CN102742078A - 无线机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线机，具备：发射导体(101)，其将高频信号转换为电波并发射；电路板(102)，其与上述发射导体(101)电连接，并且安装有对上述发射导体(101)提供上述高频信号的电路；平板状的接地导体(103)，其与上述电路板(102)的上述电路电连接，与上述发射导体(101)对置，并且构成上述发射导体(101)的接地端；以及树脂制的壳体(104)，其收纳上述发射导体(101)、上述电路板(102)以及上述接地导体(103)。在此，沿着上述电路板(102)的厚度方向依次配置上述接地导体(103)、上述电路板(102)以及上述发射导体(101)。

Description

无线机

技术领域

本发明涉及一种无线机，特别是涉及一种被安装于收纳燃气表、电表、自来水表等表箱上的无线机。

背景技术

近年来，引进了如下的一种自动抄表系统：通过设置在房屋等建筑物中的仪表来计量燃气、电、自来水等的使用量，并通过无线通信来收集该计量数据。在这种自动抄表系统中，基于易于设置在表箱上的观点，期望一种内置有天线的小型的无线机。

作为这种无线机，例如能够列举出一种经由印刷电路板的布线图案将接地导体板与发射导体部的短路导体相连接的具有基板安装型板状天线的无线机。在该无线机中，接地导体板用作发射导体部的接地端，设置在发射导体板与印刷电路板之间(例如参照专利文献1)。

另外，在无线通信装置中，在印刷电路板的上方与之对置地设置有长条导体部。在印刷电路板上配置有接地图案，与长条导体部对置的区域的一部分接地图案被去除。并且，长条导体部经由接地用导体部与接地图案进行电连接，经由供电用导体部与印刷电路板的供电点进行电连接。因此，在接地用导体部的附近，接地图案配置在印刷电路板与长条导体部之间(例如参照专利文献2)。

并且，在具有无线机的自动抄表用无线机中，无线机和板状天线收纳在树脂制壳体中，无线机配置在金属制壳体中。板状天线通过金属材料连接部与金属制壳体相连接，金属制壳体用作板状天线的接地端。另外，在金属制壳体与板状天线之间设置有供电部(例如参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开平10-313212号公报

专利文献2：日本特开2003-92510号公报

专利文献3：日本特开平9-27092号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，当相对于天线的动作频率的波长而针对发射导体的接地端的尺寸较小时，则天线会受到存在于周围的金属的影响，增益、发射效率等天线的特性下降。

例如，在具有以往的基板安装型板状天线的无线机中，当作为发射导体的接地端的接地导体的尺寸较大时，虽然能够防止由金属导致的天线特性的下降，但却导致无线机本身的尺寸大型化。

另一方面，当发射导体的接地端的尺寸较小时，由于周围的金属的影响而导致天线特性下降。特别是，当将具有基板安装型板状天线的无线机安装在金属面上时，印刷电路板、接地导体部以及发射导体部被依次配置在金属面上。由此，印刷电路板被配置在接地导体部与金属面之间，接地导体部与金属面之间的距离变大。由此，由于金属面的影响而导致天线的阻抗变大，因此天线的特性下降。

以往的无线通信装置也与具有以往的基板安装型板状天线的无线机相同。

与此相对，即使将以往的自动抄表用无线机安装在金属面上，用作板状天线的接地端的金属制壳体也大于与提供至天线的高频信号的波长相对应的尺寸。因此，板状天线不易受到金属面的影响。但是，在板状天线的附近需要设置大的金属制壳体，不仅使无线机的尺寸大型化，还增加了部件件数，从而导致产品成本增加。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种抑制由于金属导致天线特性下降的小型的无线机。

用于解决问题的方案

本发明的某个方式所涉及的无线机具备：发射导体，其将高频信号转换为电波并发射；电路板，其与上述发射导体电连接，并且安装有对上述发射导体提供上述高频信号的电路；平板状的接地导体，其与上述电路板的上述电路电连接，与上述发射导体对置，并且构成上述发射导体的接地端；以及树脂制的壳体，其收纳上述发射导体、上述电路板以及上述接地导体。在此，沿着上述电路板的厚度方向依次配置上述接地导体、上述电路板以及上述发射导体。

