JP7064861B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication device.
従来、無線通信を行うための無線通信装置が知られていた。このような無線通信装置には、一般的に、アンテナが設けられているが、このアンテナを設けるための技術として、同軸ケーブルを介してアンテナを接続する技術が知られていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a wireless communication device for performing wireless communication has been known. An antenna is generally provided in such a wireless communication device, and as a technique for providing the antenna, a technique of connecting the antenna via a coaxial cable has been known (for example, Patent Document). 1).
しかしながら、特許文献1の技術のように、無線通信装置に対して同軸ケーブルを介してアンテナを接続した場合、当該同軸ケーブル長にて信号の損失が発生してしまい、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が短くなり、無線通信装置による無線通信の性能が低下してしまう可能性があった。
However, when an antenna is connected to a wireless communication device via a coaxial cable as in the technique of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信の性能を向上させることが可能な無線通信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, and an object of the present invention is to provide a wireless communication device capable of improving the performance of wireless communication.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の無線通信装置は、通信手段が実装されている回路基板と、前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナであり、前記アンテナは、J型のアンテナであり、前記通信手段は、前記回路基板の正面側に実装されており、前記アンテナは、折り返されている折返部分と、前記折返部分から連続している2本の直線部分とを備えており、前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、前記アンテナの前記折返部分は、前記回路基板における前記通信手段が実装されていない背面側において、前記回路基板と対向している。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the wireless communication device according to
請求項2に記載の無線通信装置は、請求項1に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、直流的に短絡されている。
The wireless communication device according to
請求項3に記載の無線通信装置は、通信手段が実装されている回路基板と、前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナであり、前記アンテナは、J型のアンテナであり、前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、前記アンテナは、前記貫通穴に対応する位置で、前記回路基板のグランドパターンに接続され、且つ、アース線を介して直流的に大地に接続されて短絡されている。
The wireless communication device according to
請求項4に記載の無線通信装置は、請求項1から3の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第1信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う。
In the wireless communication device according to
請求項5に記載の無線通信装置は、請求項4に記載の無線通信装置において、前記接続手段は、複数設けられており、複数の前記接続手段と前記通信手段との間で、複数の前記接続手段のうちの前記通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替える切替手段、を備える。
The wireless communication device according to
請求項6に記載の無線通信装置は、請求項1から3の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第1信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行い、前記他の通信装置側と前記回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、前記他の通信装置側と前記通信手段側との間で前記第1信号又は前記第2信号を伝送する遮断伝送手段、を備える。
The wireless communication device according to claim 6 is the wireless communication device according to any one of
請求項7に記載の無線通信装置は、請求項1から6の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記無線通信装置の構成要素を収容する収容手段、を備える。
請求項8に記載の無線通信装置は、請求項1から7の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記通信手段は、少なくとも所定距離内の長距離無線通信を行う。
請求項9に記載の無線通信装置は、請求項1から8の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、地上に対して所定の高さの位置である比較的高い位置に設置されている。
請求項10に記載の無線通信装置は、請求項1から9の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、誘導雷に起因して当該アンテナに発生する電圧に基づく電流が前記通信手段側に供給されることを防止可能に構成されている。
請求項11に記載のアンテナは、回路基板に実装されている通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナであって、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである、前記アンテナは、J型のアンテナであり、前記通信手段は、前記回路基板の正面側に実装されており、前記アンテナは、折り返されている折返部分と、前記折返部分から連続している2本の直線部分とを備えており、前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、前記アンテナの前記折返部分は、前記回路基板における前記通信手段が実装されていない背面側において、前記回路基板と対向している。
請求項12に記載のアンテナは、回路基板に実装されている通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナであって、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである、前記アンテナは、J型のアンテナであり、前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、前記アンテナは、前記貫通穴に対応する位置で、前記回路基板のグランドパターンに接続され、且つ、アース線を介して直流的に大地に接続されて短絡されている。
請求項13に記載のアンテナは、請求項11又は12に記載のアンテナにおいて、前記アンテナは、前記通信手段を介して行われる所定距離内の長距離無線通信のための電波を送受信するアンテナである。
請求項14に記載のアンテナは、請求項11から13の何れか一項に記載のアンテナにおいて、前記アンテナは、地上に対して所定の高さの位置である比較的高い位置に設置されている。
請求項15に記載のアンテナは、請求項11から14の何れか一項に記載のアンテナにおいて、前記アンテナは、誘導雷に起因して当該アンテナに発生する電圧に基づく電流が前記通信手段側に供給されることを防止可能に構成されている。
The wireless communication device according to claim 7 includes the accommodation means for accommodating the components of the wireless communication device in the wireless communication device according to any one of
The wireless communication device according to claim 8 is the wireless communication device according to any one of
The wireless communication device according to claim 9 is the wireless communication device according to any one of
The wireless communication device according to claim 10 is the wireless communication device according to any one of
The antenna according to
The antenna according to
The antenna according to
The antenna according to
The antenna according to
請求項1に記載の無線通信装置によれば、アンテナが、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
また、アンテナがJ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
According to the wireless communication device according to
Further, since the antenna is a J-shaped antenna, it can be configured as a so-called non-grounded antenna, for example, so that the antenna itself can be erected on the ground like a so-called grounded antenna, or horizontally or horizontally. It is no longer necessary to provide a radial formed by projecting multiple metal rods downward, and it is possible to secure a Fresnel zone by installing it at a high place that is relatively high with respect to the ground. In addition, it is possible to reduce the size.
請求項2に記載の無線通信装置によれば、アンテナが直流的に短絡されていることにより、例えば、誘導雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に直接流すことができるので、当該電流が通信手段側に供給されることを防止することができ、無線通信装置の故障を防止することが可能となる。
According to the wireless communication device according to
請求項3に記載の無線通信装置によれば、アンテナが、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
また、アンテナがJ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
According to the wireless communication device according to
Further, since the antenna is a J-shaped antenna, it can be configured as a so-called non-grounded antenna, for example, so that the antenna itself can be erected on the ground like a so-called grounded antenna, or horizontally or horizontally. It is no longer necessary to provide a radial formed by projecting multiple metal rods downward, and it is possible to secure a Fresnel zone by installing it at a high place that is relatively high with respect to the ground. In addition, it is possible to reduce the size.
