JP2006033312A - Antenna and antenna fitting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は白物家電機器等に組み込まれ、家庭内通信ネットワークを構築する無線通信モジュールのアンテナ及びアンテナ取り付け方法に関するものである。 The present invention relates to an antenna and a method of attaching an antenna of a wireless communication module that is incorporated in a white goods home appliance or the like and constructs a home communication network.
近年、エアコンや冷蔵庫などの白物家電機器や侵入センサー等のセキュリティ機器と家庭内に設置されたホームコントローラとを無線で接続し、前記ホームコントローラを介して携帯電話と接続し、家の外よりエアコン等の機器をコントロールしたり、家の中のセキュリティ情報を携帯電話を介して外出中の家人に報知したりする家庭内ネットワークシステムが開発されてきている。 In recent years, white appliances such as air conditioners and refrigerators, security devices such as intrusion sensors, and home controllers installed in the home are connected wirelessly and connected to a mobile phone via the home controller. In-home network systems have been developed that control devices such as air conditioners and notify security information in the home to a home away from home via a mobile phone.
このような家庭内ネットワークシステムに用いる無線モジュールはエアコン等の機器への取り付けの容易性の理由から小型であると同時に無線モジュールケースへのアンテナ内蔵が望まれている。 A wireless module used in such a home network system is desired to be small in size and to have an antenna built in a wireless module case for ease of attachment to a device such as an air conditioner.
上記家庭内ネットワークシステムに用いることのできる無線モジュールとしては、特許文献1に記載された無線モジュールを樹脂ケースに収めたものがある。
As a wireless module that can be used in the above-described home network system, there is a wireless module described in
図4は、樹脂ケースにアンテナと無線部を収めた従来の無線モジュールである。図4において、1は無線モジュールを覆う第一の樹脂ケースである。
FIG. 4 shows a conventional wireless module in which an antenna and a wireless unit are housed in a resin case. In FIG. 4,
図5は、図4の無線モジュールの第一の樹脂ケース1の上面をはずした状態を示す。2は無線部を構成する第一のプリント基板、3は銅箔で構成された内蔵アンテナである。
しかしながら、前記従来の構成では、エアコン等の機器に取り付けた場合、無線モジュール単体でのアンテナ特性と指向性が変化する場合があり、対向する通信機器との間で充分なアンテナゲインを得られないという課題があった。 However, in the conventional configuration, when attached to a device such as an air conditioner, the antenna characteristics and directivity of the wireless module alone may change, and a sufficient antenna gain cannot be obtained between the facing communication devices. There was a problem.
また、マルチパスによる電界強度のヌル点に無線モジュールが設置された場合、エアコンに無線モジュールが取り付けられているため簡単にヌル点を避けるように無線モジュールを移動できないという課題があった。 In addition, when a wireless module is installed at a null point of electric field strength due to multipath, there is a problem that the wireless module cannot be moved so as to easily avoid the null point because the wireless module is attached to the air conditioner.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成でアンテナの指向性を変化させ、電界強度のヌル点を簡単に回避アンテナを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an antenna in which the directivity of the antenna is changed with a simple configuration and the null point of the electric field strength is easily avoided.
第一の樹脂ケースに第一のアンテナ及び無線部を内蔵した無線モジュールにおいて、前記第一のアンテナに近い前記第一の樹脂ケースの外表面に金属導体を貼り付けて前記金属導体を第二のアンテナとした構成である。 In the wireless module in which the first antenna and the wireless unit are built in the first resin case, a metal conductor is attached to the outer surface of the first resin case close to the first antenna, and the metal conductor is attached to the second resin case. This is an antenna configuration.
これによって、簡単な構成で、アンテナの指向性や対向する相手機器との間のアンテナゲインを改善することができることとなる。 As a result, the antenna directivity and the antenna gain between the opposing device can be improved with a simple configuration.
本発明のアンテナ及びアンテナ取り付け方法を用いることにより、対向する通信相手との通信品質を向上させることが可能となる。 By using the antenna and the antenna mounting method of the present invention, it is possible to improve the communication quality with the opposite communication partner.
