JP4524964B2

JP4524964B2 - 無線回路

Info

Publication number: JP4524964B2
Application number: JP2001210448A
Authority: JP
Inventors: 孝之松本; 嘉茂吉川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: JP2003032138A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス自動検針システムまたは設備機器の遠隔制御に使用する無線機の無線回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型無線機にはモノポールアンテナ、ループアンテナまたは板状逆Ｆアンテナ（以下逆Ｆアンテナ）などよく用いられており、中でも逆Ｆアンテナは小型、薄型であり比較的高利得なため携帯電話やコードレス電話などの内蔵アンテナとして多く用いられている。
【０００３】
図９に従来の携帯無線機の実装構造を示している。図９において（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示しており、４０は逆Ｆアンテナ（ユニット）、４１は逆Ｆアンテナの輻射素子である放射導体板、４２は放射導体板を接地するための短絡導体板、４３は高周波信号を給電するストリップライン、４４はストリップラインに接続された逆Ｆアンテナの給電導体板、４５は無線信号の送受信を行う高周波回路が実装された高周波回路基板、４６は無線機の制御回路が実装されたプリント回路基板、４７は高周波回路またはプリント回路のシールドを行うシールドケース、４８は放射導体板の対向して設けられた接地導体板、４９は接地導体板４８と放射導体板４１間に装填された誘電体である。
【０００４】
逆Ｆアンテナ４０は放射導体板４１と接地導体板４８を対向させ、導体板間に誘電体４９をはさみ込んでおり、前記放射導体板４１の端部において短絡導体板４２を介して接地導体板４８に接続しており、接地導体板４８は高周波基板４５にハンダ付けによって接続されている。また高周波回路基板４５より伸びている給電ストリップライン４３は、放射導体板４１に接続された給電導体板４４とハンダ付けによって接続され逆Ｆアンテナに給電する構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、高周波回路とプリント回路基板上に樹脂コーティングをしようとする場合、高周波回路と信号処理回路の両方をそれぞれ枠取りし、それぞれで別枠で樹脂コーティングを実施し、高周波回路のシールドケースをかぶせるという方法を行わねばならず樹脂コーティングの枠取りに十分なスペースを確保しなければならず、かつ、高周波回路と信号処理回路との間にある高周波回路コーティング用枠と信号処理回路コーティング用枠との間にシールドケースを設置するため樹脂無塗布部をもつ必要があり、高周波回路と信号処理回路との間の配線部分に樹脂コーティングを実施できないという問題が発生する。
【０００６】
また、高周波回路を単独でシールドしかつ、高周波回路と信号処理回路との両方をシールドしようとすると、高周波回路のシールドケースと信号処理回路のシールドケースの２つのシールドケースが必要になり、半田付け工数や材料費を考えると高コストになるという問題もある。
【０００７】
また、シールドケースを外枠部とふた部の２つの部分に分けた場合、外枠部にふた部を接触により取り付ける場合強度が取れず、外枠部とふた部を半田付け等の接続方法が必要になる。
【０００８】
また、上記従来例では、高周波回路部にシールドケースをかぶせ、さらにその上に短絡導体を接続しようとする場合別々の導体ケースが必要になり高コストになる。
【０００９】
また、高周波回路と、信号処理回路の両方をシールドしかつ、逆Ｆアンテナの短絡導体を接続しようとする場合、高周波回路用シールドケースと、信号処理回路用シールドケースと、これら２つのシールドケースの上に覆うように短絡導体を設けなければならず、高コストになるという課題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、電池やＲＦユニットなどの大型部品に実装スペースや厚み方向の寸法を制約をうける中で、高周波回路をシールドしながら高周波回路と信号処理回路の両方を隙間なく樹脂コーティングし、高周波回路と信号処理回路の両方のシールドを低コストで実施でき、シールドケースを外枠部とふた部との２つの部分に分けた場合でも外枠部とふた部とを接触で接続することができ、高周波回路と、信号処理回路の両方をシールドしかつ、逆Ｆアンテナの短絡導体を接続しようとする場合にも低コストでこの効果を実現することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、プリント回路基板は信号処理回路と高周波回路との間に導体からなるシールドシキリが取り付けられ、このシールドシキリを樹脂コーティングの外枠の一部としてプリント回路基板の信号処理回路と高周波回路の間に接続したものである。
【００１２】
