CN109661782A - 无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
无线通信装置(50)具备壳体(51)和收纳于壳体(51)的第一基板(52),在第一基板(52)安装有以使用第一频带的第一无线通信方式进行无线通信的第一通信电路(61a)及第一天线(61b)以及以使用第一频带的第二无线通信方式进行无线通信的第二通信电路(62a)及第二天线(62b),其中,所述第二无线通信方式不同于所述第一无线通信方式,第一天线(61b)和第二天线(62b)分别配置于在俯视第一基板(52)时处于对角的位置关系的第一区域和第二区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信装置,特别涉及一种通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行无线通信的无线通信装置。
背景技术
为了支持使用无线通信的各种用途,提出了一种通过多个无线通信方式进行无线通信的无线通信装置(例如,参照非专利文献1)。
在非专利文献1中,公开了支持无线LAN(Wi-Fi(注册商标))和Bluetooth(注册商标)这两种无线通信方式的网关。根据该网关,无论是支持无线LAN的设备还是支持Bluetooth(注册商标)的设备都能够连接于网关。
非专利文献1:石桥泰博及另2人,“ワイヤレスLANブロードバンドゲートウェイシリーズWBG-1000,1200”,東芝レビュー,Vol.57,No.10,2002年,p.28-32
发明内容
发明要解决的问题
然而,根据上述非专利文献1所公开的网关,存在以下问题:不能将通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行的无线通信一起使用(同时使用),或者,在一起使用的情况下不能顺畅地进行通信。也就是说,在上述非专利文献1所公开的网关中,在相同的频带将基于Wi-Fi(注册商标)的无线通信和基于Bluetooth(注册商标)的无线通信一起使用的情况下,不能顺畅地进行通信。这是因为:由于电波的干扰,其它站的信号直接进入接收带内,从而发生产生接收错误的信道内干扰;或者,由于接受其它站的信号的带外噪声或其它站的信号所引起的失真等,而发生产生接收错误的信道间干扰;或者,经常发生由于探测到其它站的信号而抑制本站的发送(丧失发送机会)的载波侦听。
近年来,各种无线通信方式正在得到普及,例如,在Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)以及ZigBee(注册商标)等无线通信方式中使用2.4GHz频段,期望一种能够同时且顺畅地通过使用该2.4GHz频段的Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)以及ZigBee(注册商标)等无线通信方式中的至少2个无线通信方式来进行无线通信的无线通信装置。另外,在Wi-SUN(注册商标)、EnOcean(注册商标)、LoRa(注册商标)、Sigfox(注册商标)等无线通信方式中使用800MHz/900MHz频段(在日本为920MHz频段),期望一种能够同时且顺畅地通过使用该频带的Wi-SUN(注册商标)、EnOcean(注册商标)、LoRa(注册商标)、Sigfox(注册商标)等无线通信方式中的至少2个无线通信方式来进行无线通信的无线通信装置。
在以往的无线通信装置中,无法将通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行的无线通信一起使用、或者无法同时且顺畅地进行这种基于多个无线通信方式的无线通信,因此例如存在以下问题:不能支持多样的用途,如与利用基于Wi-Fi(注册商标)的无线LAN从智能电话接收操作命令并行地利用基于ZigBee(注册商标)的无线通信对照明器具进行控制。
因此,本发明的目的在于提供一种能够同时且顺畅地通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行无线通信的无线通信装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的一个方式所涉及的无线通信装置具备:壳体;以及第一基板,其收纳于所述壳体,其中,在所述第一基板安装有:以使用第一频带的第一无线通信方式进行无线通信的第一通信电路及第一天线;以及以使用所述第一频带的第二无线通信方式进行无线通信的第二通信电路及第二天线,其中,所述第二无线通信方式不同于所述第一无线通信方式,所述第一天线和所述第二天线分别配置于在俯视所述第一基板时处于对角的位置关系的第一区域和第二区域。
