WO2006025312A1 - 無線通信モジュール及び無線通信装置 - Google Patents

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Takao Yokoshima
Kazuyoshi Tari
Kenzo Nakamura
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Mitsubishi Materials Corporation
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Definitions

  • Wireless communication module and wireless communication device are wireless communication module and wireless communication device
  • the present invention relates to a radio communication module and a radio communication apparatus equipped with an inverted F loading antenna for performing radio communication.
  • Patent Document 1 Conventionally, a technique described in Patent Document 1 has been known as a wireless communication apparatus that achieves downsizing of a housing and prevents a gain from being reduced. In this wireless communication device, gain is improved by installing two antennas in the housing.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3275632
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to handle a wireless communication module that is convenient to handle without having to adjust the position of the antenna to improve communication quality! And providing a wireless communication device.
  • the invention according to claim 1 is a wireless communication module that performs wireless transmission / reception using a loading inverted F antenna mounted on a first substrate, wherein radio waves are transmitted by the loading inverted F antenna.
  • the radio wave wavelength used for wireless communication is measured (m)
  • the frequency is f (Hz)
  • the speed of light is (11173)
  • the coefficient & 70 to 130 Of the loading inverted F antenna
  • the wireless communication module is characterized by being mounted above.
  • the invention according to claim 2 is the distance between the loading unit of the loading inverse F antenna and the wireless communication circuit when performing wireless communication using a frequency of 408.5 MHz to 451.5 MHz.
  • the invention according to claim 3 is that when performing wireless communication using a frequency of 2.4 GHz to 2.5 GHz, the loading unit of the loading inverse F antenna, the wireless communication circuit, and 2.
  • the invention according to claim 4 is an insulating material for ensuring a distance between the loading portion of the loading inverted F antenna and the radio communication circuit in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the loading portion.
  • the invention according to claim 5 is a wireless communication device mounted on a second substrate, wherein the wireless communication module according to any one of claims 1 to 4,
  • a wireless communication apparatus wherein a circuit that is not included in the wireless communication circuit among the control circuit, the modulation / demodulation circuit, the frequency conversion circuit, and the interface circuit is mounted on the second substrate. is there.
  • the invention according to claim 6 is a wireless communication device attached to a device under test, the wireless communication module according to any one of claims 1 to 4, the control circuit, Among the modulation / demodulation circuit, the frequency conversion circuit, and the interface circuit, a circuit that is included in the wireless communication circuit and a sensor that transmits information on the object to be measured from the wireless communication module.
  • the wavelength of the radio wave used for wireless communication is (m)
  • the frequency is f (Hz)
  • the speed of light is c (11173)
  • the coefficient & 70 to 130
  • the wireless communication circuit is arranged at a distance of 10 mm or more in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the loading portion of the loading inverted F antenna. Therefore, good communication quality can be obtained when communication is performed using a frequency of 408.5 MHz to 451.5 MHz.
  • the wireless communication circuit is arranged at a distance of 4 mm or more in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the loading portion of the loading inverted F antenna. Therefore, good communication quality can be obtained when communication is performed using a frequency of 2.4 GHz to 2.5 GHz.
  • the wireless communication module of claim 4 a case is provided around the wireless communication module so as to ensure a predetermined distance in the radial direction of the loading portion of the loading inverted F antenna. . Therefore, it becomes possible to prevent a conductor or a dielectric from entering within the predetermined distance, and a stable communication quality can be always obtained.
  • stable communication quality can be obtained without adjusting the position of the loading inverted F antenna. Therefore, a user who uses the wireless communication device can manufacture a wireless communication device with good communication quality without considering the arrangement of the wireless communication module and other circuits.
  • a sensor for transmitting information on the object to be measured is provided, and the distance between the object to be measured and the loading unit is set in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the loading unit.
  • ⁇ ⁇ X ((fZc))
  • the distance x (m) is greater than Za. Yo Therefore, even when the object to be measured is constituted by a metal case, information on the object to be measured measured by the sensor can be transmitted without being affected by electromagnetic effects.
