JP2015133551A - 無線通信端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の実装スペースを占有しなくても無線信号の漏洩を低減できる無線通信端末を提供する。【解決手段】無線通信端末1は、無線回路40と、第1基板4と、端子部5と、フィルタ6と、筐体とを備える。無線回路40は、電波を媒体とする無線通信を行う。第1基板4には、無線回路40が実装される。端子部5は、第1基板4と電気的に接続され且つ電線W1が電気的に接続される。フィルタ6は、無線回路40と端子部5との間において無線通信の周波数帯域の信号を減衰させる。筐体は、少なくとも第1基板4を収納する。筐体の内部において、第1基板4と端子部5との間には第2空間が設けられている。そして、第2空間内にフィルタ6が配置される。【選択図】図1
Description
本発明は、一般に無線通信端末、より詳細には電力線や通信線が接続される無線通信端末に関する。
従来、携帯電話機など、小型化、低消費電力化が進んでいる近年の電子機器においては、極めて微弱な漏洩信号であってもその影響を無視できなくなっている。特に、携帯電話機などの無線通信機器においては、出力信号(無線信号)がノイズとして電源ライン回路に漏洩することによって他のデバイスや回路に対する妨害信号となることが懸念される。このような問題点を解決しようとする無線通信装置が、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1に記載の無線通信装置は、アンテナと、サーキュレータと、無線送信回路と、無線受信回路と、ベースバンド信号処理回路とを備えて構成される。無線送信回路は、ノイズ低減回路を備えており、ノイズ低減回路は、電力増幅器として機能するトランジスタ回路と、ノイズを低減する相殺信号加算回路とを含んでいる。トランジスタ回路には、電源ライン回路が接続されており、直流電圧源から電源ライン回路を介してトランジスタ回路に電源電力が供給される。
相殺信号加算回路は、トランジスタ回路から電源ライン回路に漏洩する出力信号に対して、略逆位相かつ略同振幅となる相殺信号を生成して加算することで、漏洩信号を実質的に相殺してノイズ低減回路から直流電圧源側に漏洩するノイズを抑えている。そして、このノイズ低減回路は、プリント配線基板(基板)に実装される。
しかしながら、上記従来例では、基板にノイズ低減回路を実装するため、基板における無線回路などの他の回路を実装するためのスペースが狭くなってしまう。すなわち、上記従来例では、無線信号の漏洩を低減することは可能であるが、基板の実装スペースを占有してしまうという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みて為されており、基板の実装スペースを占有しなくても無線信号の漏洩を低減できる無線通信端末を提供することを目的とする。
本発明の無線通信端末は、電波を媒体とする無線通信を行う無線回路と、前記無線回路が実装される第1基板と、前記第1基板と電気的に接続され且つ電線が電気的に接続される端子部と、前記無線回路と前記端子部との間において前記無線通信の周波数帯域の信号を減衰させるフィルタと、少なくとも前記第1基板を収納する筐体とを備え、前記筐体の内部において、前記第1基板と前記端子部との間には空間が設けられ、前記空間内に前記フィルタが配置されることを特徴とする。
この無線通信端末において、前記端子部と前記第1基板とを電気的に接続する導電性材料から成形された端子片を備え、前記フィルタは、磁性体で形成される中空部を有するコアであって、前記コアは、前記中空部に前記端子片を通すように前記空間内に設けられることが好ましい。
この無線通信端末において、前記端子部と前記第1基板とを電気的に接続する絶縁被覆線を備え、前記フィルタは、磁性体で形成される中空部を有するコアであって、前記コアは、前記中空部に前記絶縁被覆線を通すように前記空間内に配置されることが好ましい。
この無線通信端末において、前記フィルタは、前記第1基板に実装されることが好ましい。
この無線通信端末において、前記第1基板とは異なる第2基板を備え、前記第2基板は、前記空間内に配置され、前記フィルタは、前記第2基板に実装され、前記第1基板と前記第2基板とは、ハーネスにより電気的に接続されることが好ましい。