由此,支持使用同一频带的多个不同的无线通信方式的第一天线和第二天线分别配置于在俯视第一基板时处于对角的位置关系的第一区域和第二区域,配置在彼此分离的位置,因此使用第一天线的无线通信与使用第二天线的无线通信中的电波的干扰得到抑制。其结果,能够同时且顺畅地通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行无线通信。另外,由于电波的干扰得到抑制,因此源于干扰而发生的无线通信中的重新发送的频度也得到抑制,从而能够削减由重新发送带来的电力消耗。
在此,也可以是,所述第一天线和所述第二天线以主辐射方向彼此正交的方式配置于所述第一基板。
由此,使用同一频带的第一天线的主辐射方向与第二天线的主辐射方向彼此正交,因此使用第一天线的无线通信与使用第二天线的无线通信中的电波的干扰进一步得到抑制,从而实现接收灵敏度优异的无线通信装置。
另外,也可以是,在所述第一基板还安装有:以使用第二频带的第三无线通信方式进行无线通信的第三通信电路及第三天线;以及以使用所述第二频带的第四无线通信方式进行无线通信的第四通信电路及第四天线,其中,所述第二频带不同于所述第一频带,所述第四无线通信方式不同于所述第三无线通信方式,所述第三天线和所述第四天线分别配置于既不同于所述第一区域也不同于所述第二区域、且在俯视所述第一基板时处于对角的位置关系的第三区域和第四区域。
由此,与第一天线同第二天线的关系同样地,支持使用不同于第一频带的第二频带的不同的无线通信方式的第三天线和第四天线也分别配置于在俯视第一基板时处于对角的位置关系的第三区域和第四区域,配置在彼此分离的位置,因此使用第三天线的无线通信与使用第四天线的无线通信中的电波的干扰得到抑制。因此,能够同时且顺畅地进行通过2组的使用同一频带的2种不同的无线通信方式、也就是说通过4种无线通信方式进行无线通信。
另外,也可以是,所述第三天线和所述第四天线以主辐射方向彼此正交的方式配置于所述第一基板。
由此,与第一天线及第二天线同样地,使用同一频带的第三天线的主辐射方向与第四天线的主辐射方向也彼此正交,因此使用第三天线的无线通信与使用第四天线的无线通信中的电波的干扰进一步得到抑制,从而实现接收灵敏度优异的无线通信装置。
另外,也可以是,所述第一通信电路及所述第一天线在安装于所述第一基板的通信电路及天线之中使用最宽的频带,或者在安装于所述第一基板的通信电路及天线之中以最高的频度进行通信,所述第三通信电路及所述第三天线在安装于所述第一基板的通信电路及天线之中安装于最接近所述第一通信电路及所述第一天线的位置,并且所述第三通信电路及所述第三天线配置于第二平面,该第二平面距所述第一基板的高度与配置了所述第一通信电路及所述第一天线的第一平面距所述第一基板的高度不同。
由此,在安装于第一基板的通信电路及天线之中,使用最宽的频带或者以最高的频度进行通信的第一通信电路及第一天线与安装于最接近该第一通信电路及第一天线的位置的第三通信电路及第三天线配置在高度不同的平面,因此与它们配置在同一平面的情况相比,使用第一通信电路及第一天线的无线通信与使用第三通信电路及第三天线的无线通信中的电波的带外干扰得到抑制。
另外,也可以是,所述第一平面是所述第一基板的主面,所述第二平面是经由基板连接用连接器来与所述第一基板连接的第二基板的主面。
由此,第一通信电路及第一天线以及第三通信电路及第三天线分别配置于经由基板连接用连接器进行连接的不同的基板,这些基板能够装卸,因此能够容易地变更要同时使用的基板的组合,从而能够灵活地支持多样的需求。
另外,也可以是,所述第三无线通信方式是以下类型的无线通信方式:根据所述无线通信装置的传送目的地不同而所使用的频带和无线通信方式中的至少一方不同。
由此,由于配置第三通信电路及第三天线的第二基板经由基板连接用连接器来与第一基板连接,因此通过将第二基板更换为与无线通信装置的传送目的地相符的类型的基板,能够容易地制造出与传送目的地的规格相符的无线通信装置。
另外,也可以是,在所述第一基板还安装有电源电路、逻辑电路以及收纳所述电源电路和所述逻辑电路中的至少一方的屏蔽罩,所述屏蔽罩具有在俯视所述第一基板时具有大于180度的内角的轮廓,在所述屏蔽罩的与所述内角对应的侧面形成有开口,所述第一通信电路及所述第一天线以及所述第二通信电路及所述第二天线配置于所述第一基板的、从所述屏蔽罩的内部通过所述开口观察外部时看不见的位置。
由此,虽然为了小型高集成化而引入的屏蔽罩存在开口,但是第一通信电路及第一天线以及第二通信电路及第二天线配置于难以受到从该开口漏出的电磁波噪声的影响的位置,因此能够确保稳定的通信。