請求項4に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置からの第1信号を受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波をアンテナから送信する処理、又は、アンテナにて受信した電波に基づいて他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うことにより、例えば、他の通信装置に対する無線通信モデムとして機能させることができるので、無線通信装置の利便性を向上させることが可能となる。
According to the wireless communication device according to
請求項5に記載の無線通信装置によれば、複数の接続手段と通信手段との間で、複数の接続手段のうちの通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替えることより、例えば、様々な規格のコネクタにて複数の接続手段に接続される他の通信装置と通信手段とを確実に接続することができるので、無線通信を確実に行うことができ、無線通信装置の利便性を一層向上させることが可能となる。
According to the wireless communication device according to
請求項6に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置側と回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、他の通信装置側と通信手段側との間で第1信号又は第2信号を伝送することにより、例えば、他の通信装置側と通信手段側とを相互に電気的に分離することができるので、誘導雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に流す確実な電路を確保することができる。よって、当該電流が通信手段側に供給されることを確実に防止することができ、無線通信装置の故障を確実に防止することが可能となる。 According to the wireless communication device according to claim 6, the first signal is provided between the other communication device side and the communication means side in a state where the other communication device side and the circuit board side are electrically cut off. Alternatively, by transmitting the second signal, for example, the other communication device side and the communication means side can be electrically separated from each other, so that when a high voltage is generated in the antenna due to the induced lightning, the said It is possible to secure a reliable electric circuit that allows the current caused by the high voltage to flow from the antenna to the ground. Therefore, it is possible to reliably prevent the current from being supplied to the communication means side, and it is possible to reliably prevent the failure of the wireless communication device.
請求項7に記載の無線通信装置によれば、無線通信装置の構成要素を収容することにより、例えば、構成要素が無線通信装置の外部環境(例えば、風雨等)に直接曝されることを防止することができるので、無線通信装置の耐久性を向上させることが可能となる。 According to claim 7, by accommodating the components of the wireless communication device, for example, the components are prevented from being directly exposed to the external environment (for example, wind and rain) of the wireless communication device. Therefore, it is possible to improve the durability of the wireless communication device.
以下、本発明に係る無線通信装置の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the wireless communication device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.
本発明に係る無線通信装置は、無線通信を行う装置であり、例えば、無線通信を行う専用装置、あるいは、汎用的に用いられる装置に対して無線通信を行う機能を実装することにより実現される装置等を含む概念であり、一例としては、無線通信用のモデム、あるいは、当該モデム以外の任意の無線通信用の機器等を含む概念である。また、無線通信装置は、例えば、回路基板、及びアンテナを備えており、任意選択で、接続手段、切替手段、遮断伝送手段、及び収容手段を備えている。 The wireless communication device according to the present invention is a device that performs wireless communication, and is realized by, for example, implementing a function of performing wireless communication with a dedicated device that performs wireless communication or a device that is used for general purposes. It is a concept including a device and the like, and as an example, it is a concept including a modem for wireless communication or any device for wireless communication other than the modem. Further, the wireless communication device includes, for example, a circuit board and an antenna, and optionally includes connecting means, switching means, cutoff transmission means, and accommodating means.
「回路基板」とは、電気回路が実装される基板であり、具体的には、通信手段が実装されるものであり、例えば、リジッド基板、又はフレキシブル基板等であり、一例としては、接地として機能するパターンであるグランドパターンを備えるものである。 The "circuit board" is a board on which an electric circuit is mounted, specifically, a communication means is mounted on the circuit board, for example, a rigid board, a flexible board, or the like, and as an example, as grounding. It is provided with a ground pattern, which is a functioning pattern.
また、「通信手段」とは、無線通信を行う手段であり、例えば、他の通信装置からの第1信号を接続手段に接続されている通信線を介して受信し、受信した第1信号に基づいて電波をアンテナから送信する処理、又は、アンテナにて受信した電波に基づいて接続手段に接続されている通信線を介して他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うものであり、例えば、LoRa(Long Range)(長距離)小型モジュール(基板と集積回路等)等を含む概念であり、一例としては、所定距離(1km程度~10km程度)内の長距離無線通信を行うものである。この通信手段にて行われる無線通信の周波数帯は任意であり、例えば、400MHz帯、920MHz帯、及び1200MHz帯等に対応するものである。 Further, the "communication means" is a means for performing wireless communication, for example, a first signal from another communication device is received via a communication line connected to the connection means, and the received first signal is used. At least one of the processes of transmitting radio waves from the antenna based on the above, or the process of transmitting the second signal to the other communication device side via the communication line connected to the connecting means based on the radio waves received by the antenna. One of the processes is performed, and the concept includes, for example, a LoRa (Long Range) (long-distance) small module (board and integrated circuit, etc.). As an example, a predetermined distance (about 1 km to about 10 km) is performed. ) Is used for long-distance wireless communication. The frequency band of wireless communication performed by this communication means is arbitrary, and corresponds to, for example, a 400 MHz band, a 920 MHz band, a 1200 MHz band, or the like.
また、「他の通信装置」とは、無線通信装置との間で通信を行う装置であり、具体的には、無線通信装置を介して無線通信を行うものであり、例えば、無線通信装置に第1信号を送信したり、あるいは、当該無線通信装置から第2信号を受信したりする装置であって、一例としては、無線通信装置の接続手段に対して有線接続して用いられる装置である。「第1信号」とは、他の通信装置側から通信手段側に送信される信号であり、具体的には、無線通信の送信電波(無線通信装置が送信する電波)の基となる信号であり、例えば、後述の遮断伝送手段を介して又は介さずに伝送される交流信号である。「第2信号」とは、他の通信装置側に通信手段側から送信される信号であり、具体的には、無線通信の受信電波(無線通信装置が受信する電波)に基づく信号であり、例えば、後述の遮断伝送手段を介して又は介さずに伝送される交流信号である。 Further, the "other communication device" is a device that communicates with a wireless communication device, specifically, a device that performs wireless communication via the wireless communication device, for example, a wireless communication device. A device that transmits a first signal or receives a second signal from the wireless communication device, and, for example, is a device that is used by connecting to a connection means of the wireless communication device by wire. .. The "first signal" is a signal transmitted from the other communication device side to the communication means side, and specifically, is a signal that is the basis of a radio wave transmitted by a wireless communication device (a radio wave transmitted by the wireless communication device). Yes, for example, an AC signal transmitted via or without a cutoff transmission means described below. The "second signal" is a signal transmitted from the communication means side to another communication device side, and specifically, is a signal based on a received radio wave (radio wave received by the wireless communication device) of wireless communication. For example, it is an AC signal transmitted through or without a cutoff transmission means described later.
また、「アンテナ」とは、通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信する送受信手段であり、具体的には、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであり、例えば、当該アンテナの2つの給電点(交流信号の送受信を行う点)が相互に当該アンテナにて直流的に短絡されるもの、あるいは、給電点が直流的に短絡されていないもの等の任意のものを含む概念であり、一例としては、J型のアンテナ、あるいは、J型以外の任意のアンテナ(一例としては、ダイポールアンテナ等)を含む概念である。「J型のアンテナ」とは、外観形状がJ形状となっているアンテナ、あるいは、J形状から派生した形状となっているアンテナであり、例えば、J形状である公知のJポールアンテナ、J形状から派生した形状となっている公知のSlimJIMアンテナ、公知のSuper-Jアンテナ、及び公知のCollinearJポールアンテナ等を含む概念である。なお、以下では、Jポールアンテナを図示して説明するが、「J形状から派生した形状」については、アンテナの2つの給電点が相互に当該アンテナにて直流的に短絡される形状となる限りにおいて任意に派生した形状を含むものと解してもよいし、あるいは、当該形状を前提としてアンテナの全体形状が長尺形状となる形状を含むものと解してもよい。 Further, the "antenna" is a transmission / reception means for transmitting or receiving radio waves for wireless communication performed via the communication means, and specifically, is provided integrally with the circuit board and is a circuit. A linear antenna protruding from the board, for example, two feeding points (points for transmitting and receiving AC signals) of the antenna are short-circuited to each other in a DC manner at the antenna, or the feeding point is It is a concept that includes any antenna such as one that is not short-circuited in terms of alternating current. be. The "J-shaped antenna" is an antenna having a J-shape in appearance, or an antenna having a shape derived from the J-shape. For example, a known J-pole antenna having a J-shape or a J-shape. It is a concept including a known SlimJIM antenna having a shape derived from, a known Super-J antenna, a known Collinear J pole antenna, and the like. In the following, the J-pole antenna will be illustrated and described, but the "shape derived from the J-shape" is as long as the two feeding points of the antenna are short-circuited to each other in a direct current manner. In the above, it may be understood that the shape includes an arbitrarily derived shape, or it may be understood that the shape includes a shape in which the entire shape of the antenna is a long shape on the premise of the shape.