この無線通信端末において、前記第1基板とは異なる第2基板を備え、前記第2基板は、前記空間内に配置され、前記フィルタは、前記第2基板に実装され、前記第1基板と前記第2基板とは、基板対基板用コネクタにより電気的に接続されることが好ましい。
この無線通信端末において、前記フィルタは、コモンモードノイズを減衰させるように構成されることが好ましい。
本発明は、筐体の内部において、第1基板と端子部との間の空きスペースである空間に、無線回路から電線に漏洩する無線信号を遮断するフィルタを設けている。したがって、本発明は、基板の実装スペースを占有しなくても無線信号の漏洩を低減できる。
本発明の実施形態に係る無線通信端末1は、図1A,図1Bに示すように、無線回路40と、第1基板4と、端子部5と、フィルタ6と、筐体2(図2A、図2B参照)とを備える。無線回路40は、電波を媒体とする無線通信を行う。第1基板4には、無線回路40が実装される。端子部5は、第1基板4と電気的に接続され且つ電線W1が電気的に接続される。フィルタ6は、無線回路40と端子部5との間において無線通信の周波数帯域の信号を減衰させる。筐体2は、少なくとも第1基板4を収納する(図3C参照)。筐体2の内部において、第1基板4と端子部5との間には空間(第2空間S2(図3C参照))が設けられている。そして、第2空間S2内にフィルタ6が配置される。
以下、本実施形態の無線通信端末1について詳細に説明する。但し、以下の説明では、図2Aにおける上下を上下方向と規定する。すなわち、端子ねじ52の軸方向において、ボディ20から見たカバー21側を「上」、ボディ20から見たパネル22側を「下」と規定する。本実施形態の無線通信端末1は、図1A,図1B、図2A,図2Bに示すように、筐体2と、アンテナ3と、第1基板4と、一対の端子部5とを備える。なお、本実施形態の無線通信端末1において、アンテナ3を備えるか否かは任意である。
筐体2は、合成樹脂材料により形成されており、図2A,図2Bに示すように、ボディ20と、カバー21と、パネル22とで構成されている。ボディ20は、図2A,図3Bに示すように、上面を開口した箱体に形成されている。また、ボディ20は、矩形状の一対の側壁20A(一方のみ図示)と、円弧状に湾曲した一対の側壁20B(一方のみ図示)とが一体となって構成されている。ボディ20の矩形状の各側壁20Aの上端には、上向きに突出する矩形板状の取付片200がそれぞれ一対ずつ一体に形成されている。各取付片200の中央には、厚さ方向に貫通する矩形状の取付孔201がそれぞれ設けられている。
カバー21は、下面を開口した箱体に形成されており、矩形状の一対の側壁21A(一方のみ図示)と、円弧状に湾曲した一対の側壁21B(一方のみ図示)とが一体となって構成されている。カバー21の矩形状の各側壁20Aには、外向きに突出する突部210がそれぞれ一対ずつ一体に形成されている。カバー21の上面の中央部には、端子台211が一体に形成されている。端子台211には、複数の絶縁壁212が上下方向に沿って起立するように設けられている。そして、隣り合う絶縁壁212の間は、それぞれ端子板50(後述する)を配置可能な取付部213となっている。何れかの取付部213に配置された端子板50は、絶縁壁212によって隣り合う端子板50と電気的に絶縁される。
パネル22は、図2A,図2Bに示すように円盤状であって、ボディ20の下端と一体に形成されている。パネル22は、本実施形態の無線通信端末1を例えば天井材に埋め込んで配置する際に、天井材の表側に露出する。なお、ボディ20及びカバー21は天井材の裏側に配置される。パネル22の中央部には、第1基板4に実装された発光ダイオード(図示せず)を外部に臨ませる円形状の孔220が設けられている。孔220は、パネル22の厚さ方向に貫通しており、発光ダイオードからの光の指向性を制御するレンズ(図示せず)が嵌められている。
筐体2を組み立てるには、ボディ20の上端とカバー21の下端とを互いに突き合わせて、ボディ20の各取付孔201にカバー21の各突部210をそれぞれ嵌め合わせる。すると、ボディ20とカバー21とが結合して筐体2が完成する。
ボディ20及びカバー21で囲まれる空間(すなわち、筐体2の内部)には、アンテナ3及び第1基板4が収納される。そして、筐体2の内部の空間は、図3Cに示すように、第1基板4により2分割される。以下の説明では、第1基板4の下側の空間を「第1空間S1」、第1基板4の上側の空間を「第2空間S2」と定義する。第1空間S1には、アンテナ3が収納される。