发明的效果

本发明提供一种具有以上说明的结构，产生如下效果：能够抑制由于金属导致天线特性下降的小型的无线机。

在参照所附附图，根据以下的优选实施方式的详细说明来明确本发明的上述目的、其它目的、特征以及优点。

附图说明

图1是表示安装有本发明的第二实施方式所涉及的无线机的表箱的立体图。

图2是表示本发明的第二实施方式所涉及的无线机的分解立体图。

图3是表示本发明的第二实施方式所涉及的无线机中的发射导体、电路板以及接地导体的立体图。

图4是从后侧观察本发明的第二实施方式所涉及的无线机中的发射导体、电路板以及接地导体得到的示意图。

图5是从左侧观察本发明的第二实施方式所涉及的无线机中的发射导体、电路板以及接地导体得到的示意图。

图6是从上侧观察本发明的第二实施方式所涉及的无线机中的发射导体、电路板以及接地导体得到的示意图。

图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的与无线机的电波的频率相对的电压驻波比的曲线图。

图8是用于说明将本发明的第二实施方式所涉及的无线机安装于仪表时的轴的图。

图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的无线机的指向特性的图。

图10是表示本发明的第三实施方式所涉及的无线机中的发射导体和电路板的示意图。

图11是表示本发明的第四实施方式所涉及的无线机的分解立体图。

图12是表示将本发明的第四实施方式所涉及的无线机设置于表箱的状态的示意图。

图13是表示本发明的第四实施方式所涉及的无线机的发射效率与距离表箱的间隔d之间的关系的图。

图14是表示本发明的第四实施方式所涉及的无线机的发射效率与短路端子和接地端子的距离s之间的关系的曲线图。

图15是表示本发明的第五实施方式所涉及的无线机的分解立体图。

图16是表示本发明的第五实施方式所涉及的安装于无线机的导体元件的其它结构的立体图。

图17是表示本发明的第一实施方式所涉及的无线机的结构的框图。

图18是表示本发明的其它的实施方式所涉及的无线机中的电路板和接地导体的立体图。

图19是表示本发明的其它的实施方式所涉及的无线机中的电路板和接地导体的立体图。

具体实施方式

本发明的某个方式所涉及的无线机具备：发射导体，其将高频信号转换为电波并发射；电路板，其与上述发射导体电连接，并且安装有对上述发射导体提供上述高频信号的电路；平板状的接地导体，其与上述电路板的上述电路电连接，与上述发射导体对置，并且构成上述发射导体的接地端；以及树脂制的壳体，其收纳上述发射导体、上述电路板以及上述接地导体，其中，沿着上述电路板的厚度方向依次配置上述接地导体、上述电路板以及上述发射导体。

根据该结构，沿着电路板的厚度方向依次配置接地导体、电路板以及发射导体，并且接地导体构成发射导体的接地端。由此，能够尽量使接地导体和发射导体之间的距离变大，使天线的频带宽度变宽，从而能够获得优良的天线特性。

并且，例如，当将这种无线机安装于金属面时，在无线机中接地导体最接近金属面。由此，能够使接地导体与金属面之间的间隔变窄并将它们电耦合，因此天线的有效体积变大。由此，即使是与动作频率的波长相对地较小的无线机，也能够防止由于金属的影响而导致发射效率劣化。

在无线机中，上述接地导体和上述壳体的与上述接地导体对置的面也可以互相平行地配置。

根据该结构，如果为了使与接地导体对置的壳体的面与金属面相对置而将壳体平行地安装在金属面上，则接地导体与金属面平行地配置。由此，能够使接地导体均匀地靠近金属面，并将整个接地导体与金属面进行电耦合，从而能够进一步改善发射效率的劣化。

在无线机中，上述发射导体、上述接地导体以及上述电路板也可以互相平行地配置。

根据该结构，通过将发射导体、接地导体以及电路板互相平行地配置，能够使发射导体与接地导体之间的厚度变小，从而能够实现无线机的小型化。

在无线机中，上述发射导体也可以由平板状的导体元件构成。

在这种情况下，上述发射导体也可以由板状倒F天线构成。

根据该结构，通过将板状倒F天线等平板状的导体元件用作发射导体，能够与动作频率的波长相对地使发射导体的尺寸变小。

无线机还可以具备：供电端子，其与上述电路板的电路和上述发射导体电连接，从上述电路板向上述发射导体提供上述高频信号；短路端子，其与上述电路板的电路的接地部和上述发射导体电连接，将上述发射导体接地至上述电路的接地部；以及接地端子，其将上述接地导体与上述电路板的电路的接地部进行电连接，配置在上述接地部中上述短路端子接地的位置的附近。

根据该结构，发射导体经由短路端子和接地端子与接地导体电连接，接地导体没有直接与发射导体相连接。因此，即使将接地导体安装在金属面上，接地导体也与金属面相分离，因此天线不易受到金属的影响，从而能够抑制发射效率的劣化。

另外，在电路板的电路的接地部中将接地端子连接至短路端子的附近，由此使电流流经它们之间的距离变短，由此能够减少电力的损耗，因此能够防止发射效率降低。

在无线机中，上述发射导体也可以由布线构成，该布线形成在上述电路板的一对主表面中的离上述接地导体远主表面上。

根据该结构，通过将电路板中包含的布线用作发射导体，能够减少部件件数，实现无线机的小型化，并且能够降低产品成本。

在无线机中，上述发射导体也可以由线状的导体元件构成。

根据该结构，即使利用线状的导体元件来构成发射导体，也能够获得与板状的导体元件相同的天线特性。

在无线机中，也可以在上述电路板的一对主表面中的离上述接地导体远主表面上形成作为上述接地导体的导体层。

在无线机中，也可以在上述电路板的一对主表面中的靠近上述发射导体主表面上形成包括上述电路的层。

根据该结构，在电路板上形成作为接地导体的导体层，将该导体层、包括电路的层以及发射导体依次叠加。由此，例如当将这种无线机安装在金属面上时，在无线机中导体层最接近金属面。因此，能够使导体层与金属面之间的间隔变窄并将它们进行电耦合，因此天线的有效体积变大。由此，即使是与动作频率的波长相对地较小的无线机，也能够防止由于金属的影响而导致发射效率劣化。

另外，将电路板的导体层用作发射导体的接地端，因此，能够使无线机小型化，并且能够减少部件件数，从而能够实现低成本。

在无线机中，上述壳体也可以具备具有开口的容器状的主体和堵住上述主体的开口的盖。在此，在上述主体和上述盖的某一方上配置围住上述开口的线状的导体元件。另外，以使上述发射导体位于上述开口的附近的方式将上述发射导体、上述电路板以及上述接地导体收纳在上述主体中。

