JP2010081161A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ループアンテナを用いて信号を送信又は受信するアンテナ装置に関し、特に2つのループアンテナを備えたものに関する。 The present invention relates to an antenna device that transmits or receives a signal using a loop antenna, and particularly relates to an antenna device that includes two loop antennas.
照明などの負荷をオン/オフする負荷制御システムとしては、送信器から送信された無線信号を壁面などの造営面に配設されたスイッチにより受信して、スイッチが受信した信号に基づいて照明装置などの開閉動作を行うように構成されているものがある。このような負荷制御システムにおいては、無線通信を利用することにより、例えば高機能なスイッチを、当該負荷制御システムの他の部分との間の配線作業等を行うことなく、既設のスイッチに替えて又は新規に、容易に配設することができる。 As a load control system for turning on / off a load such as illumination, a radio signal transmitted from a transmitter is received by a switch disposed on a construction surface such as a wall surface, and the illumination device is based on a signal received by the switch Some of them are configured to perform an opening / closing operation. In such a load control system, by using wireless communication, for example, a highly functional switch can be replaced with an existing switch without performing wiring work with other parts of the load control system. Or it can newly arrange | position easily.
このような無線通信を利用する負荷制御システムにおいて、用途によって、電波による無線通信により送信器とスイッチとの間で信号を送受信する方が、赤外光により送受信する場合よりも望ましい場合がある。これは、無線通信によれば、赤外光による場合よりも、電波の透過性や回折性等により、スイッチに信号を送信可能になる送信器のエリアが広くなる等のメリットがあるからである。負荷制御システムに用いられる小型のスイッチや送信機において、無線通信により信号を送受信するためのアンテナとしては、通常、微小のループアンテナが好適である。微小ループアンテナは、全長が送信波長の1/10以下程度にまで小さく、微小ダイポールアンテナよりも雑音電界に強い等という特徴を有している。 In such a load control system using wireless communication, depending on the application, it may be more desirable to transmit and receive signals between the transmitter and the switch by wireless communication using radio waves than to transmit and receive by infrared light. This is because wireless communication has advantages such as a wider transmitter area that allows signals to be transmitted to the switch due to radio wave transmission and diffraction than with infrared light. . In a small switch or transmitter used in a load control system, a minute loop antenna is usually preferable as an antenna for transmitting and receiving signals by wireless communication. The micro loop antenna has a feature that the total length is as small as 1/10 or less of the transmission wavelength, and that it is more resistant to a noise electric field than a micro dipole antenna.
ところで、このように電波を放射したり受信したりするアンテナ装置においては、より確実に電波を放射したり受信したりすることができるように、条件の異なる2つのループアンテナを互いに切り替え可能に設け、ダイバーシチ効果を利用する場合がある。2つのアンテナを切り替えるためには、アンテナと無線回路とを接続する信号の伝送線路中に高周波スイッチを設ける必要がある。しかしながら、高周波伝送線路中に用いる高周波スイッチは高価なものであり、アンテナ装置の製造コストが高くなるという問題がある。また、スイッチにおいて高周波損失が発生するという問題がある。さらにまた、2つのループアンテナを同一のアンテナ装置内で互いに近接させて用いる場合には、一方のアンテナで確実に電波を送信又は受信するために、互いのアンテナ間で結合が生じないように、他方のアンテナのマッチングをずらさなければならないという問題がある。 By the way, in such an antenna device that radiates and receives radio waves, two loop antennas having different conditions are provided to be switchable with each other so that radio waves can be radiated and received more reliably. In some cases, the diversity effect is used. In order to switch between the two antennas, it is necessary to provide a high-frequency switch in the signal transmission line connecting the antenna and the radio circuit. However, the high frequency switch used in the high frequency transmission line is expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the antenna device increases. In addition, there is a problem that high-frequency loss occurs in the switch. Furthermore, when two loop antennas are used close to each other in the same antenna device, in order to transmit or receive radio waves reliably with one antenna, in order to prevent coupling between the antennas, There is a problem that the matching of the other antenna must be shifted.