アンテナ3は、図3Aに示すように線状の導体により構成され、その一端が例えば半田付けにより第1基板4に取り付けられている。アンテナ3は、第1基板4から下向きに所定の長さ延びた位置から第1基板4と平行な平面上で環状に折り曲げられることで、ループアンテナを形成している。このため、アンテナ3は、他方向から発信される無線信号を第1基板4から離れた位置で良好に受信することができる。なお、アンテナ3の形状は、図3Aに示す形状に限定されず、他の形状であってもよい。
第1基板4は、図3Aに示すように、その長手方向の2辺が直線状に形成され、短手方向の2辺が円弧状に形成されている。第1基板4の上面には、無線回路40と、電源回路41とが実装されている。また、第1基板4には、発光ダイオードと、発光ダイオードの点灯回路(図示せず)とが実装されている。点灯回路は、本実施形態の無線通信端末1の状態に応じて発光ダイオードの点灯・消灯を制御するように構成されている。
第1基板4の長手方向の一端には、厚さ方向に貫通する円形状の挿入孔400が設けられている。この挿入孔400に、ボディ20の底面(下面)から上向きに突出する円柱状のリブ202を通すことで、第1基板4をボディ20に対して位置決めすることができる(図3B参照)。さらに、第1基板4の下面には、下向きに突出する支持体(図示せず)が設けられている。この支持体は、第1基板4をボディ20に収納する際に、第1基板4をボディ20の底面から所定の間隔を空けて支持するように構成されている。
無線回路40は、専用のASIC(Application Specific Integrated Circuit)により構成されており、アンテナ3に電気的に接続されている。無線回路40は、アンテナ3を介して無線信号を送受信するように構成されている。換言すれば、無線回路40は、電波を媒体とする無線通信を行うように構成されている。無線信号は、商用電源の電源周波数(50Hz又は60Hz)よりも十分に高い周波数の信号である。なお、無線回路40は、無線信号を送受信する回路に限定されず、例えば無線信号の送信機能のみを有する回路や、無線信号の受信機能のみを有する回路で構成されていてもよい。また、無線回路40は、無線信号に応じた処理を実行する処理回路(図示せず)を有していてもよい。
電源回路41は、例えばAC/DCコンバータ(図示せず)で構成されている。電源回路41は、電線W1を介して外部電源(例えば、商用電源)から入力される交流電力を直流の動作電力に変換し、無線回路40などの他の回路に供給する。換言すれば、電源回路41は、外部から供給される電力を受けて無線回路40などの他の回路に動作電力を供給する。なお、電源回路41は、上記の構成に限定される必要はなく、外部から供給される電力を受けて他の回路に動作電力を供給する構成であればよい。
各端子部5は、端子板50と、端子ねじ52とでそれぞれ構成されている。端子板50は、中央にねじ孔(図示せず)が貫通した矩形板状に形成されている。端子板50は、端子台211の各取付部213の何れかに配置される。図2Aに示す例では、1つの絶縁壁212を挟む2つの取付部213のそれぞれに端子板50を配置している。そして、端子板50とカバー21の上面との間に電線W1(図1A参照)を挟み込み、端子ねじ52をねじ孔に通して締め付けることで、電線W1が端子板50に電気的に接続される。
端子板50は、銅又は銅合金などの金属製の板材を加工することで形成され、さらに端子片51が一体に形成されている。端子片51は、幅細の矩形板状に形成され、端子板50の一端縁から下向きに延びている。ここで、各取付部213には、厚さ方向に貫通する孔(図示せず)がそれぞれ設けられている。したがって、端子片51は、当該孔に挿入することで、筐体2の内部へと導入される。そして、端子片51は、筐体2の内部における第2空間S2に配置される(図3C参照)。端子片51の下端は、第1基板4に実装された電源回路41の入力端と電気的に接続される。
すなわち、端子片51は、導電性材料から成形され、端子部5と第1基板4とを電気的に接続する。そして、各端子部5は、第1基板4と電気的に接続され且つ電線W1が電気的に接続されるように各々構成されている。なお、端子片51は、後述する絶縁被覆線53と比較して、自立できる程度の剛性を有している。
