于该本体的外部，利用该壳体对于该屏蔽单元、该第一天线单元、该第二天线单元等进行包覆。
该第一天线单元可于一第一时间与一第二时间之间内对于至少一第一信号进行传输，而该第二天线单元是利用该屏蔽单元而与该第一天线单元之间实现电隔离，该第二天线单元是于一第三时间与一第四时间之间内对于至少一第二信号进行传输，该第三时间或该第四时间的其中一者可定义在该第一时间、该第二时间之间而形成了一既定时间，亦即，该第一天线单元、该第二天线单元可在该既定时段内对于该第一信号、该第二信号进行同步传送；其中还包括有一第一接地面与一第二接地面，所述第一接地面是相对于所述屏蔽单元而相邻接于所述第一天线单元，所述第二接地面是相对于所述屏蔽单元而相邻接于所述第二天线单元，以一远场位置为观察点，所述第一接地面对于所述第一信号的反射效果是等同于所述第二接地面对于所述第二信号的反射效果。
为了让本实用新型的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是表示根据本实用新型无线通信装置(C)的外部结构立体图；图2A是表示根据图1的该无线通信装置(C)的侧视图；图2B是表示根据图2A的无线通信装置(C)的内部结构图，该无线通信装置(C)内部设置有一屏蔽单元(W)、一第一天线单元(1)与一第二天线单元(2)；图3是表示根据图2B的区域(Z)的局部放大图；图4是表示相对于图3中的该屏蔽单元(W)、该第一天线单元(1)与该第二天线单元(2)的平面示意图；图5A是表示相对于图3中的该屏蔽单元(W)、该第一天线单元(1)与该第二天线单元(2)的立体示意图；图5B是表示相对于图3中的该屏蔽单元(W)、该第一天线单元(1)与该第二天线单元(2)的于另一观察角度下的立体示意图；图6A是表示该无线通信装置的第一天线单元(1)采用2.4GHz内偶极天线(Internal Dipole Antenna)时，其返回损失(return loss)的量测结果。
图6B是表示该无线通信装置的第二天线单元(2)采用5GHz内偶极天线时，其返回损失的量测结果；以及图7是表示在该无线通信装置中，该第一天线单元(1)与该第二天线单元(2)之间的隔离效果(Isolation)的量测结果。
符号说明1～第一天线单元10～电缆2～第二天线单元20～电缆3～控制单元A1～第一接地面A2～第二接地面
a-a′～中心连接B1～本体B2～壳体C～无线通信装置S1～第一信号S2～第二信号W～屏蔽单元X～座标轴XY～平面X-Y-Z～座标系统Y～座标轴YZ～平面Z～座标轴具体实施方式
请参阅图1。
图1是表示根据本实用新型无线通信装置C的外部结构立体图，于该无线通信装置C中所提供的嵌入式双天线系统可同时对于一第一信号S1与一第二信号S2进行同步无线传输。其中第一信号S1、第二信号S2两者可分别对应于不同的无线传输规格，例如第一信号S1、第二信号S2可分别为符合802.11a、802.11b规格的讯号。
于本实施例中，该无线通信装置C例如为一无线网络访问点(AccessPoint)，并且其所提供的嵌入式双天线系统亦可应用在PDA、移动式电话或其它具有二种或二种以上的信号进行传输的设备上。
请参阅图2A、2B。
图2A是表示根据图1的该无线通信装置C的侧视图，图2B是表示根据图2A的该无线通信装置C的内部结构图。
该无线通信装置C主要包括有一本体B1、一壳体B2、一屏蔽单元W(shielding case)、一第一天线单元1、一第二天线单元2、一控制单元3及其它相关装置(未示出)，其中，该第一天线单元1、该第二天线单元2是电性连接于该控制单元3，利用该控制单元3可使得该第一天线单元1、该第二天线单元2于同一时间范围内进行信号的传输作业。其中，第一信号S1是由第一天线单元1进行收发，第二信号S2则是由第二天线单元2进行收发。而第一天线单元1、第二天线单元2两者可分别对应于不同的无线传输规格，例如第一天线单元1、第二天线单元2可分别为符合802.11a、802.11b规格的天线单元。
以下利用量化方式针对该第一天线单元1、该第二天线单元2于同一时间范围内进行信号传输进行说明。