なお、「回路基板に対して一体的に設けられて」とは、アンテナが回路基板に直接的に電気的に接続されていることに対応する概念であり、例えば、同軸ケーブル等を介さずにアンテナが回路基板に電気的に接続されていることに対応する概念である。 Note that "provided integrally with the circuit board" is a concept corresponding to the fact that the antenna is directly electrically connected to the circuit board, for example, without using a coaxial cable or the like. It is a concept corresponding to the fact that the antenna is electrically connected to the circuit board.
また、この「アンテナ」は、例えば、直流的に短絡されて用いられたり、あるいは、直流的に短絡せずに用いられたりするものである。「直流的に短絡される」とは、大地に対して直流として短絡されることであり、例えば、保安用アース線(大地に電気的に接続されている導電線)を介して大地に接続されていることに対応する概念である。 Further, this "antenna" is used, for example, by being short-circuited by direct current, or by being used without being short-circuited by direct current. "DC short-circuited" means short-circuited to the ground as a direct current, for example, connected to the ground via a security ground wire (a conductive wire electrically connected to the ground). It is a concept corresponding to what is being done.
また、「接続手段」とは、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される手段であり、例えば、回路基板に実装されるものであって、1つのみ、あるいは、複数設けられるものであり、一例としては、コネクタを含む概念である。 Further, the "connecting means" is a means for electrically connecting a communication line for performing wired communication with another communication device, and is mounted on a circuit board, for example. Only one or a plurality of them are provided, and one example is a concept including a connector.
また、「切替手段」とは、複数の接続手段と通信手段との間で、複数の接続手段のうちの通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替えるものであり、具体的には、マニュアルにて切り替えるもの、あるいは、自動的に切り替えるもの等を含む概念であり、例えば、マルチプレクサ等を含む概念である。 Further, the "switching means" is to switch the connecting means for electrically connecting to the communication means among the plurality of connecting means between the plurality of connecting means and the communication means, and specifically, the manual. It is a concept including a thing to be switched by, or a thing to be switched automatically, and is a concept including, for example, a multiplexer and the like.
また、「遮断伝送手段」とは、他の通信装置側と回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、他の通信装置側と通信手段側との間で第1信号又は第2信号を伝送する手段であり、例えば、他の通信装置側の接地と回路基板側の少なくとも一部の接地(グランドパータン)とを相互に電気的に分離するために用いられるものであり、一例としては、フォトカプラ等を含む概念である。 Further, the "cut-off transmission means" is a first signal or a second signal or a second signal between the other communication device side and the communication means side in a state where the other communication device side and the circuit board side are electrically cut off. It is a means for transmitting a signal, and is used, for example, to electrically separate the ground on the other communication device side and at least a part of the ground (ground pattern) on the circuit board side from each other, as an example. Is a concept including a photocoupler and the like.
また、「収容手段」とは、無線通信装置の構成要素を収容する手段である。なお、「構成要素」とは、無線通信装置を構成する要素であって、収容手段以外の要素である。 Further, the "accommodation means" is a means for accommodating the components of the wireless communication device. The "component" is an element constituting the wireless communication device and is an element other than the accommodating means.
そして、以下に示す実施の形態では、「無線通信装置」が無線通信用のモデムであり、また、「回路基板」がリジッド基板であり、また、「通信手段」の周波数帯が「400MHz帯」であり、また、「アンテナ」が「Jポールアンテナ」であって、直流的に短絡されており、また、「接続手段」が2個設けられており、また、「切替手段」が設けられており、一方、「遮断伝送手段」が設けられていない場合について説明し、変形例において、「遮断伝送手段」が設けられる場合について説明する。 In the embodiment shown below, the "wireless communication device" is a modem for wireless communication, the "circuit board" is a rigid board, and the frequency band of the "communication means" is "400 MHz band". Further, the "antenna" is a "J-pole antenna", which is short-circuited in terms of direct current, two "connection means" are provided, and a "switching means" is provided. On the other hand, a case where the "cut-off transmission means" is not provided will be described, and a case where the "cut-off transmission means" is provided will be described in the modified example.
(構成)
まず、本実施の形態に係る無線通信装置の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る無線通信装置の斜視図であり、図2は、外側ケースを取り外した状態の無線通信装置の斜視図であり、図3は、内側ケースを取り外した状態の正面側から見た無線通信装置の一部の斜視図であり、図4は、内側ケースを取り外した状態の背面側から見た無線通信装置の一部の斜視図であり、図5は、無線通信装置の一部の正面図であり、図6は、無線通信装置の一部の側面図であり、図7は、無線通信装置の一部の背面図であり、図8は、無線通信装置の回路図である。
(Constitution)
First, the configuration of the wireless communication device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view of the wireless communication device according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the wireless communication device with the outer case removed, and FIG. 3 is a state with the inner case removed. FIG. 4 is a perspective view of a part of the wireless communication device seen from the front side, FIG. 4 is a perspective view of a part of the wireless communication device seen from the rear side with the inner case removed, and FIG. 5 is a wireless view. It is a front view of a part of a communication device, FIG. 6 is a side view of a part of the wireless communication device, FIG. 7 is a rear view of a part of the wireless communication device, and FIG. 8 is a wireless communication device. It is a circuit diagram of.