また、シールドケースは板状導体板の３辺を折り曲げて形成され、前記板状導体板の残りの折り曲げられていない１辺はシールドシキリの幅に合わせる等することで、このシールドケースをプリント回路基板に接続するときに、信号処理回路と高周波回路との両方をシールドできるようにしたものである。
【００１３】
また、シールドケースは外枠部分とふた部分の２部品からなり、外枠部分は放射導体板と対向する面が、格子状等の導体で接続されているものである。
【００１４】
また、プリント回路基板は信号処理回路と高周波回路との間に導体からなるシールドシキリが取り付け、さらにシールドシキリとシールドケースの間に、板状導体板がシールドシキリに取り付けたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、片面に信号処理回路と高周波回路の配線パターン、反対の片面に全面接地導体パターンが形成されたプリント回路基板と、前記接地導体パターンの面に対向させた放射導体板と、前記放射導体板に一方の端部を接続した短絡導体と、前記放射導体板に高周波信号を供給する給電導体部と高周波回路をシールドするシールドケースを備え、前記プリント回路基板は前記信号処理回路と前記高周波回路との間に導体からなるシールドシキリが取り付けられ、前記シールドシキリを樹脂コーティングの外枠の一部として前記プリント回路基板の信号処理回路と前記高周波回路が樹脂コーティングされるようにして無線回路を形成したものである。
【００１６】
これより、高周波回路とプリント回路基板上に樹脂コーティングをしようとする場合、高周波回路と信号処理回路の両方をそれぞれ枠取りし、それぞれ別枠で樹脂コーティングを実施していたものを１つの外枠で樹脂コーティングを実施する為、構成部品を削減する事ができ、さらに部品点数の削減と組み立て工数、調整工数の削減ができ、かつ高周波回路と信号処理回路の間の樹脂コーティング部未塗布部分がなくすことができる。
【００１７】
また本発明は、信号処理回路と高周波回路との間にはシールドシキリが取り付けられており、シールドケースをプリント回路基板に接続するときに、前記信号処理回路と前記高周波回路との両方をシールドことで、信号処理回路と高周波回路との両方をシールドする事が出来る。
【００１８】
また本発明は、シールドシキリは突起部を持ち、かつ短絡導体板は孔を持ち、短絡導体板はこの孔にシールドシキリの突起部を差し込んで接続することにより、高周波回路のシールド効果を向上させることができる。
【００１９】
また本発明は、シールドシキリはバネ性を有する接触部を持ち、短絡導体板とシールドシキリの接続はこのシールドシキリのバネ性を有する接触部で電気的に接触させることにより、高周波回路のシールド性の向上を半田付けなしに実現することができる。
【００２０】
また本発明は、また、シールドケースは外枠部分とふた部分とからなり、前記外枠部分は前記放射導体板と対向する面と接続されていることで、シールドの外枠と樹脂コーティングの外枠を兼用することができ、かつ外枠部分とふた部とを半田つけすることなく接触だけで十分なふた取り付け強度を持たせることができる。
【００２１】
また本発明は、プリント回路基板の信号処理回路と高周波回路との間に導体からなるシールドシキリを取り付け、さらにシールドシキリとシールドケースの間に、板状導体板をシールドシキリに取り付けることで、高周波回路と、信号処理回路の両方をシールドしかつ、逆Ｆアンテナの短絡導体を接続しようとする場合にも低コストでこの効果を実現できる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の実施例１について説明する。図１は無線ガス自動検針システムのシステム構成図である。図１を使用して無線ガス自動検針システムについての概要を説明し、その後で前記システムに使用されている基板実装形板状アンテナについて説明を行う。
【００２３】
図１において１は需要家のガス使用量を積算計測しているガスメータ、２は前記ガスメータに接続され無線によって通信する無線アダプタ子機、３は前記無線アダプタ子機と無線通信を行う無線アダプタ親機、４は無線アダプタ親機が接続されるとともに回線制御機能を有したＴ−ＮＣＵ（Terminal-Network Control Unit）、５はＴ−ＮＣＵ４と無線アダプタ親機３が取り付けられた家屋壁面、６はＴ−ＮＣＵと接続された公衆回線網、７は公衆回線網６に接続されるとともに需要家のガス使用量を検針するガス供給業者の検針センターである。
【００２４】
次に動作を説明すると、ガス供給業者の検針センター７は需要家宅のガスメータ１に対してガス検針要求を、公衆回線網６を経由し需要家宅のＴ−ＮＣＵ４に対して送信し、Ｔ−ＮＣＵ４から無線アダプタ親機３に通信し、無線によって無線アダプタ子機２に送信されガスメータ１に伝送される。そしてガスメータ１は同一の経路を逆にたどりながら検針センター７に検針値を返信する構成である。
なお無線アダプタ子機２及び無線アダプタ親機３は４２９ＭＨｚ帯の特定小電力無線テレメータ・テレコントロール用の周波数帯を使用している。
【００２５】
次に前記無線ガス検針システムに使用される無線アダプタにおける実装基板を説明する。図２は前記無線アダプタに内蔵されている基板実装形板状アンテナを持つ実装基板の外観構成図である。また図３はガスメータ１に前記板状アンテナを内蔵した無線アダプタ子機２を取り付けたときの外観構成図である。
