JP4423831B2 - Portable transmitter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型送信器に関するもので、例えばキーレスエントリーシステムにおいて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
キーレスエントリーシステム等では送信器として携帯型のものが使われている。このような通信システムにおいては、従来から携帯型送信器から単一の偏波が送信されるようになっている。その場合、送信器の傾きによっては偏波の方向が受信アンテナの向きと不整合になり、通信システムの安定性の面で問題がある。
【0003】
一方、一般に通信システムの安定性を増すための手段として、独立に電波を受信できる2種類のアンテナを使用して電波受信の不整合を回避するという、受信ダイバーシティと呼ばれる技術がある。その受信ダイバーシティの一種として、互いに異なる偏波を受信できる2種類のアンテナを使用する手法である偏波ダイバーシティがある。
【0004】
この偏波ダイバーシティをキーレスエントリーシステム等の通信システムで使用すれば通信品質が安定することになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、受信アンテナの製造コストや大きさを抑えることが重要な課題となっているキーレスエントリーシステム等の分野では、装置が大がかりとなる等の問題がある受信ダイバーシティを採用するには困難がある。
【0006】
本発明は上記点に鑑み、送信側で2つの偏波を送ることによって通信の安定性を増すことができる携帯型送信器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1、2記載の発明は、下記のような特徴を有している。
【0011】
2種類のアンテナで異なる偏波を送信する携帯型送信器として、請求項1記載の発明ではスロットアンテナ(32)とループアンテナ(33)を用い、それらに同一のデータフレームを送信させることを特徴としている。
【0012】
さらに請求項1記載の発明では、このスロットアンテナとループアンテナによる組み合わせの具体的な例として多層基板(3)上の導体パターンを用い、スロットアンテナは多層基板の上面と底面に形成されたコの字型の導体の端点同士がスルーホールを介して接続されたものであり、ループアンテナは多層基板の内層でコの字形に形成されたものであることを特徴としている。
【0013】
また、2種類のアンテナで異なる偏波を送信する携帯型送信器として、請求項2記載の発明ではスロットアンテナと(32)電界型アンテナ(37)を用い、それらに同一のデータフレームを送信させることを特徴としている。
【0014】
さらに請求項2記載の発明では、このスロットアンテナと電界型アンテナによる組み合わせの具体的な例として両面基板(3)状の導体パターンを用い、スロットアンテナは両面基板の上面と底面に形成されたコの字型の導体の端点同士がスルーホールを介して接続されたものであり、電界型アンテナは両面基板の上面と底面に形成された直線状の導体の一方の端点同士がスルーホールを介して接続された構成を成す線状アンテナ(37a)と、両面基板の前記底面に配置されたグラウンド面パターン(37b)とで構成されたものであることを特徴としている。さらに請求項2記載の発明では、前記グラウンド面パターン(37b)は、前記両面基板の底面に形成された前記スロットアンテナのコの字型の導体に挟まれた位置にあることを特徴とする。
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図2に本発明の第1実施形態である車載用キーレスエントリーシステムの概略を示す。車載用キーレスエントリーシステムとは、人が携帯型送信器2を持ち、その携帯型送信器2で自動車内に設置されている受信機1と通信することで、機械式キーを使うことなく自動車のドアを施錠、解錠することができる方式である。受信機1は受信回路11、受信アンテナ12により構成される。
【0016】
図1は携帯型送信器2内に収納された送信回路基板3(以下単に基板という)の構造を示したものである。これは多層基板を用いて形成されている。使用電力については、基板3外部に置かれた電池から供給される。この図1では見易さに配慮し、基板3の厚みを実際の比率より拡大して描画してある。送信する偏波面が異なるように配置された2種類の送信アンテナとして、スロットアンテナ32とループアンテナ33が基板3上の導体パターンとして形成されている。送信出力の効率を上げるため、パターン幅は可能な限り広く取っている。アンテナ線の基板3に垂直な部分はスルーホールで構成されている。
【0017】
スロットアンテナ32はスケルトンスロットを基板3の側面に沿ってコの字型に折り曲げた形になっており、構成としては基板3の上面と底面に形成されたコの字型の導体の端点同士がスルーホールを介して接続されるというものになっている。
【0018】
このスロットアンテナ32は整合用コンデンサ323で整合を取り、給電点321、322で給電されている。このうち、322がグラウンド側である。
【0019】
ループアンテナ33は基板3の内層でコの字型に形成されており、端点の331と332で給電されている。このうち332がグラウンド側である。
【0020】
送信信号を出力する送信回路31は高周波スイッチ34に繋がり、ここで上記アンテナへの給電点321又は給電点331のいずれに給電するかが切り替えられる。高周波スイッチ34には、専用ICまたは高周波ダイオードによる切り替え回路を用いる。
【0021】
高周波スイッチ34の出力側には、各アンテナのインピーダンスを整合するために整合回路351および352がそれぞれ付加されている。マイコン36は送信回路31にデータフレームを送り、同時に高周波スイッチ34の切り替えタイミングを制御するものである。データフレームは、個々の車固有の識別データと施錠、解錠等の命令データとからなる、キーレスエントリーシステムにおける通信データの基本単位である。
【0022】
同じ回路をブロック図で記述したものを図3に示し、これにより本実施形態の作動について説明する。自動車のドアの施錠、解錠を行う際、携帯型送信器の図中に記載していないスイッチを人が押す。するとマイコン36はスイッチが押されたことを感知し、全く同一のデータフレームを複数回連続して生成し、それらを送信回路31に送る。この際、1個のデータフレームの送信を完了するたびに高周波スイッチ34を制御し、出力先の送信アンテナを切り替える。データーフレームを受け取った送信回路31はそれをアンテナ32、33の送信信号に変換し、高周波スイッチ34はマイコン36に制御された通りに出力を各アンテナ32、33に振り分ける。
【0023】
