JP2003234657A - 無線機 - Google Patents
無線機Info
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- JP2003234657A JP2003234657A JP2002033104A JP2002033104A JP2003234657A JP 2003234657 A JP2003234657 A JP 2003234657A JP 2002033104 A JP2002033104 A JP 2002033104A JP 2002033104 A JP2002033104 A JP 2002033104A JP 2003234657 A JP2003234657 A JP 2003234657A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
を放射することができ、送信出力が小である条件下でも
良好な特性を得られる無線機を提供する。 【解決手段】 アンテナ6と同様に基板部材として形成
され、基板材の表面には銅箔による折り返しパターン9
Aを有したアース部9を設ける。折り返しパターン6A
および9Aをλ/4で形成することで、長さλ/2の空
中線を擬似的に形成することができ、その利得は約2d
Bとなって電波の放射性が向上するとともに、耐雑音
性、電波の到達距離を向上させることができる。
Description
に、接地構造(アース)を設けることが困難な場合であ
っても無線電波の良好な送信性を確保することのできる
無線機に関する。
テナ)から電波を効率良く放射させるために、無線機の
回路や装置本体を大地に接地させて電気的に接続してい
る。
す。この無線送信機20は、音声等の信号波を発生する
信号波発生器21と、高周波の搬送波を発生させる発振
器22と、予め定められた変調方式で信号波による搬送
波の変調を行う変調器23と、変調器23から出力され
る変調波を必要な電力まで増幅してアンテナ25に供給
する増幅器24と、各部に電力を供給するための電源線
26と、電源線26を介して電力を供給する電源27
と、共通のグランド26Aを大地28に接地させるアー
ス線29を有する。
せるにあたって、アース線29による接地抵抗を小にで
きることが好ましいとされる。そのことによってアンテ
ナ25を充分に動作させるのに必要な基準電位が確保さ
れ、アンテナ25の励振を促して電波の放射性を向上さ
せることができる。
によると、充分なアースを確保できない状況では、基準
電位が不安定になって電波の放射性が低下するため、無
線送信の効率が低下する、あるいは不可能になるという
問題があり、特に、送信出力が小である条件下において
顕著である。
きない状況でも安定して電波を放射することができ、送
信出力が小である条件下でも良好な特性を得られる無線
機を提供することにある。
達成するため、無線電波を放射するアンテナと、前記ア
ンテナと空中線電気子として等価に形成されたアース部
を有する無線機を提供する。
め、無線電波を放射するアンテナと、前記アンテナと同
様の形状で形成されたアース部を有する無線機を提供す
る。
め、無線電波を放射するアンテナと、物理量を測定して
電気信号に変換して出力するセンサと、前記電気信号を
前記無線電波として送信する送信回路と、内部に前記送
信回路および前記センサを収容する筐体と、前記アンテ
ナと空中線電気子として等価に形成されたアース部を有
する無線機を提供する。
め、無線電波を放射するアンテナと、物理量を測定して
電気信号に変換して出力するセンサと、前記電気信号を
前記無線電波として送信する送信回路と、外部に分離し
て設けられる前記センサと共通のグランドに接続される
前記送信回路を内部に収容する筐体と、前記アンテナと
空中線電気子として等価に形成されたアース部を有する
無線機を提供する。
め、無線電波を放射するアンテナと、前記アンテナと空
中線電気子として等価に形成されたアース部を有し、前
記送信回路と前記アース部の間に電気的整合を取るため
の平衡整合部を有する無線機を提供する。
の回路構成の一部を用いてアースとしての等電位面を擬
似的に形成することにより、大地にアースを設けること
ができない状況でも効率の良い無線電波の放射が可能に
なる。
照して詳細に説明する。