なお、これらの図1~図7については、無線通信装置900の外観の概略を示しており、詳細の構成(例えば、後述するブリッジ回路3等)については、図示を省略している。また、実際には、通信モジュール1及びアンテナ93は回路基板94に対して、はんだ等を用いて接続されているが、当該はんだ等については説明の便宜上、図示が省略されている。また、この各図に示すX―Y―Z方向が互いに直交する方向であり、具体的には、Y方向が垂直方向であって、X方向及びZ方向が垂直方向に対して直交する水平方向であるものとして、例えば、Y方向を縦方向と称し、+Y方向を上側又は上方向と称し、-Y方向を下側又は下方向と称し、Z方向を厚み方向と称し、+Z方向を正面側と称し、-Z方向を背面側と称して説明する。また、図8においては、各端子について、説明の便宜上、送信端子には符号と共に「(T)」と記載されており、受信端子には符号と共に「(R)」と記載されている。
It should be noted that FIGS. 1 to 7 show an outline of the appearance of the
無線通信装置900は、無線通信用のモデムであり、具体的には、所定距離(1km程度~10km程度)内の長距離無線通信を行うものであって、400MHz帯の無線通信を行うものであり、例えば、地上側に設けられている図8の通信設備800との間で不図示の通信線にて電気的に接続された状態で、比較的高い位置(例えば、地上からの距離が10m~50m程度の高さの位置)に設置されて用いられるものである。この無線通信装置900は、図1の外側ケース91、図2の内側ケース92、図3のアンテナ93、及び回路基板94を備える。
The
(構成-外側ケース)
図1の外側ケース91は、無線通信装置900の構成要素を収容する外側収容手段(収容手段)である。この外側ケース91の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、構成要素の全部を収容するものであり、外観が円柱形となっており中空部を備えるものであり、また、電波を通過させることが可能な任意の材料(例えば、樹脂材料等)にて形成されているものである。
(Construction-Outer case)
The
(構成-内側ケース)
図2の内側ケース92は、無線通信装置900の構成要素を収容する内側収容手段である。この内側ケース92の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、外側ケース91の内部に収容されるものであり、また、構成要素の一部を収容するものであり、サイズ以外は外側ケース91と同様な形状及び材料にて形成されているものである。
(Composition-Inner case)
The
(構成-アンテナ)
図2、図3、及び図8のアンテナ93は、前述のアンテナである。このアンテナ93の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、前述のJポールアンテナを用いて構成することができ、図8に示すように、第1部分9301、及び第2部分9302を備える。第1部分9301は、少なくともインピーダンスマッチングを行う部分を含む部分であり、具体的には、無線通信周波数帯に対応する波長(以下、単に「波長」又は「λ」)の4分の1の長さに対応する部分であり、例えば、一端を短絡した平行線路に対応する部分である。また、第2部分9302は、少なくとも電波の送受信を行う部分であり、具体的には、波長の2分の1の長さに対応する部分であり、単独の線路に対応する部分である。
(Configuration-Antenna)
The
また、このアンテナ93は、第1部分9301の2つの所定位置(例えば、アンテナ93における電波の送受信性能を考慮して行う実験又はシミュレーションにより定められる位置)を第1給電点931、第2給電点932とし、この第1給電点931、第2給電点932を回路基板94側のパターンに電気的に接続することにより、当該回路基板94に一体的に設けられているものである。この接続手法は任意であるが、例えば、図3及び図4に示すように、回路基板94に対して2つの貫通穴を設けた上で当該貫通穴にアンテナ93の2つの端部を各々通すことにより、アンテナ93の折り返されている部分を回路基板94の背面側(-Z方向)に設け、また、当該アンテナ93の残りの部分(2つの端部に至る2つの直線部分)を回路基板94の正面側(+Z方向)から上側(+Y方向)に向かって突出させた上で、2つの貫通穴に対応する部分にて回路基板94側のパターンに、はんだ等を用いて電気的に接続し、また、回路基板94に固定することにより、一体的に設けることとする。そして、この場合、図8に示すように、第1給電点931が通信モジュール1に接続され、また、第2給電点932が、回路基板94のグランドパターン61に接続され、更に、この第2給電点932が、保安用アース線63を介して直流的に大地に接続されて短絡されることになる。
Further, the
(構成-回路基板)
図3の回路基板94は、少なくとも通信モジュール1、第1コネクタ4、及び第2コネクタ5が実装される実装手段であり、例えば、矩形形状のリジッド基板である。この回路基板94は、通信モジュール1、第1コネクタ4、及び第2コネクタ5に加えて、図8に示すマルチプレクサ2、ブリッジ回路3、グランドパターン61、及びダイオード62が実装されている。なお、この回路基板94に実装される構成要素を「回路基板実装構成要素」と称する。
(Configuration-Circuit board)
The
(構成-回路基板-グランドパターン)
グランドパターン61は、回路基板94にて接地として機能する接地手段である。このグランドパターン61は、例えば、回路基板94の金属パターンである。
(Configuration-Circuit board-Grand pattern)
The
(構成-回路基板-第1コネクタ)
第1コネクタ4は、前述の接続手段である。この第1コネクタ4は、例えば、通信設備800が第2コネクタ5と択一的に接続されるものであり、また、任意の通信(一例としては、USB:Universal Serial Busに対応する通信)を行うための不図示の通信線が接続されるものであり、また、図8の電源端子41、グランド端子42、及びデータ端子43を備えるものである。
(Configuration-Circuit board-First connector)
The
電源端子41は、第1コネクタ4に接続される通信設備800からの電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子42は、第1コネクタ4に接続される通信設備800側のグランドと接続されものである。また、データ端子43は、第1コネクタ4に接続される通信設備800との間でデータの送受信を行うものである。なお、これらの端子の接続状態は図8に図示する通りであるので、詳細の説明は省略する(後述の各端子の接続状態の説明についても同様に省略する)。
The
(構成-回路基板-第2コネクタ)
第2コネクタ5は、前述の接続手段である。この第2コネクタ5は、例えば、通信設備800が第1コネクタ4と択一的に接続されるものであり、また、任意の通信(一例としては、UART:Universal Asynchronous Receiver Transmitterに対応する通信であるシリアル通信)を行うための不図示の通信線が接続されるものであり、また、図8の電源端子51、グランド端子52、送信端子53、及び受信端子54を備えるものである。
(Configuration-Circuit board-Second connector)
The
電源端子51は、第2コネクタ5に接続される通信設備800からの電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子52は、第2コネクタ5に接続される通信設備800側のグランドと接続されものである。また、送信端子53は、第2コネクタ5に接続される通信設備800からのデータの信号をマルチプレクサ2に送信するものである。また、受信端子54は、第2コネクタ5に接続される通信設備800へのデータの信号をマルチプレクサ2から受信するものである。
The
(構成-回路基板-ブリッジ回路)
ブリッジ回路3は、通信方式を変換する変換手段である。このブリッジ回路3は、例えば、USBに対応する通信とUARTに対応する通信とを相互に変換するものであり、例えば、電源端子31、グランド端子32、33、一次側データ端子34、及び二次側送信端子35、及び二次側受信端子36を備える。
(Configuration-Circuit board-Bridge circuit)
The
電源端子31は、ブリッジ回路3を駆動させる電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子32は、グランドパターン61に接続されるものである。また、グランド端子33は、第1コネクタ4のグランド端子42と接続されると共にグランドパターン61に接続されるものである。また、一次側データ端子34は、第1コネクタ4側との間でデータの信号の送受信を行うものである。また、二次側送信端子35は、第1コネクタ4側からのデータの信号をマルチプレクサ2に送信するものである。また、二次側受信端子36は、第1コネクタ4側へのデータの信号をマルチプレクサ2から受信するものである。
The
(構成-回路基板-マルチプレクサ)
マルチプレクサ2は、前述の切替手段である。このマルチプレクサ2は、通信モジュール1に対して第1コネクタ4側を接続するか、あるいは、通信モジュール1に対して第2コネクタ5側を接続するかを切り替えるものであり、また、電源端子21、グランド端子22、一次側第1送信端子23、一次側第1受信端子24、一次側第2送信端子25、一次側第2受信端子26、二次側送信端子27、二次側受信端子28、及び制御端子29を備える。