第1の発明は、第一の樹脂ケースに第一のアンテナ及び無線部を内蔵した無線モジュールにおいて、前記第一のアンテナに近い前記第一の樹脂ケースの外表面に金属導体を貼り付けて前記金属導体を第二のアンテナとしたことにより、簡単な構成でアンテナ指向特性などのアンテナ特性を改善できる。 1st invention WHEREIN: In the radio | wireless module which incorporated the 1st antenna and the radio | wireless part in the 1st resin case, a metal conductor is affixed on the outer surface of said 1st resin case near said 1st antenna, By using the metal conductor as the second antenna, antenna characteristics such as antenna directivity can be improved with a simple configuration.
第2の発明は、第一の樹脂ケースに第一のアンテナ及び無線部を内蔵した無線モジュールを第二の樹脂ケースの内部に配置し、前記第二の樹脂ケースは前記無線モジュールを内部に配置した状態において前記第一のアンテナに近い前記第一の樹脂ケースの外表面に金属導体が近接するように上記金属導体を配置できるように構成されており、前記金属導体を第二のアンテナとしたことにより、簡単な構成でアンテナ指向特性などのアンテナ特性を改善でき外観上も見栄えをよくすることができる。 According to a second aspect of the present invention, a wireless module in which a first antenna and a wireless unit are built in a first resin case is disposed inside a second resin case, and the wireless module is disposed inside the second resin case. In this state, the metal conductor can be arranged so that the metal conductor is close to the outer surface of the first resin case close to the first antenna, and the metal conductor is used as the second antenna. Thus, the antenna characteristics such as the antenna directivity can be improved with a simple configuration, and the appearance can be improved.
第3の発明は、金属導体は着脱可能な構成としたことにより、違う形状の金属導体を差し替えて最適なアンテナ特性が得られるように金属導体の形状を選択できる。 In the third invention, since the metal conductor is configured to be detachable, the shape of the metal conductor can be selected so that an optimal antenna characteristic can be obtained by replacing the metal conductor having a different shape.
第4の発明は、第二の樹脂ケースは金属導体を差し込む差込口を有し、前記差込口に金属導体を差し込む構成としたことにより、より一層簡単な操作で違う形状の金属導体を差し替えて最適なアンテナ特性が得られるように金属導体の形状を選択できる。 According to a fourth aspect of the present invention, the second resin case has an insertion port into which the metal conductor is inserted, and the metal conductor is inserted into the insertion port. The shape of the metal conductor can be selected so that optimum antenna characteristics can be obtained by replacement.
第5の発明は、第一の樹脂ケースに内蔵される第一のアンテナは、無線部を構成する第一のプリント基板上のグランド及びアンテナ端子から平行に伸びる銅箔線と、前記銅箔線の先端に接続される前記第一のプリント基板に垂直に配置された第二のプリント基板上の銅箔とで構成されたことにより、小型でアンテナ特性に優れた無線モジュールの指向特性を簡単な構成で改善できる。 According to a fifth aspect of the present invention, the first antenna built in the first resin case includes a copper foil wire extending in parallel from the ground and the antenna terminal on the first printed circuit board constituting the radio unit, and the copper foil wire. With the copper foil on the second printed circuit board arranged perpendicularly to the first printed circuit board connected to the tip of the wireless module, the directivity characteristics of the small wireless module with excellent antenna characteristics can be simplified. Can be improved with configuration.
第6の発明は、第一の樹脂ケースに第一のアンテナ及び無線部を内蔵した無線モジュールにおいて、前記第一のアンテナに近い前記第一の樹脂ケースの外表面に金属導体を貼り付けて前記金属導体を第二のアンテナとした構成において、対向する通信相手との通信試験を実施後、所定の受信レベル以下である場合には、第二のアンテナを第一の樹脂ケースに貼り付けるようにしたアンテナ取り付け方法であり、この手順により通信の信頼性をあげることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the wireless module in which the first antenna and the wireless unit are built in the first resin case, a metal conductor is attached to the outer surface of the first resin case close to the first antenna. In a configuration in which the metal conductor is the second antenna, after conducting a communication test with the opposite communication partner, if the predetermined reception level or lower, the second antenna is attached to the first resin case. Thus, the reliability of communication can be improved by this procedure.