该第一天线单元1是于一第一时间T1与一第二时间T2之间内对于至少一第一信号S1进行传输，而该第二天线单元2是于一第三时间T3与一第四时间T4之间内对于至少一第二信号S2进行传输，该第三时间T3或该第四时间T4的其中一者可定义在该第一时间T1、该第二时间T2之间而形成了一既定时间ΔT，该第一天线单元1、该第二天线单元2可在该既定时段ΔT内对于该第一信号S1、该第二信号S2进行同步传送。
以下将针对各元件的结构及其相互间关系提出说明。
如图2B所示，该屏蔽单元W、该第一天线单元1、该第二天线单元2是设置于该本体B1之上，并且该壳体B2是设置于该本体B1的外部，利用该壳体B2对于该屏蔽单元W、该第一天线单元1、该第二天线单元2等进行包覆。
请参阅图3、4。
图3是表示根据图2B的区域Z局部放大图，图4是表示相对于图3的该屏蔽单元W、该第一天线单元1与第二天线单元2的平面示意图。
该第一信号S1是由该第一天线单元1进行传输，并且该第二信号S2是由该第二天线单元2进行传输，其中，该第一天线单元1、该第二天线单元2分别利用电缆10、20而连接于该控制单元3，利用该控制单元3以对于该第一天线单元1、该第二天线单元2进行增益的调整及该第一信号S1、该第二信号S2的调谐、解调的处理。
于本实施例中，该第一天线单元1例如为一2.4GHz内偶极天线(Internal Dipole Antenna)，该第二天线单元2例如为一5GHz内偶极天线。
该屏蔽单元W设置于该第一天线单元1与该第二天线单元2之间，利用该屏蔽单元W以对于该第一天线单元1、该第二天线单元2进行隔离。如此，当利用该第一天线单元1、该第二天线单元2分别对于该第一时间S1、该第二信号S2进行传输作业时，在该屏蔽单元W的作用下，可避免该第一信号S1与该第二信号S2之间的相互重叠、干扰。
该屏蔽单元W包括有一第一接地面A1(first groud plane)与一第二接地面A2(second ground plane)，该第一接地面A1是相对于该屏蔽单元W而相邻接于该第一天线单元1，该第二接地面A2是相对于该屏蔽单元W而相邻接于该第二天线单元2。
请参阅图5A、5B。
图5A是表示相对于图3中的该屏蔽单元W、该第一天线单元1与该第二天线单元2的立体示意图，图5B是表示相对于图3中的该屏蔽单元W、该第一天线单元1与该第二天线单元2于另一观察角度下的立体示意图。
于此定义出一参考座标系统X-Y-Z，其中，该第一天线单元1与该第二天线单元2的纵长方向是定义在沿着参考座标轴Z的方向上，而该第一天线单元1与该第二天线单元2之间所存在的一中心连线a-a′是定义在参考平面XY之上，并且该第一接地面A1、该第二接地面A2是分别定义在参考平面XY、YZ之上。
在相对于该中心连线a-a′之下，该第一接地面A1对于2.4GHz的讯号而言，其在远场(Far-Field)所反射的能量是等效于该第二接地面A2对于5GHz讯号所提供的反射能量，亦即，在该屏蔽单元W的该第一接地面A1、该第二接地面A2的反射作用下，该第一天线单元1与该第二天线单元2可具有相同的辐射范围，使得两天线传输品质一致化。也就是说，以一远场位置作为观察点，该第一接地面A1对于该第一信号S1的反射效果是等同于该第二接地面A2对于该第二信号S2的反射效果。
即该第一天线单元1相对于该屏蔽单元W而具有至少一第一参数M1，该第二天线单元2相对于该屏蔽单元W而具有至少一第二参数M2。经由调整该第一参数M1，使得该第一天线单元1可产生出一第一能量E1；经由调整该第二参数M2，使得该第二天线单元2可产生出一第二能量E2。当该第一天线单元1、该第二天线单元2在该既定时段ΔT内对于该第一信号S1、该第二信号S2进行同步传送时，该第一能量E1于实质上是等同于该第二能量E2。
再者，当该第一天线单元1、该第二天线单元2进行相关信号的传输作业时，该第一天线单元1具有一第一传输损耗L1，并且该第二天线单元2具有一第二传输损耗L2，在该第一接地面A1、该第二接地面A2的相对面积比例的调整作用下，可使该第一天线单元1与该第二天线单元2的增益比例实现一定比值，来补偿两者传输损耗的不均衡。亦即，利用调整该第一接地面A1与该第二接地面A2，可以补偿该第一天线单元1与该第二天线单元2之间传输损耗的差异。
