JP2015065567A - Antenna device - Google Patents

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賢太 石澤
Kenta Ishizawa
賢太 石澤
和彦 笠井
Kazuhiko Kasai
和彦 笠井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device which achieves downsizing with a simple structure while forming a polarization plane of an antenna in multiple directions.SOLUTION: An antenna device 1 includes: a first printed wiring board 11 having a substrate 110 and a first antenna element 111 and a ground part 112 which are formed on the substrate 110 by a print pattern; and a second printed wiring board 21 including a substrate 210 standing in a direction in which a surface of the substrate 110 faces and a second antenna element 211 formed on the substrate 210 by a print pattern. The first antenna element 111, the second antenna element 211, and the ground part 112 are electrically connected to form a loop antenna 30.

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device.

従来のアンテナ装置として、例えば、特許文献1に開示されたものがある。特許文献1に係るアンテナ装置は、プリント基板上に形成されたプリントパターンによるアンテナ部分に、立体的な形状の導電性プレートを電気的に接続することで構成されるループアンテナを備えている。この構成により、アンテナの偏波面を複数方向に構成できるため、電波伝送のマルチパスによる影響を低減可能になる。   As a conventional antenna device, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. The antenna device according to Patent Document 1 includes a loop antenna configured by electrically connecting a three-dimensional conductive plate to an antenna portion of a printed pattern formed on a printed board. With this configuration, since the polarization plane of the antenna can be configured in a plurality of directions, it is possible to reduce the influence of multipath in radio wave transmission.

特許第3445644号公報Japanese Patent No. 3445644

ところで、一般的に、使用周波数に対してアンテナを小型化する際には、アンテナに誘電率の高い誘電体を近接させることで波長短縮効果を得る方法が用いられる。特許文献1に係るアンテナ装置では、アンテナの偏波面を複数方向に構成できるが、アンテナの小型化を図るため、導電性プレートに誘電体を接続して波長短縮効果を得ようとすると、そのための誘電体が必要になり、構造が複雑化する場合があった。   By the way, generally, when downsizing an antenna with respect to a used frequency, a method of obtaining a wavelength shortening effect by bringing a dielectric having a high dielectric constant close to the antenna is used. In the antenna device according to Patent Document 1, the plane of polarization of the antenna can be configured in a plurality of directions. However, in order to reduce the size of the antenna, an attempt is made to obtain a wavelength shortening effect by connecting a dielectric to a conductive plate. In some cases, a dielectric is required and the structure becomes complicated.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、アンテナの偏波面を複数方向に構成しつつも、簡潔な構成で小型化を図ることが容易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 circumstances, and an object of the present invention is to provide an antenna device that can be easily miniaturized with a simple configuration while the polarization plane of the antenna is configured in a plurality of directions. .

上記目的を達成するため、本発明に係るアンテナ装置は、
第1の基板と、前記第1の基板上にプリントパターンにより形成された第1の導電部と、を有する第1のプリント配線板と、
前記第1の基板の前記第1の導電部が形成された面が向く方向に立つ第2の基板と、前記第2の基板上にプリントパターンにより形成された第2の導電部と、を有する第2のプリント配線板と、を備え、
前記第1の導電部と前記第2の導電部とは、電気的に接続されており、ループアンテナを構成する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an antenna device according to the present invention includes:
A first printed wiring board having a first substrate and a first conductive portion formed on the first substrate by a printed pattern;
A second substrate that stands in a direction in which a surface on which the first conductive portion of the first substrate is formed faces; and a second conductive portion that is formed on the second substrate by a print pattern. A second printed wiring board,
The first conductive portion and the second conductive portion are electrically connected to constitute a loop antenna.
It is characterized by that.

本発明によれば、アンテナの偏波面を複数方向に構成しつつも、簡潔な構成で小型化を図ることが容易なアンテナ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an antenna device that can be easily miniaturized with a simple configuration while the polarization plane of the antenna is configured in a plurality of directions.

(a)は、本発明の一実施形態に係る車載機のブロック図である。(b)は、本発明の一実施形態に係る携帯機のブロック図である。(A) is a block diagram of the vehicle equipment which concerns on one Embodiment of this invention. (B) is a block diagram of a portable device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の外観図である。1 is an external view of an antenna device according to an embodiment of the present invention. (a)は、車載機の制御手段が実行する遠隔操作処理のフローチャートである。(b)は、携帯機の制御手段が実行する遠隔操作処理のフローチャートである。(A) is a flowchart of the remote operation process which the control means of a vehicle equipment performs. (B) is a flowchart of a remote operation process executed by the control means of the portable device.

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を、図面を参照して説明する。   An antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係るアンテナ装置1は、図1(a)に示すように、車両に搭載される車載機Aの一部として構成されている。車載機Aは、主に車両の運転者であるユーザに携帯される携帯機B(図1(b)参照)と共に、イモビライザユニットを構成する。イモビライザユニットとは、携帯機Bを操作することで、無線による遠隔操作により、車両に対して所定の処理(例えば、エンジンスタートを許可状態にする、解錠する等)を行うためのものである。本実施形態では、車載機Aは、自動二輪、自動車等の車両の計器装置の一部として構成されている。
以下では、車載機A及び携帯機Bの概略構成を説明した後に、アンテナ装置1の構成を詳細に説明する。
As shown in FIG. 1A, the antenna device 1 according to the present embodiment is configured as a part of an in-vehicle device A mounted on a vehicle. The in-vehicle device A constitutes an immobilizer unit together with a portable device B (see FIG. 1B) that is mainly carried by a user who is a driver of the vehicle. The immobilizer unit is for performing predetermined processing (for example, permitting engine start, unlocking, etc.) on the vehicle by operating the portable device B by wireless remote control. . In the present embodiment, the in-vehicle device A is configured as a part of an instrument device for a vehicle such as a motorcycle or an automobile.
Below, after demonstrating schematic structure of the vehicle equipment A and the portable apparatus B, the structure of the antenna apparatus 1 is demonstrated in detail.

