通信模块和利用该通信模块接收信号的方法 【技术领域】
本发明的总发明构思的实施方式涉及一种通信模块和使用该通信模块接收信号的方法，在该通信模块中，将用于接收射频(RF)信号的天线装配到红外(IR)接收器，以接收多种类型的信号。
背景技术
一般地，IR通信是一种通过IR线或IR束传输和接收数据的装置。虽然IR通信可以被广泛地应用，诸如应用于电子器件中，包括TV、VCR、DVD、PC、打印机、移动器件等，但是IR通信需要在视线(line-of-sight)中定位电子器件，其限于大约5米或更小的短范围。因此，IR通信受到距离限制、物理障碍、有限的使用角度和由外部噪音(例如，三波长荧光)施加的约束。
已经提出了通过将RF模块装配到传统的IR接收模块来克服上述问题的技术。即使发射器不在接收器的视线范围内，射频也允许信号被传输到接收器。另外，RF传输的范围比IR通信的范围大，且RF信号可以被全方向地传输。
然而，需要一种以低成本和改进的装配性能更有效地将天线装配到传统的IR接收模块的技术。
【发明内容】
本发明总的发明构思包括一种通信模块和利用该通信模块接收信号的方法，在该通信模块中接收RF信号的天线装配到IR接收器以接收多种类型的信号。
本发明总的发明构思的其它方案和效用的一部分将在以下的描述中被阐述，一部分将通过描述变得显而易见，或者可通过对本发明总的发明构思的实践而了解。
本发明总的发明构思的特征和效用可通过提供一种通信模块而实现，该通信模块包括接收红外(IR)信号的红外接收器以及接收射频(RF)信号的天线。IR接收器和天线是单一可装配模块(single mountable module)的一部分。
天线可以是用于接收多个频带中的RF信号的平面倒F天线。
平面倒F天线的长度根据期望接收到的射频信号的波长而变化。
IR接收器包括电源导线、输出导线和接地导线，平面倒F天线可连接到接地导线。
平面倒F天线是用于装配IR接收器的结构的一部分。
平面倒F天线的长度可以延伸超过IR接收器的端部。
平面倒F天线的长度可以通过将第二天线压处理到平面倒F天线而被增加。
第二天线的形状、宽度和长度的至少之一可以根据所接收到的射频信号的波长而变化。
本发明的总发明构思的实施方式还可通过提供一种用于在通信模块中接收信号的方法而实现，在该通信模块中装配有红外(IR)接收器和射频(RF)接收器。该方法可包括：接收IR信号和RF信号的其中之一；通过处理红外信号和射频信号的该其中之一而获得数据信号；以及输出数据信号。
RF信号可具有多个频带中的至少之一。
可以在通信模块中处理IR数据信号，RF信号可以通过被通信模块外部的RF信号处理器处理。
本发明的总发明构思的其它特征和效用可通过一种通信模块来实现，该通信模块包括：包括红外(IR)接收器的主体；用于装配主体的框架，该框架包括射频(RF)天线。
通信模块还可包括电源导线、输出导线和接地导线，其中电源导线、输出导线和接地导线连接到主体。主体可包括光学处理器，IR接收器可以是光电二极管。
RF天线可以连接到接地导线。
主体可包括：顶表面和与顶表面相反的底表面，该底表面被限定为面对安装表面的表面，在该安装表面上将安装通信模块；以及多个侧表面，在顶表面与底表面之间，侧表面基本垂直于顶表面和底表面。
RF天线可以沿多个侧表面中的第一侧表面的整个长度定位，其可以延伸超过第一侧表面的端部，使得RF电线的长度长于第一侧表面的长度。
当垂直于底表面的方向限定安装方向时，RF天线可沿垂直于安装方向地横向方向延伸超过第一侧表面的端部。另外，RF天线可以沿安装方向延伸超过第一侧表面与底表面的交界处。
RF天线的安装部分可邻近两个侧表面之间的角定位，可延伸超过主体的底表面以将通信模块装配到安装表面。
通信模块还可包括电源导线、输出导线和接地导线，电源导线、输出导线和接地导线可在第二侧表面处连接到主体。RF天线的安装部分可位于与第二侧表面相反的第三侧表面上。
RF天线可包括安装到主体的顶表面的第二天线部分。
本发明的总发明构思的其它特征和效用可通过一种制造通信模块的方法来实现，该方法包括：提供包括红外(IR)接收器的主体；形成框架以装配IR接收器，该框架包括至少一个射频(RF)天线。
RF天线可延伸超过主体的第一侧表面的端部，其可沿第一侧表面的整个表面形成。
形成框架可包括形成延伸超过主体的底表面的安装部分，该安装部分是RF天线的一部分。
该方法还可包括将通信模块安装到印刷电路板。将通信模块安装到印刷电路板可包括将安装部分连接到RF处理器，该RF处理器连接到印刷电路板。