根据该结构，发射导体配置在第一壳体的开口的附近，线状的导体元件围住该开口部，由此线状的导体元件位于发射导体的附近。由此，能够将线状的导体元件与发射导体进行电耦合，因此即使是与所发射的电波的频率的波长相对地足够小的无线机，也能够获得高的发射效率。

下面，一边参照附图一边具体地说明本发明的实施方式。

此外，以下，在所有附图中，对相同或者相似的要素附加相同的参照标记，并省略其重复的说明。

(第一实施方式)

图17是表示本发明第一实施方式所涉及的无线机100的结构的框图。

无线机100具备发射导体101、电路板102以及接地导体103。

发射导体101将高频信号转换为电波并发射。

在电路板102中安装有无线通信用的电路。该电路例如具备集成电路。无线通信用的集成电路与发射导体101电连接，根据来自数据收集用的集成电路的数据向发射导体101提供高频信号。

接地导体103是平板状，与电路板102的电路的接地部电连接。接地导体103与发射导体101对置，并且构成发射导体101的接地端。

沿着电路板102的厚度方向依次配置发射导体101、电路板102以及接地导体103，并将它们收纳到树脂制的壳体104中。

在这种无线机100中，当获得仪表的计量值等数据时，无线通信用的集成电路根据该数据生成高频信号，并将该高频信号提供至发射导体101。发射导体101将高频信号转换为电波并发射。

这样，在第一实施方式中，通过在壳体104中沿着电路板102的厚度方向依次配置发射导体101、接地导体103以及电路板102，能够使发射导体101和接地导体103尽量分离地配置在壳体104中。由此，发射导体101与接地导体103之间的间隔变大，由此天线的频带宽度变宽，天线的特性优良。

另外，例如，当使接地导体103为金属面侧而将无线机100设置在金属面上时，接地导体103接近金属面。因此，接地导体103与金属面金属性地结合，除接地导体103之外金属面也作为发射导体101的接地端而发挥作用，由此即使与动作频率的波长相对地，接地导体103的尺寸小，天线的阻抗也不增加。由此，即使无线机100是小型的，也能够抑制由于金属导致的天线特性劣化。

(实施方式二)

图1是表示安装有本发明第二实施方式所涉及的无线机100的表箱200的立体图。

表箱200是用于收纳计量燃气、电以及自来水等的使用量的仪表的箱子。表箱200由金属构成，在表箱200的前壁设置有显示部201。无线机100安装在表箱200的前壁。

在第二实施方式所涉及的无线机100中，例示了特定的第一实施方式的发射导体101、电路板102以及接地导体103的具体结构。无线机100例如是如下的一种装置：将利用仪表测量出的数据通过无线通信发送到由燃气、电以及自来水等的供应者的抄表员所携带的抄表用终端。无线机100具有薄长方体状的壳体104，通过螺钉、双面胶带或者钩子等安装工具将该无线机100安装到表箱200上。壳体104的第二壳体104b的表面朝向与表箱200的前壁相同的方向，第一壳体104a面向表箱200的前壁。可以使第一壳体104a与表箱200的前壁相接触，也可以将二者隔开小间隔地进行设置。但是，如下所述，这些间隔只要是使接地导体103与表箱200的前壁邻近并金属性地结合的距离即可。

无线机100具备从表箱200获取计量值的电路和程序。对获取计量值的方法不作特别地限定。例如，通过对从表箱200输出的脉冲波形进行计数，利用无线机100测量燃气等的流量，能够获得计量值。另外，在表箱200中安装有磁体与流量相应地发生位移的机构，通过利用无线机100检测该磁铁的位移，能够获得计量值。并且，还设置有将与流量相应位移的磁体的移动进行动态转换为脉冲波形的单元，通过利用无线机100对来自该单元的脉冲波形进行计数，能够获得计量值。此外，具有对流量进行计数的机构的无线机100也可以通过电线等与表箱200电连接，经由电线获得脉冲波形。另外，在无线机100中，也可以通过不与表箱200连接的簧片开关等来检测脉冲波形。

图2是无线机100的分解立体图。图3是表示无线机100中的发射导体101、电路板102以及接地导体103的立体图。图4是从后侧观察发射导体101、电路板102以及接地导体103得到的示意图。图5是从左侧观察发射导体101、电路板102以及接地导体103得到的示意图。图6是从上侧观察发射导体101、电路板102以及接地导体103得到的示意图。此外，利用图3~图6的箭头来表示上下、前后以及左右的方向。

壳体104由聚丙烯、AB S等具有电绝缘性的树脂构成。壳体104具有第一壳体104a和第二壳体104b。第一壳体104a形成为具有开口的容器状。在此，形成为一面开口的长方体形状。以覆盖(堵住)第一壳体104a的开口部的方式形成第二壳体104b，例如第二壳体104b形成为平面形状。将第一壳体104a与第二壳体104b粘接、熔接或者用螺钉等结合(接合)，来形成壳体104。在壳体104中安装有电池105和电路板102。

电池105是对安装在电路板102上的电子部件等提供电力的电源。电池105通过布线(未图示)等与电路板102的电路相连接，经由电路板102配置在第二壳体104b侧。