另外,也可以是,所述第一天线和所述第二天线在俯视所述第一基板时沿着所述第一基板的边配置,在所述第一基板还安装有用于将外部设备与所述无线通信装置连接的外部设备用连接器,其中,所述外部设备被置于所述壳体的外部,以既不同于所述第一无线通信方式也不同于所述第二无线通信方式的无线通信方式进行无线通信,所述外部设备用连接器沿着所述第一基板的、既不同于所述第一基板的配置了所述第一天线的边也不同于所述第一基板的配置了所述第二天线的边的边配置。
由此,用于与以不同于无线通信装置所采用的无线通信方式的无线通信方式进行无线通信的外部设备连接的外部设备用连接器配置于既难以干扰第一天线的无线通信也难以干扰第二天线的无线通信的位置,因此能够利用借助外部设备用连接器来增设的外部设备进行稳定的无线通信。
发明的效果
根据本发明,实现能够同时且顺畅地通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行无线通信的无线通信装置。
附图说明
图1是表示实施方式中的无线通信装置的应用例的图。
图2是表示图1所示的无线通信装置的结构的安装布局图。
图3是表示图2所示的各种电路要素的连接关系的框图。
图4是表示图1所示的屏蔽罩的展开图的一例的图。
图5是表示实施方式的变形例所涉及的无线通信装置的结构的安装布局图。
图6是表示图5所示的各种电路要素的连接关系的框图。
图7是表示通信电路和天线在具有L字型的形状的第一基板上的安装例的图。
具体实施方式
下面,使用附图来详细说明本发明的实施方式。此外,下面说明的实施方式均表示本发明的一个具体例。下面的实施方式所示的数值、频带、无线通信方式、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置和连接方式、处理过程等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。另外,将下面的实施方式的结构要素中的、未记载于表示本发明的最上位概念的独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。
图1是表示实施方式中的无线通信装置50的应用例的图。在此示出了无线通信装置50,该无线通信装置50通过将基于合计4种无线通信方式的无线通信一起使用,来作为网关发挥功能并且还作为控制各种设备的设备控制器来发挥功能,其中,该4种无线通信方式是:能够选择性地使用的无线LAN(Wi-Fi(注册商标))和Bluetooth(注册商标),其是使用作为第一频带的2.4GHz频段的第一无线通信方式的一例;ZigBee(注册商标),其是同样使用作为第一频带的2.4GHz频段的第二无线通信方式的一例;Wi-SUN(注册商标),其是使用作为第二频带的920MHz频段的第三无线通信方式的一例;以及EnOcean(注册商标),其是同样使用作为第二频带的920MHz频段的第四无线通信方式的一例。
具体地说,照明器具12a及12b构成ZigBee(注册商标)网状网络,无线通信装置50作为该ZigBee(注册商标)网状网络的协调器(coordinator)来发挥功能。另外,在室内的各处配置有电池驱动的照度传感器14,该照度传感器14的数据也通过ZigBee(注册商标)网状网络来汇总到无线通信装置50。
在室内配置有使用基于EnOcean(注册商标)的能量收集(energy harvesting)电源的照明开关22a及22b,无线通信装置50待收来自这些照明开关22a及22b的发送数据。
另外,智能仪表32a及HEMS(Home Energy Management System:家庭能源管理系统)控制器32b通过Wi-SUN(注册商标)来与无线通信装置50连接,无线通信装置50逐次监视电力使用状况,并且利用B路径等对电力供给状况紧迫等需求响应信息进行传输。无线通信装置50根据该需求响应信息,进行熄灭人感传感器没有反应的场所的室内照明等节能控制。
另外,智能电话44与无线通信装置50通过Bluetooth(注册商标)进行连接,在智能电话44中,能够利用照明控制用的应用程序进行照明控制。并且,能够从个人计算机(PC)42、智能电话44通过Wi-Fi(注册商标)访问无线通信装置50的设定画面(Web控制),来进行照明控制的设定或确认使用状况。
图2是表示图1所示的无线通信装置50的结构的图。在此,示出了无线通信装置50所具备的壳体51中收纳的电路基板(第一基板52和第二基板55)的安装布局。