RF天线的安装部分可直接装配到印刷电路板，主体不接触印刷电路板。
该方法还可包括在主体的第二侧表面上提供电源导线、输出导线和接地导线的至少其中之一。
形成框架可包括在与第二侧表面相反的第三侧表面上形成装配部分，该装配部分是RF天线的一部分。
形成框架可包括连接RF天线到接地导线。
该方法还可包括在主体的顶表面上形成第二天线以及连接第二天线到RF天线。
本发明的总发明构思的其它特征和/或效用可通过一种接收红外(IR)和射频(RF)信号的器件来实现，该器件包括：印刷电路板、通过模块和RF信号处理器。该通信模块可包括：主体，包括红外(IR)接收器，该红外接收器包括红外信号接收元件和光学处理器，该光学处理器处理来自红外信号接收元件的信号；以及框架，将主体装配到印刷电路板，框架包括射频(RF)天线。RF信号处理器可接收并处理来自RF天线的信号。
用于接收IR和RF频率信号的器件还可包括接收窗，以将红外束从器件外部传递到器件内部的红外信号接收元件。
【附图说明】
通过结合附图对本发明的实施方式进行详细描述，本发明的这些上述和/其它特征和效用将变得更加清楚且更易于理解，在附图中：
图1是根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块的控制方块图；
图2A示出了根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块的外部结构；
图2B示出了从一侧观看的通信模块的外部结构；
图3示出了根据本发明总发明构思的另一示例性实施方式的通信模块的外部结构；
图4示出了根据本发明总发明构思的另一示例性实施方式的通信模块的外部结构；
图5示出了根据本发明总发明构思的另一示例性实施方式的通信模块的外部结构；
图6A示出了根据本发明总发明构思的又一示例性实施方式的通信模块的外部结构；
图6B示出了在图6A中通信模块的外部结构的另一视图；
图7示出了将图2A的通信模块装配到第一印刷电路板(PCB)上；
图8示出了将图2A的通信模块装配到第二PCB上；
图9是示出了在根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块中的信号接收方法的流程图；
图10A-10C示出了制造通信模块的方法；以及
图11A-11B示出了制造通信模块的另一方法。
【具体实施方式】
现在将详细参考在附图中示出其实例的本发明总发明构思的实施方式，其中通篇相似的附图标记表示相似的元件。
图1是根据本发明总发明构思的示例性实施方式的包括通信模块10的IR和RF信号接收器件1的控制方框图。
参照图1，根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块10可包括用于接收外部IR信号的IR接收器20和用于接收外部RF信号的天线31。
IR接收器20可具有光电二极管21和光学处理器22，该光电二极管21接收外部IR信号，该光学处理器22通过处理从光电二极管21接收到的IR信号而获得数据信号。IR接收器20可类似于传统的IR接收模块。
通信模块10连接到RF信号处理器40，该RF信号处理器40通过处理经过天线31接收到的RF信号来获得数据信号并输出该数据信号。RF信号处理器40可输出RF输出信号14。
IR和RF信号接收器件1可包括通信模块10和RF信号处理器40。器件还可包括：窗，以将IR束传递到光电二极管21；以及能传递射频波到天线31的外部结构。
图2A示出了根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块的外部结构。
参照图2A，在通信模块10中，类似于传统的IR接收模块的IR接收器20被设计成预定形式。模制成形的(mold-shaped)IR接收器20可在其一侧的两端包括金属引线(或框架，或装配部件)26(如在图2B中所示)，以将IR接收器20装配到印刷电路板。模制成形的IR接收器20还可包括在与装配金属引线(lead)26相反的一侧上的供应电力的电源导线(lead line)23、输出所接收的数据的输出导线24以及接地导线25。IR接收器20还可包括光电二极管21或用于接收IR束或波的另一IR信号接收元件。
根据该示例性实施方式，金属引线的装配框架可配置成平面倒F天线(PIFA)31以接收RF信号，使得IR接收器20和平面倒F天线31被配置到单一模块中且可装配在通信模块10中的PCB上。所得模块能被更有效地制造和装配且使通信模块10小且轻。