【００２６】
図２において８は板状アンテナの放射素子を形成する放射導体板、１０は無線アダプタの制御回路を実装したプリント回路基板、１１は片側の端部を放射導体板８に接続するとともにプリント回路基板１０の放射導体板に対向した全面グランドに接続された短絡導体、１２は前記プリント回路基板１０の放射導体板側の全面グランドパターン（全面接地導体パターン）、１４は高周波回路のアンテナ入出力端子に配線パターンを介して接続され、無線信号（高周波信号）を放射導体板８に給電する給電導体部、１５は高周波回路をシールドするシールドケース、１６はプリント回路基板１０の表面に実装されるとともに無線アダプタの電源であるリチウム電池である。なお、全面グランドパターンは、放射導体板の特性に大きく関与する。例えば、全面グランドパターンの面積が広いほど、放射導体板から放射される電波の放射利得特性が良くなる可能性が高い。
【００２７】
さらに図３に示すように前記プリント回路基板１０に実装された無線機基板を樹脂製筐体に内蔵し無線アダプタ子機２として構成し、ガスメータ１の前面に取り付け接続して構成する。
【００２８】
次に構成、動作及び作用について説明すると、図２における板状アンテナにおいて放射導体板８は端部に短絡導体１１と給電導体部１４を１枚の導体板により形成し、前記放射導体板８に対して短絡導体１１及び給電導体部１４は垂直に折り曲げて構成している。
【００２９】
さらに短絡導体１１と給電導体部１４が一体として成型加工されている放射導体板８とプリント回路基板１０の放射導体板８側片面全面グランド１２とで板状アンテナを形成している。またプリント回路基板１０上には無線機の電源であるリチウム電池１６も実装されている構成である。そして前記プリント回路基板１０上に形成された無線機を樹脂製筐体に内蔵し、無線アダプタ子機２または無線アダプタ親機３としてそれぞれガスメータ１または家屋壁面５などに取り付ける。
【００３０】
また放射導体板８には利得を向上するため高導電率材料である銅を使用した構成である。
【００３１】
また、プリント回路基板１０は信号処理回路１９と高周波回路１８との間に導体からなるシールドシキリ１７が取り付けられ、シールドシキリを樹脂コーティング外枠２０の一部としてプリント回路基板の信号処理回路１９と高周波回路１８が樹脂コーティングされており、それを上部から覆うようにシールドケース１５が接続されている。
【００３２】
このような構成によれば、前記放射導体板８とプリント回路基板１０の放射導体板８に対向した前記片面全面グランド１２とで板状逆Ｆアンテナを構成することができることと、高周波回路とプリント回路基板上に樹脂コーティングをしようとする場合、高周波回路と信号処理回路の両方をそれぞれ枠取りし、それぞれ別枠で樹脂コーティングを実施していたものを１つの外枠で樹脂コーティングを実施することができるため、以上２つの理由により、構成部品を削減する事、さらに部品点数の削減と組み立て工数、調整工数の削減できる事、かつ高周波回路と信号処理回路の間の樹脂コーティング部未塗布部分がなくす事の３つが実現できる。
【００３３】
なお、本実施例はガスメータの無線自動検針システムの無線アダプタを使用して説明したが、他の設備機器等の無線システムに使用される無線機でも良い。
【００３４】
また、本実施例の構成は以下のどの実施例においても適用できると共に同様の効果がある。
【００３５】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２おける構成図である。
【００３６】
図４において前記実施例と同一の構成要素については同一番号を付しているので説明は省略する。図４において、２１は信号処理回路まで拡大したシールドケースである。
【００３７】
このような構成によれば、高周波回路と信号処理回路の両方をシールドする場合にも１つのシールドケースで両方の部分をシールドすることができる。なお、このシールドケースは板状導体板の３辺を折り曲げて形成され、シールドケースの残りの折り曲げられていない１辺はシールドシキリの幅に合わせるという構成でも良い。
【００３８】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３における構成図である。
【００３９】
図５において前記実施例と同一の構成要素については同一番号を付しているので説明は省略する。図５において、２２は突起部を持つシールドシキリであり、２３は孔部を持つシールドケースである。
【００４０】
次に構成及び作用について説明すると、突起物を持つシールドシキリ２２の突起部を、孔部を持つシールドケース２３の孔部に挿入し、半田つけすることで、高周波回路のシールド効果を向上させることができる。
【００４１】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４における構成図である。
【００４２】
図６において前記実施例と同一の構成要素については同一番号を付しているので説明は省略する。図６において、２４はバネ性を有する突起部を持つシールドシキリである。
【００４３】