(車載機A)
車載機Aは、図1(a)に示すように、アンテナ装置1と、制御手段2と、表示手段3と、を備える。車載機Aは、計器装置の回路基板に実装されており、車載バッテリからの電力により動作する。
(In-vehicle device A)
As shown in FIG. 1A, the in-vehicle device A includes an antenna device 1, a control unit 2 and a display unit 3. The in-vehicle device A is mounted on the circuit board of the instrument device, and operates with electric power from the in-vehicle battery.

アンテナ装置1は、磁界検出型のアンテナ装置であり、無線モジュール1aと、整合回路1bと、アンテナ1cと、を備える。無線モジュール1aは、制御手段2の制御のもと、各種信号(後述する要求信号や確認信号)をUHF(Ultra High Frequency)帯の電波に変調して出力する回路である。また、無線モジュール1aは、アンテナ1c及び整合回路1bを介して入力する識別信号(後述する識別コードを示す)を復調して制御手段2が読み取りできるように変換する。整合回路1b及びアンテナ1cについては後に詳細に述べる。   The antenna device 1 is a magnetic field detection type antenna device, and includes a wireless module 1a, a matching circuit 1b, and an antenna 1c. The wireless module 1a is a circuit that modulates various signals (request signals and confirmation signals described later) into radio waves in the UHF (Ultra High Frequency) band and outputs them under the control of the control means 2. Further, the wireless module 1a demodulates an identification signal (indicating an identification code described later) input via the antenna 1c and the matching circuit 1b so as to be read by the control means 2. The matching circuit 1b and the antenna 1c will be described later in detail.

制御手段2は、所定のプログラムに基づいて演算処理するマイクロコンピュータからなる。制御手段2は、記憶部2aと、認証処理部2bと、を備える。記憶部2aは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体からなる。記憶部2aは、識別コードに対応する認証コードや遠隔操作処理を実行するためのプログラム等のデータを格納している。認証処理部2bは、携帯機Bからアンテナ装置1を介して取得した識別コードに基づいて、認証処理を行う機能部である。認証処理部2bは、携帯機Bからの識別コードと記憶部2aに格納された認証コードとが適合するか否かを判別する処理を実行する。制御手段2は、認証処理部2bによる認証処理結果に基づいて、アンテナ装置1を制御し、携帯機Bへ無線信号(要求信号や確認信号)を送信する。また、制御手段2は、ECU(Electronic Control Unit)等の外部装置から入力される車両情報に基づいて、車速、積算走行距離等の報知情報を表示手段3に表示させる。なお、制御手段2は、後述の第1のプリント配線板11に実装されている。   The control means 2 comprises a microcomputer that performs arithmetic processing based on a predetermined program. The control means 2 includes a storage unit 2a and an authentication processing unit 2b. The storage unit 2a includes a nonvolatile storage medium such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or a flash memory. The storage unit 2a stores data such as an authentication code corresponding to the identification code and a program for executing remote operation processing. The authentication processing unit 2 b is a functional unit that performs authentication processing based on the identification code acquired from the portable device B via the antenna device 1. The authentication processing unit 2b executes processing for determining whether or not the identification code from the portable device B matches the authentication code stored in the storage unit 2a. The control unit 2 controls the antenna device 1 based on the authentication processing result by the authentication processing unit 2b and transmits a radio signal (request signal or confirmation signal) to the portable device B. The control unit 2 causes the display unit 3 to display notification information such as the vehicle speed and the accumulated travel distance based on vehicle information input from an external device such as an ECU (Electronic Control Unit). The control means 2 is mounted on a first printed wiring board 11 described later.

表示手段3は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等からなる計器装置と兼用のディスプレイである。表示手段3は、制御手段2の制御のもとで、認証処理部2bによる認証結果や報知情報等を表示する。   The display means 3 is a display that also serves as an instrument device including a liquid crystal display, an organic EL (Electro-Luminescence) display, and the like. Under the control of the control means 2, the display means 3 displays the result of authentication by the authentication processing unit 2b, notification information, and the like.

(携帯機B)
携帯機Bは、図1(b)に示すように、アンテナ装置4と、制御手段5と、入力手段6と、表示灯7と、を備える。携帯機Bは、例えば、筐体内部に収納された蓄電池からの電力により動作する。
(Portable machine B)
As shown in FIG. 1B, the portable device B includes an antenna device 4, a control unit 5, an input unit 6, and an indicator lamp 7. For example, the portable device B operates with electric power from a storage battery housed in the housing.