(Configuration-Circuit board-multiplexer)
The
電源端子21は、マルチプレクサ2を駆動させる電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子22は、グランドパターン61に接続されるものである。また、一次側第1送信端子23は、通信モジュール1側からのデータの信号を第1コネクタ4側に送信するものである。また、一次側第1受信端子24は、通信モジュール1側へのデータの信号を第1コネクタ4側から受信するものである。また、一次側第2送信端子25は、通信モジュール1側からのデータの信号を第2コネクタ5側に送信するものである。また、一次側第2受信端子26は、通信モジュール1側へのデータの信号を第2コネクタ5側から受信するものである。また、二次側送信端子27は、第1コネクタ4側又は第2コネクタ5側からのデータの信号を通信モジュール1側へ送信するものである。また、二次側受信端子28は、第1コネクタ4側又は第2コネクタ5側へのデータの信号を通信モジュール1側から受信するものである。また、制御端子29は、マルチプレクサ2の切替動作を制御するための電圧が供給されるものである。
The
(構成-回路基板-通信モジュール)
通信モジュール1は、前述の通信手段でる。この通信モジュール1は、例えば、電源端子11、グランド端子12、送信端子13、受信端子14、及びアンテナ端子15を備える。
(Configuration-Circuit board-Communication module)
The
電源端子11は、通信モジュール1を駆動させる電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子12は、グランドパターン61に接続されるものである。また、送信端子13は、アンテナ93を介する無線通信により受信したデータの信号をマルチプレクサ2側に送信するものである。また、受信端子14は、アンテナ93を介する無線通信により送信するデータの信号をマルチプレクサ2側から受信するものである。また、アンテナ端子15は、電波を送信するために高周波交流信号をアンテナ93に送信したり、あるいは、アンテナ93を介して受信した電波により発生した高周波交流信号を当該アンテナ93から受信したりするものである。
The
(構成-回路基板-ダイオード)
ダイオード62は、順方向にて電流を通過させ逆方向にて電流を遮断する通過遮断手段である。ダイオード62は、例えば、第2コネクタ5の電源端子51からの電源電圧がマルチプレクサ2の制御端子29に供給されることを防止するために、これらの各端子の間に図示するように接続されているものである。そして、このダイオード62を設けることにより、通信設備800を第1コネクタ4に接続した場合に、マルチプレクサ2の制御端子29に電圧が供給されることになり、一方、通信設備800を第2コネクタ5に接続した場合に、マルチプレクサ2の制御端子29に電圧が供給されないことになるので、通信設備800が何れのコネクタに接続されるかにより、マルチプレクサ2を切り替えることが可能となる。
(Configuration-Circuit board-Diode)
The
(組み立て)
次に、このように構成される無線通信装置900の組み立てについて説明する。
(assembly)
Next, the assembly of the
組み立てについて具体的には、まず、図3の回路基板94に、「回路基板実装構成要素」(つまり、通信モジュール1等)を、はんだ等を用いて実装し、次に、前述したように、回路基板94の2つの貫通穴に、アンテナ93の2つの端部を挿入して位置決めした上で、はんだ等を用いてアンテナ93を直接的に接続及び固定することにより一体的に設ける。次に、図8の保安用アース線63の一端を第2給電点932に、はんだ等を用いて接続する。次に、図2の内側ケース92を設けた上で、図1の外側ケース91を設ける。これにて無線通信装置900の組み立てが終了する。
Specifically, for assembly, first, a "circuit board mounting component" (that is, a
(設置)
次に、このように構成される無線通信装置900の設置について説明する。
(Installation)
Next, the installation of the
設置について具体的には、まず、無線通信装置900を不図示の鉄塔等に設けることにより、比較的高い位置(例えば、地上からの距離が10m~50m程度の高さの位置)に設置し、次に、保安用アース線63の他端を大地と接続し、また、通信設備800の通信線を第1コネクタ4又は第2コネクタ5に接続する。なお、ここでの接続手法は任意であり、例えば、図1の外側ケース91の下端部(-Z方向)の一部が着脱可能となっていることとし、この下端部を取り外した上で、図2の内側ケース92に露出している第1コネクタ4又は第2コネクタ5に接続した上で、通信線を図1の外側ケース91の下端部の貫通穴911から引き出すことにより、接続することとする。なお、保安用アース線63については、比較的細い線であるので、内側ケース92に小径の貫通穴を設けて、この貫通穴及び外側ケース91の貫通穴911から引き出すことにより、接続してもよい。これにて、無線通信装置900の設置が終了する。
Specifically, first, by installing the
(動作)
次に、このように構成される無線通信装置900の動作について説明する。具体的には、通信設備800が第1コネクタ4に接続された場合の送受信の動作、及び通信設備800が第2コネクタ5に接続された場合の送受信の動作について説明する。図9は、マルチプレクサが切り替えられた状態の無線通信装置の回路図であり、図10は、アンテナの電圧電流分布を示す図である。
(motion)
Next, the operation of the
(動作-第1コネクタに接続される場合)
図8の通信設備800が通信線を介して第1コネクタ4に接続された場合、通信設備800からの電源電圧が第1コネクタ4の電源端子41に供給されることになるが、この電源電圧がブリッジ回路3の電源端子31に供給され、また、ダイオード62を介してマルチプレクサ2の電源端子21、及び通信モジュール1の電源端子11にも供給され、この供給された電源電圧により、通信モジュール1、マルチプレクサ2、及びブリッジ回路3が駆動可能となる。また、通信設備800からの電源電圧は、マルチプレクサ2の制御端子29にも供給され、当該マルチプレクサ2は、この電源電圧が制御端子29に供給されたことを検出して、図8の接続状態に切り替えることになるが、この場合、第1コネクタ4側と通信モジュール1側とが相互に接続されることになる。
(Operation-when connected to the 1st connector)
When the communication equipment 800 of FIG. 8 is connected to the
そして、通信設備800がデータの信号(第1信号)を送信した場合、当該信号は第1コネクタ4のデータ端子43を介してブリッジ回路3の一次側データ端子34に送信され、当該ブリッジ回路3が変換を行って、二次側送信端子35を介してマルチプレクサ2に送信されることになるが、この信号は、マルチプレクサ2の一次側第1受信端子24、二次側送信端子27を介して通信モジュール1の受信端子14に送信されることになる。次に、通信モジュール1は、この信号を受信した上で、受信した信号に基づいて高周波交流信号を生成して、生成した高周波交流信号をアンテナ端子15からアンテナ93の第1給電点931に送信することになるが、この場合、アンテナ93にて一例としては図10に示す電圧電流分布となり、供給された高周波交流信号に対応する電波がアンテナ93から無線送信されることになる。なお、アンテナ93の電圧電流分布は、以下で説明する電波を受信する場合、及び通信設備800が第2コネクタ5に接続された場合も、ここで説明したものと同様であるので、以下ではその説明を省略する。
Then, when the communication equipment 800 transmits a data signal (first signal), the signal is transmitted to the primary
また、アンテナ93にて電波を受信した場合、当該電波に対応する高周波交流信号がアンテナの第1給電点931からアンテナ端子15に送信されることになるが、この場合、通信モジュール1は、この高周波交流信号を受信した上で、受信した高周波交流信号に基づいてデータの信号(第2信号)を生成して、生成した信号を送信端子13からマルチプレクサ2に送信する。次に、この信号は、マルチプレクサ2の二次側受信端子28、一次側第1送信端子23を介してブリッジ回路3の二次側受信端子36に送信され、ブリッジ回路3が変換を行って、一次側データ端子34、第1コネクタ4のデータ端子43を介して通信設備800に送信されて、当該通信設備800にて受信されることになる。
Further, when the radio wave is received by the
(動作-第2コネクタに接続される場合)
通信設備800が通信線を介して第2コネクタ5に接続された場合、通信設備800からの電源電圧が第2コネクタ5の電源端子51に供給されることになるが、この電源電圧がマルチプレクサ2の電源端子21、及び通信モジュール1の電源端子11に供給され、この供給された電源電圧により、通信モジュール1、及びマルチプレクサ2が駆動可能となる。なお、通信設備800からの電源電圧(電流)は、ダイオード62にて阻まれて、マルチプレクサ2の制御端子29には供給されずに、当該マルチプレクサ2は、この電源電圧が制御端子29に供給されていないことを検出して、図9の接続状態に切り替えることになるが、この場合、第2コネクタ5側と通信モジュール1側とが相互に接続されることになる。