由于此处所谓的等效增益是指一天线单元嵌入系统内的整体效应，相较于天线本身一定会有所变动，因此本实用新型即针对该特性，以接地面来调整天线单元的等效增益。举例来说，利用该第一接地面A1将该第一天线单元1(例如为2.4GHz内偶极天线)的等效增益调整成约为0.55dBi，而利用该第二接地面A2将该第二天线单元2(例如为5GHz内偶极天线)的等效增益调整成约为1.77dBi时，可补偿该第二天线单元2的传输损耗与该第一天线单元1所产生的传输损耗的差异。亦即，当该第二天线单元2的传输损耗大于该第一天线单元1时，可利用使该第二天线单元2的等效增益大于该第一天线单元1的等效增益，而使两者的传输品质一致化。
请参阅图6A、6B、7。
图6A是表示该天线通信装置的第一天线单元1采用2.4GHz内偶极天线时，其返回损失(return loss)的量测结果，图6B是表示该无线通信装置的第二天线单元2采用5GHz内偶极天线时，其返回损失的量测结果。图7是表示在该无线通信装置中，该第一天线单元1与该第二天线单元2之间的隔离效果(Isolation)的量测结果。
在图6A所示的第一天线单元1(采用2.4GHz内偶极天线)返回损失测量结果中，标号2显示第一天线单元1在操作于2.45GHz时，其量测数据为一25.422dB，故其返回损失为25.422dB；标号1显示其操作于2.4GHz时的量测数据为-15.437dB，故其返回损失为15.437dB；标号3显示其操作于2.5GHz时的量测数据为-15.267dB，故其返回损失为15.267dB，因此第一天线单元1的操作特性极为良好。而标号4所显示者则为第一天线单元1(2.4GHz内偶极天线)操作于5.25GHz时的量测数据为-1.5915dB，其返回损失为1.5915dB，此是供作对照参考之用。
而在图6B所示的第二天线单元2(采用5GHz内偶极天线)返回损失测量结果中，标号3显示第二天线单元2在操作于5.25GHz时，其量测数据为-26.647dB，故其返回损失为26.647dB；标号2显示其操作于5.15GHz时的量测数据为-16.007dB，故其返回损失为16.007dB；标号4显示其操作于5.35GHz时的量测数据为-15.267dB，故其返回损失为15.267dB，因此第二天线单元2的操作特性极为良好。而标号1所显示者则为第二天线单元2(5GHz内偶极天线)操作于2.45GHz时的量测数据为-1.0966dB，其返回损失为1.0966dB，此是供作对照参考之用。
如图7所示，其为第一天线单元与第二天线单元两者之间高频电隔离度的量测数据。图中的标号1显示第一天线单元和第二天线单元在2.45GHz的频率下，两者之间具有32dB的高频电隔离度；而标号2则显示两天线单元在5.25GHz的频率下，两者间具有35dB的高频电隔离度，值得注意的是在DC～6GHz的频率范围中，本实用新型的双天线系统皆可提供至少30dB的高频电隔离度。
是表示该第一天线单元1于不同操作频率(2.40GHz，2.45GHz，2.50GHz)下、在各参考平面XY、YZ、XZ上的峰值增益(Peak Gain)与平均增益(Average Gain)的量测结果。配合图5A及图5B所示，由实际量测结果可知，无线通信装置的第一天线单元1在参考平面XY、YZ上的增益较在参考平面XZ上的效果更佳，因此可以概括涵盖所有区域，故具有高度的实用性。
(单位dBi)
是表示该第二天线单元2于不同操作频率(5.15Ghz，5.25Ghz，5.35GHz)下、在各参考平面XY、YZ、XZ上的峰值增益与平均增益的量测结果。与第一天线单元1的量测结果类似，无线通信装置的第二天线单元2在参考平面XY、YZ上的增益较在参考平面XZ上的效果更佳，因此可概括涵盖所有区域，所以具有高度的实用性。
(单位dBi)