ここで、特許文献1には、ループアンテナに設けられたコンデンサに直列にダイオードを接続し、このダイオードのバイアス電流の有無に応じてマッチングをずらすことによってループアンテナの動否を制御し、2つのループアンテナを切り替えるようにしたアンテナ装置が開示されている。しかしながら、このアンテナ装置は、ダイオードを用いているため、静電容量値を制御しにくく、ループアンテナのマッチングを微調整することができないという問題がある。
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、マッチングを細かく調整することが可能で、且つ、2つのループアンテナを切り替えるための高周波スイッチを用いる必要がなく、製造コストを低くすることが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to finely adjust the matching, and it is not necessary to use a high-frequency switch for switching between two loop antennas, thereby reducing the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide an antenna device capable of performing the above.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、回路基板と、前記回路基板に形成された導電性パターンの一部と導電体で形成され前記導電性パターンに対応するように配置されたアンテナエレメントとをそれぞれ有する2つのループアンテナと、前記2つのループアンテナにそれぞれ対応するように設けられ、当該ループアンテナのマッチングを、静電容量値を変更することにより調整する2つの整合手段と、前記2つのループアンテナのいずれか一方を用いて無線信号を送信及び/又は受信する無線回路部と、前記無線回路部の動作を制御する制御部とを備えたアンテナ装置において、前記2つのループアンテナは、それぞれ前記無線回路部に共通の信号線を介して接続されており、前記制御部は、前記2つの整合手段に所定の制御信号を送信し、当該制御信号に基づいて前記整合手段が静電容量値を変更させることにより、前記無線回路部が無線信号の送信及び/又は受信に用いるループアンテナを切り替え可能に構成されているものである。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記所定の制御信号は、前記整合手段毎に異なるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the predetermined control signal is different for each matching means.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記所定の制御信号は、前記2つの整合手段に共通に送信されるように構成されており、前記2組のループアンテナ及び整合回路は、前記所定の同一の制御信号が送信されたときいずれか一方のループアンテナのみのマッチングがとれるように、互いに異なる構成にされているものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the predetermined control signal is configured to be transmitted in common to the two matching means, and the two sets of loop antennas and matching circuits are: They are configured differently so that only one of the loop antennas can be matched when the predetermined identical control signal is transmitted.
請求項1の発明によれば、各整合手段が所定の制御信号に基づいて静電容量値を変更するので、各ループアンテナの整合状態を細かく調整することができる。従って、無線信号の送信や受信に用いる一方のループアンテナのマッチングを正確にとり、且つ、他方のループアンテナのマッチングをとらないようにし、確実に無線信号を送信又は受信することができるようにループアンテナを切り替え可能である。また、2つのループアンテナは、共通の信号線を介して無線回路部に接続されているので、高価な高周波スイッチは不要であり、アンテナ装置の製造コストを低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, since each matching unit changes the capacitance value based on a predetermined control signal, the matching state of each loop antenna can be finely adjusted. Therefore, it is possible to accurately match one loop antenna used for radio signal transmission and reception, and not to match the other loop antenna, so that the radio signal can be reliably transmitted or received. Can be switched. In addition, since the two loop antennas are connected to the radio circuit unit via a common signal line, an expensive high-frequency switch is unnecessary, and the manufacturing cost of the antenna device can be reduced.
請求項2の発明によれば、整合手段毎に異なる制御信号を送信して各整合手段を制御可能であるので、各ループアンテナの構成や用途に応じて、当該ループアンテナに対応する整合手段を、容易に構成し調整することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、同一の制御信号を送信して各整合手段を制御可能であるので、制御部の回路構成をより簡素化することができ、アンテナ装置の製造コストをさらに低減することができる。 According to the invention of claim 3, since the same control signal can be transmitted to control each matching means, the circuit configuration of the control unit can be further simplified, and the manufacturing cost of the antenna device can be further reduced. be able to.
