JP6571381B2

JP6571381B2 - 無線通信モジュール

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Publication number: JP6571381B2
Application number: JP2015094744A
Authority: JP
Inventors: 雅浩安田; 朋広生田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2019-09-04
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Description

本発明は、無線通信モジュールに関する。

通信機器などに代表される様々な電子機器を構成するモジュールとして、無線通信モジュールが採用されている。特許文献１には、従来の無線モジュールの一例が開示されている。同文献に開示された無線モジュールは、無線通信制御部とこの無線通信制御部を支持する基板とを備えている。そして、この基板に、前記無線通信制御部に接続されたアンテナ部が形成されている。

無線通信モジュールによる無線通信においては、採用する通信規格の所定周波数の電波を効率よく送受信することが求められる。このため、電波を発生させるために投入された電力に対して、アンテナ部から送信される電波の強度がより強いことが好ましい。また、前記所定周波数付近の周波数帯に属する意図しない電波を受信してしまうと、この電波が無線通信を妨げるノイズ電波となる。このため、前記無線通信制御部がノイズ電波を受信することを極力防止することが好ましい。しかしながら、前記所定周波数が属する周波数帯、無線通信に用いられる電波の強度、さらには前記無線通信モジュールの大きさなどによって、電波を効率よく受信するための方策は異なる。したがって、適切な方策を施されないと、無線通信をかえって不安定にしてしまうおそれもある。

特開２００６−１２１６３３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より安定した無線通信が可能な無線通信モジュールを提供することをその課題とする。

本発明によって提供される無線通信モジュールは、無線通信制御部と、複数の外部接続端子と、を備える無線通信モジュールであって、前記複数の外部接続端子の少なくともいずれかと前記無線通信制御部とは、通信周波数成分除去手段を介して接続されていることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の外部接続端子のすべてと前記無線通信制御部とは、各々が上記通信周波数成分除去手段を介して接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記通信周波数除去手段は、インダクタである。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記外部接続端子と前記通信周波数除去手段とは、電子素子を介することなく接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の外部接続端子およびこれらの外部接続端子を収容するケースを有するコネクタ部を備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記通信周波数除去手段は、前記コネクタ部に隣接して配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記無線通信制御部に接続されたアンテナ部を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、外部アンテナを接続するための外部アンテナ接続端部を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記アンテナ部と外部アンテナを接続するための外部アンテナ接続部とを備えており、前記外部アンテナ接続部に前記外部アンテナが接続されると、前記アンテナ部と前記無線通信制御部とが絶縁される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記無線通信制御部が搭載された無線通信制御部基板をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記無線通信制御部基板の最大長さは、前記無線通信制御部の通信波長の１／４倍よりも小である。

本発明の好ましい実施の形態においては、表面および裏面を有した支持基板を備えており、前記支持基板の前記表面に前記無線通信制御部基板が搭載されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持基板の最大長さは、前記無線通信制御部の通信波長の１／４倍よりも小である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記アンテナ部は、前記支持基板の前記裏面に形成された導体パターンを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導体パターンは、グランド接続されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記アンテナ部は、前記支持基板を厚さ方向に貫通し、前記導体パターンに導通するスルーホール導体部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導体パターンは、前記スルーホール胴体部の一箇所のみが導通している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持基板の前記裏面には、前記導体パターンのみが形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導体パターンは、平面視において前記支持基板と相似形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導体パターンは、帯状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導体パターンは、屈曲部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記アンテナ部は、前記導体パターンに一端が接続されたインダクタを具備する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記コネクタ部は、前記複数の外部接続端子に各別に導通する複数の内部接続端子を有しており、前記通信周波数除去手段は、前記複数の内部接続端子に隣接して配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記無線通信制御部は、無線通信における送信を行う送信端子と、無線通信における受信を行う受信端子とを有しており、前記複数の内部接続端子は、前記送信端子に導通する送信用内部接続端子、前記受信端子に導通する受信用内部接続端子、外部からの電源供給ラインに接続される電源用内部接続端子、グランドラインに接続されるグランド用内部接続端子を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記無通信周波数除去手段は、前記送信用内部接続端子、前記受信用内部接続端子、前記電源用内部接続端子および前記グランド用内部接続端子のすべてに隣接して設けられている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記送信用内部接続端子および前記受信用内部接続端子は、前記電源用内部接続端子と前記グランド用内部接続端子との間に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記送信用内部接続端子は、前記グランド用内部接続端子寄りに配置されており、前記受信用内部接続端子は、前記電源用内部接続端子寄りに配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の内部接続端子は、前記無線通信制御部に接続されていない１以上のダミー内部接続端子を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記１以上のダミー内部接続端子は、前記グランド用内部接続端子と前記送信用内部接続端子との間に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の内部接続端子は、複数の前記ダミー内部接続端子を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記アンテナ部は、帯状の導体パターンを有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導体パターンは、長手方向における導通を遮断する１以上の破断部を有する。