本实用新型上述实施例所揭露的无线通信装置，采用双频(2.4GHz、5GHz)系统同时进行收发，且双频射频电路各自独立，并以金属屏蔽作为两天线的电磁能量的隔离体。利用金属屏蔽及天线之间的相对关系，以获致双天线广播系统所需的电气特性，并有效降低两天线的相互影响程度，且确保两天线分别具有准全向性的辐射场型，使其得以兼顾在天线指向性、谐波隔离度的需求，以及确保两者传输品质的一致性。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开权利要求如上，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的情况下，可进行更动与修改，因此本实用新型的保护范围以所提出的权利要求限定的范围为准。
权利要求1.一种无线通信装置，其特征在于，包括至少一屏蔽单元；一第一天线单元，于一第一时间与一第二时间之间内对于至少一第一信号进行传输；以及一第二天线单元，利用所述屏蔽单元而与所述第一天线单元之间实现隔离，所述第二天线单元是于一第三时间与一第四时间之间内对于至少一第二信号进行传输，所述第三时间或所述第四时间的其中一者可定义在所述第一时间、所述第二时间之间而形成了一既定时间，所述第一天线单元、所述第二天线单元可分别在所述既定时段内对于所述第一信号、所述第二信号进行同步传送；其中还包括有一第一接地面与一第二接地面，所述第一接地面是相对于所述屏蔽单元而相邻接于所述第一天线单元，所述第二接地面是相对于所述屏蔽单元而相邻接于所述第二天线单元，以一远场位置为观察点，所述第一接地面对于所述第一信号的反射效果是等同于所述第二接地面对于所述第二信号的反射效果。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一天线单元、所述第二天线单元是均为偶极天线。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一天线单元是为一2.4GHz内偶极天线，所述第二天线单元是为一5GHz内偶极天线。
4.一种无线通信装置，其特征在于，包括至少一屏蔽单元；一第一天线单元，可对于至少一第一信号进行传输；一第二天线单元，利用所述屏蔽单元而与所述第一天线单元之间实现隔离，所述第二天线单元可对于至少一第二信号进行传输，所述第一天线单元、所述第二天线单元可分别对于所述第一信号、所述第二信号进行同步传送；以及一控制单元，电性连接于所述第一天线单元、所述第二天线单元，以对于所述第一信号以及所述第二信号进行调谐、解调；其中还包括有一第一接地面与一第二接地面，所述第一接地面是相对于所述屏蔽单元而相邻接于所述第一天线单元，所述第二接地面是相对于所述屏蔽单元而相邻接于所述第二天线单元，且由所述第一接地面与所述第二接地面补偿所述第一天线单元及所述第二天线单元的传输损耗差异。
5.如权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一天线单元、所述第二天线单元是均为偶极天线。
6.如权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述第一天线单元是为一2.4GHz内偶极天线，所述第二天线单元是为一5GHz内偶极天线。
专利摘要一种具有嵌入式双天线系统的无线通信装置，可同时对于二种以上的信号进行传输。该无线通信装置主要包括一本体、一壳体、一屏蔽单元、一第一天线单元、一第二天线单元、一控制单元。该屏蔽单元、该第一天线单元、该第二天线单元是共同设置于该本体之上，该壳体是设置于该本体的外部，利用该壳体对于该屏蔽单元、该第一天线单元、该第二天线单元等进行包覆。该第一天线单元可对于一第一信号进行传输，而该第二天线单元是利用该屏蔽单元而与该第一天线单元之间实现电隔离，该第二天线单元可对于一第二信号进行传输，且该第一天线单元、该第二天线单元可对于该第一信号、该第二信号进行同步传送。
文档编号H04B7/00GK2781651SQ03272719
公开日2006年5月17日 申请日期2003年6月16日 优先权日2003年6月16日
发明者林晖, 吴能炎 申请人:广达电脑股份有限公司