第7の発明は、第一の樹脂ケースに第一のアンテナ及び無線部を内蔵した無線モジュールを第二の樹脂ケースの内部に配置し、前記第二の樹脂ケースは前記無線モジュールを内部に配置した状態において前記第一のアンテナに近い前記第一の樹脂ケースの外表面に金属導体が近接するように上記金属導体を配置できるように構成されており、前記金属導体を第二のアンテナとした構成において、対向する通信相手との通信試験を実施後、所定の受信レベル以下である場合には、第二のアンテナを第一の樹脂ケースに貼り付けるようにしたアンテナ取り付け方法であり、この手順により通信の信頼性をあげることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, a wireless module having a first antenna and a radio unit built in a first resin case is disposed inside the second resin case, and the wireless module is disposed inside the second resin case. In this state, the metal conductor can be arranged so that the metal conductor is close to the outer surface of the first resin case close to the first antenna, and the metal conductor is used as the second antenna. In the configuration, after performing a communication test with the opposite communication partner, when the reception level is lower than a predetermined reception level, this is an antenna mounting method in which the second antenna is attached to the first resin case. Can improve the reliability of communication.
第8の発明は、第二のアンテナを取り付けた後、対向する通信相手との通信試験を実施し、その結果第二のアンテナを取り付けた場合のほうが受信レベルが低い場合には、第二のアンテナの形状或いは配置場所を変更するような手順のため、より一層通信の信頼性をあげることができる。 In the eighth aspect of the present invention, after the second antenna is attached, a communication test with the opposite communication partner is performed. As a result, when the reception level is lower when the second antenna is attached, Because of the procedure of changing the shape or location of the antenna, communication reliability can be further increased.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態におけるアンテナの構造を示すものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the structure of an antenna according to a first embodiment of the present invention.
図1において、1は無線モジュールを覆う第一の樹脂ケースであり、第一の樹脂ケース1の中には第5図に示す無線部を構成する第一のプリント基板2、銅箔で構成された第一のアンテナである内蔵アンテナ3が入っている。図1の4は金属導体である銅板であり、第一の樹脂ケースの表面に貼り付けている。銅板4を貼り付けている場所は、図5に示す内蔵アンテナ3の真上の部分である。銅板4が第二のアンテナである。
In FIG. 1,
銅板4を内蔵アンテナ3の真上に配置したことにより、銅板4を内蔵アンテナ3の反射器あるいは導波器としての機能をもたせることができ、内蔵アンテナ3と銅板4で一つのアンテナとみなすことができる。その結果、内蔵アンテナ3の指向特性を変化させることができる。
By arranging the
第一の樹脂ケース1は、図1或いは図4から明らかなように内蔵アンテナ3を覆う部分は、内蔵アンテナ3が第一の樹脂ケース1の上面に当たらないように若干盛り上げている。つまり、内蔵アンテナ3の先端と第一の樹脂ケース1の上面とはほとんど隙間がないように設計されている。そのため、銅板4と内蔵アンテナ3の距離は2mm程度である。すなわち銅板4は内蔵アンテナ3に対して近距離に配置されている。
As is clear from FIG. 1 or FIG. 4, the
銅板4は、裏面に取り外し可能な接着剤がついており、第一の樹脂ケース1に覆われた無線モジュールをエアコン等の機器に取り付けた後、第一の樹脂ケース1に銅板4を貼り付けることができる。
The
次に、銅板4を第一の樹脂ケース1に貼り付ける手順について説明する。
1)第一の樹脂ケース1からなる無線モジュールを家庭に設置されているエアコン等の機器に取り付ける。
2)庭の居間などに設置されている無線モジュールを内蔵したホームコントローラと前記エアコンとの間で通信試験を行う。ホームコントローラは前記エアコン等の機器を集中制御するコントローラである。
3)ホームコントローラは表示装置を有し、前記通信試験の結果を表示装置に表示する。表示する結果情報としては、例えば前記エアコンの無線モジュールと前記ホームコントローラの無線モジュール間の電波状態を示す受信レベル情報である。
4)前記エアコンに取り付けた無線モジュールの取り付け位置によっては、マルチパスの影響で電界強度のヌル点に取り付けられる場合がある。前記受信レベルが所定のレベルより低い場合は、上述した電界強度のヌル点に取り付けられたと考えられる。
5)そこで前記受信レベルが所定のレベル以下である場合は、前記エアコンに取り付けた無線モジュールの第一の樹脂ケース1に銅板4を貼り付ける。
6)前記ホームコントローラと前記エアコンとの間で再度通信試験を行い、受信レベルがアップすることを確認する。銅板4によりアンテナ指向特性が変化するため、マルチパスによる電界強度のヌル点が発生する場所が移動する。そのため、通常の場合、5)の操作により受信レベルがアップする。
7)しかしながら万一前記受信レベルが銅板4を貼り付ける前の受信レベルより小さくなってしまった場合は、銅板4をいったんはがし、貼り付ける位置を変えて、6)を再度実行する。
Next, a procedure for attaching the
1) A wireless module comprising the
2) A communication test is performed between the air conditioner and a home controller with a built-in wireless module installed in the living room of the garden. The home controller is a controller that centrally controls the devices such as the air conditioner.