前記破断部を跨いで実装されることにより、前記導体パターンの導通長さを延長する抵抗器を備える。

本発明によれば、前記外部接続端子は、前記通信周波数成分除去手段を介して前記無線通信制御部に接続されている。このため、前記無線通信制御部による無線通信において電波を送信する際に、通信周波数帯の電流が前記無線通信モジュール外に流れることを、前記通信周波数成分除去手段によって防止することが可能である。これにより、無線通信に供される電波の出力が不当に低下することを回避可能であり、前記電波の利得を向上させることができる。また、前記無線通信制御部における無線通信に用いられる電波の通信周波数と同じ周波数帯の電流が、前記外部接続端子を経由して流れてきた場合であっても、前記通信周波数成分除去手段によって通信周波数と同じ周波数帯の電流成分が遮断される。これにより、前記無線通信制御部の無線通信が、意図しないノイズ電流によって妨害されることを防止することが可能である。したがって、前記無線モジュールによれば、より安定した無線通信を行うことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第一実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１の無線通信モジュールの変形例を示す断面図である。本発明の第二実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第三実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第四実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第五実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第六実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第七実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。図９の無線通信モジュールの使用状態の一態様を示す平面図である。図９に示す状態の無線通信モジュールを示す概略システム構成図である。図１０に示す状態の無線通信モジュールを示す概略システム構成図である。本発明の第八実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。図１３の無線通信モジュールの使用状態の一態様を示す平面図である。本発明の第九実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。図１５の無線通信モジュールの使用状態の一態様を示す平面図である。本発明の第十実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。図１７の無線通信モジュールの使用状態の一態様を示す平面図である。本発明の第十一実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。図１９の無線通信モジュールを示す底面図である。図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う要部拡大断面図である。本発明の第十二実施形態に基づく無線通信モジュールを示す底面図である。本発明の第十三実施形態に基づく無線通信モジュールを示す底面図である。本発明の第十四実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第十五実施形態に基づく無線通信モジュールを示す平面図である。本発明の第十五実施形態に基づく無線通信モジュールを示す底面図である。本発明の第十五実施形態に基づく無線通信モジュールのコネクタ部を示す要部平面図である。本発明の第十五実施形態に基づく無線通信モジュールのアンテナ部を示す要部平面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明の第一実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ１は、無線通信制御部１、無線通信制御部基板２、支持基板３、アンテナ部４、コネクタ部５および複数のインダクタ６を備えている。

図１は、無線モジュールＡ１を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

無線モジュールＡ１は、種々の電子機器に搭載されることにより、当該電子機器における無線通信を実現するモジュールである。本発明に係る無線通信モジュールの用途や準拠する無線通信規格は、特に限定されない。以下の説明においては、一般的に中波のカテゴリーに属し、電子機器の通信用途としては比較的長波側に属する電波であって、比較的強度が弱い電波を用いた無線通信規格が採用された場合を例に説明する。このような無線通信規格の一例としては、たとえばＷｉ−ＳＵＮが挙げられる。

Ｗｉ−ＳＵＮは、IEEE 802.15.4gの物理層仕様を有し、低電力かつ高効率な無線通信を意図して設立されている。Ｗｉ−ＳＵＮに準拠した無線通信モジュールＡ１の実用例としては、たとえば電気、ガス、水道といったインフラストラクチャーの検針装置への搭載が挙げられる。各検診装置からのデータを無線モジュールＡ１から送信することにより、上述したインフラストラクチャーをより効率よく運用することが可能となる。無線モジュールＡ１における通信周波数は、１ＧＨｚ以下であり、たとえば９２０ＭＨｚである。この場合、当該電波の波長は、３２６ｍｍ程度であり、１／４波長が８１ｍｍ程度である。

無線通信制御部１は、無線モジュールＡ１による無線通信を総合的に制御するものであり、無線通信制御部基板２に搭載されている。無線通信制御部１は、たとえばRadio Frequency回路（以下、ＲＦ回路）と、マイコンとを備える構成例が挙げられる。

前記ＲＦ回路は、電波を用いた無線信号を送受信する回路である。前記マイコンは、前記ＲＦ回路からの出力に対して所定の処理を行う集積回路である。無線通信制御部１の具体的態様は、種々に設定され特に限定されるものではない。たとえば、前記ＲＦ回路を構成するＩＣと、前記マイコンを構成するＩＣとが、無線通信制御部基板２に搭載された構成であってもよい。あるいは、前記ＲＦ回路および前記マイコンのいずれかが、無線通信制御部基板２に形成された配線パターンおよび所定の電子素子（いずれも図示略）によって構成されてもよい。さらに、前記ＲＦ回路および前記マイコンが、１つのＩＣに一体的に集積された構成であってもよい。なお、ノイズ防止などの観点から、無線通信制御部１の全体または一部を覆う、たとえば金属製のカバーを備えていてもよい。

無線通信制御部基板２は、無線通信制御部１が搭載されており、無線通信制御部１を支持するとともに、無線通信制御部１に導通する導通経路を構成するものである。無線通信制御部基板２は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、たとえばＣｕなどの良導電性の金属からなる配線パターンを有する。本実施形態においては、無線通信制御部基板２にアンテナ部４が形成されている。また、本実施形態においては、無線通信制御部基板２は、平面視矩形状とされている。無線通信制御部基板２の最大長さである対角線長さは、上述した１／４波長（８１ｍｍ）よりも小である。

アンテナ部４は、無線通信制御部１の無線通信において電波を送信（または受信）する部位である。本実施形態においては、アンテナ部４は、無線通信制御部基板２の前記配線パターンの一部である導体パターン４１によって構成されている。アンテナ部４の送受信感度を適切に確保するためには、たとえばアンテナ部４の導体パターン４１の全長を上述した１／４波長程度とすることが好ましい。本実施形態においては、導体パターン４１を複数の屈曲部を有する帯状とすることにより、１／４波長程度の長さとされている。