电路板102在绝缘体的基板的表面安装有构成电路的电子部件，电子部件之间通过铜箔、银箔等布线进行连接。作为电子部件能够列举出无线通信用的集成电路(以下称为“无线电路”)106、控制各部件的集成电路(以下称为“控制电路”)。另外，在基板上的布线中，没有安装电子部件的区域作为电路(电路板)的接地部而发挥作用。

在无线电路106中包括用于通过无线通信发送数据的发送电路、用于对通过无线通信接收到的数据进行处理的接收电路、以及将它们进行连接的匹配电路等。

在电路板102的电路中，发射导体101与接地导体103电连接。

发射导体101将来自电路板102的高频信号转换为电波并发射，或者接收来自外部的电波并转换为高频信号。发射导体101具有平板形状，由铜等导体构成。在发射导体101中设有多个狭缝。狭缝的数量、尺寸以及位置等能够与发送以及接收的电波的共振频率相应地进行调整。在发射导体101的一个端部配置有供电端子107和短路端子108，在另一个端部配置有第一支承部109。

供电端子107和短路端子108例如与发射导体101形成为一体。例如，通过使具有发射导体101、供电端子107以及短路端子108的形状的一片金属板弯折，来分别形成发射导体101、供电端子107以及短路端子108。但是，如果供电端子107和短路端子108与发射导体101电连接，则它们也可以相互独立。在这种情况下，供电端子107和短路端子108通过熔接等与发射导体101相连接。

供电端子107沿着与发射导体101正交的方向延伸。供电端子107与发射导体101、电路板102上的无线电路106电连接，从无线电路106向发射导体101提供高频信号。

短路端子108与供电端子107平行且沿着与发射导体101正交的方向延伸。短路端子108将发射导体101与由电路板102上的电路中的布线形成的接地部相连接。供电端子107和短路端子108的各自的宽度以及它们之间的间隔被设定为即能够实现发射导体101与无线电路106的阻抗匹配的值。

此外，通过焊接将供电端子107与无线电路106相连接、将短路端子108与电路板102的接地部相连接。但是，如果将这些部件进行电连接，则连接方法并不限定于此。例如这些也可以经由螺钉、连接器等将它们相连接。

第一支承部109与短路端子108和供电端子107一起相对于电路板102来支承发射导体101。第一支承部109具有L字形的形状，由电绝缘性的树脂等构成。第一支承部109与短路端子108和供电端子107平行，且从发射导体101起向正交的方向延伸，在发射导体101中该第一支承部109设置在短路端子108和供电端子107的对角的位置处。由此，发射导体101与电路板102对置，且相对于电路板102隔开间隔地平行地配置。

接地导体103与发射导体101对置，并且构成发射导体101的接地端。接地导体103具有平板形状，由铜等导体构成。接地导体103隔着电路板102而设置在发射导体101的相反侧。在接地导体103的一个端部配置有接地端子110，在另一个端部配置有第二支承部111。

接地端子110沿着与接地导体103正交的方向延伸，接地端子110与接地导体103和电路板102的电路的接地部电连接。由此，电路板102的接地部的电位等于接地导体103的电位。

接地端子110与电路板102的接地部的连接位置配置在短路端子108与接地部相连接的位置的附近。因此，短路端子108和接地端子110不连接而是隔开间隔地进行设置。在该电路板102中，例如期望短路端子108的连接位置与接地端子110的连接位置之间的距离s(图11)为从发射导体101发射的电波的波长的1/20以下。

第二支承部111与接地端子110一起相对于电路板102来支承接地导体103。第二支承部111由电绝缘性的树脂等构成，没有与接地端子110电连接。第二支承部111与接地端子110平行，且从发射导体101起沿正交的方向延伸，在发射导体101中第二支承部111设置在短路端子108和供电端子107的对角的位置处。由此，接地导体103与电路板102对置，且相对于电路板102隔开间隔地平行地配置。

这样，构成了将接地导体103用作发射导体101的接地端的板状倒F天线。如图2所示，以使接地导体103面向第一壳体104a的背面并且与之平行的方式将板状倒F天线配置在第一壳体104a中，在该板状倒F天线的前方配置电池105。并且，如图1所示，利用第二壳体104b堵住第一壳体104a的开口，来形成无线机100。在该无线机100中，第一壳体104a的背面、接地导体103、电路板102、发射导体101以及第二壳体104b的表面配置为分别对置且平行。并且，以使第一壳体104a的背面面向表箱200的外壁部并且与之平行的方式将无线机100设置于表箱200。关于该第一壳体104a的背面与表箱200的外壁部之间的间隔d(参照图12的(B))，如下所述，为了通过静电容量将接地导体103与表箱200强有力地耦合，期望将间隔d设定为1/50波长以下。

并且，当从表箱200获取计量值的数据时，无线电路106经由供电端子107将高频信号提供至发射导体101，发射导体101将高频信号转换为电波并发射。此时，接地导体103与表箱200的前壁之间的间隔非常小，因此接地导体103与表箱200电耦合。由此，与接地导体103同样地，表箱200作为发射导体101的接地端而发挥作用，因此发射导体101的接地端与电波的波长相对地充分变大。由此，即使在发射导体101的附近存在金属制的表箱200，板状倒F天线的阻抗也不增加，增益、发射效率等天线特性不会下降。相反地，如下所述，将无线机100邻接配置于金属制的表箱200时的电波的发射效率有时比无线机100单机时的电波的发射效率大。