アンテナ装置4は、磁界検出型のアンテナ装置であり、無線モジュール4aと、整合回路4bと、アンテナ4cと、を備える。無線モジュール4aは、制御手段5に格納された識別コードをUHF帯の電波に変調して識別信号として出力する回路である。識別コードは、携帯機Bが車載機Aに対応したものであることを示すコードである。また、無線モジュール4aは、アンテナ4c及び整合回路4bを介して入力する電波信号(要求信号や確認信号)を復調して制御手段5が読み取りできるように変換する。整合回路4bは、無線モジュール4aの入出力設定に対応した回路であり、コンデンサ、コイル等を有する。アンテナ4cは、例えば、携帯機Bが備える回路基板(図示せず)に形成された導電パターンからなる。   The antenna device 4 is a magnetic field detection type antenna device, and includes a wireless module 4a, a matching circuit 4b, and an antenna 4c. The wireless module 4a is a circuit that modulates the identification code stored in the control means 5 into a radio wave in the UHF band and outputs it as an identification signal. The identification code is a code indicating that the portable device B corresponds to the in-vehicle device A. Further, the radio module 4a demodulates a radio wave signal (request signal or confirmation signal) input via the antenna 4c and the matching circuit 4b so as to be read by the control means 5. The matching circuit 4b is a circuit corresponding to the input / output setting of the wireless module 4a, and includes a capacitor, a coil, and the like. The antenna 4c is made of, for example, a conductive pattern formed on a circuit board (not shown) included in the portable device B.

制御手段5は、マイクロコンピュータからなり、記憶部5aを備える。記憶部5aは、不揮発性の記録媒体からなり、識別コードや後述する遠隔操作処理を実行するためのプログラム等のデータを格納している。制御手段5は、入力手段6からの操作信号に基づき、識別コードを含む識別信号をUHF帯の電波に変調してアンテナ装置4から発せられるように制御する。また、制御手段5は、アンテナ装置4を介して、入力され、復調された信号(要求信号や確認信号)を読み取り、この信号に基づいて表示灯7の制御などを行う。   The control means 5 is composed of a microcomputer and includes a storage unit 5a. The storage unit 5a is composed of a non-volatile recording medium, and stores data such as an identification code and a program for executing remote operation processing described later. Based on the operation signal from the input unit 6, the control unit 5 modulates the identification signal including the identification code into a UHF band radio wave so as to be emitted from the antenna device 4. The control means 5 reads a signal (request signal or confirmation signal) input and demodulated via the antenna device 4 and controls the indicator lamp 7 based on this signal.

入力手段6は、例えば、ボタンスイッチからなり、ユーザによる押圧操作を検出して操作信号として制御手段5へ出力する。   The input unit 6 includes, for example, a button switch, detects a pressing operation by the user, and outputs it to the control unit 5 as an operation signal.

表示灯7は、制御手段5の制御のもとで点灯/消灯する発光ダイオードからなり、外部から点灯状態を確認できるように設けられる。   The indicator lamp 7 is a light emitting diode that is turned on / off under the control of the control means 5 and is provided so that the lighting state can be confirmed from the outside.

ここからは、図2を参照して、車載器Aが備えるアンテナ装置1の構成について詳細に説明する。以下では、図2に示すXYZ座標系に基づいて適宜説明を行う。この座標系は、後述する基板110の厚み方向に延びる軸をZ軸としたものである。   From here, with reference to FIG. 2, the structure of the antenna apparatus 1 with which the onboard equipment A is provided is demonstrated in detail. Hereinafter, description will be made as appropriate based on the XYZ coordinate system shown in FIG. In this coordinate system, an axis extending in the thickness direction of the substrate 110 to be described later is the Z axis.

(アンテナ装置1)
アンテナ装置1は、第1の回路基板10と、第2の回路基板20と、を備える。
第1の回路基板10は、第1のプリント配線板11と、コネクタ素子C1,D1と、整合回路素子12,13,14と、同調容量15と、前述の無線モジュール1aと、を備える。なお、第1の回路基板10は、車載機Aが組み込まれる計器装置の回路基板と兼用できる。
第2の回路基板20は、第2のプリント配線板21と、コネクタ素子C2,D2と、を備える。
(Antenna device 1)
The antenna device 1 includes a first circuit board 10 and a second circuit board 20.
The first circuit board 10 includes a first printed wiring board 11, connector elements C1, D1, matching circuit elements 12, 13, 14, a tuning capacitor 15, and the above-described wireless module 1a. The first circuit board 10 can also be used as a circuit board of an instrument device in which the in-vehicle device A is incorporated.
The second circuit board 20 includes a second printed wiring board 21 and connector elements C2 and D2.

第1のプリント配線板11は、基板110に各種配線がプリントされてなり、プリントパターンからなる導電部である第1のアンテナ素子111とグラウンド部(接地部)112を有する。
第2のプリント配線板21は、基板210に各種配線がプリントされてなり、プリントパターンからなる第2のアンテナ素子211を有する。第2のプリント配線板21は、第1のプリント配線板11とは別体のプリント配線板であり、後に説明するコネクタC,Dにより第1のプリント配線板11と結合される。
The first printed wiring board 11 has various wirings printed on a substrate 110, and includes a first antenna element 111 which is a conductive portion made of a printed pattern, and a ground portion (ground portion) 112.
The second printed wiring board 21 includes a second antenna element 211 having a printed pattern on which various wirings are printed on a substrate 210. The second printed wiring board 21 is a separate printed wiring board from the first printed wiring board 11, and is coupled to the first printed wiring board 11 by connectors C and D described later.

基板110,210は、例えば、FR4(Flame Retardant Type 4)からなり、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を染みこませ熱効果処理を施し板状に形成されてなる(いわゆるガラスエポキシ基板)。基板110と基板210とは、互いの主面(導電パターンが形成された面)が直交するように配置されている。基板110の主面はXY平面と平行であり、基板210の主面はYZ平面と平行となっている。   The substrates 110 and 210 are made of, for example, FR4 (Flame Retardant Type 4), and are formed into a plate shape by impregnating a glass fiber cloth with an epoxy resin and performing a heat effect treatment (so-called glass epoxy substrate). The board | substrate 110 and the board | substrate 210 are arrange | positioned so that a mutual main surface (surface in which the conductive pattern was formed) may orthogonally cross. The main surface of the substrate 110 is parallel to the XY plane, and the main surface of the substrate 210 is parallel to the YZ plane.