3) The home controller has a display device, and displays the result of the communication test on the display device. The result information to be displayed is, for example, reception level information indicating a radio wave state between the wireless module of the air conditioner and the wireless module of the home controller.
4) Depending on the attachment position of the wireless module attached to the air conditioner, it may be attached to the null point of the electric field strength due to the influence of multipath. When the reception level is lower than a predetermined level, it is considered that the reception level is attached to the null point of the electric field strength described above.
5) If the reception level is below a predetermined level, a
6) A communication test is performed again between the home controller and the air conditioner to confirm that the reception level is increased. Since the antenna directivity changes due to the
7) However, if the reception level becomes lower than the reception level before the
上述の説明の通り、エアコン等の機器に無線モジュールを取り付けた後、通信状態により簡単に銅板4を追加でき、アンテナ指向特性を変化させて、電界強度のヌル点の発生場所を移動できることとなり、受信状態を改善できる。
(実施の形態2)
図2は本発明の第2の実施の形態におけるアンテナの構造を示すものである。
As described above, after attaching a wireless module to a device such as an air conditioner, the
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows the structure of the antenna according to the second embodiment of the present invention.
図2において、5は第二の樹脂ケースの片面、6は第二のアンテナである銅板である。 In FIG. 2, 5 is one side of the second resin case, and 6 is a copper plate as the second antenna.
図4で示す第一の樹脂ケース1からなる無線モジュールを第二の樹脂ケースの片面5の上におき、図示していないが第二の樹脂ケースの別の片面をかぶせる。すなわち、第一の樹脂ケース1からなる無線モジュールを第二の樹脂ケースの中に収めた形である。そして第二のアンテナである銅板6のところに図5に示す内蔵アンテナ3がくるように第一の樹脂ケース1を第二の樹脂ケース5の上に配置する。
A wireless module made up of the
銅板6の機能は実施の形態1で説明した銅板4と同じである。銅板6は銅板4と同様に樹脂ケース2に貼り付けることができる。また取り外し可能である。
The function of the
銅板6を第二の樹脂ケース2に貼り付ける手順について説明する。
1)一の樹脂ケース1からなる無線モジュールを家庭に設置されているエアコン等の機器に取り付ける。
2)家庭の居間などに設置されている無線モジュールを内蔵したホームコントローラと前記エアコンとの間で通信試験を行う。ホームコントローラは前記エアコン等の機器を集中制御するコントローラである。
3)ホームコントローラは表示装置を有し、前記通信試験の結果を表示装置に表示する。表示する結果情報としては、例えば前記エアコンの無線モジュールと前記ホームコントローラの無線モジュール間の電波状態を示す受信レベル情報である。
4)前記エアコンに取り付けた無線モジュールの取り付け位置によっては、マルチパスの影響で電界強度のヌル点に取り付けられる場合がある。前記受信レベルが所定のレベルより低い場合は、上述した電界強度のヌル点に取り付けられたと考えられる。
5)そこで前記受信レベルが所定のレベル以下である場合は、前記エアコンに取り付けた無線モジュールに銅板6を取り付けた第二の樹脂ケース2で覆う。
6)前記ホームコントローラと前記エアコンとの間で再度通信試験を行い、受信レベルがアップすることを確認する。銅板6によりアンテナ指向特性が変化するため、マルチパスによる電界強度のヌル点が発生する場所が移動する。そのため、通常の場合、5)の操作により受信レベルがアップする。
7)しかしながら万一前記受信レベルが銅板6を貼り付ける前の受信レベルより小さくなってしまった場合は、第二の樹脂ケースを外し銅板6をいったんはがし、貼り付ける位置を変えて、再び第二の樹脂ケースで無線モジュールを覆った後、6)を再度実行する。
A procedure for attaching the
1) A wireless module composed of one
2) A communication test is performed between the air conditioner and a home controller with a built-in wireless module installed in the living room of the home. The home controller is a controller that centrally controls the devices such as the air conditioner.