図1は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を用いた照明制御システムを示す。照明制御システム101は、照明装置150と、無線信号を送信する送信機(アンテナ装置)151と、商用交流電源である電源153と照明装置150に電線を介して直列接続された制御装置であるスイッチ(アンテナ装置)152等で構成された負荷制御システムである。スイッチ152は、外部からユーザが操作可能な操作ハンドル152aを有しており、この操作ハンドル152aの操作又は送信機151から送信され受信した無線信号に応じて照明装置150を点灯又は消灯させる。また、送信機151には、ユーザにより操作可能な操作ボタン等(図示せず)が設けられている。ここで、負荷として白熱灯からなる照明装置150を例示するが、これに限定する主旨ではなく、蛍光灯及び蛍光灯電子安定器などの他の照明負荷の他、照明負荷以外の負荷であってもよい。
FIG. 1 shows an illumination control system using an antenna device according to an embodiment of the present invention. The
図2は、送信機151のブロック構成を示す。この送信機151には、センサ部151aと、照明装置150を点灯させるための点灯信号等の制御信号を生成する制御部151bと、制御信号を変調及び増幅する無線回路部151cと、後述するようにループアンテナを有する信号送信部151dと、スイッチ回路部151eと、電源部151fとを有している。送信機151は、例えば、各部が筐体内に収納された箱体状に構成されており、例えば壁面上に取り付けられて用いられる。送信機151は、無線信号を送信可能なアンテナ装置である。
FIG. 2 shows a block configuration of the
センサ部151aは、焦電素子により人体から放射される熱線を検出することで検知エリア内における人の存否を検知する人感センサと、光電変換素子や太陽電池により周囲の明るさを検知する照度センサとを有し、照度センサで検知する周囲の明るさと人感センサで検知した人の存否の検出結果を制御部151bに送出する。制御部151bは、マイクロコンピュータ等で構成されており、センサ部151aにより、周囲の明るさが基準値よりも暗く、且つ、人体が存在することが検出されたとき、又は後述の操作信号が入力されたときに点灯信号を生成する。点灯信号は、無線回路部151cで変調及び増幅された後に、信号送信部151dから無線信号として送信される。スイッチ回路部151eは、ユーザによる操作ボタンの操作に伴い、操作信号を制御部151bに送出する。すなわち、ユーザは、操作ボタンを操作することにより、センサ部151aにより検知される人の存否にかかわらず、照明装置150を強制的に点灯又は消灯させることができる。電源部151fは、例えば電池を電源として各部に動作電源を供給する。
The
図3は、スイッチ152のブロック構成を示す。スイッチ152は、制御部152bと、負荷制御回路部152cと、無線信号を受信する信号受信部152dと、信号受信部152dで受信した信号を復調及び増幅する無線回路部152eと、表示部152fと、スイッチ入力部152gと、電源回路部152hとを有している。スイッチ152は、例えば、合成樹脂製の矩形箱状の器体を有するワイドハンドル形連用スイッチ(JIS C 8304参照)の2個モジュール寸法に形成されており、規格に準拠した取付枠等に取り付けられて、壁面内に埋め込まれているスイッチボックス内に収められ、配設される。スイッチ152は、無線信号を受信可能なアンテナ装置である。
FIG. 3 shows a block configuration of the
負荷制御回路部152cは、電源153から照明装置150への給電路を開閉するスイッチング素子(例えば、トライアックなど)を有する。制御部152bは、マイクロコンピュータ等で構成されており、負荷制御回路部152cのスイッチング素子をスイッチング制御する。信号受信部152dは、後述するように、ループアンテナにより無線信号を受信可能に構成されている。表示部152fは、例えば、発光ダイオードなどの発光素子を有し、制御部152bの制御に基づき、送信機151による制御の有効/無効等、制御状態の表示等を行う。スイッチ入力部152gは、操作ハンドル152aによって押下操作されるタクトスイッチを有し、そのタクトスイッチがオンされたときに、操作信号を制御部152bに送出する。すなわち、操作ハンドル152aが押操作されてスイッチ入力部152gから操作信号が送出される度に、制御部152bの制御により負荷制御回路部152cのスイッチング素子のスイッチングが行われ、照明装置150の点灯と消灯が切り換えられる。電源回路部152hは、制御部152b等に動作電源を供給する。なお、スイッチ152において、負荷制御回路部152cが照明装置150への給電路を開成しているときには、電源回路部152hは、コンデンサに充電してスイッチ152の動作電源を生成する。他方、負荷制御回路部152cが電源153から照明装置150への給電路を閉成しているときには、負荷制御回路部152cは照明装置150の点灯状態に影響を及ぼさない範囲で定期的に給電路を所定の時間だけ開成して電源回路部152hのコンデンサに充電して、所定の時間外の閉成時にはコンデンサから放電して動作電源を生成する。これにより、スイッチ152は、電源153と照明装置150とを2線で直列接続することが可能となっている。なお、この種の電源回路部152hは従来から公知(例えば、特開2000−357443号公報等を参照)であるから、詳細な構成及び動作についての図示並びに説明は省略する。