  • FIG. 1 is a plan view of a wireless communication module 30 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a general configuration of radio communication apparatus 20.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an antenna circuit 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an antenna circuit 1 in which a loading inverted F antenna is mounted.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the wireless communication module 30 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance L7 between the loading unit 6 and the wireless communication circuit 14, the average gain, and the bandwidth.
  • FIG. 7 is a plan view showing a state where the wireless communication module 30 is mounted on the substrate bl of the wireless communication device 14.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration example of a wireless communication device 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a general configuration of the wireless communication device 20 that performs wireless communication.
  • an antenna circuit 1 a frequency conversion circuit 2, a modulation / demodulation circuit 3, a control circuit 4, and an interface circuit 5 are mounted on a substrate bl.
  • the antenna circuit 1 is a loading inverted F antenna and is used when transmitting or receiving data wirelessly.
  • the configuration of the antenna circuit 1 used in this embodiment will be specifically described later with reference to FIG.
  • the frequency conversion circuit 2 converts the signal output from the antenna circuit 1 from a high frequency signal to a low frequency signal.
  • the modulation / demodulation circuit 3 the signal converted from the high frequency to the low frequency by the frequency conversion circuit 2 is demodulated.
  • the interface circuit 5 the signal demodulated by the modem circuit 3 is converted into data and output to the outside.
  • the control circuit 4 controls the frequency conversion circuit 2, the modulation / demodulation circuit 3, the interface circuit 5, and the like.
  • the reverse process of receiving radio waves is performed. That is, data input to the wireless communication device 20 is transmitted from the antenna circuit 1 to the outside via the interface circuit 5, the modulation / demodulation circuit 3, and the frequency conversion circuit 2.
  • FIG. 3 (a) is a plan view of the antenna circuit 1
  • FIG. 3 (b) is an exploded perspective view of the antenna circuit 1.
  • FIG. 1 a case where a loading inverted F antenna is mounted on the antenna circuit 1 will be described.
  • the antenna circuit 1 includes a substrate b2 that also has an insulating material force such as grease, a loading portion 6, an inductor portion 7, and a capacitor portion disposed on one surface of the substrate b2. 8 and a power supply point P connected to a frequency conversion circuit 2 (see Fig. 2) mounted outside the antenna circuit 1.
  • the loading portion 6 is configured by forming the conductor pattern 6b in a spiral shape in the longitudinal direction D1 of the surface of a rectangular parallelepiped element 6a having a dielectric material force such as alumina, for example.
  • both ends of this conductor pattern 6b are connections provided on the back surface of the element body 6a so as to be electrically connected to rectangular installation conductors 9a and 9b (Fig. 3 (b)) provided on the surface of the substrate b2.
  • the electrodes are connected to the electrodes 10a and 10b (FIG. 3 (b)), respectively.
  • one end of the conductor pattern 6b is electrically connected to the inductor section 7 and the capacitor section 8 via the installation conductor 9b, and the other end is an open end.
  • the inductor unit 7 includes a chip inductor 7a, and one end of the chip inductor 7a is connected to the installation conductor 9b via a linear conductive pattern 11a provided on the surface of the substrate bl. The other end of the chip inductor 7a is connected to ground (not shown) via a linear conductive pattern l ib provided on the surface of the substrate b2.
  • the conductor pattern 11a is formed so that the end side 12b is parallel to the longitudinal direction D1.
  • the capacitor unit 8 includes a chip capacitor 8a, and one end of the chip capacitor 8a is connected to the installation conductor 9b via a linear conductor pattern 11c provided on the surface of the substrate bl. Further, the other end of the chip capacitor 8a is connected to the feeding point P through the linear conductor pattern 1 Id provided on the surface of the substrate b2.
  • the capacitance of the chip capacitor 8a is adjusted so as to match the input impedance of the frequency conversion circuit 2 at the feeding point P.
  • the following values are used as the dimensions L1 to L4. That is, the distance L1 between the loading portion 6 and one end 12a of the substrate bl was 10 mm.