フィルタ6は、無線回路40から電線W1へと漏洩する無線信号を遮断するために、ローパスフィルタで構成されている。換言すれば、フィルタ6は、無線回路40と端子部5との間において無線通信の周波数帯域の信号(無線信号)を減衰させるように構成されている。本実施形態の無線通信端末1では、フィルタ6として、磁性体(例えば、フェライト)で形成された筒状のコア60(いわゆる、フェライトビーズ)を用いている。換言すれば、本実施形態の無線通信端末1では、フィルタ6は、図1Bに示すように、磁性体で形成された中空部600を有する円筒状のコア60である。
ここで、フィルタ6を備えていない構成では、無線通信時に、無線回路40から電線W1に無線信号が漏洩する(すなわち、無線信号の周波数成分を含む高周波電流が流れる)虞がある。そして、電線W1に高周波電流が流れることで、電線W1が擬似的にアンテナとして働き、不要輻射が生じる虞がある。この不要輻射は、本来の無線通信用のアンテナ3が送受波する電波を打ち消すなどの影響を与えるため、アンテナ3が当初の設計による所望の通信特性を発揮できない虞があった。
そこで、本実施形態の無線通信端末1では、図1Bに示すように、2つのコア60を、それぞれ中空部600に端子片51を通すように第2空間S2に配置している。換言すれば、本実施形態の無線通信端末1では、筐体2の内部において、第1基板4と端子部5との間に空間(第2空間S2)が設けられ、第2空間S2内にフィルタ6が配置されている。このため、本実施形態の無線通信端末1では、フィルタ6により無線回路40から電線W1に漏洩する無線信号を遮断することができる。したがって、本実施形態の無線通信端末1では、電線W1から生じる不要輻射を低減することができるので、アンテナ3が所望の通信特性を発揮し易い。
上述のように、本実施形態の無線通信端末1では、筐体2の内部において、第1基板4と端子部5との間の空きスペースである空間に、無線回路40から電線W1に漏洩する無線信号を遮断するフィルタ6を設けている。したがって、本実施形態の無線通信端末1は、基板(第1基板4)の実装スペースを占有しなくても無線信号の漏洩を低減できる。さらに、筐体2の内部にフィルタ6を設けるため、筐体2の外部にフィルタ6を設ける構成のように外観が損なわれることもない。
なお、本実施形態の無線通信端末1では、各端子部5と第1基板とを端子片51により電気的に接続しているが、図4Aに示すように、端子片51の代わりにビニル絶縁電線などの絶縁被覆線53を備えてもよい。この構成では、絶縁被覆線53が端子片51よりも柔らかいことから、コア60の中空部600に絶縁被覆線53を通した状態で、コア60を自由に配置することができる。さらに、図4Bに示すようにコア60よりも径寸法の大きい円筒状のコア61を用意し、当該コア61の中空部610に2本の絶縁被覆線53を束ねて通すようにしてもよい。なお、コア61の材質は、コア60の材質と同じである。
ところで、本実施形態の無線通信端末1では、電線W1が外部電源に接続されている構成、すなわち、電線W1を介して交流電力が供給される構成を想定しているが、他の構成であってもよい。例えば、本実施形態の無線通信端末1は、図5に示すように、電線W1を介して有線で通信信号を送受信する構成を想定して、インタフェース回路42を備えていてもよい。
インタフェース回路42は、通信信号と無線信号とを互いに変換する回路である。すなわち、インタフェース回路42は、無線回路40から入力される無線信号を通信信号に変換して電線W1を介して外部に送出する機能と、電線W1を介して入力される通信信号を無線信号に変換して無線回路40に送出する機能とを有する。インタフェース回路42は、例えばシリアル通信用の回路や、時分割多重伝送方式用の回路、電力線通信(PLC:Power Line Communications)用の回路などで構成される。なお、通信信号の周波数は、例えば数kHz〜数十kHzであり、無線信号の周波数よりも十分に低く設定される。このため、通信信号はフィルタ6を通過することができる。
シリアル通信の場合は、各電線W1は、例えばRS−232規格のシリアルケーブルの芯線である。そして、インタフェース回路42は、例えばサーバ(図示せず)から電線W1を介して送信される通信信号を無線信号に変換して無線回路40に出力するように構成される。なお、この場合、電源回路41は、例えば電線W1とは異なるケーブル(図示せず)を介して外部電源から供給される電力を受けて各回路に動作電力を供給するように構成される。