The load
ところで、本実施形態において、送信機151及びスイッチ152は、それぞれ2つのループアンテナを切り替えて信号の送信又は受信が可能に構成されている。以下、簡略化のため、送信機151又はスイッチ152の構成を説明するのに替えて、送信機151又はスイッチ152に用いられており、ループアンテナを上記と同様に切り替え可能である特徴を有する、無線信号を送信又は受信可能なアンテナ装置1の構成について説明する。アンテナ装置1においては、上記の送信機151、スイッチ152のうち、制御部151b,152b、無線回路部151c,152e、及び信号送信部151dと信号受信部152d等を有するものとする。その他、操作ハンドル152aやセンサ部151a、及び負荷制御回路部152c等の、無線送信に直接には関係しない部位については、以下、図示及び説明を省略する。
By the way, in this embodiment, the
図4は、アンテナ装置1の構成を示す。また、図5は、アンテナ装置1のアンテナ部分の回路構成を示す。アンテナ装置1は、箱体状の筐体50の内部に、例えば略矩形形状の回路基板2が収納されて構成されている。筐体50は、例えば合成樹脂製であり、アンテナ装置1の前面側の前面パネル51と、アンテナ装置1の背面側のベース部材52とが接合されて構成されている。回路基板2は、例えば、ベース部材52上に設けられているボス(図示せず)上に回路基板2を貫通するねじ(図示せず)等を螺結することにより、ベース部材52にマウントされている。
FIG. 4 shows the configuration of the
回路基板2の上部には、回路基板2上に形成された第1導電性パターン3aと、この第1導電性パターン3aの一部の両端部にそれぞれ両端部が電気的に接続するように、例えばはんだ(図示せず)等を用いて回路基板2上に略垂直に実装された略コの字状の第1アンテナエレメント4aが設けられている。また、回路基板2の下部には、回路基板2上に形成された第2導電性パターン3bと、この第2導電性パターン3bの一部の両端部にそれぞれ両端部が電気的に接続するように、第1アンテナエレメント4aと同様に回路基板2上に実装された略コの字状の第2アンテナエレメント4bが設けられている。第1導電性パターン3aと第1アンテナエレメント4aは、矩形の第1ループアンテナ10aを構成する。また、第2導電性パターン3bと第2アンテナエレメント4bは、第1ループアンテナ10aと同様に、矩形の第2ループアンテナ10bを構成する。本実施形態において、第1ループアンテナ10aと第2ループアンテナ10bとは、互いにループ面が平行になるように配置されている。なお、第1アンテナエレメント4aや第2アンテナエレメント4bは、回路基板2に固定されていなくてもよく、例えば別の導電線等の導電体を介して、ループアンテナを構成するように各導電性パターン3a,3bに接続されていてもよい。また、第1ループアンテナ10aと第2ループアンテナ10bとは、互いにループ面が平行になるように配置されていなくてもよい。
On the upper part of the
回路基板2上には、第1導電性パターン3a及び第2導電性パターン3bのそれぞれのうちループアンテナ10a,10bを構成する一部にそれぞれ挿入された、第1コンデンサ回路5a及び第2コンデンサ回路5bと、回路基板2上に実装された無線回路部12及び制御部13などが設けられている。また、回路基板2上には、いわゆるベタパターンであるグランドパターン6と、第1導電性パターン3aや第2導電性パターン3bの一部であって第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bのそれぞれとグランドパターン6とを接続する2本の接地線7と、無線回路部12から第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bに信号を供給する給電線である信号線8などが設けられている。接地線7は、導電性パターン3a,3bのうちコンデンサ回路5a,5bとアンテナエレメント4a,4bの一端部との間に、ループアンテナ10a,10bのループ面に対して略垂直となる方向が長手方向となるように延設されている。また、信号線8は、導電性パターン3a,3bのうち接地線7が接続されている部位とアンテナエレメント4a,4bの一端部との間に接続されている。信号線8は、本実施形態において、無線回路部12に接続された共通の伝送線を分岐するようにして導電性パターン3a,3bに接続されている。すなわち、2つのループアンテナ10a,10bは、それぞれ無線回路部12に共通の信号線8を介して接続されている。上記の送信機151、スイッチ152の各部位のうち、制御部151b,152bは、アンテナ装置1の制御部13に相当し、無線回路部151c,152e、及び信号送信部151dと信号受信部152dは、無線回路部12と、第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bと、コンデンサ回路5a,5b等に相当する。なお、このアンテナ装置1において、無線回路部12は、信号の送信及び受信を互いに切り替えて行うことができるように構成されているが、これに限られるものではなく、送信又は受信のどちらかのみを行うことができるように構成されていてもよい。