第1のアンテナ素子111及びグラウンド部112は、基板110上に印刷形成された銅箔等による導電パターンからなる。第1のアンテナ素子111は、第1のプリント配線板11の一端部側(図2で左側)に位置し、Z方向から見て、略コの字状に形成されている。グラウンド部112は、ベタ塗りの導電パターンからなり、第1の部分112aと、第2の部分112bと、を有する。第1の部分112aは、第1のプリント配線板11の他端部側(図2で右側)に広がって形成され、第2の部分112bは、第1の部分112bから帯状に第1のアンテナ素子111側に延びるように形成されている。また、第2の部分112bは、第1のプリント配線板11のうち図2における下端に沿って形成されている。これにより、グラウンド部112は、Z方向から見て、略L字形状となっている。第1のアンテナ素子111とグラウンド部112の間の領域であって、基板110上に導電パターンが形成されていない領域(第1の領域)には、アンテナ装置1が受信する電波の磁束が貫く。そのため、この領域を十分に確保する間隔を空けて、第1のアンテナ素子111とグラウンド部112とが配置されている。   The first antenna element 111 and the ground portion 112 are made of a conductive pattern such as a copper foil printed on the substrate 110. The first antenna element 111 is located on one end side (left side in FIG. 2) of the first printed wiring board 11, and is formed in a substantially U-shape when viewed from the Z direction. The ground portion 112 is made of a solid conductive pattern, and has a first portion 112a and a second portion 112b. The first portion 112a is formed to extend to the other end portion side (the right side in FIG. 2) of the first printed wiring board 11, and the second portion 112b is a first antenna in a band shape from the first portion 112b. It is formed to extend toward the element 111 side. Further, the second portion 112b is formed along the lower end of the first printed wiring board 11 in FIG. Thereby, the ground part 112 becomes a substantially L shape seeing from the Z direction. The magnetic flux of the radio wave received by the antenna device 1 penetrates the region (first region) between the first antenna element 111 and the ground portion 112 where the conductive pattern is not formed on the substrate 110. . For this reason, the first antenna element 111 and the ground portion 112 are arranged with an interval for sufficiently securing this region.

第2のアンテナ素子211は、基板210上に銅箔等によって印刷形成された導電パターンからなる。第2のアンテナ素子211は、図2に示すように、X方向から見て、略コの字状に形成されている。第2のアンテナ素子211に囲まれた領域であって、基板210上に導電パターンが形成されていない領域(第2の領域)には、アンテナ装置1が受信する電波の磁束が貫く。そのため、この領域を十分に確保するように第2のアンテナ素子211がパターニングされている。   The second antenna element 211 is made of a conductive pattern printed on the substrate 210 by copper foil or the like. As shown in FIG. 2, the second antenna element 211 is formed in a substantially U-shape when viewed from the X direction. A magnetic flux received by the antenna device 1 penetrates an area surrounded by the second antenna element 211 and having no conductive pattern formed on the substrate 210 (second area). Therefore, the second antenna element 211 is patterned so as to sufficiently secure this region.

第1のアンテナ素子111と第2のアンテナ素子211とグラウンド部112とは、電気的に接続されており、これらによって、ループ状のループアンテナ30が構成される。このループアンテナ30は、図1(a)に示すアンテナ1cに対応する。   The first antenna element 111, the second antenna element 211, and the ground portion 112 are electrically connected, and a loop-shaped loop antenna 30 is configured by these. The loop antenna 30 corresponds to the antenna 1c shown in FIG.

コネクタ素子C1,D1は、第1のプリント配線板11に実装されている。コネクタ素子C2,D2は、第2のプリント配線板21に実装されている。コネクタ素子C1とC2は、対になっており、一方がプラグ(ヘッダー)側で他方がレセプタクル側としてコネクタCを構成する。同様に、コネクタ素子D1とD2は、コネクタDを構成する。
コネクタC,Dは、基板対基板接続用コネクタ(いわゆるBtoBコネクタ)であり、第1のプリント配線板11と第2のプリント配線板21とを電気的に接続すると共に、物理的に連結する。これにより、第1のプリント配線板11に第2のプリント配線板21が固定され、第2のプリント配線板21は、Z軸方向に沿って立つようになる。なお、この実施形態では、アンテナ装置1が車両に搭載されるため、BtoBコネクタとして、位置ズレ吸収型(例えば、ヒロセ電機株式会社製のFX30Aシリーズ)のものを採用すれば、振動環境下でも接続信頼性を確保できる。
The connector elements C1 and D1 are mounted on the first printed wiring board 11. The connector elements C2 and D2 are mounted on the second printed wiring board 21. The connector elements C1 and C2 are paired, and constitute the connector C, one on the plug (header) side and the other on the receptacle side. Similarly, the connector elements D1 and D2 constitute the connector D.
The connectors C and D are board-to-board connectors (so-called BtoB connectors), and electrically connect the first printed wiring board 11 and the second printed wiring board 21 and physically connect them. Accordingly, the second printed wiring board 21 is fixed to the first printed wiring board 11, and the second printed wiring board 21 comes to stand along the Z-axis direction. In this embodiment, since the antenna device 1 is mounted on a vehicle, if a position shift absorption type (for example, FX30A series manufactured by Hirose Electric Co., Ltd.) is used as the BtoB connector, it can be connected even in a vibration environment. Reliability can be secured.