時分割多重伝送方式の通信の場合は、各電線W1は、それぞれ信号線で構成される。インタフェース回路42は、例えば伝送ユニット(図示せず)から電線W1を介して送信される通信信号を無線信号に変換して無線回路40に出力するように構成される。なお、この場合、電源回路41は、電線W1を介して供給される通信信号を受けて各回路に動作電力を供給するように構成される。
電力線通信の場合は、各電線W1は、それぞれ電力線で構成される。インタフェース回路42は、電線W1を介して供給される交流から通信信号を分離し、無線信号に変換して無線回路40に出力する。なお、この場合、電源回路41は、電線W1を介して供給される交流電力を受けて各回路に動作電力を供給するように構成される。なお、各通信方式は従来周知の技術であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
なお、第1基板4の実装スペースに余裕があるならば、フィルタ6は、第1基板4にフィルタ回路62を実装することで構成してもよい(図6参照)。フィルタ回路62は、例えばLCフィルタやRLCフィルタ、チップ状のフェライトビーズで構成してよい。フェライトビーズとしては、例えばJIS(日本工業規格)で規定されている「1005」(1.0mm×0.5mm)や「2012」(2.0mm×1.25mm)といったサイズのチップを用いればよい。フィルタ回路62は、無線回路40や電源回路41などの第1基板4に実装されている回路から可能な限り距離をおいて設けるのが望ましい。フィルタ回路62と他の回路との距離が近いと、静電結合や電磁結合によりノイズが発生し、フィルタ回路62によるノイズを低減する効果が阻害されるためである。なお、この構成では、電源回路41と各端子部5との間にフィルタ回路62を設けているが、無線回路40と電源回路41との間にフィルタ回路62を設けてもよい。
また、本実施形態の無線通信端末1は、図7Aに示すように、第1基板4とは異なる第2基板7を備える構成であってもよい。この構成では、フィルタ回路62は、第2基板7に実装される。また、第2基板7は、第2空間S2に配置される。そして、各端子部5の端子片51(又は絶縁被覆線53)は、第2基板7に電気的に接続される。また、第1基板4と第2基板7とは、図7Aに示すように、例えばハーネス8により電気的に接続される。この構成では、フィルタ回路62を筐体2内部の空きスペースに配置することができるので、フィルタ回路62が第1基板4の実装スペースを占有することがない。なお、第1基板4と第2基板7とは、図7Bに示すように、基板対基板(BtoB:Board to Board)用コネクタ9により電気的に接続してもよい。この構成では、ハーネス8を用いる場合と比較して、第1基板4と第2基板7との電気的な接続が容易である。
なお、図7A,図7Bに示す構成では、第1基板4と第2基板7とを上下方向に間隔を空けて配置しているが、他の方向に間隔を空けて配置してもよい。例えば、第1基板4と第2基板7とを、第1基板4の長手方向に間隔を空けて配置してもよいし、第1基板4の短手方向に間隔を空けて配置してもよい。すなわち、第1基板4と第2基板7とは、互いに電気的に絶縁されるように間隔を空けて配置されていればよい。
なお、本実施形態の無線通信端末1において、フィルタ6は、コモンモードノイズを減衰させるように構成してもよい。この構成は、例えば図4Bに示すように、コア61の中空部610に2本の絶縁被覆線53の両方を通すことで実現することができる。この構成では、ノーマルモードの信号の波形に影響を与えることなく、不要輻射を低減することができる。
1 無線通信端末
2 筐体
4 第1基板
40 無線回路
5 端子部
51 端子片
53 絶縁被覆線
6 フィルタ
60,61 コア
62 フィルタ回路
7 第2基板
8 ハーネス
9 基板対基板用コネクタ
W1 電線
S2 第2空間
2 筐体
4 第1基板
40 無線回路
5 端子部
51 端子片
53 絶縁被覆線
6 フィルタ
60,61 コア
62 フィルタ回路
7 第2基板
8 ハーネス
9 基板対基板用コネクタ
W1 電線
S2 第2空間
Claims (7)
- 電波を媒体とする無線通信を行う無線回路と、前記無線回路が実装される第1基板と、前記第1基板と電気的に接続され且つ電線が電気的に接続される端子部と、前記無線回路と前記端子部との間において前記無線通信の周波数帯域の信号を減衰させるフィルタと、少なくとも前記第1基板を収納する筐体とを備え、
前記筐体の内部において、前記第1基板と前記端子部との間には空間が設けられ、