在第一基板52,作为4组通信电路及天线而安装有:第一通信电路61a及第一天线61b,其通过使用2.4GHz频段的能够选择性地使用的Wi-Fi(注册商标)和Bluetooth(注册商标)进行无线通信;第二通信电路62a及第二天线62b,其通过使用2.4GHz频段的ZigBee(注册商标)进行无线通信;第三通信电路63a及第三天线63b,其通过使用920MHz频段的Wi-SUN(注册商标)进行无线通信;以及第四通信电路64a及第四天线64b,其通过使用920MHz频段的EnOcean(注册商标)进行无线通信。在此,第一通信电路61a是支持使用2.4GHz频段的单频段的Wi-Fi(注册商标)和Bluetooth(注册商标)的无线通信方式的组合芯片。另外,第三通信电路63a及第三天线63b配置于经由基板连接用连接器(BtoB)54与作为母基板的第一基板52连接的、作为子基板的第二基板55。此外,第一天线61b、第二天线62b、第三天线63b以及第四天线64b既可以是形成于第一基板52或第二基板55的主面(也就是说,安装电路部件的面)的布线图案,也可以是从基板竖立设置的导体,还可以是它们的混合。另外,第一基板52在本实施方式中具有矩形的轮廓,但是如后所述那样不限定于这种轮廓。
另外,在第一基板52,作为逻辑电路而安装有MPU(Micro-processing unit:微处理单元)70、RAM 72、快闪存储器(FLASH)73、以太网(注册商标)IC(Ether PHY)74以及实时时钟(RTC)57,作为电源电路而安装有电力管理IC(PM)71。在此,MPU 70、电力管理IC 71、RAM 72、快闪存储器73、以太网(注册商标)IC 74被收纳于盖构造的屏蔽罩53,以抑制向外围的通信电路辐射不必要的电磁波噪声。在后面叙述屏蔽罩53的详情。
并且,在第一基板52,作为用于与电源或外部设备连接的各种连接器而安装有电源端子(powerin)56、以太网(注册商标)端口(Ethernet)58a及58b以及microSD(注册商标)60。
此外,在本说明书中,“安装(或配置)于基板”不仅包括直接安装(或配置)在基板上的情况,也包括经由基板连接用连接器54等其它部件来间接地安装(或配置)在基板上的情况。
图3是表示在图2所示的第一基板52和第二基板55安装的各种电路要素的连接关系的框图。如本图所示,第一通信电路61a、第二通信电路62a、第四通信电路64a、以太网(注册商标)端口58a及58b、RAM 72、快闪存储器73、实时时钟57、电力管理IC 71以及microSD(注册商标)60与MPU 70连接,第三通信电路63a经由基板连接用连接器54来与MPU 70连接。
电力管理IC 71经由电源端子56接受从外部供给的直流电力,在适当的时机生成该无线通信装置50内所需的各种直流电压并提供到各种电路要素。以太网(注册商标)端口58a及58b用作WAN的端口和构成家庭网络的LAN的端口以与外部因特网连接,或者用作LAN用的HUB(集线器)。
MPU 70具有保存有控制程序的ROM、执行该控制程序的处理器等,通过由处理器执行控制程序,来与连接于MPU 70的各种电路要素交换数据和控制信号,从而使无线通信装置50作为图1所示的网关和设备控制器来发挥功能。
如上那样构成的本实施方式中的无线通信装置50的特征性方面如下。
使用2.4GHz频段的Wi-Fi(注册商标)及Bluetooth(注册商标)用的第一天线61b和同样使用2.4GHz频段的ZigBee(注册商标)用的第二天线62b配置于在俯视第一基板52时处于对角的位置关系的第一区域和第二区域。在本实施方式中,如图2所示,第一天线61b配置于第一基板52的右上的区域(第一区域),另一方面,第二天线62b配置于第一基板52的左下的区域(第二区域)。
由此,支持使用同一频带的多个不同的无线通信方式的第一天线61b和第二天线62b配置在彼此分离的位置,因此使用第一天线61b的基于Wi-Fi(注册商标)及Bluetooth(注册商标)的无线通信与使用第二天线62b的基于ZigBee(注册商标)的无线通信中的电波的干扰得到抑制。其结果,能够同时且顺畅地通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式(Wi-Fi(注册商标)及Bluetooth(注册商标)以及ZigBee(注册商标))进行无线通信。另外,由于电波的干扰得到抑制,因此与以往相比能够减小第一基板52的尺寸,从而能够使无线通信装置50小型高集成化。并且,由于电波的干扰得到抑制,因此源于干扰而发生的无线通信中的重新发送的频度也得到抑制,从而能够削减由重新发送带来的电力消耗。
可以说第三天线63b及第四天线64b也与第一天线61b及第二天线62b相同。也就是说,使用920MHz频段的Wi-SUN(注册商标)用的第三天线63b和同样使用920MHz频段的EnOcean(注册商标)用的第四天线64b配置于既不同于第一区域也不同于第二区域、且在俯视第一基板52时处于对角的位置关系的第三区域和第四区域。在本实施方式中,如图2所示,第三天线63b配置于第一基板52的右下的区域(第三区域),另一方面,第四天线64b配置于第一基板52的左上的区域(第四区域)。