On the
このアンテナ装置1により行う無線通信の周波数をfとすると、無線回路部12は、無線信号を送信するとき、周波数fの信号を出力する。第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bは、ループ1周の全長が送信波長λの1/10以下程度になるように、その幅及び高さが設計されている。また、第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bは、周波数f(=2π/λ)でロスが最も少なくなる(アンテナ利得の低下を小さくする)ようにインピーダンス調整されている。第1ループアンテナ10aのインピーダンス調整は、第1コンデンサ回路5aと接地線7で構成される第1整合回路部(整合手段)11aで行われる。また、第2ループアンテナ10bのインピーダンス調整は、第2コンデンサ回路5bと接地線7で構成される第2整合回路部(整合手段)11bで行われる。具体的には、それぞれ第1コンデンサ回路5a及び第2コンデンサ回路5bにおいて静電容量値を適宜選択することにより、第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bの共振周波数を調整している。また、第1ループアンテナ10a及び第2ループアンテナ10bの共振周波数が所望する周波数であると仮定して、各導電性パターン3a,3bにおいて、信号線8との接続点から、接地線7との接続点までの距離(図5に寸法線D1,D2で示す)を調整することで、アンテナ入力インピーダンスを調整することができる。
Assuming that the frequency of the wireless communication performed by the
例えば第1ループアンテナ10aを用いて無線信号を送信する場合、無線回路部12から出力された高周波信号が出力されると、アンテナ装置1に高周波電流が励起される。この高周波電流は、第1ループアンテナ10aを構成する導電路に沿って流れて第1ループアンテナ10aとしての放射に寄与する電流(ループモード電流)と、回路基板2に接地線7の長手方向に流れてダイポールアンテナとしての放射に寄与する電流(ダイポールモード電流)の2つに分けて考えることができる。ループモード電流は、第1ループアンテナ10aによって構成される矩形と平行な方向に、ループ面と平行な偏波の電波(水平偏波成分)を励起する。一方、ダイポールモード電流は、回路基板2に垂直な方向に、接地線7の長手方向と平行な偏波の電波(垂直偏波成分)を励起する。このアンテナ装置1においては、例えば、これら2つの方向の偏波成分の電波が合成された円偏波の電波を放射、受信することができるように構成されている。なお、アンテナ装置1は、第2ループアンテナ10bを用いた場合も同様に、円偏波の電波を放射、受信可能であり、後述のように第1ループアンテナ10aと第2ループアンテナ10bとのいずれを無線信号の送受信に用いるかを切り替えることにより、例えば右旋円偏波と左旋円偏波とを切り替える偏波ダイバーシチの効果を得ることができるように構成されている。
For example, when a radio signal is transmitted using the
ここで、図5に示すように、第1コンデンサ回路5aは、コンデンサ14a及びバリキャップ15aで構成されている。また、第2コンデンサ回路5bは、コンデンサ14b及びバリキャップ15bで構成されている。コンデンサ14aとコンデンサ14bとは、例えば互いに同一の仕様であり、バリキャップ15aとバリキャップ15bとは、例えば互いに同一の仕様である。バリキャップ15aの陽極側には、制御部13から制御信号を入力するための制御線9aが接続されている。また、バリキャップ15bの陽極側には、制御部13から制御信号を入力するための制御線9bが接続されている。なお、アンテナ装置1の回路中には、高周波信号に影響を及ぼさない程度の静電容量のコンデンサ等の素子が直流電流をカットするために設けられているが、これらの素子の図示は省略している。
Here, as shown in FIG. 5, the
本実施形態においては、制御部13が、互いに異なる2種類の制御信号をそれぞれ制御線9a,9bを通して第1コンデンサ回路5a、第2コンデンサ回路5bに送信することにより、第1ループアンテナ10aと第2ループアンテナ10bのいずれを無線信号の送受信に用いるかを切り替え可能である。制御信号として、例えば、PWM信号を用いることができる。
In the present embodiment, the
例えば、無線信号の送受信に第1ループアンテナ10aを用いる場合には、制御部13は、バリキャップ15aの静電容量値が、第1ループアンテナ10aのマッチングがとれるような値になるように、所定のデュティ比のPWM信号を、制御線9aを通して送信する。他方、制御部13は、バリキャップ15bの静電容量値が、第2ループアンテナ10bのマッチングがずれるような値になるように、制御線9aに送信したものとは異なるデュティ比のPWM信号を、制御線9bを通して送信する。PWM信号が制御部13から送信されると、各PWM信号に応じて、バリキャップ15a,15bの静電容量値がそれぞれ変化し、第1ループアンテナ10aのマッチングがとれ、第2ループアンテナ10bのマッチングがずれる状態になる。従って、例えば信号送信時には、各ループアンテナ10a,10bには、共通の信号線8を介して無線回路部12から同一の高周波信号が入力されるが、マッチングがずれている第2ループアンテナ10bからは電波がほとんど放射されず、マッチングがとれている第1ループアンテナ10aからのみ電波が放射される。このように、制御信号としてPWM信号を送信するので、制御部13によるバリキャップ15a,15bの静電容量値の制御を容易に且つ細かく行うことができる。なお、制御信号は定電圧の信号でもよい。