次に構成及び作用について説明すると、バネ性を有する突起部を持つシールドシキリ２４の突起部を、シールドケース２１の内側に接触させることでシールドシキリ２４とシールドケース２１を電気的に導通させることで、半田つけすることなく、高周波回路のシールド効果を向上させることができる。
【００４４】
なお、実施例では突起部で説明したがこれに限るものでなく、シールドシキリ２４とシールドケースとを接触させる接触部であればよい。
【００４５】
（実施例５）
図７は本発明の実施例５における構成図である。
【００４６】
図７において前記実施例と同一の構成要素については同一番号を付しているので説明は省略する。図７において、２５はシールドケース外枠部、２６はシールドケースふた部である。
【００４７】
次に構成及び作用について説明すると、シールドケース外枠部２５をプリント回路基板１０に接続し、そのあとこのシールドケース外枠部２５を樹脂コーティングの外枠として樹脂をコーティングし、その後シールドケースふた部を上からかぶせ、シールドケース外枠部２５とシールドケースふた部２６を接触強度のみで保持させることができる。このため、樹脂コーティングの外枠を別に設ける必要もなく、シールドケース外枠部２５の４面を上部の格子状部分でつなげているので、シールドケース外枠部２５とシールドケースふた部２６を半田つけすることなく接触強度だけで保持することができる。
【００４８】
（実施例６）
図８は本発明の実施例６における構成図である。
【００４９】
図８において前記実施例と同一の構成要素については同一番号を付しているので説明は省略する。図８において、２７は板状導体板である。
【００５０】
次に構成及び作用について説明すると、シールドシキリ１７とシールドケース２１の間に、板状導体板２７がシールドシキリに取り付けられているので、実際に２重にシールドケースを設けることなく、低コストで２重シールド効果を実現することができる。
【００５１】
なお、この板状導体板２７は、基板と並行に取付る事を基本とするが、取付は、基板と並行でなくても良い。また、板状導体板２７の大きさは、高周波回路か、信号処理部のどちらかを覆う形でもよいし、高周波回路と信号処理部の両方を覆う形でも良い。また、板状導体板２７の大きさは限定しない。、
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の無線回路は、高周波回路と信号処理回路との間にシールドシキリを設置しているため、高周波回路と信号処理回路のそれぞれを別々のコーティング枠で樹脂コーティングを実施していたものを１つの外枠で樹脂コーティングを実施することができ、かつ、高周波回路と信号処理回路の間の樹脂コーティング部未塗布部分がなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線ガス自動検針システムのシステム構成図
【図２】本発明の実施例１における無線回路の構成図
【図３】本発明の実施例１における板状アンテナ内蔵無線アダプタのガスメータ取り付け構成図
【図４】本発明の実施例２における無線回路の構成図
【図５】本発明の実施例３における無線回路の構成図
【図６】本発明の実施例４における無線回路の構成図
【図７】本発明の実施例５における無線回路の構成図
【図８】本発明の実施例６における無線回路の構成図
【図９】従来の携帯無線機における無線回路の実装構成図
【符号の説明】
８放射導体板
１０プリント回路基板
１１短絡導体
１２全面グランドパターン
１４給電導体部
１５シールドケース
１６リチウム電池
１７シールドシキリ
１８樹脂コーティングされた高周波回路
１９樹脂コーティングされた信号処理回路
２０樹脂コーティング外枠
２１信号処理回路まで拡大したシールドケース
２２突起部を持つシールドシキリ
２３孔部を持つシールドケース
２４バネ性を有する突起部を持つシールドシキリ
２５シールドケース外枠部
２６シールドケースふた部
２７板状導体板

Claims

片面に信号処理回路と高周波回路の配線パターン、反対の片面に全面接地導体パターンが形成されたプリント回路基板と、
前記接地導体パターンの面に対向させた放射導体板と、
前記放射導体板に一方の端部を接続した短絡導体と、
前記放射導体板に高周波信号を供給する給電導体部と、
前記信号処理回路と前記高周波回路との間に、前記信号処理回路と前記高周波回路とを周囲から取り囲むようにして形成された樹脂コーティング外枠を横切るようにして設けられた導体からなるシールドシキリと、
前記樹脂コーティング外枠と前記シールドシキリによって囲まれた箇所に形成して前記信号処理回路と前記高周波回路を覆う樹脂コーティングと、
前記高周波回路の上方および周囲三方をシールドするシールドケースを備え、
前記シールドケースと前記シールドシキリとを組み合わせて配置することで前記高周波回路を上面と周囲四方から取り囲む
ことを特徴とする無線回路。
前記シールドケースは、前記高周波回路とともに信号処理回路の上方に位置する形状である請求項１記載の無線回路。
前記シールドシキリに突起部を備え、前記シールドケースに孔を備え、
前記シールドケースはこの孔に前記シールドシキリの突起部を差し込んで接続することを特徴とする請求項２記載の無線回路。