アンテナ部４の導体パターン４１は、給電点１５にその一端が接続されている。給電点１５は、たとえば無線通信制御部１からの無線信号を送信するために、アンテナ部４から電波を送信する際に、アンテナ部４の導体パターン４１に電力を供給する部位である。本実施形態においては、給電点１５は、無線通信制御部基板２の前記配線パターンのうち一対のグランドパターン１６に挟まれた部位である。各グランドパターン１６は、前記配線パターンのうちグランド接続された部分である。

本実施形態においては、無線通信制御部基板２は、複数の実装端子２１を有している。実装端子２１は、たとえばＣｕ、Ｎｉあるいはこれらの合金からなり、無線通信制御部基板２の端縁から突出している。複数の実装端子２１は、たとえばはんだによって支持基板３に接合されることにより、支持基板３に対して無線通信制御部基板２を固定するとともに、無線通信制御部基板２と支持基板３との導通経路を構成する。

支持基板３は、無線通信制御部基板２が搭載されており、無線通信制御部基板２を支持するとともに、無線通信制御部基板２に導通する導通経路を構成するのである。支持基板３は、互いに反対側を向く表面３１および裏面３２を有している。表面３１には、無線通信制御部基板２が搭載されている。支持基板３は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、たとえばＣｕなどの良導電性の金属からなる配線パターンを有する。また、本実施形態においては、支持基板３は、平面視矩形状とされている。支持基板３の最大長さである対角線長さは、上述した１／４波長（８１ｍｍ）よりも小である。

無線通信制御部基板２は、支持基板３に対して一端寄りに搭載されており、本実施形態においては、無線通信制御部基板２の一部が支持基板３から突出している。無線通信制御部基板２のうち支持基板３から突出した部分は、アンテナ部４の導体パターン４１が形成された部分である。

支持基板３には、複数の電子素子７が搭載されている。複数の電子素子７は、表面３１上において、前記配線パターンに実装されている。

コネクタ部５は、無線モジュールＡ１を検針装置などの電子機器に接続するためのものである。コネクタ部５は、ケース５１および複数の外部接続端子５２を有している。ケース５１は、たとえば白色樹脂からなり、複数の外部接続端子５２を収容している。また、ケース５１は、支持基板３の表面３１に対して固定されている。複数の外部接続端子５２は、支持基板３の前記配線パターンの適所に導通および固定されている。すなわち複数の外部接続端子５２は、支持基板３の前記配線パターンおよび複数の電子素子７を介して、無線通信制御部１に接続されている。

コネクタ部５には、たとえば外部コネクタ８３が接続される。外部コネクタ８３は、たとえば樹脂製のケースとこのケースに収容された複数の端子（図示略）を有する。外部コネクタ８３には、外部ハーネス８４が繋がっている。外部ハーネス８４は、複数の芯線とこれらの芯線を覆う被覆樹脂を有する。これらの芯線は、外部コネクタ８３の前記複数の端子に各別に接続されている。外部ハーネス８４は、検針装置などの電子機器内において、無線モジュールＡ１との信号や電力を送受すべき制御部および電源部などに繋げられている。

複数のインダクタ６は、本発明で言う通信周波数成分除去手段の一例に相当する。各インダクタ６は、無線通信制御部１における通信周波数の電流を選択的に除去するとともに、その余の周波数帯の電流、あるいは直流電流を流す機能を果たす。なお、通信周波数成分除去手段としては、インダクタ６に限定されず、所望の周波数帯の電流を除去可能なものであればよく、たとえばコンデンサおよび抵抗器を用いて構築されたものであってもよい。

インダクタ６の具体例を以下に挙げる。たとえば、無線通信制御部１による無線通信の周波数が９２０ＭＨｚである場合、インダクタンス６の具体的な構造（タイプ）に応じて、以下のような容量のインダクタンス６が選定される。非磁性コアを有する巻線タイプの場合、インダクタンス６は、１５０ｎＨ〜７００ｎＨとされる。フェライトコアを有する巻線タイプの場合、インダクタンス６は、６０ｎＨ〜１００ｎＨとされる。積層タイプの場合、インダクタンス６は、４７ｎＨ〜１３０ｎＨとされる。フィルムタイプの場合、インダクタンス６は、１１０ｎＨ〜１５０ｎＨとされる。薄膜タイプの場合、インダクタンス６は、３０ｎＨ〜４０ｎＨとされる。

各インダクタ６は、外部接続端子５２と無線通信制御部１とを接続する経路に実装されている。本実施形態においては、すべての外部接続端子５２と無線通信制御部１とを接続する経路に複数のインダクタ６が実装されている。言い換えると、すべての外部接続端子５２は、複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。

また、本実施形態においては、各インダクタ６と各外部接続端子５２との間には、他の電子素子が実装されていない。すなわち、各インダクタ６と各外部接続端子５２とは、他の電子素子を介することなく接続されている。さらに、複数の外部接続端子５２は、コネクタ部５（複数の外部接続端子５２）に隣接して配置されている。

次に、無線モジュールＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、外部接続端子５２は、インダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。このため、無線通信制御部１による無線通信において電波を送信する際に、通信周波数帯の電流が無線モジュールＡ１外に流れることを、インダクタ６によって防止することが可能である。これにより、無線通信に供される電波の出力が不当に低下することを回避可能であり、前記電波の利得を向上させることができる。また、無線通信制御部１における無線通信に用いられる電波の通信周波数と同じ周波数帯の電流が、外部接続端子５２を経由して流れてきた場合であっても、インダクタ６によって通信周波数と同じ周波数帯の電流成分が遮断される。これにより、無線通信制御部１の無線通信が、意図しないノイズ電流によって妨害されることを防止することが可能である。したがって、無線モジュールＡ１によってより安定した無線通信を行うことができる。