コネクタ素子C1とD1は、第2のプリント配線板21の第2の部分112bとは反対側(図2における上側)の端部に設けられている。コネクタ素子C1は、第1のアンテナ素子111の一端と接続されている。コネクタ素子C2は、第2のアンテナ素子211の一端と接続されている。これにより、コネクタCは、第1のアンテナ素子111と第2のアンテナ素子211とを電気的に接続する。コネクタ素子D1は、同調容量15の一端と導通する配線と接続されている。コネクタ素子D2は、第2のアンテナ素子211の他端と接続されている。これにより、コネクタDは、第2のアンテナ素子211と同調容量15とを電気的に接続する。   The connector elements C1 and D1 are provided at the end of the second printed wiring board 21 opposite to the second portion 112b (upper side in FIG. 2). The connector element C1 is connected to one end of the first antenna element 111. The connector element C2 is connected to one end of the second antenna element 211. As a result, the connector C electrically connects the first antenna element 111 and the second antenna element 211. The connector element D1 is connected to a wiring that is electrically connected to one end of the tuning capacitor 15. The connector element D2 is connected to the other end of the second antenna element 211. Thereby, the connector D electrically connects the second antenna element 211 and the tuning capacitor 15.

整合回路素子12,13,14の各々は、コイル、コンデンサ等からなり、これらと第1のプリント配線板11に形成された配線パターンにより前述の整合回路1bが構成されている。整合回路1bは、無線モジュール1aの入出力設定に対応した回路であり、第1のアンテナ素子111と無線モジュール1aとグラウンド部112とを電気的に接続する。ここで、電気的に接続するとは、第1のアンテナ素子111とグラウンド部112との接続のように、回路素子等を介して接続されることも含む。ループアンテナ30を構成する第1のアンテナ素子111と第2のアンテナ素子211は、整合回路1bを介して、無線モジュール1aと接続されている。同調容量15は、例えばチップコンデンサからなり、その一端がコネクタDを介して第2のアンテナ素子211に接続され、他端がグラウンド部112に接続されている。整合回路1b及び同調容量15は、ループアンテナ30と無線モジュール1aとの間のインピーダンス整合を行うことで不整合損失を低減する役割を持つ。   Each of the matching circuit elements 12, 13, and 14 includes a coil, a capacitor, and the like, and the above-described matching circuit 1 b is configured by these and a wiring pattern formed on the first printed wiring board 11. The matching circuit 1b is a circuit corresponding to the input / output setting of the wireless module 1a, and electrically connects the first antenna element 111, the wireless module 1a, and the ground portion 112. Here, the electrical connection includes connection through a circuit element or the like, such as connection between the first antenna element 111 and the ground portion 112. The first antenna element 111 and the second antenna element 211 constituting the loop antenna 30 are connected to the wireless module 1a via the matching circuit 1b. The tuning capacitor 15 is composed of, for example, a chip capacitor, one end of which is connected to the second antenna element 211 via the connector D, and the other end is connected to the ground portion 112. The matching circuit 1b and the tuning capacitor 15 have a role of reducing mismatch loss by performing impedance matching between the loop antenna 30 and the wireless module 1a.

なお、整合回路1bにおいて、無線モジュール1aの出力設定に対して最適な値ではなく、少し異なる値のコンデンサまたはコイルを用いたり、アッテネータのような減衰手段を組み込んだりして、無線モジュール1a側のインピーダンス値と、整合回路1b側のインピーダンス値とを異ならせてもよい。これにより、各種信号の送信距離を所望距離(例えば、数メートル)に設定できる。この所望距離は、ユーザが携帯機Bを携帯し、且つ車両のスタータ操作が可能な距離に設定される。この場合、整合回路1b側のインピーダンス値(例えば、40オーム)が、無線モジュール1a側のインピーダンス値(例えば、50オーム)よりも小さくなるように設定される。また、この例では、整合回路1bに、整合回路素子12,13,14の3つの素子を用いた3次フィルタの構造をしているが、マッチングの状態に応じて、素子数を増減したり、各素子を第1のアンテナ素子111に対して直列に接続したり、グラウンド部112に対して並列に接続したりすることもできる。   Note that the matching circuit 1b is not the optimum value for the output setting of the wireless module 1a, but uses a slightly different value of a capacitor or coil, or incorporates attenuation means such as an attenuator, The impedance value may be different from the impedance value on the matching circuit 1b side. Thereby, the transmission distance of various signals can be set to a desired distance (for example, several meters). This desired distance is set to a distance at which the user can carry the portable device B and can start the vehicle. In this case, the impedance value (for example, 40 ohms) on the matching circuit 1b side is set to be smaller than the impedance value (for example, 50 ohms) on the wireless module 1a side. In this example, the matching circuit 1b has a third-order filter structure using the matching circuit elements 12, 13, and 14, but the number of elements can be increased or decreased depending on the matching state. Each element can be connected in series to the first antenna element 111 or can be connected in parallel to the ground portion 112.