図1中の3次元座標軸のX軸方向に進む電波において、スロットアンテナ32はZ軸方向の偏波を、ループアンテナ33はY軸方向の偏波を発生し、これらは互いに直交する。したがって、X軸方向が携帯型送信器2の前方となるように構成することで、受信アンテナ12がどのような向きに設置されていても、また、操作者が携帯型送信器2をどのような傾きに保持して送信しても、いずれかのアンテナ(32、33)の発する偏波が受信機1のアンテナ2によって良好に受信される。これにより、偏波方向の不整合が原因で受信不良となることが避けられ、通信の安定性が向上する。
【0024】
なお、本実施形態において、上記した送信回路31と、高周波スイッチ34と、マイコン36とは、2種類の送信アンテナを交互に切り替えて同一のデータフレームを送信させる手段を構成している。
【0025】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態は、上記第1実施形態において基板3上で使用する送信アンテナを別の構成にしたものである。図4は携帯型送信器2内に収納された基板3の構造を示したものである。これは両面基板を用いて形成されており、図4では図3同様見易さに配慮し、基板3の厚みを実際より拡大して描画してある。基板3上には第1実施形態と同様に配されたスロットアンテナ32に加え、導体パターンとしての電界型アンテナ37が線状アンテナ37aとグラウンド面パターン37bとから構成されている。送信出力の効率を上げるため、パターン幅は可能な限り広く取っている。
【0026】
線状アンテナ37aは基板3の上面と底面に形成された直線状の導体の一方の端点同士がスルーホールを介して接続されるという構成となっており、その端点371で給電される。この線状アンテナ37aは送信回路31のグラウンド側が基板3の底面に施されたグラウンド面パターン37bに接続されているため、線状アンテナ37aとグラウンド面パターン37bは電界型アンテナ37を構成する。この電界型アンテナ37とスロットアンテナ32とが、基板3上の導体パターンとして構成された偏波面の異なる2種類のアンテナとなる。
【0027】
高周波スイッチ34とマイコン36との構成および作動については、第1実施形態と同様である。
【0028】
図4中の3次元座標軸のX軸方向に進む電波において、スロットアンテナ32はZ軸方向の偏波を発生し、線状アンテナ37aはY軸方向の偏波を発生するので、これらは互いに直交する。したがって、X軸方向が携帯型送信器2の前方となるように構成することで、受信アンテナ12がどのような向きに設置されていても、また、操作者が携帯型送信器2をどのような傾きに保持して送信しても、いずれかのアンテナ(32、37)の発する偏波が受信機1のアンテナ2によって良好に受信される。その結果、本実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏することとなる。
【0029】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態の携帯型送信器2の構成を図5に示す。これは、上記第1実施形態において基板3の構成を変更し、高周波スイッチ34に代えて移相回路38を設置したものである。スロットアンテナ32、ループアンテナ33、マイコン36、給電点321、322、331、332、整合用コンデンサ323については第1実施形態と同様の構成となっている。給電点321でスロットアンテナ32と繋がっている整合回路351は、もう一方で送信回路31と直接接続されている。給電点331でループアンテナ33と繋がっている整合回路352は、もう一方で移相回路38を間に介して送信回路31に接続されている。
【0030】
同じ回路をブロック図で記述したものを図6に示し、これによって本実施形態の作動について説明する。マイコン36から送られたデータフレームは、送信回路31で2つの同じ送信信号として分岐し、一方が整合回路351を経由し、スロットアンテナ32の給電点321へ給電される。他方は移相回路38と整合回路352を経由し、ループアンテナ33の給電点331へ給電されるが、その際移相回路38によって位相を90度ずらされる。
【0031】
図5中の3次元座標軸のX軸方向に進む電波において、スロットアンテナ32はZ軸方向の偏波を、ループアンテナ33はY軸方向の偏波を同時に発生する。ただし、移相回路38においてループアンテナから出る偏波の位相が90度遅らせられるため、Z軸方向の偏波とY軸方向の偏波が90度ずれ、結果としてX軸方向へ進む電波は円偏波となる。
【0032】
携帯型送信器2をX軸が前方となるように構成することにより、受信アンテナ12がどのような向きに設置されていても、また、操作者が携帯型送信器2をどのような傾きに保持して送信しても、回転する偏波面のうちのどれかが受信機1のアンテナ2によって良好に受信される。これにより、偏波方向の不整合が原因で受信不良となることが避けられ、通信の安定性が向上し、結果第1実施形態と同様の効果を奏する。
【0033】
なお、本実施形態において、上記した送信回路31と、マイコン36と、移相回路38とは、同一のデータフレームを送信信号の位相をずらせて2種類の送信アンテナに送信させる手段を構成している。
【0034】
また、本実施形態において行った、高周波スイッチに代えて移相回路を使用するという手法は、そのまま第2実施形態にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の送信回路基板の構成図である。
【図2】キーレスエントリーシステムの概略図である。
【図3】第1実施形態の送信回路基板のブロック図である。
【図4】第2実施形態の送信回路基板の構成図である。
【図5】第3実施形態の送信回路基板の構成図である。
【図6】第3実施形態の送信回路基板のブロック図である。
【符号の説明】
1…受信機、2…携帯型送信器、11…受信回路、12…受信アンテナ、
3…送信回路基板、31…送信回路、32…スロットアンテナ、
33…ループアンテナ、34…高周波スイッチ、36…マイコン、
321、331…給電点、322、332…給電点(グラウンド側)、
323…整合用コンデンサ、351、352…整合回路、
37…電界型アンテナ、37a…線状アンテナ、
37b…グラウンド面パターン、38…移相回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a portable transmitter, and is suitable for a keyless entry system, for example.
[0002]
[Prior art]
In keyless entry systems, portable transmitters are used. In such a communication system, a single polarized wave is conventionally transmitted from a portable transmitter. In that case, depending on the inclination of the transmitter, the direction of polarization becomes inconsistent with the direction of the receiving antenna, which causes a problem in the stability of the communication system.