  • the length L2 of the loading portion 6 in the longitudinal direction D1 was 16 mm.
  • the dimension of the end 12b of the conductor pattern 11a in the portion parallel to the longitudinal direction D1 was set to 2.5 mm.
  • the physical length L4 of the antenna element parallel to one end 12a of the substrate b 1 is set to 18.5 mm.
  • the radio communication module 30 is modularized by mounting the antenna circuit 1 (FIG. 2) and the radio communication circuit 14 on the substrate b2.
  • the wireless communication circuit 14 is a circuit configured by a frequency conversion circuit 2 that performs frequency conversion.
  • the wireless communication circuit 14 can be configured by at least one circuit of the frequency conversion circuit 2, the modulation / demodulation circuit 3, the control circuit 4, and the interface circuit 5.
  • the wireless communication circuit 14 can be configured by at least one circuit of the frequency conversion circuit 2, the modulation / demodulation circuit 3, the control circuit 4, and the interface circuit 5.
  • the modulation / demodulation circuit 3, and the control circuit 4 circuits that are not included in the wireless communication circuit 14 are separately mounted on a substrate on which the wireless communication module 30 is mounted.
  • FIG. 5 (a) is a cross-sectional view of the wireless communication module 30 (FIG. 4) according to the present embodiment.
  • FIG. 5 (a) shows a state where the wireless communication module 30 is mounted on the substrate bl of the wireless communication device 20.
  • the periphery of the wireless communication module 30 is covered with an insulating case 13.
  • the loading part 6 of the antenna circuit 1 is mounted on the board b2 installed in the case 13.
  • the wiring 15 connected to the frequency conversion circuit 2 and the like mounted on the substrate b2 is drawn out.
  • the distances L5 and L6 from the loading portion 6 to the upper and lower surfaces of the case 13 are preferably separated by a predetermined distance from each other in order to prevent deterioration in communication quality. For example, it is desirable to use a value of 10 mm or more as the distances L5 and L6.
  • a predetermined region can be secured in the vertical direction perpendicular to the substrate b2, so that a conductor or a dielectric is placed in the loading unit 6. It can prevent approaching. Therefore, it is possible to prevent the communication quality of the wireless communication module 30 from deteriorating.
  • the antenna circuit 1 and the frequency conversion circuit 2 mounted in the case 13 can be protected from an external impact cover.
  • the case 13 may not be provided as long as it is possible to prevent the conductor or dielectric from approaching the vicinity of the loading portion 6 by any method.
  • FIG.5 (b) if a stopper 16 is formed on the wiring 15 drawn from the board bl and a distance L6 is secured between the loading unit 6 and the board bl of the wireless communication device 20, On board bl The influence from other mounted circuits can be shielded.
  • the wireless communication module 30 shown in FIG. 1 was used.
  • the antenna circuit 1 constituted by the loading unit 6 and the like and the wireless communication circuit 14 are mounted on the substrate b2.
  • the wireless communication circuit 14 composed of a conductor, a dielectric, or the like has the greatest influence on the communication quality. Therefore, an experiment was conducted on how the communication quality fluctuates according to the distance L7 between the loading unit 6 and the wireless communication circuit 14.
  • FIG. 4 is a graph showing how the communication quality fluctuates according to the distance L7 (FIG. 1) between the loading unit 6 and the wireless communication circuit 14;
  • Figure 6 (a) is a graph showing the relationship between the distance L7 and the average gain of vertical polarization in the XY plane. As the distance L7 is increased from 5mm to 15mm, the average gain improves. In particular, when the distance L7 is around 10 mm, the change in average gain is small and stable.
  • the distance L7 is 10mn! ⁇ 12 In the vicinity of 5 mm, the change in average gain is small and stable.
  • the distance L 7 between the loading part 6 of the antenna circuit 1 and the wireless communication circuit 14 can be stabilized by separating 10 mm or more. Wireless communication was possible while maintaining the communication quality.