由此,与第一天线61b及第二天线62b同样地,支持使用同一频带的多个不同的无线通信方式的第三天线63b和第四天线64b也配置在彼此分离的位置,因此使用第三天线63b的基于Wi-SUN(注册商标)的无线通信与使用第四天线64b的基于EnOcean(注册商标)的无线通信中的电波的干扰得到抑制。其结果,能够同时且顺畅地通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式(Wi-SUN(注册商标)和EnOcean(注册商标))进行无线通信。另外,由于电波的干扰得到抑制,因此与以往相比能够减小第一基板52的尺寸,从而能够使无线通信装置50小型高集成化。并且,由于电波的干扰得到抑制,因此源于干扰而发生的无线通信中的重新发送的频度也得到抑制,从而能够削减由重新发送带来的电力消耗。
此外,在本说明书中,关于“处于对角的位置关系的2个区域”,可以是俯视第一基板52时的、从第一基板52的处于对角的位置关系的2个顶点中的各顶点起的规定范围(例如,与对角线的10%相当的距离)内的区域,也可以是指在安装于第一基板52的天线中将天线配置在分别与这2个顶点最接近的位置,还可以是沿着第一基板52的与这2个顶点分别连接的边的区域。
另外,使用2.4GHz频段的Wi-Fi(注册商标)及Bluetooth(注册商标)用的第一天线61b和同样使用2.4GHz频段的ZigBee(注册商标)用的第二天线62b以主辐射方向彼此正交的方式配置于第一基板52。在本实施方式中,如图2所示,第一天线61b配置成沿着具有矩形的轮廓的第一基板52的右边延伸,另一方面,第二天线62b配置成沿着第一基板52的下边延伸。其结果,第一天线61b的主辐射方向与第二天线62b的主辐射方向彼此正交。
由此,使用相同的频带的第一天线61b的主辐射方向与第二天线62b的主辐射方向彼此正交,因此使用第一天线61b的基于Wi-Fi(注册商标)及Bluetooth(注册商标)的无线通信与使用第二天线62b的基于ZigBee(注册商标)的无线通信中的电波的干扰进一步得到抑制,从而实现接收灵敏度优异的无线通信装置50。
可以说第三天线63b及第四天线64b也与第一天线61b及第二天线62b相同。也就是说,使用920MHz频段的Wi-SUN(注册商标)用的第三天线63b和同样使用920MHz频段的EnOcean(注册商标)用的第四天线64b以主辐射方向彼此正交的方式配置于第一基板52。在本实施方式中,如图2所示,第三天线63b配置成沿着具有矩形的轮廓的第一基板52的下边延伸,另一方面,第四天线64b配置成沿着第一基板52的左边延伸。其结果,第三天线63b的主辐射方向与第四天线64b的主辐射方向彼此正交。
由此,与第一天线61b及第二天线62b同样地,使用相同的频带的第三天线63b的主辐射方向与第四天线64b的主辐射方向也彼此正交,因此,使用第三天线63b的基于Wi-SUN(注册商标)的无线通信与使用第四天线64b的基于EnOcean(注册商标)的无线通信中的电波的干扰进一步得到抑制,从而实现接收灵敏度优异的无线通信装置50。
此外,在本说明书中,“正交”是指实质上正交到能够发挥抑制电波的干扰的效果的程度,例如也包括以80度~100度的角度交叉的状态。
另外,安装于最接近第一通信电路61a及第一天线61b的位置的通信电路及天线(在此为通过使用920MHz频段的Wi-SUN(注册商标)进行无线通信的第三通信电路63a及第三天线63b)配置于第二平面(在此为第二基板55的主面),该第二平面距第一基板52的高度与配置了第一通信电路61a及第一天线61b的第一平面(在此为第一基板52的主面)距第一基板52的高度不同,其中,第一通信电路61a及第一天线61b是在安装于第一基板52的通信电路及天线之中使用最宽的频带或者在安装于第一基板52的通信电路及天线之中以最高的频度进行通信的通信电路及天线,通过Wi-Fi(注册商标)进行无线通信。也就是说,通过使用920MHz频段的Wi-SUN(注册商标)进行无线通信的第三通信电路63a及第三天线63b不是以板载(onboard)方式安装于第一基板52,而是作为经由基板连接用连接器54来与第一基板52连接的天线内置模块(包括第二基板55的模块)安装于第一基板52。