特に、本実施形態においては、すべての外部接続端子５２が複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。これにより、無線通信制御部１の無線通信の利得を向上させるとともに、意図しないノイズ電流によって妨害されることをより確実に防止することが可能である。

無線通信制御部１による無線通信がＷｉ−ＳＵＮに準拠し、通信周波数が９２０Ｍｈｚ程度であると、１／４波長が８１ｍｍ程度である。無線モジュールＡ１の無線制御部基板２および支持基板３の最大長さは、１／４波長よりも小である。このため、無線制御部基板２および支持基板３において、通信周波数帯の電波を意図せず送受信するおそれは少ない。一方、コネクタ部５に外部コネクタ８３が接続された状態においては、無線モジュールＡ１が搭載された検針装置などの電子機器内において外部ハーネス８４が所定長さの導通経路を構成している。このため、外部ハーネス８４が通信周波数帯の電波を意図せず受信してしまうおそれがある。本実施形態によれば、仮に外部ハーネス８４が通信周波数帯の電波を受信しても、これによって生じる電流をインダクタ６が遮断する。したがって、無線モジュールＡ１が様々な電子機器に搭載された状態においても、無線通信制御部１の無線通信の利得を向上させるとともに、意図しないノイズ電流によって妨害されることを防止することが可能である。

インダクタ６が電子素子を介することなく外部接続端子５２に接続されている。さらに、インダクタ６は、コネクタ部５に隣接して配置されている。これにより、仮に外部ハーネス８４が通信周波数帯の電波を受信しても、その影響が無線通信制御部１に及ぶことを防止するにとどまらず、支持基板３に実装された電子素子７が果たすべき機能に影響を及ぼすことを防止することができる。

図３〜図２８は、本発明の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図３は、無線モジュールＡ１の変形例を示している。本変形例においては、無線通信制御部基板２と支持基板３とが、コネクタ部２５を介して接続されている。コネクタ部２５は、無線通信制御部基板２側に固定された部分と、支持基板３側に固定された部分とを有している。それぞれの部分は、たとえば樹脂製のケースと、このケースに収容された端子とを有している。

また、本変形例においては、無線通信制御部基板２を安定して支持基板３に固定するために複数のポスト２６が設けられている。複数のポスト２６は、たとえば無線通信制御部基板２の端部付近に配置されている。ポスト２６の具体的構成としては、円柱状の樹脂部分と、この樹脂部分と無線通信制御部基板２および支持基板３とを固定するねじ部分とを有する構成が挙げられる。

このような変形例によっても、無線モジュールＡ１によってより安定した無線通信を行うことができる。また、無線通信制御部基板２および支持基板３の接続態様としては、図２に示した例および図３に示した例をはじめ、様々な態様を採用可能である。この点は、以降に説明する実施形態においても同様である。

図４は、本発明の第二実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ２においては、コネクタ部５の複数の外部接続端子５２の一部のものと無線通信制御部１とが、対応する個数のインダクタ６を介して接続されている。すなわち、いくつかの外部接続端子５２は、インダクタ６を介することなく無線通信制御部１に接続されている。

上述した効果を奏するためには、インダクタ６は、複数の外部接続端子５２のうち意図しない通信周波数帯の電流が流れることが想定される外部接続端子５２について実装されることが好ましい。このような通信周波数帯の電流が流れる外部接続端子５２としては、電源供給用途の外部接続端子５２やグランド接続用の外部接続端子５２が挙げられる。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ２によってより安定した無線通信を行うことができる。また、外部ハーネス８４が通信周波数帯の電波を受信した場合、このような受信は、電源供給用途の導通経路やグランド接続用の導通経路によって生じるおそれが大きい。本実施形態によれば、このような導通経路に接続された外部接続端子５２が、インダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。したがって、無線通信制御部１における無線通信を適切に行うことができる。

図５は、本発明の第三実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ３は、複数のインダクタ６が搭載された位置が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、複数のインダクタ６は、無線通信制御部基板２に隣接して配置されている。また、各インダクタ６と無線通信制御部基板２の各実装端子２１とは、電子素子を介することなく接続されている。さらに、本実施形態においては、すべての外部接続端子５２とすべての実装端子２１との間に、インダクタ６が介在している。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ３によってより安定した無線通信を行うことができる。

図６は、本発明の第四実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ４は、無線通信制御部基板２の複数の実装端子２１の一部のものと複数の５２とが、対応する個数のインダクタ６を介して接続されている。すなわち、いくつかの外部接続端子５２は、インダクタ６を介することなく無線通信制御部１に接続されている。

上述した効果を奏するためには、インダクタ６は、複数の実装端子２１のうち意図しない通信周波数帯の電流が流れることが想定される実装端子２１について実装されることが好ましい。このような通信周波数帯の電流が流れる実装端子２１としては、電源供給用途の実装端子２１やグランド接続用の実装端子２１が挙げられる。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ４によってより安定した無線通信を行うことができる。

図７は、本発明の第五実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ５は、支持基板３を備えない点が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においても、無線通信制御部１は、無線通信制御部基板２に搭載されている。また、無線通信制御部基板２には、アンテナ部４の導体パターン４１が形成されている。

無線通信制御部基板２には、複数の外部接続端子５２が設けられている。本実施形態における複数の外部接続端子５２は、たとえば、上述した実施形態における複数の実装端子２１と同様の構成であってもよい。また、複数の外部接続端子５２のすべては、複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。