前記空間内に前記フィルタが配置されることを特徴とする無線通信端末。 - 前記端子部と前記第1基板とを電気的に接続する導電性材料から成形された端子片を備え、
前記フィルタは、磁性体で形成される中空部を有するコアであって、前記コアは、前記中空部に前記端子片を通すように前記空間内に設けられることを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。 - 前記端子部と前記第1基板とを電気的に接続する絶縁被覆線を備え、
前記フィルタは、磁性体で形成される中空部を有するコアであって、前記コアは、前記中空部に前記絶縁被覆線を通すように前記空間内に配置されることを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。 - 前記フィルタは、前記第1基板に実装されることを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。
- 前記第1基板とは異なる第2基板を備え、
前記第2基板は、前記空間内に配置され、
前記フィルタは、前記第2基板に実装され、
前記第1基板と前記第2基板とは、ハーネスにより電気的に接続されることを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。 - 前記第1基板とは異なる第2基板を備え、
前記第2基板は、前記空間内に配置され、
前記フィルタは、前記第2基板に実装され、
前記第1基板と前記第2基板とは、基板対基板用コネクタにより電気的に接続されることを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。 - 前記フィルタは、コモンモードノイズを減衰させるように構成されることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の無線通信端末。
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ID=53523641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014002782A Pending JP2015133551A (ja) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | 無線通信端末 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015133551A (ja) |
WO (1) | WO2015104786A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017180554A (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 東京エレクトロニツクシステムズ株式会社 | 通信装置、送信機、及び受信機 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05166566A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電子・電気機器用ケーブル |
JP2003169003A (ja) * | 2001-12-04 | 2003-06-13 | Iwatsu Electric Co Ltd | 無線通信装置 |
-
2014
- 2014-01-09 JP JP2014002782A patent/JP2015133551A/ja active Pending
- 2014-12-26 WO PCT/JP2014/006490 patent/WO2015104786A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017180554A (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 東京エレクトロニツクシステムズ株式会社 | 通信装置、送信機、及び受信機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015104786A1 (ja) | 2015-07-16 |
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