天线31接收各种频带中的RF信号，诸如2.4GHz和5.8GHz的工业、科学和医疗(ISM)频带以及全球移动通信系统(GSM)/数字蜂窝系统(DCS)/美国个人通信业务(US PCS)频带。
在通信模块10中，模制成形的IR接收器20与金属引线的天线31分离，从而保持经过其接收到的信号的传输和接收频率的稳定性能。IR接收器20和天线31可独立地传输它们的输出，且彼此间没有任何关联。
图2B是在图2A中示出的通信模块10的一侧的视图。装配部件26确保IR接收器20从装配表面提升。装配部件29还连接到在IR接收器另一侧的部分RF天线31，以形成天线31的一部分。换句话说，一般地，附图标记26表示装配部件，附图标记29仅表示连接到RF天线31的装配部件。
图3示出了根据本发明总发明构思的另一示例性实施方式的通信模块的外部结构。
参照图3，在图3中示出的通信模块10与在图2中示出的通信模块10相同，其中IR接收器20被设计成模子的形式，金属引线29的装配框架被配置成平面倒F天线31以接收RF信号，其中IR接收器20利用金属引线29的装配框架而被装配在PCB上。
在图3中示出的通信模块10中，通过接地连接器部分331将接地导线25连接到天线31，天线31的长度增加。因此，可以根据RF信号的属性(波长)而接收多个频带中的RF信号。
图4示出了根据另一示例性实施方式的通信模块的外部结构。
参照图4，在图4中示出的通信模块10与在图2和图3中示出的通信模块10相同，其中IR接收器20被设计成模子形式，金属引线29的装配框架配置成平面倒F天线31以接收RF信号，其中IR接收器20利用金属引线29的装配框架而被装配在PCB上。
在图4中示出的通信模块10中，天线31包括延伸超过IR接收器20的端部的延伸部分431，从而根据它们的属性(波长)而接收多个频带中的RF信号。
图5示出了根据另一示例性实施方式的通信模块的外部结构。
参照图5，在图5中示出的通信模块10与在图2、图3和图4中示出的通信模块10相同，其中IR接收器20被设计成模子形式，金属引线29的装配框架被配置成平面倒F天线31，其中IR接收器20利用金属引线29的装配框架而被装配在PCB上。
在图5中示出的通信模块10中，包括延伸部分431的天线31位于通信模块10的一侧，该侧与图2A-4中示出的侧部相反。
图6A示出了根据本发明的又一示例性实施方式的通信模块的外部结构。
参照图6A，在图6A中示出的通信模块10与在图2至图5中示出的通信模块10相同，其中IR接收器20被设计成模子形式，金属引线29的装配框架被布置成平面倒F天线31以接收RF信号，其中IR接收器20利用金属引线29的装配框架而被装配在PCB上。
在图6A中示出的通信模块10中，第二天线35被压处理在金属引线29的模制框架的一端，从而形成平面倒F天线31。因此，可以根据它们的属性(波长)而在多个频带中接收RF信号。
可以根据接收到的RF信号的期望属性而改变第二天线35的形状、宽度和长度。
图6B示出了从另一观测点看到的图6A的通信模块10。在图6B中，连接到平面倒F天线31的第二天线35位于IR接收器20的顶部分上。虽然图6B示出了第二天线35延伸超过IR接收器20的端部，但是第二天线35可以具有任何适当的配置。例如，第二天线35可以沿IR接收器20的顶表面定位，使得其纵向延伸不超过IR接收器20的外边缘，或者使得第二天线35的仅一部分延伸超过IR接收器20的外边缘。
图7示出了将图2中示出的通信模块10装配到第一PCB上，图8示出了将图2中示出的通信模块10装配到第二PCB上。
参照图7和图8，根据第一PCB 60或第二PCB 70的方向，通信模块10被横向或竖直配置并被固定到第一PCB 60或第二PCB 70上。
图8还示出了天线31的配置，其中装配部件29被定位在IR接收器20的与天线31的主体831相同的一侧。根据天线31的期望频率范围，装配部件29可长于或短于主体831。
图9是示出在根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块中的信号接收方法的流程图。
参照图9，当其上装配有IR接收器和RF接收器的通信模块10接收各种频带中的IR信号或RF信号时，在操作100中，光电二极管21接收IR信号而天线31接收RF信号。
在操作102中，光学处理器22通过处理从光电二极管21接收到的IR信号而获得数据信号，RF信号处理器40通过处理经过天线31接收到的RF信号而获得数据信号。