本実施形態においては、複数のインダクタ６は、無線通信制御部基板２に実装されている。より具体的には、複数のインダクタ６は、無線制御部基板２の三辺に沿って配置されている。これらの三辺から、複数の外部接続端子５２が突出している。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ５によってより安定した無線通信を行うことができる。また、支持基板３を備えない構成とすることにより、無線モジュールＡ５の小型化を図ることができる。

図８は、本発明の第六実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ６は、支持基板３を備えない点が、上述した無線モジュールＡ５と共通している。また、本実施形態においても、複数の６が無線制御部基板２に搭載されている。しかし、本実施形態の無線モジュールＡ６においては、複数の外部接続端子５２の一部のものと無線通信制御部１とが、対応する個数のインダクタ６を介して接続されている。すなわち、いくつかの外部接続端子５２は、インダクタ６を介することなく無線通信制御部１に接続されている。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ６によってより安定した無線通信を行うことができる。

図９および図１０は、本発明の第七実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ７は、外部アンテナ接続部８１を備えている点を除き、上述した無線モジュールＡ１と同様の構成とされている。すなわち、複数の外部接続端子５２のすべてが、複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。なお、複数のインダクタ６の構成については、上述した無線モジュールＡ２と同様に、複数の外部接続端子５２の一部のみを、複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続する構成をとりうる。

外部アンテナ接続部８１は、図１０に示す外部アンテナ外部アンテナ８２を接続するためのものである。外部アンテナ接続部８１は、給電点１５付近に配置されている。図９に示す状態においては、外部アンテナ接続部８１には、外部アンテナ８２が接続されていない。一方、図１０に示す状態においては、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されている。

外部アンテナ接続部８１の機能について、図１１および図１２を参照しつつ説明する。外部アンテナ接続部８１は、給電点１５に導通している。図１１に示すように、外部アンテナ８２が接続されていない状態においては、外部アンテナ接続部８１は、給電点１５を介して無線通信制御部１とアンテナ部４の導体パターン４１とを接続する。このため、アンテナ部４の導体パターン４１が無線通信制御部１の無線通信における電波の送受信を担当する。

一方、図１２に示すように、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されると、外部アンテナ接続部８１は、無線通信制御部１とアンテナ部４の導体パターン４１との接続を断ち、両者を絶縁する。そして、無線通信制御部１と外部アンテナ８２とを接続する。この状態においては、外部アンテナ８２が無線通信制御部１の無線通信における電波の送受信を担当する。このように、外部アンテナ接続部８１は、外部アンテナ８２が接続されるか否かによって、導通経路を変更するスイッチの機能を果たす。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ７によってより安定した無線通信を行うことができる。また、外部アンテナ８２を接続可能な構成とすることにより、無線モジュールＡ７が搭載される電子機器に適した外部アンテナ８２を随時選択することができる。電子機器に応じて外部アンテナ８２を選択することにより、この電子機器において効果的に電波の送受信を行い得る位置および形状に、外部アンテナ８２を設定することができる。

図１３および図１４は、本発明の第八実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ８は、上述した外部アンテナ接続部８１を備える点を除き、上述した無線モジュールＡ５と同様の構成とされている。すなわち、複数の外部接続端子５２のすべてが、複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続されている。なお、複数のインダクタ６の構成については、上述した無線モジュールＡ６と同様に、複数の外部接続端子５２の一部のみを、複数のインダクタ６を介して無線通信制御部１に接続する構成をとりうる。

図１３に示した状態においては、アンテナ部４の導体パターン４１が、無線通信制御部１の無線通信における電波の送受信を担当する。一方、図１４に示した状態においては、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されている。このため、外部アンテナ８２が無線通信制御部１の無線通信における電波の送受信を担当する。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ８によってより安定した無線通信を行うことができる。

図１５および図１６は、本発明の第九実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ９は、無線制御部基板２にアンテナ部４の導体パターン４１が形成されていない点を除き、上述した無線モジュールＡ７と同様の構成とされている。すなわち、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されていない図１５に示す状態においては、無線通信を制御する無線通信制御部１を備えるものの、無線通信のための電波を送受信するための構成を欠いている。このような構成は、このままの状態で検針装置などの電子機器に搭載されて用いられることは意図されていない。たとえば、検針装置などの電子機器に搭載される場に搬送されるまでの、中間段階における状態と想定される。

図１６に示す状態においては、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されている。これにより、外部アンテナ８２によって電波の送受信を行うことにより、無線通信制御部１による無線通信が可能となる。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ９によってより安定した無線通信を行うことができる。また、アンテナ部４の導体パターン４１を備えないことにより、無線制御部基板２の小型化、ひいては無線モジュールＡ９の小型化を図ることができる。

図１７および図１８は、本発明の第十実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ１０は、無線制御部基板２にアンテナ部４の導体パターン４１が形成されていない点を除き、上述した無線モジュールＡ８と同様の構成とされている。すなわち、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されていない図１７に示す状態においては、無線通信を制御する無線通信制御部１を備えるものの、無線通信のための電波を送受信するための構成を欠いている。このような構成は、このままの状態で検針装置などの電子機器に搭載されて用いられることは意図されていない。たとえば、検針装置などの電子機器に搭載される場に搬送されるまでの、中間段階における状態と想定される。

図１８に示す状態においては、外部アンテナ接続部８１に外部アンテナ８２が接続されている。これにより、外部アンテナ８２によって電波の送受信を行うことにより、無線通信制御部１による無線通信が可能となる。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ１０によってより安定した無線通信を行うことができる。