图7的(A)是表示与无线机100单机的电波的频率相对的电压驻波比(VSWR：Voltage Stan ding Wave Ratio)的图。图7的(B)示出了与安装于表箱200的无线机100的电波的频率相对的电压驻波比。

如图7的(A)所示，无线机100单机的共振频率是460MHz。与此相对地，如图7的(B)所示，安装于表箱200的无线机100的共振频率为430MHz。因此，通过将无线机100安装于表箱200，共振频率偏离了30MHz。

然而，无线机100安装于表箱200时的电压驻波比为3以下的带宽，与无线机100单机时的带宽相同。即，当电压驻波比高时，发送电波时反射波的电压变大，电力效率变差。由此，作为天线而能够实际应用的电压驻波比一般为3以下。如图7的(A)所示，当无线机100为单机时，该电压驻波比为3以下的带宽大约为20MHz。另外，如图7的(B)所示，在将无线机100安装于表箱200的情况下，电压驻波比为3以下的带宽为20MHz。

因而，当将无线机100安装于表箱200时，无线机100的共振频率设定为与无线机100单机的共振频率相比偏离了30MHz。由此，电压驻波比最低，电力效率最高。其中，即使由于某种原因导致电波的频率发生变化，只要电波的频率以共振频率为中心处于20MHz的带宽内，电压驻波比就会收敛为3以下。无论在无线机100为单机的情况下还是在无线机100安装于表箱200的情况下均相同。由此，在将无线机100安装于表箱200的情况下，即使电压驻波比升高，也能够获得与无线机100为单机时相同的发射效率。

图9表示如图8所示那样地确定X轴、Y轴、Z轴时的XY轴、XZ轴中的无线机100的指向特性。在图9中，A-1表示无线机100为单机时的XY轴方向的指向特性，A-2表示无线机100为单机时的XZ轴方向的指向特性。在图9中，B-1表示无线机100安装于表箱200时的XY轴方向的指向特性，B-2表示无线机100安装于表箱200时的XZ轴方向的指向特性。此外，在各坐标图中，粗线表示垂直偏振波，细线表示水平偏振波。

关于XY轴方向，与A-1所示的垂直偏振波相比，B-1所示的垂直偏振波凹陷，因此安装于表箱200的无线机100的指向特性比无线机100单机的指向特性差。但是，与A-1所示的水平偏振波相比，B-1所示的水平偏振波变大，因此与无线机100单机的指向特性相比，安装于表箱200的无线机100的指向特性大幅提高。由此，从整体来看，通过将无线机100安装于表箱200，XY轴方向的指向特性得到提高。

关于XZ轴方向，A-2所示的水平偏振波与B-2所示的水平偏振波相同。但是，与B-2所示的垂直偏振波相比，A-2所示的垂直偏振波变大，与无线机100单机的指向特性相比，安装于表箱200的无线机100的指向特性大幅提高。

另外，根据各个指向特性而算出的无线机100单机的发射效率为-5dB，安装于表箱200的无线机100的发射效率为-2dB。

这是由于，通过将无线机100安装到仪表上，无线机100内的接地导体103与金属制表箱200的外壁部电耦合，因此出现了天线的有效体积变大的效果。这样，通过将无线机100安装于表箱200，指向特性、发射效率等天线的特性得到提高。

这样，根据第二实施方式，在无线机100的大小限制为能够安装于表箱200的小型尺寸的条件下，通过沿着电路板102的厚度方向依次排列发射导体101、电路板102以及接地导体103，能够抑制安装于金属制的表箱200时天线特性的劣化。

即，在发射导体101与接地导体103之间配置电路板102等是不理想的。但是，尽量将发射导体101与接地导体103分开地进行配置，因此天线的频带宽度变宽，从而能够提高天线的特性。另外，能够使无线机100的尺寸不变大而仍然维持小型。

另外，使接地导体103尽量接近表箱200，因此它们电耦合，且接地导体103和表箱200作为发射导体的接地端而发挥作用。由此，与从发射导体发出的电波的波长相比，该接地端变大，因此，无线机100不易受到周围的金属的影响。因而，即使接地导体103的尺寸大型化，也能够从整体上防止因将无线机100安装于金属制的表箱200而导致天线特性的劣化。

另外，根据第二实施方式，通过将发射导体101、电路板102以及接地导体103互相平行地设置，能够使无线机100的厚度变小。

并且，根据第二实施方式，通过将接地导体103和表箱200互相平行地设置，能够使它们对置，且将其间隔设定得较小并使该间隔固定。由此，能够将接地导体103与表箱强力且大范围地电磁耦合，从而能够进一步防止天线特性的劣化。

并且，根据第二实施方式，发射导体101通过短路端子108和供电端子107与电路板102电连接，接地导体103通过接地端子110与电路板102相连接。因此，发射导体101没有与接地导体103直接连接，由此即使接地导体103接近金属制表箱200，发射导体101也不接近金属制表箱200。由此，能够抑制天线的阻抗的增加，从而能够防止天线特性的劣化。

另外，根据第二实施方式，接地端子110与电路板102的接地部的连接位置配置在短路端子108与地部相连接的位置附近。因此，电流流经它们之间的距离变短，能够抑制天线的阻抗的增加，从而能够防止天线特性的劣化。

(第三实施方式)