For example, when the
また、例えば、無線信号の送受信に用いるアンテナを第1ループアンテナ10aから第2ループアンテナ10bに切り替えるには、制御部13は、第1コンデンサ回路5aと第2コンデンサ回路5bに送信するPWM信号を変更すればよい。特に、本実施形態においては、コンデンサ14a,14bやバリキャップ15a,15bとして同じ仕様のものを用いているので、制御部13は、第1コンデンサ回路5aと第2コンデンサ回路5bに送信するPWM信号を従前とは互いに入れ替えればよい。すなわち、このようにPWM信号を送信することにより、当該PWM信号に基づいてバリキャップ15a,15bの静電容量値が変更され、第1ループアンテナ10aのマッチングがずれた状態となり、第2ループアンテナ10bのマッチングがとれる。従って、第1ループアンテナ10aが動作しないようにする一方で、第2ループアンテナ10bを確実に動作可能にすることができる。
For example, in order to switch the antenna used for transmission / reception of a radio signal from the
以上説明したように、アンテナ装置1では、各ループアンテナ10a,10bの整合状態を微調整することができるので、無線信号の送信や受信に用いるループアンテナ10a,10bのマッチングを正確にとり、且つ、他方のループアンテナ10b,10aのマッチングをずらし、確実に無線信号を送信又は受信することができるようにループアンテナ10a,10bを切り替え可能である。2つのループアンテナ10a,10bは、高価な高周波スイッチを用いずに共通の信号線8を介して無線回路部12に接続されているので、アンテナ装置1の製造コストを低減することができる。また、コンデンサ回路5a,5b毎に異なる制御信号を送信して第1整合回路部11a及び第2整合回路部11bを制御可能であるので、各ループアンテナ10a,10bの構成や用途に応じて、当該ループアンテナ10a,10bに対応する整合回路部11a,11bを容易に構成し調整することができる。特に、本実施形態においては、コンデンサ14a,14bやバリキャップ15a,15bとしてそれぞれ互いに同じ仕様のものを用いているので、製造コストをさらに低くすることができる。
As described above, in the
なお、制御部13は、同一の制御信号を各コンデンサ回路5a,5bに送信するように構成されていてもよい。図6は、このように構成されたアンテナ装置31の回路図を示す。アンテナ装置31は、コンデンサ回路5a,5bに、それぞれ、互いに静電容量値が異なるコンデンサ34a,34bと、互いにバイアス電圧に対する静電容量値が異なるバリキャップ35a,35bを設けて構成されている。また、各バリキャップ35a,35bの陽極側には、制御線9a、制御線9bに替えて、制御部13から分岐して延設された同一の制御線39が接続されている。コンデンサ回路5a,5bの他の部分は上述のアンテナ装置1の構成と同様であるため、説明を省略する。
The
アンテナ装置31において、制御部13は、同一の制御線39に、デュティ比が互いに異なる第1PWM信号と第2PWM信号のいずれか一方を制御信号として送信することにより、第1ループアンテナ10aと第2ループアンテナ10bのうち送信したPWM信号に対応する一方を無線信号の送受信に使用可能なアンテナとして選択可能に構成されている。例えば、第1コンデンサ回路5aは、第2PWM信号よりデュティ比が大きい第1PWM信号が送信されてバリキャップ35aの静電容量値が変更されたときに、第1ループアンテナ10aのマッチングがとれ、比較的デュティ比が小さい第2PWM信号が送信されたときには第1ループアンテナ10aのマッチングがずれるように、マッチングの調整を考慮して選択されたコンデンサ34aとバリキャップ35aとを用いて構成されている。また、第2コンデンサ回路5bは、第1PWM信号が送信されてバリキャップ35bの静電容量値が変更されたときに第2ループアンテナ10bのマッチングがずれ、第2PWM信号が送信されたときには第2ループアンテナ10bのマッチングがとれるように、マッチングの調整を考慮して選択されたコンデンサ34bとバリキャップ35bとを用いて構成されている。
In the
このように、アンテナ装置31では、同一の制御信号を送信することにより第1ループアンテナ10aと第2ループアンテナ10bとを切り替え可能に構成されているので、制御部13からの制御線39を一系統にすることができる。従って、制御部13の回路構成をより簡素化することができ、アンテナ装置31の製造コストをさらに低減することができる。なお、このように同一の制御信号により2つのループアンテナ10a,10bを切り替え可能な構成は、コンデンサ回路5a,5bの構成を調整することによってのみ実現可能なものではない。例えば、互いに同様の構成のコンデンサ回路5a,5bを用いて、アンテナエレメント4a,4bのインピーダンスや接地線7の位置などを調整すること等によって2つのループアンテナ10a,10bのインピーダンスに差異を設けることにより、上述と同様に、同一の制御信号によりループアンテナ10a,10bを切り替え可能にすることができる。