3) The home controller has a display device, and displays the result of the communication test on the display device. The result information to be displayed is, for example, reception level information indicating a radio wave state between the wireless module of the air conditioner and the wireless module of the home controller.
4) Depending on the attachment position of the wireless module attached to the air conditioner, it may be attached to the null point of the electric field strength due to the influence of multipath. When the reception level is lower than a predetermined level, it is considered that the reception level is attached to the null point of the electric field strength described above.
5) If the reception level is below a predetermined level, the wireless module attached to the air conditioner is covered with a
6) A communication test is performed again between the home controller and the air conditioner to confirm that the reception level is increased. Since the antenna directivity is changed by the
7) However, if the reception level becomes lower than the reception level before the
上述の説明の通り、エアコン等の機器に無線モジュールを取り付けた後、通信状態により簡単に銅板6を追加でき、アンテナ指向特性を変化させて、電界強度のヌル点の発生場所を移動できることとなり、受信状態を改善できる。そして銅板6が見えないため、見栄えの良い取り付けを実現できる。
As described above, after attaching a wireless module to a device such as an air conditioner, the
実施の形態1及び実施の形態2において用いられる無線モジュールの第一のアンテナである内蔵アンテナ3の構成について、図3を参照しながら説明する。
The configuration of the built-in
図3において、7はアンテナ端子から延びる銅箔線、8はグランドから延びる銅箔線、9は第二のプリント基板、10は第二のプリント基板9上に形成された銅箔である。 In FIG. 3, 7 is a copper foil wire extending from the antenna terminal, 8 is a copper foil wire extending from the ground, 9 is a second printed circuit board, and 10 is a copper foil formed on the second printed circuit board 9.
銅箔10の一端は銅箔線7に接続され、他端は銅箔線8に接続されている。そして、第二のプリント基板9は無線部回路が乗っている第一のプリント基板2に垂直に配置されている。
One end of the
内蔵アンテナ3として機能するのは、銅箔線7、銅箔線8、及び銅箔10である。銅箔線7と銅箔線9がモノポールアンテナとして働き、銅箔線10がループアンテナのような磁流アンテナとして動作する。このようなアンテナは、銅箔10の近傍に金属導体を配置してもアンテナインピーダンスの大きな変動は見られず、放射効率の大きな変動がない。したがって、図1に示す第二のアンテナ4がある場合に放射効率の低下を招くことなく、指向特性だけを変更することができる。
The copper foil wire 7, the
実施の形態2において第二のアンテナとして銅板6を用いたが、この限りではない。例えば、第二の樹脂ケース5に金属導線を挿入できる差込口があり、第二の樹脂ケース5に第一の樹脂ケース1からなる無線モジュールを収納した後、電界強度のヌル点に前記無線モジュールを設置したと思われるときには、前記第二の樹脂ケースに設けられた差込口に前記金属導体を差し込む。前記差込口は、第一の樹脂ケース1のアンテナ3の付近に来るように第二の樹脂ケース5に設けられている。
Although the
このように構成することにより、実施の形態2に示すように、胴板6を貼り付けるために、いちいち第二の樹脂ケース5をあける必要がない。初めから第一の樹脂ケース1からなる無線モジュールを第二の樹脂ケース5に内蔵して、エアコンに取り付け、通信試験を行った後、必要に応じ前記差込口に金属導体を差込めばよい。また、差込む金属導体の長さを返ることにより、指向特性を変化させることができる。
By comprising in this way, as shown in
以上のように本発明にかかるアンテナ及びアンテナ取り付け方法は、エアコン等の機器に無線モジュールを取り付けた後、通信試験の結果に基づき通信状態がより良くなるように簡単な構成でアンテナ指向特性を返ることができる。 As described above, the antenna and the antenna mounting method according to the present invention return the antenna directivity characteristics with a simple configuration so that the communication state is improved based on the result of the communication test after the wireless module is mounted on a device such as an air conditioner. be able to.
1 第一の樹脂ケース
2 第一のプリント基板(無線部の一部)
3 第一のアンテナ
4 第二のアンテナ(金属導体)
5 第二の樹脂ケース
6 第二のアンテナ(金属導体)
7、8 銅箔線
9 第二のプリント基板
10 銅箔
1
3
5
7, 8 Copper foil wire 9 Second printed
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