有一種觀點認為，使用無線模塊可以幫助快速將產品推向市場并簡化認證過程，但價格更高。

現代材料和設計現在可以幫助無線系統的小型化，優化天線設計和匹配無線電元件。即使可能會增加額外的尺寸，使用模塊可以幫助隔離設計中的噪聲敏感元素，從而提高系統的整體性能。最終，這可以導致更小的設計，因為它消除了對無線電前端的隔離的需要，這可能占用空間或在印刷電路板上需要更多層以提供隔離。雖然使設計更小，但這可能會花費更多。

在某些情況下，使用模塊可能不會導致尺寸損失。事實上，將關鍵組件集成到模塊本身的基板中可以減少占用空間，為無線系統的小型化提供更多好處。

對于某些應用，例如智能卡，模塊是必不可少的，但是即使在這里，小型化也有創新。例如，英飛凌科技公司開發了一種“線圈模塊”（CoM）封裝技術，它認為這可以徹底改變雙接口無線智能卡的設計和制造。

該技術簡化并改進了電子識別的制造卡（eID），電子駕駛執照或帶非接觸式接口的健康保險卡。這些雙接口卡構成了當今主要使用的基于接觸的卡應用與新興無線移動解決方案之間的橋梁。根據市場研究公司IHS的最新估計，政府和醫療保健雙接口卡的數量將在2013年至2019年期間每年增長22％，而純接觸式卡則增長14％。

圖1：英飛凌在RF芯片模塊上使用線圈天線連接到智能卡上的天線。

設計是RF鏈路，而不是芯片模塊和卡天線之間的通用機電連接，將模塊電氣耦合到卡上（參見圖1）。這允許跳過在卡生產期間將芯片模塊互連到卡天線的復雜過程。由于芯片模塊和卡天線之間沒有連接，這可能會因機械應力而受損，因此芯片模塊比普通模塊小20％，因此卡更堅固，更安全，因此可以提供額外的安全功能集成在卡中。 CoM技術還意味著帶有集成天線的芯片和模塊經過完美調整，無需卡制造商進行額外調整。

藍牙

藍牙模塊的小型化正在推動無線技術應用于空間非常寶貴的越來越多的應用中。對于簡單的藍牙串行鏈路，無線模塊可以采用小巧的六十球封裝，尺寸僅為6.1 mm x 9.1 mm x 1.2 mm。德州儀器（TI）的LMX9830藍牙串行端口模塊是高度集成的藍牙2.0基帶控制器和2.4 GHz無線電，具有所需的所有硬件和固件，可提供從天線到藍牙堆棧的完整下層和上層的完整解決方案，直至應用程序包括通用訪問配置文件（GAP），服務發現應用程序配置文件（SDAP）和串行端口配置文件（SPP）。

圖2：德州儀器（TI）LMX9830藍牙串行鏈路模塊的六十球封裝。

不僅如此雖然很小，但附加軟件還縮短了上市時間，因為該模塊已預先認證為藍牙集成組件，并包含可配置的服務數據庫，以滿足主機上其他配置文件的服務請求。

小型化源于TI CompactRISC 16位處理器架構和數字智能無線電技術的結合。片上ROM存儲器中提供的固件提供完整的藍牙（v2.0）堆棧，包括配置文件和命令接口，以及支持高達理論最大值的數據速率的點對點和點對多點鏈路管理RFComm為704 kbps，最多有7個有效藍牙數據鏈路。

對于無線傳感器，工業，醫療和汽車應用的更復雜模塊，Panasonic的下一代智能手機兼容，即放即用PAN1322藍牙模塊集成了32位微控制器和藍牙2.1 + EDR堆棧，串行端口配置文件（SPP），AT命令集API和陶瓷天線。

圖3：Panasonic的PAN1322模塊包含一個陶瓷天線。

這個成本計算的產品基于單個-chip解決方案，集成了ARM7TDMI處理器和藍牙控制器，可使用安全簡單配對（SSP）實現安全，可靠，高速的數據連接，無需手動創建密碼。嵌入式串行端口配置文件（SPP）釋放應用程序資源，而AT命令集API使用調制解調器命令創建簡單的固件接口。板載天線消除了設計人員的2.4 GHz RF電路復雜性，全部采用15.6 mm x 8.7 mm x 2.8 mm模塊，完全屏蔽以提高抗擾度。

無需外部元件，因為該模塊還包括支持2.7至3.6 V電壓的板載穩壓器，并支持-40至+ 85°C的工業溫度范圍。

圖4：在PAN1322中包含天線和穩壓器消除了外部元件。

也許令人驚訝的是，軟件架構的選擇也可以幫助隨著無線模塊的小型化。

對于更復雜的藍牙低功耗（BLE）和智能協議，Laird的BL600模塊將Nordic Semiconductor nRF51822芯片組與RF集成在一起，提供低功耗和長無線范圍，所有這些都在19 mm的緊湊空間內x 12.5毫米。雖然該模塊包含支持BLE應用程序開發所需的所有硬件和固件，但是編程環境有助于進一步減小無線節點的整體尺寸。

Laird的事件驅動的smartBASIC編程語言顯著簡化了BLE集成，并允許模塊的獨立操作，從而可以通過任何接口連接傳感器，而無需外部處理器，從而減小了節點的大小。一個簡單的smartBASIC應用程序封裝了傳感器數據讀取，寫入和處理的完整端到端流程，然后使用BLE將其傳輸到任何藍牙v4.0設備 - 智能手機，平板電腦，網關或計算機。最終，smartBASIC通過在模塊內提供BLE專業知識，加速了初始開發，原型創建和批量生產。

圖5：Laird BL600藍牙智能模塊比電池小。

Cellular

還有其他方法可以推動無線模塊的小型化。使用陶瓷襯底似乎是一種昂貴的方法，但是這可以允許諸如電容器，電阻器甚至電感器的部件進入襯底的不同層。這使得濾波器可以輕松地包含在模塊中，從而減小了整體尺寸，因為不需要外部分立元件。

陶瓷技術還可以通過其他方式幫助無線系統的小型化。對于使用MIMO（多輸入，多輸出）拓撲來提高性能的蜂窩系統，SAW濾波器的大小是關鍵考慮因素。因此，京瓷開發了一種用于分集的微型SAW濾波器模塊，適用于需要小型化和低外形的通信終端。

圖6：將分立元件集成到基板中該模塊減小了京瓷SAW濾波器的尺寸。

模塊尺寸為2.5 mm x 2.0 mm x 1.1 mm，采用小型SAW濾波器，將匹配電路和雙工器集成到陶瓷基板中，支持通過專有的樹脂模塑結構。具有低插入損耗和高衰減的濾波器特性來自匹配電路和雙工器的設計，較小的尺寸來自將外部元件集成到陶瓷多層基板中。通過在安裝有SAW濾波器，電容器或電感器的基板上涂覆樹脂，該模塊也變得更加堅固和可靠。

結論

模塊可用于縮短無線系統的上市時間和資格認證時間，但憑借創新的設計技術，它們也被用作小型化的關鍵驅動力。減少無線鏈路的大小和復雜性正在將該技術推向越來越多的應用。通過幾平方毫米的簡單藍牙模塊，設計人員可以輕松實現無線連接，從而將其擴展到具有不同模塊的更復雜設計。通過將天線和匹配電路集成到具有優化的硅控制器和電源管理的模塊中，可以減小接口的整體尺寸。將外部元件集成到模塊的基板中可以擴展這種小型化，從而進一步減小設計尺寸。