在Wi-Fi(注册商标)和Wi-SUN(注册商标)中,使用的频带不同,但是在Wi-Fi(注册商标)中以宽带进行通信,而且以高频度进行通信,因此有可能与配置在第一基板52中的接近通过Wi-Fi(注册商标)进行无线通信的第一通信电路61a及第一天线61b的位置的通信电路及天线产生带外干扰。因此,在本实施方式中,将第一通信电路61a及第一天线61b以及安装在最接近第一通信电路61a及第一天线61b的位置的第三通信电路63a及第三天线63b配置于高度不同的平面,因此与它们配置于同一平面的情况相比,使用第一通信电路61a及第一天线61b的无线通信(也就是说,通过使用2.4GHz频段的Wi-Fi(注册商标)和Bluetooth(注册商标)进行的无线通信)与使用第三通信电路63a及第三天线63b的无线通信(通过使用920MHz频段的Wi-SUN(注册商标)进行的无线通信)中的电波的带外干扰得到抑制。
另外,第一通信电路61a及第一天线61b以及第三通信电路63a及第三天线63b分别配置于经由基板连接用连接器54进行连接的不同的基板,这些基板能够装卸,因此能够容易地变更要同时使用的基板的组合,从而能够灵活地支持多样的需求。
另外,在第一基板52安装有收纳电源电路和逻辑电路中的至少一方的屏蔽罩53,屏蔽罩53具有在俯视第一基板52时具有大于180度的内角53a及53b的轮廓,在屏蔽罩53的与内角53a及53b对应的侧面分别形成有开口53c及53d,第一通信电路61a及第一天线61b、第二通信电路62a及第二天线62b、第三通信电路63a及第三天线63b以及第四通信电路64a及第四天线64b配置于第一基板52的、从屏蔽罩53的内部通过开口53c及53d观察外部时看不见的位置。在此,从屏蔽罩53的内部观察外部时的“看不见”是指从开口53c及53d漏出的电磁波噪声不会直接辐射到通信电路及天线的位置关系,也包括在开口53c及53d与通信电路及天线之间存在其它电路部件的情况。
更详细地说,屏蔽罩53是由如图4所示的展开图所示那样的锌白铜等的单板通过廉价的裁切/弯曲加工而成型得到的,屏蔽罩53覆盖MPU 70、电力管理IC 71、RAM 72、快闪存储器73以及以太网(注册商标)IC 74等逻辑电路,并且以其爪部插入到形成于第一基板52的通孔后进行焊接的方式固定。在此,屏蔽罩53的俯视形状是凸型(也就是说,在俯视时的轮廓中存在大于180度的内角53a及53b),因此在内侧的角部的侧面出现一部分间隙(开口53c及53d)(参照图2)。在本实施方式中,开口53c及53d朝向电源端子56和实时时钟57的方向(开口),从开口53c及53d漏出的电磁波噪声对4种通信电路及天线的直接辐射均得到抑制。
由此,虽然为了小型高集成化而引入的屏蔽罩53存在开口,但是全部通信电路及天线均配置于难以受到从该开口漏出的电磁波噪声的影响的位置,因此能够确保稳定的通信。
(变形例)
接着,说明上述实施方式的变形例所涉及的无线通信装置50a。
图5是表示实施方式的变形例所涉及的无线通信装置50a的结构的图。在此,示出了无线通信装置50a所具备的壳体51中收纳的电路基板(第一基板52a和第二基板55a)的安装布局。图6是表示图5所示的第一基板52a和第二基板55a上安装的各种电路要素的连接关系的框图。
在本变形例中,与上述实施方式不同,在第一基板52a安装有USB端口59,并且,在第二基板55a,安装有支持代替Wi-SUN(注册商标)作为上述实施方式中的第三无线通信方式的LoRa(注册商标)的无线通信方式的另外的第三通信电路65a及第三天线65b。下面,对与上述实施方式相同的结构要素,标注相同的标记并省略说明,对不同于上述实施方式的结构要素进行说明。
USB端口59被置于壳体51的外部,是外部设备用连接器的一例,其用于将无线通信装置50a与以不同于无线通信装置50a所使用的任一无线通信方式(第一无线通信方式(Wi-Fi(注册商标)和Bluetooth(注册商标))、第二无线通信方式(ZigBee(注册商标))、第三无线通信方式(LoRa(注册商标))、第四无线通信方式(EnOcean(注册商标)))的无线通信方式进行无线通信的外部设备(也就是说,通信电路及天线)连接。作为与USB端口59连接的外部设备,能够列举出3G/LTE软件保护器。由此,能够通过与无线通信装置50a所采用的无线通信方式不同的新附加的无线通信方式进行无线通信。
在此,如图5所示,USB端口59沿着第一基板52a的、不同于第一基板52a的配置了无线通信装置50a所具备的天线的任一边(也就是说,第一基板52a的配置了第一天线61b的右边、第一基板52a的配置了第二天线62b的下边、第一基板52a的配置了第三天线65b的下边以及第一基板52a的配置了第四天线64b的左边)的边(也就是说,上边)来配置。
由此,用于与以不同于无线通信装置50a所采用的无线通信方式的无线通信方式进行无线通信的外部设备(例如,3G/LTE软件保护器)连接的USB端口59配置于对通过无线通信装置50a所具备的4个天线进行的无线通信均难以造成干扰的位置,因此能够利用借助USB端口59增设的外部设备进行稳定的无线通信。