図１９〜図２１は、本発明の第十一実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ１１は、アンテナ部４の構成が上述した実施形態と異なっている。一方、複数のインダクタ６の構成については、図１９に示すように、無線モジュールＡ１と同様の構成としてもよいし、これとは異なり、無線モジュールＡ２と同様の構成としてもよい。なお、図１９は、無線モジュールＡ１１を示す平面図であり、図２０は、無線モジュールＡ１１を示す底面図である。また、図２１は、図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う要部拡大断面図である。

本実施形態の無線モジュールＡ１１においては、アンテナ部４が導体パターン４１、導体パターン４２およびスルーホール導体部４８を具備して構成されている。

導体パターン４１は、上述した無線モジュールＡ１と同様の構成であり、無線通信制御部１による無線通信における電波の送受信を行う部位である。なお、導体パターン４１に加えて、あるいは導体パターン４１に代えて、上述した外部アンテナ接続部８１を備える構成であってもよい。導体パターン４２は、支持基板３の裏面３２に形成されており、上述した配線パターンと同様に、たとえばＣｕなどの良導電性の金属からなる。本実施形態においては、図２０に示すように、支持基板３の裏面３２には、導体パターン４２のみが形成されている。また、導体パターン４２は、平面視において支持基板３と相似形とされており、裏面３２の大部分を占めている。言い換えると、裏面３２には、導体パターン４２を除くと、導体パターン４２を囲む狭幅の矩形環状部分が残されるのみである。

スルーホール導体部４８は、図２１に示すように、支持基板３を厚さ方向に貫通しており、表面３１および裏面３２に到達している。スルーホール導体部４８は、表面３１に形成されたグランドパターン１６と裏面３２に形成された導体パターン４２とを導通させている。

図１９に示すように、スルーホール導体部４８は、グランドパターン１６に隣接して配置されている。また、スルーホール導体部４８は、無線制御部基板２の隅部付近に形成されている。

図２０に示すように、導体パターン４２は、スルーホール導体部４８に繋がっていることを除き、他の部位には接続されていない。すなわち、導体パターン４２は、スルーホール導体部４８の一箇所のみを介して、グランドパターン１６に導通している。スルーホール導体部４８は、導体パターン４２の隅部に接続されている。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ１１によってより安定した無線通信を行うことができる。また、支持基板３の表面３１のほとんどの領域を占めるグランド接続された導体パターン４２を設けることにより、アンテナ部４の感度を高めることができる。

図２２は、本発明の第十二実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ１２は、導体パターン４２の構成が、上述した無線モジュールＡ１１と異なっている。本実施形態においては、導体パターン４２は、帯状とされている。また、導体パターン４２は、複数の屈曲部４３を有している。そして、導体パターン４２は、全体として、支持基板３の隅部に形成されたスルーホール導体部４８から内方に向かって延びる渦巻状とされている。本実施においても、導体パターン４２は、スルーホール導体部４８のみを介して、グランドパターン１６に導通している。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ１２によってより安定した無線通信を行うことができる。

図２３は、本発明の第十三実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ１３は、導体パターン４２の構成が、上述した無線モジュールＡ１１，Ａ１２と異なっている。本実施形態においては、導体パターン４２は、環状とされている。導体パターン４２は、複数の屈曲部４３を有している。これにより、導体パターン４２は、支持基板３の外形に沿った矩形環状とされている。本実施においても、導体パターン４２は、スルーホール導体部４８のみを介して、グランドパターン１６に導通している。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ１３によってより安定した無線通信を行うことができる。

図２４は、本発明の第十四実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線モジュールＡ１４は、アンテナ部４の構成を除き、上述した無線モジュールＡ１と同様の構成とされている。なお、複数のインダクタ６の構成については、無線モジュールＡ２と同様の構成としてもよい。

本実施形態においては、アンテナ部４は、インダクタ４４を具備して構成されている。インダクタ４４は、その一端がグランドパターン１６に接続されており、グランドパターン１６に導通している。一方、インダクタ４４の他端は、いずれの箇所にも接続されていない。インダクタ４４は、その内部に所定長さのコイルを有している。これにより、無線モジュールＡ１４においては、一方のグランドパターン１６に所定長さのコイル（導体）が接続された構成となっている。そして、本実施形態においては、インダクタ４４は、無線モジュールＡ１１〜Ａ１３における導体パターン４２と同様の機能を果たす。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ１４によってより安定した無線通信を行うことができる。

図２５および図２６は、本発明の第十五実施形態に基づく無線通信モジュールを示している。本実施形態の無線通信モジュールＡ１５は、主に、複数のインダクタ６の配置およびアンテナ部４の構成が、上述した実施形態と異なっている。

無線通信制御部１の複数の実装端子１２は、送信端子２１１および受信端子２１２を含んでいる。送信端子２１１と受信端子２１２とは、図２５における無線通信制御部１の図中左側部分に並んで配置されている。

図２７は、コネクタ部２５を示す要部平面図である。コネクタ部２５は、複数の外部接続端子５２に各別に導通する複数の内部接続端子５０を有している。複数の内部接続端子５０は、電源用内部接続端子５０１、グランド用内部接続端子５０２、送信用内部接続端子５０３および受信用内部接続端子５０４を含んでいる。電源用内部接続端子５０１は、外部からの電源供給ラインに接続されている。グランド用内部接続端子５０２は、グランドラインに接続されている。送信用内部接続端子５０３は、無線通信制御部１の送信端子２１１に導通している。受信用内部接続端子５０４は、無線通信制御部１の受信端子２１２に導通している。