[0003]
On the other hand, as a means for increasing the stability of a communication system, there is a technique called reception diversity in which two types of antennas that can receive radio waves independently are used to avoid radio wave reception mismatch. One type of reception diversity is polarization diversity, which is a technique that uses two types of antennas that can receive different polarizations.
[0004]
If this polarization diversity is used in a communication system such as a keyless entry system, the communication quality becomes stable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a field such as a keyless entry system in which it is important to suppress the manufacturing cost and size of the receiving antenna, it is difficult to employ reception diversity which has a problem that the apparatus becomes large.
[0006]
An object of this invention is to provide the portable transmitter which can increase the stability of communication by sending two polarized waves in the transmission side in view of the said point.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention of
[0011]
As a portable transmitter for transmitting different polarized waves with two types of antennas, the invention according to
[0012]
Co In yet invention 請 Motomeko 1, of the conductor pattern on the multilayer substrate (3) Specific examples of the combinations according to the slot antenna and the loop antenna, a slot antenna formed on the top and bottom surfaces of the multilayer board The end points of the U-shaped conductors are connected to each other through a through hole, and the loop antenna is formed in a U-shape on the inner layer of the multilayer substrate.
[0013]
Further, as a portable transmitter for transmitting different polarized waves with two types of antennas, the invention according to claim 2 uses a slot antenna and a (32) electric field antenna (37), and causes them to transmit the same data frame. It is characterized by that.
[0014]
In yet invention 請 Motomeko 2, using a double-sided substrate (3) shaped conductor pattern as a specific example of a combination according to the slot antenna and the electric field-type antenna, slot antenna formed on the top and bottom surfaces of the double-sided substrate The end points of the U-shaped conductors are connected through through-holes. In the electric field antenna, one end point of the linear conductor formed on the top and bottom surfaces of the double-sided board is connected through the through-holes. a linear antenna forming the connection configurations Te (37a), that are characterized in that constructed out with arranged ground plane pattern in the bottom surface of the double-sided substrate (37b). The ground plane pattern (37b) may be located between the U-shaped conductors of the slot antenna formed on the bottom surface of the double-sided board.