(Operation-when connected to the second connector)
When the communication equipment 800 is connected to the
そして、通信設備800がデータの信号(第1信号)を送信した場合、当該信号は第2コネクタ5の送信端子53、マルチプレクサ2の一次側第2受信端子26、及び二次側送信端子27を介して通信モジュール1の受信端子14に送信されることになる。次に、通信モジュール1は、前述の場合と同様にして、この信号を受信した上で、受信した信号に基づいて高周波交流信号を生成して、生成した高周波交流信号をアンテナ端子15からアンテナ93の第1給電点931に送信することになるが、この場合、供給された高周波交流信号に対応する電波がアンテナ93から無線送信されることになる。
When the communication equipment 800 transmits a data signal (first signal), the signal transmits the
また、アンテナ93にて電波を受信した場合、当該電波に対応する高周波交流信号がアンテナの第1給電点931からアンテナ端子15に送信されることになるが、この場合、通信モジュール1は、前述の場合と同様にして、この高周波交流信号を受信した上で、受信した高周波交流信号に基づいてデータの信号(第2信号)を生成して、生成した信号を送信端子13からマルチプレクサ2に送信する。次に、この信号は、マルチプレクサ2の二次側受信端子28、一次側第2送信端子25、及び第2コネクタ5の受信端子54を介して通信設備800に送信されて、当該通信設備800にて受信されることになる。
Further, when the radio wave is received by the
(誘導雷対策)
次に、無線通信装置900の誘導雷対策について説明する。「誘導雷」とは、落雷又は雷雲等の影響でアンテナに高電圧が発生することである。このような誘導雷により、図8のアンテナ93に高電圧が発生した場合、アンテナ93の第1給電点931、第2給電点932が相互にアンテナ93の一部にて直流的に短絡されており、且つ、アンテナ93の第2給電点932が保安用アース線63を介して大地に直流的に短絡されているので、発生した高電圧による電流は、アンテナ93の第2給電点932、及び保安用アース線63を介して大地に供給されることになるので、当該電流が通信モジュール1側に供給されることを防止することができ、誘導雷による無線通信装置900の故障を防止することが可能となる。
(Countermeasures against induced lightning)
Next, measures against induced lightning of the
(実施の形態の効果)
このように本実施の形態によれば、アンテナ93が、回路基板94に対して一体的に設けられており、回路基板94から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置900による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
(Effect of embodiment)
As described above, according to the present embodiment, the
また、アンテナ93がJ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
Further, since the
また、アンテナ93が直流的に短絡されていることにより、例えば、誘導雷によりアンテナ93に高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナ93から大地に直接流すことができるので、当該電流が通信モジュール1側に供給されることを防止することができ、無線通信装置900の故障を防止することが可能となる。
Further, since the
また、通信設備800からの第1信号を受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波をアンテナ93から送信する処理、又は、アンテナ93にて受信した電波に基づいて通信設備800側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うことにより、例えば、通信設備800に対する無線通信モデムとして機能させることができるので、無線通信装置900の利便性を向上させることが可能となる。
Further, a process of receiving the first signal from the communication equipment 800 and transmitting a radio wave from the
また、第1コネクタ4及び第2コネクタ5と通信モジュール1との間で、第1コネクタ4及び第2コネクタ5のうちの通信モジュール1に電気的に接続するコネクタを切り替えることより、例えば、様々な規格のコネクタにて第1コネクタ4及び第2コネクタ5に接続される通信設備800と通信モジュール1とを確実に接続することができるので、無線通信を確実に行うことができ、無線通信装置900の利便性を一層向上させることが可能となる。
Further, for example, by switching the connector electrically connected to the
また、無線通信装置900の構成要素を収容することにより、例えば、構成要素が無線通信装置900の外部環境(例えば、風雨等)に直接曝されることを防止することができるので、無線通信装置900の耐久性を向上させることが可能となる。
Further, by accommodating the components of the
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
[Variation example with respect to the embodiment]
Although the embodiments according to the present invention have been described above, the specific configuration and means of the present invention shall be arbitrarily modified and improved within the scope of the technical idea of the present invention described in the claims. Can be done. Hereinafter, such a modification will be described.
(解決しようとする課題や発明の効果について)
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。
(About the problem to be solved and the effect of the invention)
First, the problem to be solved by the invention and the effect of the invention are not limited to the above-mentioned contents, and may differ depending on the implementation environment and the details of the configuration of the invention, and only a part of the above-mentioned problems. May be resolved or only some of the above effects may be achieved.
(分散や統合について)
また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散又は統合して構成できる。また、本出願における「装置」とは、単一の装置によって構成されたものに限定されず、複数の装置によって構成されたものを含む。
(About distribution and integration)
Further, each of the above-mentioned electrical components is a functional concept and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of dispersion or integration of each part is not limited to the one shown in the figure, and all or part of them may be functionally or physically dispersed or integrated in any unit according to various loads and usage conditions. Can be configured. Further, the "device" in the present application is not limited to a device composed of a single device, but includes a device composed of a plurality of devices.