送信用内部接続端子５０３および受信用内部接続端子５０４は、電源用内部接続端子５０１とグランド用内部接続端子５０２との間に配置されている。送信用内部接続端子５０３は、グランド用内部接続端子５０２寄りに配置されており、受信用内部接続端子５０４は、電源用内部接続端子５０１寄りに配置されている。

また、複数の内部接続端子５０は、２つのダミー内部接続端子５０９を含んでいる。ダミー内部接続端子５０９は、無線通信制御部１に接続されていない。２つのダミー内部接続端子５０９は、グランド用内部接続端子５０２と送信用内部接続端子５０３との間に配置されている。なお、ダミー内部接続端子５０９の個数は、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

支持基板３は、無線通信制御部１やコネクタ部２５などの実装部品を適宜導通させるための配線部３３を有している。複数の内部接続端子５０は、配線部３３のパッド部等に、はんだ３４によって接合されている。複数の内部接続端子５０のうち電源用内部接続端子５０１、グランド用内部接続端子５０２、送信用内部接続端子５０３および受信用内部接続端子５０４からは、配線部３３の一部ずつがそれぞれ延びている。

電源用内部接続端子５０１、グランド用内部接続端子５０２、送信用内部接続端子５０３および受信用内部接続端子５０４から延びるこれらの配線部３３の部分には、通信周波数除去手段としてのインダクタ６が取り付けられている。これらのインダクタ６は、コネクタ部２５の複数の内部接続端子５０に隣接して配置されているといえる。また、これらのインダクタ６は、電源用内部接続端子５０１、グランド用内部接続端子５０２、送信用内部接続端子５０３および受信用内部接続端子５０４のすべてに隣接して配置されているといえる。一方、２つのダミー内部接続端子５０９に隣接する位置には、インダクタ６は配置されていない。

図２５および図２６に示すように、本実施形態においては、アンテナ部４には、外部アンテナ接続部８１とスルーホール部４８を介して無線通信制御部１と導通する導体パターン４２とを有する。

図２８は、アンテナ部４を示す要部平面図である。図２５および図２８に示すように、本実施形態においては、アンテナ部４の導体パターン４１に複数の破断部４１１が形成されている。破断部４１１は、帯状の導体パターン４１が部分的に除去されることにより、その前後における部分同士の導通（長手方向における導通）を遮断する部位である。本実施形態においては、複数の破断部４１１が導体パターン４１の長手方向に配置されている。

図２８に示すように、複数の破断部４１１には、抵抗器４５が実装されることが意図されている。抵抗器４５は、破断部４１１を跨いで実装されることにより、導体パターン４１の導通長さを延長する。いずれの破断部４１１に抵抗器４５を実装するかは、無線通信制御部１の無線通信に用いられる無線通信周波数等に応じて適宜設定される。また、このような目的に用いられる抵抗器４５は、その抵抗値が導体パターン４１の抵抗値に対してほとんど無視できる程度の極低抵抗であるものが用いられることが好ましい。

このような実施形態によっても、無線モジュールＡ１４によってより安定した無線通信を行うことができる。また、図２７に示すように、電源用内部接続端子５０１とグランド用内部接続端子５０２とによって送信用内部接続端子５０３と受信用内部接続端子５０４とを挟む配置とすることにより、送信用内部接続端子５０３および受信用内部接続端子５０４からのノイズ漏洩を抑制することができる。また、グランド用内部接続端子５０２と送信用内部接続端子５０３との間にダミー内部接続端子５０９を配置することは、ノイズ漏洩を抑制する効果をさらに高めるのに好ましい。

図２８に示すように、抵抗器４５の実装態様によって、アンテナ部４の導体パターン４１の導通長さを任意に設定することができる。このような構成により、導体パターン４１の導通長さを、無線通信制御部１による無線通信の周波数に適した長さに容易に設定することができる。また、通信周波数が異なる複数の無線通信制御部１を製造する場合において、導体パターン４１を共通化させることが可能であり、コスト低減に有利である。

本発明に係る無線通信モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る無線通信モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１〜Ａ１４無線モジュール
１無線通信制御部
１５給電点
１６グランドパターン
２無線通信制御部基板
２１実装端子
２１１送信端子
２１２受信端子
２５コネクタ部
２６ポスト
３支持基板
３１表面
３２裏面
３３配線部
３４はんだ
４アンテナ部
４１導体パターン
４１１破断部
４２導体パターン
４３屈曲部
４４インダクタ
４５抵抗器
４８スルーホール導体部
５コネクタ部
５０内部接続端子
５０１電源端子
５０２グランド端子
５０３送信端子
５０４受信端子
５０９ダミー端子
５１ケース
５２外部接続端子
６インダクタ
７電子素子
８１外部アンテナ接続部
８２外部アンテナ
８３外部コネクタ
８４外部ハーネス