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 2 shows an outline of the in-vehicle keyless entry system according to the first embodiment of the present invention. An in-vehicle keyless entry system means that a person has a portable transmitter 2 and communicates with a
[0016]
FIG. 1 shows the structure of a transmission circuit board 3 (hereinafter simply referred to as a board) housed in a portable transmitter 2. This is formed using a multilayer substrate. The power used is supplied from a battery placed outside the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
A
[0021]
[0022]
A block diagram of the same circuit is shown in FIG. 3, which explains the operation of this embodiment. When locking and unlocking the door of a car, a person presses a switch not shown in the figure of the portable transmitter. Then, the
[0023]
In the radio wave traveling in the X-axis direction of the three-dimensional coordinate axis in FIG. 1, the
[0024]
In the present embodiment, the
[0025]
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, the transmission antenna used on the
[0026]
The
[0027]
The configuration and operation of the high-
[0028]
In the radio wave traveling in the X-axis direction of the three-dimensional coordinate axis in FIG. 4, the
[0029]
(Third embodiment)
The configuration of the portable transmitter 2 according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, the configuration of the
[0030]
FIG. 6 shows a block diagram of the same circuit, and the operation of this embodiment will be described. The data frame transmitted from the
[0031]
In the radio wave traveling in the X-axis direction of the three-dimensional coordinate axis in FIG. 5, the
[0032]
By configuring the portable transmitter 2 so that the X-axis is forward, the operator can tilt the portable transmitter 2 in any orientation regardless of the orientation of the receiving
[0033]
In the present embodiment, the
[0034]
Further, the technique of using a phase shift circuit in place of the high frequency switch performed in this embodiment can be applied to the second embodiment as it is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a transmission circuit board according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic view of a keyless entry system.
FIG. 3 is a block diagram of a transmission circuit board according to the first embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram of a transmission circuit board according to a second embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a transmission circuit board according to a third embodiment.
FIG. 6 is a block diagram of a transmission circuit board according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
3 ... Transmission circuit board, 31 ... Transmission circuit, 32 ... Slot antenna,
33 ... Loop antenna, 34 ... High frequency switch, 36 ... Microcomputer,
321, 331 ... feeding point, 322, 332 ... feeding point (ground side),
323: matching capacitor, 351, 352: matching circuit,
37 ... Electric field type antenna, 37a ... Linear antenna,
37b: Ground plane pattern, 38: Phase shift circuit.
Claims (2)
前記スロットアンテナと前記ループアンテナは多層基板(3)上の導体パターンであり、前記スロットアンテナは前記多層基板の上面と底面に形成されたコの字型の導体の端点同士がスルーホールを介して接続されたものであり、前記ループアンテナは前記多層基板の内層でコの字形に形成されたものであることを特徴とする携帯型送信器。Means (31, 31) having a slot antenna (32) and a loop antenna (33) arranged so that transmission planes of polarization are different from each other, and transmitting the same data frame to both the slot antenna and the loop antenna 34, 36, 38)
The slot antenna and the loop antenna are conductor patterns on the multilayer substrate (3), and the slot antenna has end points of U-shaped conductors formed on the top and bottom surfaces of the multilayer substrate through through holes. A portable transmitter, wherein the loop antenna is formed in a U-shape in an inner layer of the multilayer substrate.
前記スロットアンテナと前記電界型アンテナは両面基板(3)上の導体パターンであり、前記スロットアンテナは前記両面基板の上面と底面に形成されたコの字型の導体の端点同士がスルーホールを介して接続されたものであり、前記電界型アンテナは、前記両面基板の上面と底面に形成された直線状の導体の一方の端点同士がスルーホールを介して接続された構成を成す線状アンテナ(37a)と、前記両面基板の前記底面に配置されたグラウンド面パターン(37b)とで構成されたものであり、
前記グラウンド面パターン(37b)は、前記両面基板の底面に形成された前記スロットアンテナのコの字型の導体に挟まれた位置にあることを特徴とする携帯型送信器。Means (31) having a slot antenna (32) and an electric field antenna (37) arranged so that polarization planes to be transmitted are different from each other, and transmitting the same data frame to both the slot antenna and the electric field antenna , 34, 36, 38)
The slot antenna and the electric field type antenna are conductor patterns on the double-sided board (3), and the end points of the U-shaped conductors formed on the top and bottom surfaces of the double-sided board have through-holes. The electric field antenna is a linear antenna having a configuration in which one end points of linear conductors formed on the upper surface and the bottom surface of the double-sided substrate are connected through a through hole ( and 37a), all SANYO constructed out with the bottom surface arranged ground plane pattern of the double-sided substrate (37b),
The portable transmitter, wherein the ground plane pattern (37b) is located between U-shaped conductors of the slot antenna formed on the bottom surface of the double-sided board .
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