As described above, the
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、ループアンテナは、矩形に限られず、他の形状であってもよい。また、アンテナ装置は、単にループアンテナによる水平偏波又は垂直偏波の電波を送受信可能に構成されていてもよく、上述とは異なるループアンテナの配置で、2つのループアンテナで互いに異なる指向性の電波を放射/受信可能に構成されていてもよい。この場合、2つのループアンテナを切り替えて用いることにより、空間ダイバーシチや指向性ダイバーシチ等を実現することができる。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible suitably in the range which does not change the meaning of invention. For example, the loop antenna is not limited to a rectangle, and may have another shape. In addition, the antenna device may be configured to be able to transmit and receive radio waves of horizontal polarization or vertical polarization simply by the loop antenna. The arrangement of the loop antennas is different from the above, and the two loop antennas have different directivities. The radio wave may be radiated / received. In this case, space diversity, directivity diversity, and the like can be realized by switching between two loop antennas.
また、2つのループアンテナを、互いのループ面が略垂直となるように、且つ、互いのループ面の交線方向に見て2つのループアンテナがL字型やT字型を成すように配置してもよい。このような2つのループアンテナの配置を採用することにより、それぞれのループアンテナにおいて発生等する磁束が他のループアンテナに干渉しづらくなるため、ループアンテナ同士が結合しにくくなる。従って、例えば一方のループアンテナを用いて無線信号の送信や受信を行う場合に、他方のループアンテナで電流が誘起されることによるノイズの発生等を防止することができ、さらに適正に無線信号の送受信を行うことができる。また、2つのループアンテナを、互いのループ面が略同一平面内に位置するように配置してもよい。この場合も、同様に、ループアンテナ同士を結合しにくくし、より適正に無線信号を送受信可能にすることができる。 Also, arrange the two loop antennas so that the loop surfaces of each loop are substantially vertical, and the two loop antennas are L-shaped or T-shaped when viewed in the direction of the line of mutual loop surfaces. May be. Adopting such an arrangement of two loop antennas makes it difficult for the magnetic flux generated in each loop antenna to interfere with other loop antennas, making it difficult for the loop antennas to be coupled to each other. Therefore, for example, when transmitting and receiving a radio signal using one loop antenna, it is possible to prevent the generation of noise due to the induction of current in the other loop antenna, and more appropriately the radio signal. Can send and receive. Further, the two loop antennas may be arranged so that their loop surfaces are located in substantially the same plane. In this case as well, similarly, it is possible to make it difficult to couple the loop antennas together, and to transmit and receive radio signals more appropriately.