此外,附加的通信电路和天线(外部设备)不限于利用USB的软件保护器,也可以是与独自的连接器、SDIO(Secure Digital Input/Output:安全数字输入输出)等连接的卡等。
另外,在本变形例中的第二基板55a,安装有通过作为使用920MHz频段的第三无线通信方式的另一例的LoRa(注册商标)进行无线通信的第三通信电路65a及第三天线65b,以支持智能电网中的采用LoRa(注册商标)作为无线通信方式的传送目的地。
这样,由于配置第三通信电路65a及第三天线65b的第二基板55a经由基板连接用连接器54来与第一基板52a连接,因此通过将第二基板55a更换为与无线通信装置50a的传送目的地相符的类型的基板,能够容易地制造出与传送目的地的规格相符的无线通信装置50a。
此外,根据无线通信装置50a的传送目的地不同,作为在第二基板55a安装的通信电路及天线,也可以安装通过作为使用800MHz/900MHz频段的第三无线通信方式的另一例的Sigfox(注册商标)进行无线通信的通信电路及天线。
以上基于实施方式和变形例说明了本发明的无线通信装置,但是本发明不限定于这些实施方式和变形例。只要不脱离本发明的宗旨,那么对实施方式和变形例实施本领域技术人员所想到的各种变形来得到的方式、将实施方式和变形例中的一部分结构要素进行组合来构建的其它方式也包括在本发明的范围内。
例如,在上述实施方式和变形例中,对于2个不同的频带(2.4GHz频段和800MHz/900MHz频段)分别采用了多个不同的无线通信方式,但是不限于这种组合,只要在至少一个频带采用多个不同的无线通信方式即可。作为例子,既可以仅采用使用2.4GHz频段的2个不同的无线通信方式,也可以采用使用2.4GHz频段的2个不同的无线通信方式和使用800MHz/900MHz频段的一个无线通信方式。
并且,无线通信中使用的频带并非仅限于2.4GHz频段和800MHz/900MHz频段,也可以是5GHz频段等其它频带。例如,第一通信电路61a及第一天线61b也可以支持使用2.4GHz频段和5GHz频段的Wi-Fi(注册商标)以及使用2.4GHz频段的Bluetooth(注册商标)。
另外,在上述实施方式和变形例中,第一基板52及52a的形状(俯视形状)是矩形,但是不限定于这种形状,也可以是圆形、椭圆形、六边形等各种多边形、L字型、凹形状、凸形状、将它们的一部分切掉后的形状、或者将它们合成而得到的各种不同形状。
图7是表示通信电路和天线在具有L字型的形状的第一基板52b上的安装例的图。在此,为了简化图示,仅示出了4组通信电路及天线(第一通信电路61a及第一天线61b、第二通信电路62a及第二天线62b、第三通信电路63a及第三天线63b、第四通信电路64a及第四天线64b)的安装位置。
在该情况下,也可以说第一天线61b和第二天线62b分别配置于在俯视第一基板52b时处于对角的位置关系的第一区域和第二区域。这是由于,第一天线61b和第二天线62b配置于该L字型的第一基板52b的外接矩形区域82中的处于对角的位置关系的区域。
另外,可以说第三天线63b和第四天线64b也分别配置于在俯视第一基板52b时处于对角的位置关系的第三区域和第四区域。这是由于,第三天线63b和第四天线64b配置于通过利用分隔线80对该L字型的第一基板52b进行分割而得到的2个矩形区域81a及81b中的一方(矩形区域81b)中的处于对角的位置关系的区域。
这样,“在俯视第一基板时处于对角的位置关系的区域”不仅包括在第一基板是矩形区域的情况下处于对角的位置关系的区域,还包括第一基板的外接矩形区域中的处于对角的位置关系的区域、以及通过将第一基板分离为多个矩形区域而得到的矩形区域中的处于对角的位置关系的区域。
此外,根据图7所示的第一基板52b,在安装于第一基板52b的通信电路及天线之中使用最宽的频带或者在安装于第一基板52b的通信电路及天线之中以最高的频度进行通信的、通过Wi-Fi(注册商标)进行无线通信的第一通信电路61a及第一天线61b安装于与安装了其它3种通信电路及天线的矩形区域81b不同的矩形区域81a。由此,以宽带或高频度进行无线通信的第一通信电路61a及第一天线61b与其它3种通信电路及天线之间的带内干扰或带外干扰得到抑制。
产业上的可利用性
本发明用作无线通信装置,特别是用作通过使用同一频带的多个不同的无线通信方式进行无线通信的装置,例如能够用作与照明器具、照度传感器、照明开关、智能仪表、智能电话、PC等各种设备进行无线通信来控制设备的网关或设备控制器。
附图标记说明