以上に説明したアンテナ装置1によれば、第1のプリント配線板11と平行な偏波面だけでなく、第2のプリント配線板21と平行な偏波面(つまり、第1のプリント配線板11の厚み方向の偏波面)を発生させることができるループアンテナ30を構成することができる。このループアンテナ30によれば、2つの偏波面を合成した電波を送受信することができるため、電波伝送のマルチパスによる影響を低減することができる。   According to the antenna device 1 described above, not only the plane of polarization parallel to the first printed wiring board 11 but also the plane of polarization parallel to the second printed wiring board 21 (that is, the first printed wiring board 11). A loop antenna 30 capable of generating a polarization plane in the thickness direction) can be configured. According to the loop antenna 30, it is possible to transmit and receive radio waves obtained by combining two planes of polarization, so that it is possible to reduce the influence of multipath in radio wave transmission.

ここからは、図3(a)(b)を参照して、車載器Aの制御手段2と携帯機Bの制御手段5とが実行する遠隔操作処理を説明する。   From here, with reference to FIG. 3 (a) (b), the remote operation process which the control means 2 of the onboard equipment A and the control means 5 of the portable device B perform is demonstrated.

車載器Aの制御手段2は、車両停止中において、アンテナ装置1を制御し、所定の時間(例えば、50〜500m秒)毎に、要求信号を送信する(ステップA1)。この際、アンテナ装置1は、UHF帯の電波信号に変調(例えば、周波数偏移変調)してなる要求信号をポーリング発信している。   The control unit 2 of the vehicle-mounted device A controls the antenna device 1 while the vehicle is stopped, and transmits a request signal every predetermined time (for example, 50 to 500 milliseconds) (step A1). At this time, the antenna device 1 polls and transmits a request signal that is modulated (for example, frequency shift keying) into a radio signal in the UHF band.

携帯機Bは、入力手段6からの操作があると起動する。携帯機Bの制御手段5は、例えば起動時から計時を開始し、起動してから所定時間(例えば、10秒間)経過したか否かを判別する(ステップB1)。所定時間経過していた場合(ステップB1;Yes)、制御手段5は、再び入力手段6からの操作があるまで電力消費を抑えるように停止状態に移行する。所定時間経過していない場合(ステップB1;No)、制御手段5は、無線モジュール4aによって復調された信号に、要求信号が含まれるか否かを判別する(ステップB2)。要求信号が含まれている場合(ステップB2;Yes)、制御手段5は、アンテナ装置4を制御して、UHF帯の周波数を用いた識別信号を周辺に送信する(ステップB3)。なお、この際に携帯機Bが車載機Aでの変調方式と異なる変調(例えば、振幅偏移変調)を行って識別信号を送信するようにすれば、秘匿性を高めることができる。一方、要求信号が含まれていない場合(ステップB2;No)、制御手段5は、ステップB1に処理を戻す。   The portable device B is activated when there is an operation from the input means 6. For example, the control unit 5 of the portable device B starts timing from the time of activation and determines whether or not a predetermined time (for example, 10 seconds) has elapsed since the activation (step B1). When the predetermined time has elapsed (step B1; Yes), the control unit 5 shifts to a stop state so as to suppress power consumption until there is an operation from the input unit 6 again. When the predetermined time has not elapsed (step B1; No), the control unit 5 determines whether or not the request signal is included in the signal demodulated by the wireless module 4a (step B2). When the request signal is included (step B2; Yes), the control unit 5 controls the antenna device 4 to transmit an identification signal using the frequency of the UHF band to the periphery (step B3). At this time, if the portable device B performs modulation (for example, amplitude shift keying) different from the modulation method in the in-vehicle device A, the identification signal can be transmitted, thereby improving the confidentiality. On the other hand, when the request signal is not included (step B2; No), the control unit 5 returns the process to step B1.

車載機Aの制御手段2は、要求信号を送信後、識別信号を受信したか否かを判別する(ステップA2)。識別信号を受信した場合(ステップA2;Yes)、制御手段2は、識別信号を無線モジュール1aにより復調し、識別コードに対して認証処理を実行する(ステップA3)。識別信号を受信していない場合(ステップA2;No)、制御手段2は、ステップA1に処理を戻す。続いて、制御手段2は、認証処理の判定結果(適合又は非適合)を確認信号として、アンテナ装置1によってUHF帯の無線信号に変調して送信する(ステップA4)。併せて、制御手段2は、計器装置とハーネス等により接続された外部装置(エンジンスタータの制御ユニット、施錠制御ユニット等)にも確認信号を送信する。これに応じて、例えば、前記の外部装置は、確認信号が適合を示すものであればエンジンスタートの操作を受け付け可能な状態とし、確認信号が非適合を示すものであればエンジンスタートの操作を許可しない。また、制御手段2は、認証処理の結果やエンジンスタート始動可能な旨等を、表示手段3に表示させることもできる。   The control means 2 of the in-vehicle device A determines whether or not the identification signal has been received after transmitting the request signal (step A2). When the identification signal is received (step A2; Yes), the control unit 2 demodulates the identification signal by the wireless module 1a and executes an authentication process on the identification code (step A3). When the identification signal is not received (step A2; No), the control unit 2 returns the process to step A1. Subsequently, the control unit 2 modulates and transmits the result of the authentication processing determination (conforming or nonconforming) into a UHF band radio signal by the antenna device 1 (step A4). At the same time, the control means 2 also transmits a confirmation signal to an external device (such as an engine starter control unit or a lock control unit) connected to the instrument device via a harness or the like. Accordingly, for example, if the confirmation signal indicates conformity, the external device is in a state where it can accept the engine start operation, and if the confirmation signal indicates nonconformity, the engine start operation is performed. not allowed. Further, the control means 2 can also display on the display means 3 the result of the authentication process and the fact that the engine can be started.