在第二实施方式中，将接地导体103用作发射导体101的接地端。与此相对地，在第三实施方式中，电路板120的接地层123作为发射导体101的接地端(接地导体)而发挥作用。

图10的(A)是发射导体101和电路板120的主视图。图10的(B)是发射导体101和电路板120的侧视图。

在电路板120中安装有发射导体101和无线电路106。在绝缘体的基板上叠加有布置了导电体的布线而形成层，电路板120由多层构成，具有第一电路层121、第二电路层122以及接地层123。第一电路层121和第二电路层122构成用于进行无线发送接收的电路，且形成在电路板120的一对主表面中的靠近发射导体101的一个的主表面上。接地层123由导体层构成，该导体层由金属等导体构成，在电路板120的一对主表面中的离发射导体101远的一个的主表面上该接地层123形成为接地导体，且构成发射导体101的接地端。

在这种情况下，以使接地层123面向第一壳体104a的背面的方式将电路板120配置在第一壳体104a中，利用第二壳体104b堵住第一壳体104a的开口。

根据这样构成的第三实施方式，当将这种无线机100的第一壳体104a的背面设置在金属制的表箱200的外壁部时，电路板120的接地层123与外壁部平行地对置。接地层123与外壁部的间隔小，因此接地层123与外壁部表面电耦合(通过静电容量)。由此，接地层123和外壁部表面作为发射导体101的接地端而发挥作用，天线的有效体积变大。由此，无线机100不易受到周围的金属的影响，能够防止由于周围的金属导致发射特性的劣化。另外，在频率低的频带中使用的无线机100中，不需要在无线机100内设置大的接地端，从而能够使安装有发射特性高的天线的无线机100实现小型化。

另外，根据第三实施方式，通过将多层结构的电路板120的一层分配给发射导体101的接地端，则不需要另外设置发射导体101的接地端。由此，能够实现无线机100的尺寸小型化，并且能够使部件件数减少，从而能够降低产品成本。

(第四实施方式)

在第四实施方式中，第一壳体和第二壳体的形状与第二实施方式不同，除此之外的其它部分与第二实施方式相同。

图11表示无线机100的分解立体图。此外，为了方便，省略电池和无线电路。

壳体130的第一壳体130a和第二壳体130b是具有开口的容器状，例如由对电波具有低损耗特性的材料、即聚丙烯、AB S等树脂材料构成。第一壳体130a的尺寸与第二壳体130b的尺寸相同。将第一壳体130a和第二壳体130b的开口彼此重叠，通过螺钉、粘接或溶接等方式将二者相互接合并固定。

此外，电路板102、发射导体101、供电端子107、短路端子108、接地导体103以及接地端子110与第二实施方式相同。

其中，供电端子107和短路端子108的位置与第二实施方式不同。但是，不论在第二实施方式中，还是在第四实施方式中，短路端子108和供电端子107互相平行，且设置在发射导体101和电路板102的各自的端部，并且它们的间隔设定为能够实现发射导体101与无线电路106的阻抗匹配的值。因此，如果满足这些条件，则即使在第二实施方式中，供电端子107和短路端子108的位置也不限定于第四实施方式的位置。

另外，在第二实施方式和第四实施方式中接地端子110的位置也不同。但是，在两个实施方式中，接地端子110设置在电路板102和接地导体103的各自的端部，并且在电路板102中该接地端子110连接至短路端子108的接地位置的附近。由此，如果满足该条件，则接地端子110并不限定于第二和第四实施方式的位置。

图12的(A)是表示将无线机100设置于表箱200的状态的主视图，图12的(B)是图12的(A)的侧视图。此外，在图12的(A)中，为了方便，没有显示第一壳体130a。

具有板状倒F天线的无线机100设置在表箱200的外壁部。该板状倒F天线的动作频率例如设定为433MHz。

表箱200例如是计量燃气流量的金属制的计量装置，且具有长方体形状。表箱200的尺寸例如设定为长200mm(0.289波长)、宽200mm(0.289波长)、厚100mm(0.144波长)。

关于无线机100，将发射导体101的长度Lr 1设定为45mm(0.065波长)、宽度Lr2设定为66mm(0.095波长)。将接地导体103的长度Ls 1设定为62mm(0.089波长)、宽度Ls2设定为66mm(0.095波长)。将电路板102与发射导体101的间隔h设定为18.5mm(0.027波长)，将短路端子108与接地端子110的平面距离s设定为5mm(0.007波长)。

无线机100设置在显示部201的下部，该显示部201配置在表箱200的外壁部。此时，以使第一壳体130a的背面面向表箱200的外壁部的方式设置无线机100，因此接地导体103接近表箱200。该第一壳体130a的背面与表箱200的外壁部之间是间隔d。例如将该间隔d设定为1/50波长以下。该间隔d较小，由此接地导体103与表箱200电容耦合，可视为接地导体103与表箱200具有高频的相同电位。由此，除了接地导体103之外，表箱200也作为板状倒F天线的接地端而发挥作用，因此即使在小型无线机100中也能够确保大的接地面积，从而能够实现高的发射效率。

图13表示无线机100单机的增益和相对于间隔d的安装于表箱200的无线机100的增益。纵轴表示板状倒F天线的增益。此外，间隔d以外的值是通过图12的(A)和图12的(B)表示的值。