なお、アンテナ装置は、上述のように照明負荷のオン・オフを制御する照明制御システムのほか、送信機から送信された信号に応じて動作をオン・オフする空調システムや給湯システム、又は送信機から送信された所定の信号を受信して通報動作を行う防犯システムなど、他の用途に用いられる負荷制御システムにおいても用いることが可能である。すなわち、その負荷制御システムの動作を無線信号を送信することにより遠隔制御するために用いられるような送信機又はリモコン装置や、又はそのような無線信号を受信するスイッチ等の制御装置に、上述したアンテナ装置の構成を用いることにより、当該送信機、リモコン装置、又は制御装置等の製造コストを低減することができる。 In addition to the illumination control system that controls the on / off of the illumination load as described above, the antenna device is an air conditioning system, a hot water supply system, or a transmitter that is turned on / off according to a signal transmitted from the transmitter. It can also be used in a load control system used for other purposes, such as a security system that receives a predetermined signal transmitted from the terminal and performs a notification operation. That is, a transmitter or a remote control device used to remotely control the operation of the load control system by transmitting a radio signal, or a control device such as a switch that receives such a radio signal is described above. By using the structure of the antenna device, the manufacturing cost of the transmitter, the remote control device, the control device, or the like can be reduced.
1,31 アンテナ装置
2 回路基板
3a 第1導電性パターン
3b 第2導電性パターン
4a 第1アンテナエレメント
4b 第2アンテナエレメント
8 信号線
10a 第1ループアンテナ
10b 第2ループアンテナ
11a 第1整合回路部(整合手段)
11b 第2整合回路部(整合手段)
12 無線回路部
13 制御部
DESCRIPTION OF
11b Second matching circuit section (matching means)
12
Claims (3)
前記回路基板に形成された導電性パターンの一部と導電体で形成され前記導電性パターンに対応するように配置されたアンテナエレメントとをそれぞれ有する2つのループアンテナと、
前記2つのループアンテナにそれぞれ対応するように設けられ、当該ループアンテナのマッチングを、静電容量値を変更することにより調整する2つの整合手段と、
前記2つのループアンテナのいずれか一方を用いて無線信号を送信及び/又は受信する無線回路部と、
前記無線回路部の動作を制御する制御部とを備えたアンテナ装置において、
前記2つのループアンテナは、それぞれ前記無線回路部に共通の信号線を介して接続されており、
前記制御部は、前記2つの整合手段に所定の制御信号を送信し、当該制御信号に基づいて前記整合手段が静電容量値を変更させることにより、前記無線回路部が無線信号の送信及び/又は受信に用いるループアンテナを切り替え可能に構成されていることを特徴とするアンテナ装置。 A circuit board;
Two loop antennas each having a part of a conductive pattern formed on the circuit board and an antenna element formed of a conductor and arranged to correspond to the conductive pattern;
Two matching means provided to respectively correspond to the two loop antennas, and adjusting matching of the loop antennas by changing capacitance values;
A radio circuit unit that transmits and / or receives a radio signal using one of the two loop antennas;
In an antenna device comprising a control unit for controlling the operation of the radio circuit unit,
The two loop antennas are respectively connected to the radio circuit unit via a common signal line,
The control unit transmits a predetermined control signal to the two matching units, and the matching unit changes a capacitance value based on the control signal, whereby the radio circuit unit transmits and / or transmits a radio signal. Alternatively, an antenna device characterized in that a loop antenna used for reception can be switched.
前記2組のループアンテナ及び整合回路は、前記所定の同一の制御信号が送信されたときいずれか一方のループアンテナのみのマッチングがとれるように、互いに異なる構成にされていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 The predetermined control signal is configured to be transmitted in common to the two matching means,
The two sets of loop antennas and matching circuits are different from each other so that only one of the loop antennas can be matched when the predetermined identical control signal is transmitted. Item 2. The antenna device according to Item 1.
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