(形状、数値、構造、時系列について)
実施の形態や図面において例示した構成要素に関して、形状、数値、又は複数の構成要素の構造若しくは時系列の相互関係については、本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
(About shape, numerical value, structure, time series)
With respect to the components exemplified in the embodiments and drawings, the shape, numerical value, or the mutual relationship of the structure or time series of the plurality of components shall be arbitrarily modified and improved within the scope of the technical idea of the present invention. Can be done.
(フォトカプラについて)
また、上記実施の形態の図8の無線通信装置900に対して光電変換を行うフォトカプラを設けてもよい。なお、フォトカプラとは、前述の遮断伝送手段である。フォトカプラを設ける位置は任意であるが、例えば、マルチプレクサ2と通信モジュール1との間にフォトカプラを設けて、第1コネクタ4又は第2コネクタ5に接続される通信設備800側と通信モジュール1側とを電気的に遮断(フォトカプラの光電変換による信号の伝送は可能)してもよい。具体的には、まず、マルチプレクサ2の二次側送信端子27及び二次側受信端子28と通信モジュール1の送信端子13及び受信端子14との間にフォトカプラを設けた上で、通信モジュール1の電源端子11に対する第1コネクタ4の電源端子41の接続及び第2コネクタ5の電源端子51の接続を遮断し、また、グランドパターン61における、通信モジュール1のグランド端子12が接続されている位置とマルチプレクサ2のグランド端子22が接続されている位置の間の接続を遮断する。次に、無線通信装置900にバッテリ(例えば、ソーラーパネルから充電される二次電池、あるいは、その他の任意の電池等)を設けて、このバッテリからの電源電圧を通信モジュール1に供給して当該通信モジュール1を駆動するようにしてもよい。このように構成した場合、通信設備800側と回路基板94側(具体的には、通信モジュール1側)との間を電気的に遮断した状態で、通信設備800側と通信モジュール1側との間で第1信号又は第2信号を伝送することにより、例えば、通信設備800側と通信モジュール1側とを相互に電気的に分離することができるので、誘導雷によりアンテナ93に高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナ93から大地に流す確実な電路を確保することができる。よって、当該電流が通信モジュール1側に供給されることを確実に防止することができ、無線通信装置900の故障を確実に防止することが可能となる。
(About photocoupler)
Further, a photocoupler that performs photoelectric conversion may be provided for the
(マルチバンド化について)
また、アンテナ93の形状を任意に変更して、当該アンテナ93の共振周波数を変更することにより、無線通信装置900をマルチバンド化してもよい。図11は、マルチバンド化する場合のアンテナの形状を例示した図である。例えば、アンテナの形状を、図11に示す形状に変更することにより、マルチバンド化してもよい。なお、この図11のトラップについては、任意の手法で構成できるが、例えば、コイルを巻いて構成してもよい。
(About multi-band)
Further, the
(保安用アースについて)
また、保安用アース線63については、適宜省略してもよい。また、保安用アース線63を、アンテナ93における第2給電点932以外の任意の位置に接続してもよいし、グランドパターン61に接続してもよい。
(About security ground)
Further, the
(付記)
付記1の無線通信装置は、通信手段が実装されている回路基板と、前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである。
(Additional note)
The wireless communication device of
付記2の無線通信装置は、付記1に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、J型のアンテナである。
The wireless communication device of the
付記3の無線通信装置は、付記2に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、直流的に短絡されている。
In the wireless communication device according to the
付記4の無線通信装置は、付記1から3の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第1信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う。
The wireless communication device of the
付記5の無線通信装置は、付記4に記載の無線通信装置において、前記接続手段は、複数設けられており、複数の前記接続手段と前記通信手段との間で、複数の前記接続手段のうちの前記通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替える切替手段、を備える。
In the wireless communication device according to the
付記6の無線通信装置は、付記1から3の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第1信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行い、前記他の通信装置側と前記回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、前記他の通信装置側と前記通信手段側との間で前記第1信号又は前記第2信号を伝送する遮断伝送手段、を備える。
The wireless communication device of Supplementary Note 6 is a connection means in which a communication line for performing wired communication with another communication device is electrically connected in the wireless communication device according to any one of
付記7の無線通信装置は、付記1から6の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記無線通信装置の構成要素を収容する収容手段、を備える。
The wireless communication device of the appendix 7 includes the accommodation means for accommodating the components of the wireless communication device in the wireless communication device according to any one of the
(付記の効果)
付記1に記載の無線通信装置によれば、アンテナが、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
(Effect of appendix)
According to the wireless communication device described in
付記2に記載の無線通信装置によれば、アンテナがJ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
According to the wireless communication device described in
付記3に記載の無線通信装置によれば、アンテナが直流的に短絡されていることにより、例えば、誘導雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に直接流すことができるので、当該電流が通信手段側に供給されることを防止することができ、無線通信装置の故障を防止することが可能となる。
According to the wireless communication device described in
付記4に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置からの第1信号を受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波をアンテナから送信する処理、又は、アンテナにて受信した電波に基づいて他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うことにより、例えば、他の通信装置に対する無線通信モデムとして機能させることができるので、無線通信装置の利便性を向上させることが可能となる。
According to the wireless communication device described in
付記5に記載の無線通信装置によれば、複数の接続手段と通信手段との間で、複数の接続手段のうちの通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替えることより、例えば、様々な規格のコネクタにて複数の接続手段に接続される他の通信装置と通信手段とを確実に接続することができるので、無線通信を確実に行うことができ、無線通信装置の利便性を一層向上させることが可能となる。
According to the wireless communication device according to the
付記6に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置側と回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、他の通信装置側と通信手段側との間で第1信号又は第2信号を伝送することにより、例えば、他の通信装置側と通信手段側とを相互に電気的に分離することができるので、誘導雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に流す確実な電路を確保することができる。よって、当該電流が通信手段側に供給されることを確実に防止することができ、無線通信装置の故障を確実に防止することが可能となる。
According to the wireless communication device described in Appendix 6, the first signal or the first signal or between the other communication device side and the communication means side in a state where the other communication device side and the circuit board side are electrically cut off. By transmitting the second signal, for example, the other communication device side and the communication means side can be electrically separated from each other. Therefore, when a high voltage is generated in the antenna due to the induced lightning, the height is high. It is possible to secure a reliable electric circuit that allows the current caused by the voltage to flow from the antenna to the ground. Therefore, it is possible to reliably prevent the current from being supplied to the communication means side, and it is possible to reliably prevent the failure of the wireless communication device.
付記7に記載の無線通信装置によれば、無線通信装置の構成要素を収容することにより、例えば、構成要素が無線通信装置の外部環境(例えば、風雨等)に直接曝されることを防止することができるので、無線通信装置の耐久性を向上させることが可能となる。 According to the wireless communication device described in Appendix 7, by accommodating the components of the wireless communication device, for example, the components are prevented from being directly exposed to the external environment of the wireless communication device (for example, wind and rain). Therefore, it is possible to improve the durability of the wireless communication device.