概略的に示す。この無線機1は、音声等の信号波を発生
する信号波発生器2と、高周波の搬送波を発生させる発
振器3と、予め定められた変調方式で信号波による搬送
波の変調を行う変調器4と、変調器4から出力される変
調波を必要な電力まで増幅する増幅器5と、増幅された
変調波を電波として放射するアンテナ6と、各部に電力
を供給するための電源線7と、電源線7を介して電力を
供給する電池である電源8と、共通のグランド7Aに電
気的に接続されてアンテナ6と同様に形成されたアース
部9を有する。
(図示せず)に収容可能な基板部材として形成され、基
板材の表面には銅箔で形成される折り返しパターン6A
を有する。また、アンテナ6は折り返しパターン6Aの
長さが変調波のλ/4となるように形成されている。
材として形成され、基板材の表面には銅箔による折り返
しパターン9Aを有する。また、アース部9は折り返し
パターン9Aの長さ変調波のλ/4となるように形成さ
れている。
回路構成を示し、折り返しパターン6Aおよび9Aに基
づいてアンテナとアースが電気的に等価に形成されるこ
とにより、図示するように高周波電源10に接続された
完全平衡2線路のダイポールアンテナ11が形成され
る。このダイポールアンテナ11は大地12とは非接地
で設けられる。このように、折り返しパターン6Aおよ
び9Aをλ/4で形成することで、長さλ/2の空中線
を擬似的に形成することができ、その利得は約2dBと
なって電波の放射性が向上するとともに、耐雑音性、電
波の到達距離を向上させることができる。
概略的に示す。この無線機1は、音声等の信号波を発生
する信号波発生器2と、高周波の搬送波を発生させる発
振器3と、予め定められた変調方式で信号波による搬送
波の変調を行う変調器4と、変調器4から出力される変
調波を必要な電力まで増幅する増幅器5と、増幅された
変調波を電波として放射するアンテナ6と、各部に電力
を供給するための電源線7と、電源線7を介して電力を
供給する電池である電源8と、共通のグランド7Aに電
気的に接続されて等電位面を擬似的に形成するためのア
ース部14を有する。
テナ6の折り返しパターン6Aと等価な電位を形成する
長さ(λ/4)を有して形成されている。その形態とし
ては導線の他に、良導電性の金属で形成されるロッド部
材、又は導電性を有するプラスチック等の樹脂部材であ
っても良い。
っても図2に示した完全平衡2線路のダイポールアンテ
ナ11を擬似的に形成できることから電波の放射性が向
上する。このことにより、小電力であっても電波の到達
距離を大にできるとともに耐雑音性を向上させることが
できる。
て、物理量を測定するセンサとして設けられる温度セン
サのグランド(GND)線をアース部として使用した温
度監視装置を示し、ポリカーボネートで形成された筐体
15の内部に基板状部材として形成された増幅器5と,
アンテナ6と,発振器、信号波発生器および変調器を含
む制御回路16と、監視対象の温度を測定する温度セン
サ17が積層状に収容されている。温度センサ17は、
筐体15の底部15Aに一部が露出するように収容され
ており、露出部分を監視対象に接触させて熱伝導により
温度を測定する。アンテナ6は、基板状部材の表面に銅
箔で形成された折り返しパターン6Aを有する。温度セ
ンサ17は、電源線、センサ信号線、およびGND線を
シースで覆って一体化したセンサ線17Aを介して制御
回路16に接続されている。制御回路16の下部の空間
には電池8が収容される。アンテナ6およびGND線の
長さはλ/4となるように形成されている。
ロックを示し、第1の実施の形態と同一の構成を有する
部分については共通の引用数字を付しているので重複す
る説明は省略する。温度センサ17のセンサ線17A
は、電源線17B、センサ信号線17C、およびλ/4
長のGND線17Dを有しており、GND線17Dは共
通のグランド7Aに電気的に接続されている。
視対象に取り付けることにより予め定めた計測周期で計
測される温度信号を信号波発生器で信号波に変換して変
調器でASK(Amplitude Shift Keying)変調し、送信
に必要な電力まで増幅してアンテナ6から315MHz
の無線電波として送信させるものであり、送信された無
線電波を受信機(図示せず)で受信することによって監
視対象の温度を遠隔的に把握することができる。