携帯機Bの制御手段5は、ステップB3の処理を実行すると、アンテナ装置4を介して確認信号を受信し、車載機Aによる認証結果が適合であるか否かを判別する(ステップB4)。確認信号が適合を示すものであれば(ステップB4;Yes)、制御手段5は、表示灯7を一定時間点滅させて認証処理が完了したことをユーザに報知し(ステップB5)、処理は終了する。一方、確認信号が非適合を示すものであれば(ステップB4;No)、制御手段5は、ステップB1に処理を戻す。   When the process of step B3 is executed, the control unit 5 of the portable device B receives the confirmation signal via the antenna device 4 and determines whether or not the authentication result by the in-vehicle device A is appropriate (step B4). If the confirmation signal indicates conformity (step B4; Yes), the control means 5 blinks the indicator lamp 7 for a certain period of time to notify the user that the authentication process has been completed (step B5), and the process ends. To do. On the other hand, if the confirmation signal indicates non-conformity (step B4; No), the control means 5 returns the process to step B1.

以上に説明したアンテナ装置1は、基板110と、基板110上にプリントパターンにより形成された第1のアンテナ素子111及びグラウンド部112(第1の導電部)と、を有する第1のプリント配線板11と、基板110のプリントパターンが形成された面が向く方向に立つ基板210と、基板210上にプリントパターンにより形成された第2のアンテナ素子211(第2の導電部)と、を有する第2のプリント配線板21と、を備え、第1のアンテナ素子111と第2のアンテナ素子211とグラウンド部112とは、電気的に接続されており、ループアンテナを構成する。
これにより、第1のプリント配線板11の基板面と平行な偏波面と第2のプリント配線板21の基板面と平行な偏波面とでアンテナの偏波面を複数方向に構成することができ、電波伝送のマルチパスによる影響を低減することができる。また、第2のアンテナ素子211は、誘電率の高いガラスエポキシ基板(誘電率4〜5程度)上に形成されているため、波長短縮効果を得るために専用の誘電体を設けずに済む。よって、簡潔な構成で小型化を図ることが容易である。
The antenna device 1 described above includes a substrate 110, a first printed wiring board having a first antenna element 111 and a ground portion 112 (first conductive portion) formed on the substrate 110 by a printed pattern. 11, a substrate 210 standing in a direction in which a surface on which the printed pattern of the substrate 110 is formed faces, and a second antenna element 211 (second conductive portion) formed on the substrate 210 by the printed pattern. 2 printed wiring boards 21, and the first antenna element 111, the second antenna element 211, and the ground portion 112 are electrically connected to form a loop antenna.
Thereby, the polarization plane of the antenna can be configured in a plurality of directions with a polarization plane parallel to the substrate surface of the first printed wiring board 11 and a polarization plane parallel to the substrate surface of the second printed wiring board 21. It is possible to reduce the influence of multipath of radio wave transmission. Further, since the second antenna element 211 is formed on a glass epoxy substrate having a high dielectric constant (dielectric constant of about 4 to 5), it is not necessary to provide a dedicated dielectric to obtain a wavelength shortening effect. Therefore, it is easy to reduce the size with a simple configuration.

ところで、通常、所望の形状のプリント配線板は、大判基板から切り離して得られるものである。第1のプリント配線板11を大判基板から切り離した残りの部分で、第2のプリント配線板21を構成すれば、製造コストの低減に繋がるのみならず、廃棄物の抑制に繋がり、環境面にも配慮することができる。   By the way, a printed wiring board having a desired shape is usually obtained by separating from a large-sized substrate. If the second printed wiring board 21 is configured with the remaining part of the first printed wiring board 11 separated from the large-sized board, not only the manufacturing cost is reduced, but also waste is suppressed, which is environmentally friendly. Can also be considered.

また、アンテナ装置1は、基板110と基板210とを連結すると共に、第1のアンテナ素子111と第2のアンテナ素子211とを電気的に接続するコネクタCと、グラウンド部112と第2のアンテナ素子211とを電気的に接続するコネクタDと、をさらに備える。
このようにしたから、第1のプリント配線板11に第2のプリント配線板21を固定するのに、コネクタ部分を嵌合するだけでよいため、組み付けが容易である。また、ループアンテナを構成するアンテナ素子間がコネクタで電気的に接続されているため、アンテナ素子間が半田で直接接続されている構成のものより、接続箇所の振動に対する許容度が高い。そのため、接続信頼性を確保することができる。なお、基板対基板接続用のコネクタとして、位置ズレ吸収型のものを採用すれば、振動環境下でもより接続信頼性を確保できる。
In addition, the antenna device 1 connects the substrate 110 and the substrate 210 and electrically connects the first antenna element 111 and the second antenna element 211, the ground portion 112, and the second antenna. And a connector D for electrically connecting the element 211 to the device 211.
Since it did in this way, in order to fix the 2nd printed wiring board 21 to the 1st printed wiring board 11, it is only necessary to fit a connector part, Therefore Assembling is easy. Further, since the antenna elements constituting the loop antenna are electrically connected by the connector, the tolerance for vibration at the connection location is higher than that of the structure in which the antenna elements are directly connected by solder. Therefore, connection reliability can be ensured. In addition, if a displacement-absorbing connector is used as the board-to-board connector, connection reliability can be further ensured even in a vibration environment.

なお、以上で説明したループアンテナ30は、送信・受信の双方で用いられるものであり、送信・受信の別でアンテナ性能が変わることはない。また、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下に変形の一例を示す。   The loop antenna 30 described above is used for both transmission and reception, and the antenna performance does not change depending on whether transmission or reception is performed. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. An example of modification is shown below.