1 通信モジュール
2 マルチプレクサ
3 ブリッジ回路
4 第1コネクタ
5 第2コネクタ
11 電源端子
12 グランド端子
13 送信端子
14 受信端子
15 アンテナ端子
21 電源端子
22 グランド端子
23 一次側第1送信端子
24 一次側第1受信端子
25 一次側第2送信端子
26 一次側第2受信端子
27 二次側送信端子
28 二次側受信端子
29 制御端子
31 電源端子
32 グランド端子
33 グランド端子
34 一次側データ端子
35 二次側送信端子
36 二次側受信端子
41 電源端子
42 グランド端子
43 データ端子
51 電源端子
52 グランド端子
53 送信端子
54 受信端子
61 グランドパターン
62 ダイオード
63 保安用アース線
91 外側ケース
92 内側ケース
93 アンテナ
94 回路基板
800 通信設備
900 無線通信装置
911 貫通穴
931 第1給電点
932 第2給電点
9301 第1部分
9302 第2部分
1
Claims (15)
前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナであり、
前記アンテナは、J型のアンテナであり、
前記通信手段は、前記回路基板の正面側に実装されており、
前記アンテナは、折り返されている折返部分と、前記折返部分から連続している2本の直線部分とを備えており、
前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、
前記アンテナの前記折返部分は、前記回路基板における前記通信手段が実装されていない背面側において、前記回路基板と対向している、
無線通信装置。 The circuit board on which the communication means is mounted and
An antenna for transmitting or receiving radio waves for wireless communication performed via the communication means is provided.
The antenna is a linear antenna that is provided integrally with the circuit board and protrudes from the circuit board.
The antenna is a J-shaped antenna.
The communication means is mounted on the front side of the circuit board.
The antenna includes a folded portion and two straight portions continuous from the folded portion.
The antenna is inserted through a through hole provided at the end of the circuit board.
The folded portion of the antenna faces the circuit board on the back side of the circuit board on which the communication means is not mounted.
Wireless communication device.
請求項1に記載の無線通信装置。 The antenna is DC short-circuited.
The wireless communication device according to claim 1 .
前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナであり、
前記アンテナは、J型のアンテナであり、
前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、
前記アンテナは、前記貫通穴に対応する位置で、前記回路基板のグランドパターンに接続され、且つ、アース線を介して直流的に大地に接続されて短絡されている、
無線通信装置。 The circuit board on which the communication means is mounted and
An antenna for transmitting or receiving radio waves for wireless communication performed via the communication means is provided.
The antenna is a linear antenna that is provided integrally with the circuit board and protrudes from the circuit board.
The antenna is a J-shaped antenna.
The antenna is inserted through a through hole provided at the end of the circuit board.
The antenna is connected to the ground pattern of the circuit board at a position corresponding to the through hole, and is connected to the ground in a direct current manner via a ground wire and is short-circuited.
Wireless communication device.
前記通信手段は、前記他の通信装置からの第1信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う、
請求項1から3の何れか一項に記載の無線通信装置。 It is equipped with a connection means, in which a communication line for conducting wired communication with other communication devices is electrically connected.
The communication means receives a first signal from the other communication device via the communication line connected to the connection means, and transmits radio waves from the antenna based on the received first signal. Or, at least one of the processes of transmitting the second signal to the other communication device side via the communication line connected to the connection means based on the radio wave received by the antenna. I do,
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 3.
複数の前記接続手段と前記通信手段との間で、複数の前記接続手段のうちの前記通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替える切替手段、を備える、
請求項4に記載の無線通信装置。 A plurality of the connection means are provided, and the connection means is provided.
A switching means for switching between the plurality of connection means and the communication means for electrically connecting to the communication means among the plurality of connection means.
The wireless communication device according to claim 4.
前記通信手段は、前記他の通信装置からの第1信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第1信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第2信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行い、
前記他の通信装置側と前記回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、前記他の通信装置側と前記通信手段側との間で前記第1信号又は前記第2信号を伝送する遮断伝送手段、を備える、
請求項1から3の何れか一項に記載の無線通信装置。 It is equipped with a connection means, in which a communication line for conducting wired communication with other communication devices is electrically connected.
The communication means receives a first signal from the other communication device via the communication line connected to the connection means, and transmits radio waves from the antenna based on the received first signal. Or, at least one of the processes of transmitting the second signal to the other communication device side via the communication line connected to the connection means based on the radio wave received by the antenna. And
The first signal or the second signal is transmitted between the other communication device side and the communication means side in a state where the other communication device side and the circuit board side are electrically cut off. Equipped with a cutoff transmission means,
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から6の何れか一項に記載の無線通信装置。 A housing means for accommodating the components of the wireless communication device.
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7の何れか一項に記載の無線通信装置。
The communication means performs long-distance wireless communication within at least a predetermined distance.
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から8の何れか一項に記載の無線通信装置。 The antenna is installed at a relatively high position, which is a predetermined height with respect to the ground.
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から9の何れか一項に記載の無線通信装置。 The wireless communication device according to any one of claims 1 to 9.
前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである、
前記アンテナは、J型のアンテナであり、
前記通信手段は、前記回路基板の正面側に実装されており、
前記アンテナは、折り返されている折返部分と、前記折返部分から連続している2本の直線部分とを備えており、
前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、
前記アンテナの前記折返部分は、前記回路基板における前記通信手段が実装されていない背面側において、前記回路基板と対向している、
アンテナ。 An antenna that transmits or receives radio waves for wireless communication performed via a communication means mounted on a circuit board.
The antenna is a linear antenna that is provided integrally with the circuit board and protrudes from the circuit board.
The antenna is a J-shaped antenna.
The communication means is mounted on the front side of the circuit board.
The antenna includes a folded portion and two straight portions continuous from the folded portion.
The antenna is inserted through a through hole provided at the end of the circuit board.
The folded portion of the antenna faces the circuit board on the back side of the circuit board on which the communication means is not mounted.
antenna.
前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである、
前記アンテナは、J型のアンテナであり、
前記アンテナは、前記回路基板の端部に設けられている貫通穴に挿通されており、
前記アンテナは、前記貫通穴に対応する位置で、前記回路基板のグランドパターンに接続され、且つ、アース線を介して直流的に大地に接続されて短絡されている、
アンテナ。 An antenna that transmits or receives radio waves for wireless communication performed via a communication means mounted on a circuit board.
The antenna is a linear antenna that is provided integrally with the circuit board and protrudes from the circuit board.
The antenna is a J-shaped antenna.
The antenna is inserted through a through hole provided at the end of the circuit board.
The antenna is connected to the ground pattern of the circuit board at a position corresponding to the through hole, and is connected to the ground in a direct current manner via a ground wire and is short-circuited.
antenna.
請求項11又は12に記載のアンテナ。 The antenna is an antenna for transmitting and receiving radio waves for long-distance wireless communication within a predetermined distance performed via the communication means.
The antenna according to claim 11 or 12 .
請求項11から13の何れか一項に記載のアンテナ。 The antenna is installed at a relatively high position, which is a predetermined height with respect to the ground.
The antenna according to any one of claims 11 to 13 .
請求項11から14の何れか一項に記載のアンテナ。 The antenna according to any one of claims 11 to 14.
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