Claims

無線通信制御部と、
複数の外部接続端子と、を備える無線通信モジュールであって、
前記無線通信制御部に接続されたアンテナ部と、
前記無線通信制御部が搭載された無線通信制御部基板と、
表面および裏面を有した支持基板と、をさらに備えており、
前記支持基板の前記表面に前記無線通信制御部基板が搭載されており、
前記複数の外部接続端子の少なくともいずれかと前記無線通信制御部とは、通信周波数成分除去手段を介して接続されていることを特徴とする、無線通信モジュール。
前記複数の外部接続端子のすべてと前記無線通信制御部とは、各々が上記通信周波数成分除去手段を介して接続されている、請求項１に記載の無線通信モジュール。
前記通信周波数成分除去手段は、インダクタである、請求項１または２に記載の無線通信モジュール。
前記外部接続端子と前記通信周波数成分除去手段とは、電子素子を介することなく接続されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信モジュール。
前記複数の外部接続端子およびこれらの外部接続端子を収容するケースを有するコネクタ部を備えている、請求項４に記載の無線通信モジュール。
前記通信周波数成分除去手段は、前記コネクタ部に隣接して配置されている、請求項５に記載の無線通信モジュール。
外部アンテナを接続するための外部アンテナ接続端部を備える、請求項６に記載の無線通信モジュール。
前記アンテナ部と外部アンテナを接続するための外部アンテナ接続部とを備えており、
前記外部アンテナ接続部に前記外部アンテナが接続されると、前記アンテナ部と前記無線通信制御部とが絶縁される、請求項６に記載の無線通信モジュール。
前記無線通信制御部基板の最大長さは、前記無線通信制御部の通信波長の１／４倍よりも小である、請求項５ないし８のいずれかに記載の無線通信モジュール。
前記支持基板の最大長さは、前記無線通信制御部の通信波長の１／４倍よりも小である、請求項５ないし９のいずれかに記載の無線通信モジュール。
前記アンテナ部は、前記支持基板の前記裏面に形成された導体パターンを含む、請求項５ないし１０のいずれかに記載の無線通信モジュール。
前記導体パターンは、グランド接続されている、請求項１１に記載の無線通信モジュール。
前記アンテナ部は、前記支持基板を厚さ方向に貫通し、前記導体パターンに導通するスルーホール導体部を含む、請求項１２に記載の無線通信モジュール。
前記導体パターンは、前記スルーホール導体部の一箇所のみが導通している、請求項１３に記載の無線通信モジュール。
前記支持基板の前記裏面には、前記導体パターンのみが形成されている、請求項１２ないし１４のいずれかに記載の無線通信モジュール。
前記導体パターンは、平面視において前記支持基板と相似形状である、請求項１５に記載の無線通信モジュール。
前記導体パターンは、帯状である、請求項１２ないし１５のいずれかに記載の無線通信モジュール。
前記導体パターンは、屈曲部を有する、請求項１７に記載の無線通信モジュール。
前記アンテナ部は、前記導体パターンに一端が接続されたインダクタを具備する、請求項１２に記載の無線通信モジュール。
前記コネクタ部は、前記複数の外部接続端子に各別に導通する複数の内部接続端子を有しており、
前記通信周波数成分除去手段は、前記複数の内部接続端子に隣接して配置されている、請求項１２に記載の無線通信モジュール。
前記無線通信制御部は、無線通信における送信を行う送信端子と、無線通信における受信を行う受信端子とを有しており、
前記複数の内部接続端子は、前記送信端子に導通する送信用内部接続端子、前記受信端子に導通する受信用内部接続端子、外部からの電源供給ラインに接続される電源用内部接続端子、グランドラインに接続されるグランド用内部接続端子を含む、請求項２０に記載の無線通信モジュール。
前記通信周波数成分除去手段は、前記送信用内部接続端子、前記受信用内部接続端子、前記電源用内部接続端子および前記グランド用内部接続端子のすべてに隣接して設けられている、請求項２１に記載の無線通信モジュール。
前記送信用内部接続端子および前記受信用内部接続端子は、前記電源用内部接続端子と前記グランド用内部接続端子との間に配置されている、請求項２２に記載の無線通信モジュール。
前記送信用内部接続端子は、前記グランド用内部接続端子寄りに配置されており、
前記受信用内部接続端子は、前記電源用内部接続端子寄りに配置されている、請求項２３に記載の無線通信モジュール。
前記複数の内部接続端子は、前記無線通信制御部に接続されていない１以上のダミー内部接続端子を含む、請求項２４に記載の無線通信モジュール。
前記１以上のダミー内部接続端子は、前記グランド用内部接続端子と前記送信用内部接続端子との間に配置されている、請求項２５に記載の無線通信モジュール。
前記複数の内部接続端子は、複数の前記ダミー内部接続端子を含む、請求項２６に記載の無線通信モジュール。
前記アンテナ部は、帯状の導体パターンを有する、請求項１または８に記載の無線通信モジュール。
前記導体パターンは、長手方向における導通を遮断する１以上の破断部を有する、請求項２７に記載の無線通信モジュール。
前記破断部を跨いで実装されることにより、前記導体パターンの導通長さを延長する抵抗器を備える、請求項２９に記載の無線通信モジュール。
無線通信制御部と、
複数の外部接続端子と、を備える無線通信モジュールであって、
前記複数の外部接続端子の少なくともいずれかと前記無線通信制御部とは、通信周波数成分除去手段を介して接続されており、
前記外部接続端子と前記通信周波数成分除去手段とは、電子素子を介することなく接続されており、
前記複数の外部接続端子およびこれらの外部接続端子を収容するケースを有するコネクタ部を備えており、
前記コネクタ部は、前記複数の外部接続端子に各別に導通する複数の内部接続端子を有しており、
前記通信周波数成分除去手段は、前記複数の内部接続端子に隣接して配置されており、
前記無線通信制御部は、無線通信における送信を行う送信端子と、無線通信における受信を行う受信端子とを有しており、
前記複数の内部接続端子は、前記送信端子に導通する送信用内部接続端子、前記受信端子に導通する受信用内部接続端子、外部からの電源供給ラインに接続される電源用内部接続端子、グランドラインに接続されるグランド用内部接続端子を含むことを特徴とする、無線通信モジュール。