的に形成するためのアース部として、筐体15の内部に
収容される温度センサ17に接続されたセンサ線17A
のGND線17Dを利用し、その長さをλ/4とするこ
とにより、完全平衡2線路のダイポールアンテナを擬似
的に形成できることから、無線電波の放射性を向上させ
ることができる。
として監視対象の温度を測定する温度センサ17を設け
た構成を説明したが、測定する物理量は温度に限定され
ず、例えば、湿度、歪み(応力)、光量、流量、振動
(加速度)等の物理量であっても良く、電気信号に変換
できるものであれば無線電波として送信することが可能
である。
/4に限定されず、例えば、2/4λとする構成として
も良い。この場合には空中線の最大振幅点を複数確保す
ることが可能になるので、無線電波を安定的に放射させ
ることが可能になる。
て、物理量を測定するセンサとして設けられる温度セン
サのGND線をアース部として使用した他の温度監視装
置を示し、ポリカーボネートで形成された筐体15の内
部に基板状部材として形成された増幅器5と,アンテナ
6と,発振器、信号波発生器および変調器を含む制御回
路16が積層状に収容されており、筐体15の外部に温
度センサ17が筐体15と分離されて設けられている。
アンテナ6は、基板状部材の表面に銅箔で形成された折
り返しパターン6Aを有する。温度センサ17は、電源
線、センサ信号線、およびGND線をシースで覆って一
体化したセンサ線17Aを介して制御回路16に接続さ
れている。制御回路16の下部の空間には電池8が収容
される。アンテナ6およびGND線の長さはλ/4とな
るように形成されている。
ロックを示し、第1の実施の形態と同一の構成を有する
部分については共通の引用数字を付しているので重複す
る説明は省略する。温度センサ17のセンサ線17A
は、電源線17B、センサ信号線17C、およびλ/4
長のGND線17Dを有しており、GND線17Dは筐
体15の内部に設けられる共通のグランド7Aに電気的
に接続されている。
視対象に取り付けることにより予め定めた計測周期で計
測される温度信号を信号波発生器で信号波に変換して変
調器でASK変調し、送信に必要な電力まで増幅してア
ンテナ6から315MHzの無線電波として送信させる
ものであり、送信された無線電波を受信機(図示せず)
で受信することによって監視対象の温度を遠隔的に把握
することができる。
的に形成するためのアース部として、筐体15の外部に
設けられる温度センサ17に接続されたセンサ線17A
のGND線17Dを利用し、その長さをλ/4とするこ
とにより、完全平衡2線路のダイポールアンテナを擬似
的に形成できることから、無線電波の放射性を向上させ
ることができる。また、温度センサ17を筐体15と別
体で設け、更に筐体15から離した構成としてセンサ線
17Aで接続していることから、温度センサ17を筐体
15に収容した一体型構造と比較して、筐体15の材質
や形状に基づく熱容量に依存する監視対象の熱引きによ
って温度変化に対する追従性を低下させることがない。
D線17Dの長さについてはλ/4に限定されず、例え
ば、2/4λとする構成としても良い。
概略的に示す。この無線機1は、共通のグランド7Aと
アース部14との間に平衡整合部としてのλ/8長線路
14Aを有する。その他の構成および機能については第
2の実施の形態で説明した無線機と同一であり、共通す
る部分には同一の引用数字を付しているので重複する説
明を省略する。
のグランド7Aは、その規模や電源としての電池8の抵
抗値によって電気的なモーメントを生じることがあり、
この電気的モーメントの発生状況によってはアンテナ6
あるいはアース部14の電圧分布が阻害されてλ/2の
アンテナとして動作せず、無線電波の放射性が著しく低
下することがある。このような電気的モーメントに対し
てλ/8長線路14Aを設けることにより平衡整合を取
ることができ、全体でλ/2長のアンテナとしての動作
性を確保することが可能になる。このλ/8長線路14
Aは、GND線7Aに近接して銅箔パターンによって形
成しても良く、また、導線を巻き回して形成しても同様
の効果が得られる。
て、アンテナ6からの電波放射を安定して行わせるに
は、アンテナのインピーダンスと電源である電池8のイ
ンピーダンスについて一定の差異を確保しておくことが