无线机100为单机时的增益大约为-8dB，与此相对，安装于表箱200的无线机100的增益大约为-3dB以上。由此，可知通过将无线机100安装于表箱200能够改善增益，使其成为5dB以上。认为是由于表箱200与接地导体103电性地电容耦合，板状倒F天线的接地面积变大。

另外，无线机100与表箱200的间隔d为4mm、5mm以及10mm，间隔越大增益越低。该间隔d每变大1mm(0.001波长)，增益就劣化0.2dB。由此，通过尽量使接地导体103接近表箱200，能够使它们的耦合容量变大，从而使增益提高。

图14表示无线机100安装于表箱200时的短路端子108和接地端子110的平面距离s与板状倒F天线的增益之间的关系。纵轴表示板状倒F天线的增益。此外，平面距离s以外的值是通过图12的(A)和图12的(B)表示的值。

当短路端子108与接地端子110的平面距离s为5mm(0.007波长)时，增益大约为-2.5dB。当平面距离s为60mm时，增益大约为-4dB。由此，当距离s小时，增益变大。认为这是由于基板电路中的短路端子108的连接位置与接地端子110的连接位置的距离s越大，电路板102中的电流的流动越发生变化，分布在接地导体103中的电流发生变化，发射电阻下降。

如以上说明那样，根据第四实施方式，如果接地导体103与表箱200以电容耦合的程度接近而将无线机100配置于表箱200，则与无线机100为单机时相比，此时的天线特性得到提高。特别是越缩小无线机100与表箱200的间隔，越能提高天线的特性。

另外，根据第四实施方式，将接地端子110设置在电路板102中的短路端子108的接地位置附近，由此天线的特性优良。特别是电路板102中的短路端子108与接地端子110的平面距离s越短，天线的特性变得越好。

并且，根据第四实施方式，与第二实施方式同样地，通过将发射导体101、电路板102、接地导体103以及表箱200的外壁部依次平行地排列，能够在小型的无线机100中获得优良的天线特性。另外，发射导体101通过短路端子108和供电端子107与电路板102电连接，接地导体103通过接地端子110与电路板102相连接，因此能够防止天线特性的劣化。

(第五实施方式)

在第四实施方式中，通过螺钉、粘接以及熔接等方式来固定第一壳体130a和第二壳体130b，但在第五实施方式中，与第四实施方式的不同点是，通过利用导体元件132进行熔接来固定第一壳体130a和第二壳体130b。除此以外的其它部分与第二和第四实施方式相同。

图15表示无线机100的分解立体图。此外，为了方便，省略了电池。

第一壳体130a在与第二壳体130b的接合面上具有槽131，槽131设置为围住第一壳体130a的开口部。在槽131中嵌入有导体元件132。导体元件132是由铁、铜等金属的导体构成的线状物。分别将导体元件132的两端进行连结，导体元件132形成环状。

当将第二壳体130b叠加到安装有这种导体元件132的第一壳体130a上并从导体元件132的A点向B点进行通电时，由于导体元件132的电阻使导体元件132发热。并且，通过由导体元件132产生的热将第一壳体130a和第二壳体130b的各自的接合面融化，将第一壳体130a与第二壳体130b进行熔接，从而形成壳体130。该壳体130被密封。

另外，在这种无线机100中，当对发射导体101提供高频信号时，发射导体101与存在于附近的导体元件132电耦合。由此，导体元件132用作发射元件，天线的有效体积变大，因此天线性能进一步提高。

以上，根据第五实施方式，无线机100的壳体130被密封，来阻止空气、水进入无线机100的内部。由此，发射导体101、接地导体103等不会被氧化，从而能够防止发射导体101的阻抗发生变化，因此能够维持稳定的天线特性。

并且，根据第五实施方式，通过将用于熔接第一壳体130a和第二壳体130b的导体元件132配置在发射导体101的附近，而使它们电耦合，从而提高了发射导体101的发射性能。

另外，根据第五实施方式，与上述实施方式同样地，如果将无线机100配置在表箱200的附近，则会提高天线的特性。并且，通过将发射导体101、电路板102、接地导体103以及表箱200的外壁部依次平行地排列，能够在小型的无线机100中获得优良的天线特性。而且，在电路板102中的短路端子108的接地位置附近设置接地端子110，由此天线的特性优良。另外，发射导体101通过短路端子108和供电端子107与电路板102电连接，接地导体103通过接地端子110与电路板102相连接，因此能够防止天线特性的劣化。

此外，在第二实施方式中使用了凹部状的第一壳体130a和平板状的第二壳体130b，在第四实施方式中使用了凹部状的第一壳体130a和第二壳体130b。其中，只要收纳发射导体101等构成要素，第一壳体130a和第二壳体130b就不限定于这些形状。例如，第一壳体130a也可以是平板状，第二壳体130b也可以是凹部状。

另外，在第五实施方式中通过线状的导体元件132将第一壳体130a与第二壳体130b进行熔接，但在其它实施方式中还能够通过线状的导体元件132将第一壳体130a和第二壳体130b固定。

并且，在第五实施方式中，导体元件132具有将其两端相连结的环形形状，但并不限定于此。例如，如图16的(A)所示，导体元件132的两端也可以不连结，而在该两端之间开口，还可以在导体元件132中设置一个间隙。另外，如图16的(B)所示，也可以将两根导体元件132隔开间隔地配置，在导体元件132中设置两个间隙。当按照共振频率设定该导体元件132的长度时，能够使导体元件132与发射导体101电耦合。