12a、12b:照明器具;14:照度传感器;22a、22b:照明开关;32a:智能仪表;32b:HEMS控制器;42:个人计算机(PC);44:智能电话;50、50a:无线通信装置;51:壳体;52、52a、52b:第一基板;53:屏蔽罩;53a、53b:大于180度的内角;53c、53d:开口;54:基板连接用连接器;55、55a:第二基板;56:电源端子;57:实时时钟;58a、58b:以太网(注册商标)端口;59:USB端口;60:microSD(注册商标);61a:第一通信电路;61b:第一天线;62a:第二通信电路;62b:第二天线;63a、65a:第三通信电路;63b、65b:第三天线;64a:第四通信电路;64b:第四天线;70:MPU;71:电力管理IC;72:RAM;73:快闪存储器;74:以太网(注册商标)IC;80:分隔线;81a、81b:矩形区域;82:外接矩形区域。
Claims (9)
1.一种无线通信装置,具备:
壳体;以及
第一基板,其收纳于所述壳体,
其中,在所述第一基板安装有:以使用第一频带的第一无线通信方式进行无线通信的第一通信电路及第一天线;以及以使用所述第一频带的第二无线通信方式进行无线通信的第二通信电路及第二天线,其中,所述第二无线通信方式不同于所述第一无线通信方式,
所述第一天线和所述第二天线分别配置于在俯视所述第一基板时处于对角的位置关系的第一区域和第二区域。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一天线和所述第二天线以主辐射方向彼此正交的方式配置于所述第一基板。
3.根据权利要求1或2所述的无线通信装置,其特征在于,
在所述第一基板还安装有:以使用第二频带的第三无线通信方式进行无线通信的第三通信电路及第三天线;以及以使用所述第二频带的第四无线通信方式进行无线通信的第四通信电路及第四天线,其中,所述第二频带不同于所述第一频带,所述第四无线通信方式不同于所述第三无线通信方式,
所述第三天线和所述第四天线分别配置于既不同于所述第一区域也不同于所述第二区域、且在俯视所述第一基板时处于对角的位置关系的第三区域和第四区域。
4.根据权利要求3所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第三天线和所述第四天线以主辐射方向彼此正交的方式配置于所述第一基板。
5.根据权利要求3或4所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一通信电路及所述第一天线在安装于所述第一基板的通信电路及天线之中使用最宽的频带,或者在安装于所述第一基板的通信电路及天线之中以最高的频度进行通信,
所述第三通信电路及所述第三天线在安装于所述第一基板的通信电路及天线之中安装于最接近所述第一通信电路及所述第一天线的位置,并且所述第三通信电路及所述第三天线配置于第二平面,该第二平面距所述第一基板的高度与配置了所述第一通信电路及所述第一天线的第一平面距所述第一基板的高度不同。
6.根据权利要求5所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一平面是所述第一基板的主面,
所述第二平面是经由基板连接用连接器来与所述第一基板连接的第二基板的主面。
7.根据权利要求6所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第三无线通信方式是以下类型的无线通信方式:根据所述无线通信装置的传送目的地不同而所使用的频带和无线通信方式中的至少一方不同。
8.根据权利要求1或2所述的无线通信装置,其特征在于,
在所述第一基板还安装有电源电路、逻辑电路以及收纳所述电源电路和所述逻辑电路中的至少一方的屏蔽罩,
所述屏蔽罩具有在俯视所述第一基板时具有大于180度的内角的轮廓,
在所述屏蔽罩的与所述内角对应的侧面形成有开口,
所述第一通信电路及所述第一天线以及所述第二通信电路及所述第二天线配置于所述第一基板的、从所述屏蔽罩的内部通过所述开口观察外部时看不见的位置。
9.根据权利要求1或2所述的无线通信装置,其特征在于,
所述第一天线和所述第二天线在俯视所述第一基板时沿着所述第一基板的边配置,
在所述第一基板还安装有用于将外部设备与所述无线通信装置连接的外部设备用连接器,其中,所述外部设备被置于所述壳体的外部,以既不同于所述第一无线通信方式也不同于所述第二无线通信方式的无线通信方式进行无线通信,
所述外部设备用连接器沿着所述第一基板的、既不同于所述第一基板的配置了所述第一天线的边也不同于所述第一基板的配置了所述第二天线的边的边配置。
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