必要である。上記した各実施の形態では、アンテナ6の
インピーダンスは50Ωであり、電池8のインピーダン
スが5Ωから7Ωである条件で良好な送信特性を示すこ
とが発明者によって確認されている。このことから電源
のインピーダンスは、アンテナ6のインピーダンスの1
0%以上の値を有していることが好ましい。
れる折り返しパターンを有した基板部材としてのアンテ
ナを用いた構成を説明したが、良導電性の金属材料から
なるロッド状のエレメントを有した構造のアンテナや、
フィルム状のベースに銅箔で形成されたアンテナパター
ンを有するアンテナであっても良い。また、アースとし
て設けられる部分についてもアンテナと同様の構成もし
くはアンテナと等価な電界を形成する構成であれば良
く、そのことによって等電位面を形成できれば良い。
したが、受送信機に適用することも可能である。
ると、アンテナと電気的に等価のアース部を設けて等電
位面を形成するようにしたため、アースを確保できない
状況でも安定して電波を放射することができ、送信出力
が小である条件下でも良好な特性を得ることができる。
概略構成図
概略構成図
を示す斜視図
の回路ブロック図
を示す斜視図
の回路ブロック図
概略構成図
器 5,増幅器 6,アンテナ 6A,パターン 7,電源
線 7A,グランド 8,電源 9,アース部 9A,パターン 10,高周波電源 11,ダイポール
アンテナ 12,大地 14,アース部 14A,λ/8長線路
15,筐体 15A,底部 16,制御回路 17,温度センサ 1
7A,センサ線 17B,電源線 17C,センサ信号線 17D,GN
D線 20,無線送信機21,信号波発生器22,発振器 2
3,変調器 24,増幅器 25,アンテナ 26,電源線 26
A,グランド 27,電源 28,大地 29,アース線
Claims (7)
- 【請求項1】 無線電波を放射するアンテナと、 前記アンテナと空中線電気子として等価に形成されたア
ース部を有することを特徴とする無線機。 - 【請求項2】 無線電波を放射するアンテナと、 前記アンテナと同様の形状で形成されたアース部を有す
ることを特徴とする無線機。 - 【請求項3】 無線電波を放射するアンテナと、 物理量を測定して電気信号に変換して出力するセンサ
と、 前記電気信号を前記無線電波として送信する送信回路
と、 内部に前記送信回路および前記センサを収容する筐体
と、 前記アンテナと空中線電気子として等価に形成されたア
ース部を有することを特徴とする無線機。 - 【請求項4】 無線電波を放射するアンテナと、 物理量を測定して電気信号に変換して出力するセンサ
と、 前記電気信号を前記無線電波として送信する送信回路
と、 外部に分離して設けられる前記センサと共通のグランド
に接続される前記送信回路を内部に収容する筐体と、 前記アンテナと空中線電気子として等価に形成されたア
ース部を有することを特徴とする無線機。 - 【請求項5】 無線電波を放射するアンテナと、 前記アンテナと空中線電気子として等価に形成されたア
ース部を有し、前記送信回路と前記アース部の間に電気
的整合を取るための平衡整合部を有することを特徴とす
る無線機。 - 【請求項6】 前記アンテナおよびアース部は、前記無
線電波の少なくとも1/4波長以上の長さを有する導体
であることを特徴とする請求項第1項から第5項の何れ
かに記載の無線機。 - 【請求項7】 前記アース部は、回路基板上に形成され
る銅箔パターンであることを特徴とする請求項第1項か
ら第6項の何れかに記載の無線機。
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JP2002033104A JP2003234657A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 無線機 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002033104A Pending JP2003234657A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 無線機 |
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