(変形例)
以上の説明では、コネクタC,Dという2極タイプの基板表面実装型コネクタ2個を使用して、第1のプリント配線板11と第2のプリント配線板21とを接続する例を示したがこれに限られない。1つのコネクタでプリント配線板同士を結合するとともに、アンテナ素子同士を電気的に接続する構成としてもよい。
(Modification)
In the above description, the example in which the first printed wiring board 11 and the second printed wiring board 21 are connected using two two-pole type substrate surface mount connectors called connectors C and D is shown. It is not limited to this. The printed wiring boards may be coupled with one connector and the antenna elements may be electrically connected.

以上の説明では、第1のアンテナ素子111及び第2のアンテナ素子211を略コの字状として形成した例を示したが、これに限られない。所望の方向に必要なアンテナ利得が得られるよう、配線パターンを屈曲させる等してアンテナの形状を変えても良いし、無給電素子を設けても良い。また、以上の説明では、第1のプリント配線板11に対して第2のプリント配線板21が直交して立設している例を示したが、これに限られない。第1のプリント配線板11に対して第2のプリント配線板21を斜めに立設してもよい。   In the above description, an example in which the first antenna element 111 and the second antenna element 211 are formed in a substantially U-shape has been described, but the present invention is not limited thereto. The shape of the antenna may be changed by bending the wiring pattern so that a necessary antenna gain in a desired direction can be obtained, or a parasitic element may be provided. In the above description, the example in which the second printed wiring board 21 is erected perpendicularly to the first printed wiring board 11 has been described, but the present invention is not limited to this. The second printed wiring board 21 may be erected obliquely with respect to the first printed wiring board 11.

以上の説明では、アンテナ装置1がイモビライザユニット用のアンテナ装置を構成する例を示したが、これに限られず、適宜の送受信装置にループアンテナ30を適用することができる。また、ループアンテナ30と同様の構成のものを携帯機B側に搭載させてもよい。   In the above description, an example in which the antenna device 1 configures an antenna device for an immobilizer unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the loop antenna 30 can be applied to an appropriate transmission / reception device. Moreover, you may mount the thing of the structure similar to the loop antenna 30 in the portable device B side.

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。   In addition, this invention is not limited by the above embodiment and drawing. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention.

A…車載機
1…アンテナ装置
1a…無線モジュール
1b…整合回路
1c…アンテナ
10…第1の回路基板
11…第1のプリント配線板
110…基板
111…第1のアンテナ素子
112…グラウンド部
20…第2の回路基板
21…第2のプリント配線板
210…基板
211…第2のアンテナ素子
30…ループアンテナ
B…携帯機
C,D…コネクタ
A ... vehicle-mounted device 1 ... antenna device 1a ... wireless module 1b ... matching circuit 1c ... antenna 10 ... first circuit board 11 ... first printed wiring board 110 ... substrate 111 ... first antenna element 112 ... ground part 20 ... 2nd circuit board 21 ... 2nd printed wiring board 210 ... board 211 ... 2nd antenna element 30 ... loop antenna B ... portable machine C, D ... connector

Claims (4)

第1の基板と、前記第1の基板上にプリントパターンにより形成された第1の導電部と、を有する第1のプリント配線板と、
前記第1の基板の前記第1の導電部が形成された面が向く方向に立つ第2の基板と、前記第2の基板上にプリントパターンにより形成された第2の導電部と、を有する第2のプリント配線板と、を備え、
前記第1の導電部と前記第2の導電部とは、電気的に接続されており、ループアンテナを構成する、
ことを特徴とするアンテナ装置。
A first printed wiring board having a first substrate and a first conductive portion formed on the first substrate by a printed pattern;
A second substrate that stands in a direction in which a surface on which the first conductive portion of the first substrate is formed faces; and a second conductive portion that is formed on the second substrate by a print pattern. A second printed wiring board,
The first conductive portion and the second conductive portion are electrically connected to constitute a loop antenna.
An antenna device characterized by that.
前記第1の導電部は、前記第1の基板上の領域であって導電性を有する部分が形成されていない第1の領域を囲むように形成され、
前記第2の導電部は、前記第2の基板上の領域であって導電性を有する部分が形成されていない第2の領域を囲むように形成され、
前記第1の導電部の一端が前記第2の導電部の一端と電気的に接続され、前記第1の導電部の他端が前記第2の導電部の他端と電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
The first conductive portion is formed so as to surround a first region which is a region on the first substrate and where a conductive portion is not formed,
The second conductive portion is formed so as to surround a second region which is a region on the second substrate and does not have a conductive portion,
One end of the first conductive portion is electrically connected to one end of the second conductive portion, and the other end of the first conductive portion is electrically connected to the other end of the second conductive portion. Yes,
The antenna device according to claim 1.
前記第1の導電部と前記第2の導電部とを電気的に接続すると共に、前記第1の基板と前記第2の基板とを連結する基板対基板接続用のコネクタをさらに備える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ装置。
The board further includes a board-to-board connector for electrically connecting the first conductive part and the second conductive part, and connecting the first board and the second board.
The antenna device according to claim 1 or 2, wherein
前記第1の基板の前記第1の導電部が形成された面と、前記第2の基板の前記第2の導電部が形成された面とが直交している、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
The surface of the first substrate on which the first conductive portion is formed is orthogonal to the surface of the second substrate on which the second conductive portion is formed.
The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein
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