另外，在第四和第五实施方式中，将接地导体103用作发射导体101的接地端，但与第三实施方式同样地，也能够将电路板102的接地层用作发射导体101的接地端。

并且，在第二、第四以及第五实施方式中，将板状倒F天线用作发射导体101，但也能够利用除此以外的平板状的导体元件132来构成发射导体101。例如，能够将线状倒L天线，板状的偶极天线等用作平板状的导体元件。

另外，在上述所有的实施方式中，在发射导体101和接地导体103中使用了平板状的导体，但也可以使用线状的导体元件、电路板上的金属箔的布线作为发射导体。

并且，作为线状的导体元件，例如能够列举出偶极天线、环形天线或者弯折线天线(meander line antenna)等线状天线。在这种情况下，如图18所示，在电路板102上电连接有线状导体元件的发射导体140。发射导体140在从电路板102垂直地延伸出后弯折成直角，与电路板102平行地延伸。因此，沿着电路板102的厚度方向上，依次平行地配置发射导体140、电路板102以及接地导体103。

在作为发射导体而使用电路板上的金属箔的布线的情况下，如图19的(A)所示，能够使用多层结构的电路板102。电路板102具有电路层和发射导体的层，电路板102的表面所显现出的金属箔的布线141作为发射导体的层而发挥作用。在这种情况下，也依次平行地配置金属箔的布线141、电路板102的电路层以及接地导体103。在这种情况下，能够减少部件件数，不仅能够实现无线机的尺寸小型化，而且还能抑制产品的成本。

另外，在作为发射导体而使用电路板上的金属箔的布线的情况下，如图19的(B)所示，能够使用两个电路板102、142。电路板142相对于电路板102垂直地设置，且在表面配置有金属箔的布线143。该金属箔的布线143作为发射导体而发挥作用。金属箔的布线143在相对于电路板102垂直地延伸之后垂直地弯折，且相对于电路板120平行地延伸。由此，依次平行地配置金属箔的布线143、电路板102以及接地导体103。

并且，在上述所有的实施方式中，考虑到电路规模、可靠性等，电路板102也可以由多层基板、双面基板或者单面基板来构成。

上述说明应该仅理解为例示，本发明以指导本领域的技术人员为目的而提供所要执行的最佳实施方式。在不脱离本发明的主旨的情况下能够实质性地变更其结构和/或者功能的详细情况。

产业上的可利用性

如上所述，本发明所涉及的无线机100在设置于由金属壳体130构成的仪表中的状态下，具有以下效果：尽管是小型的结构也能够获得高发射效率，例如，作为表箱200等自动抄表系统用的无线机100是有用的。

附图标记

100：无线机；101：发射导体；102：电路板；103：接地导体；104：壳体；104a：第一壳体；104b：第二壳体；106：无线电路(电路)；107：供电端子；108：短路端子；110：接地端子；120：电路板；123：接地层；124：发射导体；130：壳体；130a：第一壳体；130b：第二壳体；132：导体元件；140：发射导体；141：金属箔的布线(发射导体)；143：金属箔的布线(发射导体)。

Claims (11)

1.一种无线机，具备：

发射导体，其将高频信号转换为电波并发射；电路板，其与上述发射导体电连接，并且安装有对上述发射导体提供上述高频信号的电路；平板状的接地导体，其与上述电路板的上述电路电连接，与上述发射导体对置，并且构成上述发射导体的接地端；以及树脂制的壳体，其收纳上述发射导体、上述电路板以及上述接地导体，

其中，沿着上述电路板的厚度方向依次配置上述接地导体、上述电路板以及上述发射导体。

2.根据权利要求1所述的无线机，其特征在于，

上述接地导体和上述壳体的与上述接地导体对置的面互相平行地配置。

3.根据权利要求1或2所述的无线机，其特征在于，

上述发射导体、上述接地导体、上述电路板互相平行地配置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的无线机，其特征在于，

上述发射导体由平板状的导体元件构成。

5.根据权利要求4所述的无线机，其特征在于，

上述发射导体由板状倒F天线构成。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的无线机，其特征在于，还具备：

供电端子，其用于将上述电路板的电路与上述发射导体进行电连接，而从上述电路板向上述发射导体提供上述高频信号；

短路端子，其用于将上述电路板的电路的接地部与上述发射导体进行电连接，而将上述发射导体接地至上述电路的接地部；以及

接地端子，其用于将上述接地导体与上述电路板的电路的接地部进行电连接，配置在上述接地部中上述短路端子接地的位置的附近。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的无线机，其特征在于，

上述发射导体由布线构成，该布线形成在上述电路板的一对主表面中的离上述接地导体远的主表面上。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的无线机，其特征在于，

上述发射导体由线状的导体元件构成。

9.根据权利要求1所述的无线机，其特征在于，

在上述电路板的一对主表面中的离上述发射导体远的主表面上形成有作为上述接地导体的导体层。

10.根据权利要求9所述的无线机，其特征在于，

在上述电路板的一对主表面中的靠近上述发射导体的主表面上形成有包括上述电路的层。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的无线机，其特征在于，

上述壳体具备：具有开口的容器状的主体以及堵住上述主体的开口的盖，

在上述主体和上述盖中的某一方上配置有围着上述开口的线状的导体元件，

以使上述发射导体位于上述开口的附近的方式，将上述发射导体、上述电路板以及上述接地导体收纳在上述主体中。

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