在操作104中，光学处理器22和RF信号处理器40输出数据信号。在数据信号之间并无关联。对于可选的实施，光学处理器22和RF信号处理器40可被分离地布置或者集成地布置。
图10A-10C示出了制造通信模块10的方法。在操作10A中，提供通信模块10的主体100。主体100可包括接收IR信号和RF信号的电路。例如，主体100可包括光学处理器22和RF信号处理器40。可选地，主体100可仅包括光学处理器22，而不包括RF信号处理器。
主体100还可包括光电二极管21或用于接收IR信号的其它元件。可选地，光电二极管21或其它IR信号接收元件可被装配到主体100上。在图10A-10C中，主体100包括用于接收光电二极管21或其它IR信号接收元件的连接引线127。主体还可包括电源导线23、输入导线24和接地导线25。
在操作10B中，包括装配部件26和天线部件31的框架连接到主体100。天线31可包括一个或多个装配部件29。光电二极管21或其它IR信号接收元件可被装配到主体100的连接引线127。
在操作10C中，主体100经由装配部件26以及导线23、24和25而被装配到印刷电路板60。印刷电路板可包括连接到主体的各个导线23-25的引线(leads)134。印刷电路板还可包括从平面倒F天线31接收信号的引线135。例如，印刷电路板可具有装配在其上的RF信号处理器40，或者其可连接到RF信号处理器40，引线135可将从平面倒F天线接收到的信号传送到RF信号处理器40。
通过将主体提升到印刷电路板60上方，装配部件26和导线23-25可防止主体100接触印刷电路板60。可选地，导线23-25和装配部件26可被配置成允许主体100接触印刷电路板60。例如，导线23-25和装配部件26可从主体100向外侧向地延伸。
图11A和图11B类似于图10A-10C，除了光电二极管21或其它IR信号接收元件是主体100的一部分，而不是装配在主体100上之外。例如，主体100可以是其中具有光电二极管21的IR接收器20。另外，在操作11A中，主体100被设置成具有从主体100的底表面突出而不是从侧表面突出的导线23-25。然而，导线23-25可根据期望的布置而从主体100的任何表面突出。
在操作10B中，框架被附加到主体，包括RF天线31和装配部件26。如根据图10C，附图标记26表示装配部件，一般地，附图标记29表示装配部件，其是RF天线31的一部分。虽然在图11A和图11B中没有示出，但是主体100可以经由导线23-25和装配部件26、29而被装配到印刷电路板。
根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块10使能根据当前过渡市场中的单独基准而设计模块，当前过渡的市场正从仅使用IR接收器20的传统产品方案逐渐转移到RF方案。示例性实施方式通过将IR接收器和RF接收器装配在相同的器件上而提供这些特征和应用。例如，当以RF信号或IR信号形式从远程控制器接收数据时，通信模块可具有单一的接收窗。该配置避免了空间需求并避免了两个分离的接收窗的不适当外观。前部的操作/显示面板可由金属材料形成或金属板形半透明塑料材料形成。因此，通信模块10有助于改进设计。
另外，根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块10能够进行大规模生产。对单一产品使用两种类型的无线输入器件有助于降低成本，实现制造、维护和修理中的有效组装。从产品价格方面来看，除了技术成本之外，平面倒F天线的成本包括金属材料的成本和金属板的制造成本。因为金属材料的成本和金属板的制造成本是在IR接收器的模制框架制造中所花费的，所以可以仅利用技术成本来发展低价的接口产品。
另外，根据本发明总发明构思的示例性实施方式的通信模块10使用附接到传统的IR接收器的固定装配框架(金属引线)。
虽然已经以实例的方式在本发明总发明构思的示例性实施方式中描述了具有ISM频带的IR接收器和RF接收器的通信模块10，本发明总发明构思的示例性实施方式不限于此，但是可以清晰地看出能无线通信的接收器诸如蓝牙、PHS互联网接入标准(PIAFS)、共享无线接入协议(SWAP)、基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.11b的无线局域网络(WLAN)可以与通信模块10中的IR接收器装配在一起。
虽然已经示出并描述了本发明总发明构思的数个实施方式，但是本领域的技术人员将理解在不脱离本发明总发明构思的精神和原理下，可以对这些实施方式进行改变，本发明的范围由权利要求书及其等效物限定。