  • the distance L7 between the loading unit 6 and the wireless communication circuit 14 was 4 mm or more, and the wireless communication was maintained while maintaining stable communication quality. I was able to communicate.
  • the wireless communication module 30 according to the present embodiment is used, as shown in FIGS. 7A and 7B, the position where the wireless communication module 30 is mounted on the substrate bl and the shape of the substrate bl are determined. Nevertheless, wireless communication can be performed with good communication quality.
  • the interface circuit 5 including conductors and dielectrics is arranged at a predetermined distance in the radial direction of the loading portion 6 of the antenna circuit 1, it is possible to always perform stable communication without being affected by them. Is possible.
  • the loading unit 6 is mounted on the substrate b2, and the other frequency conversion circuit 2 and the like are mounted on the substrate bl. It is not limited to such a configuration.
  • a wireless communication device 20 can be configured.
  • the wireless communication device 20 is attached to a device or the like that is an object to be measured covered with a metal case 17, measures the temperature of the device, and transmits the temperature information and the like by wireless communication.
  • the frequency converter 2, modulator / demodulator 3, control circuit 4, and interface circuit 5 (not shown) are mounted on the board b2 built in the case 13 of the wireless communication device 20. Is done.
  • the loading section 6 of the antenna circuit 1 includes the frequency conversion circuit 2, the modulation / demodulation circuit 3, the control circuit 4, the interface circuit 5, and the object to be measured (here, the metal case 17). It is mounted on the substrate b2 with a distance L6 apart in a direction perpendicular to.
  • the wireless communication module of the present invention can be mounted inside a portable terminal that requires downsizing and requires good communication quality.

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Abstract

【課題】　通信品質が良好となるアンテナの配置位置を調整する必要がなく、取り扱いが便利な無線通信モジュール及び無線通信装置を提供する。 【解決手段】　ローディング逆Ｆアンテナにより電波の送受信を行うアンテナ回路１と、無線通信の制御を行う制御回路、周波数の変調を行う変復調回路、周波数の変換を行う周波数変換回路、データの入出力を行うインタフェース回路のうち、少なくとも１つ以上の回路により構成される無線通信回路１４とを有する。また、無線通信に使用する電波の波長をλ（ｍ）、周波数をｆ（Ｈｚ）、光速をｃ（ｍ／ｓ）、係数ａ＝７０～１３０とした場合に、ローディング逆Ｆアンテナのローディング部６と無線通信回路１４との距離を、ローディング部の長手方向に直交する方向に、ｘ＝λ×（√（ｆ／ｃ））／ａ以上の距離ｘ（ｍ）だけ離して基板上に実装する。

Description

明 細 書
無線通信モジュール及び無線通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、無線通信を行うための逆 Fローデイングアンテナを実装した無線通信モ ジュール及び無線通信装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、筐体の小型化を図るとともに、利得が低下することを防止した無線通信装置 として特許文献 1に記載されている技術が知られている。この無線通信装置は、筐体 にアンテナを 2本設置することにより、利得の向上を図っている。
しかし、この無線通信装置では、筐体にアンテナを 2本設置する必要があつたため 、無線通信装置を設計するのが煩雑であり、この無線通信装置を利用して携帯電話 等を製造するメーカなどが、 2本のアンテナの最適な配置を調整しなければならな 、 という問題があった。
特許文献 1：特許第 3275632号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、通信品質が良好とな るアンテナの配置位置を調整する必要がなぐ取り扱!/、が便利な無線通信モジユー ル及び無線通信装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0004] 請求項 1に記載の発明は、第 1の基板上に実装されるローデイング逆 Fアンテナを 使用して無線の送受信を行う無線通信モジュールであって、前記ローデイング逆 Fァ ンテナにより電波の送受信を行うアンテナ回路と、無線通信の制御を行う制御回路、 周波数の変調を行う変復調回路、周波数の変換を行う周波数変換回路、データの入 出力を行うインタフェース回路のうち、少なくとも 1つ以上の回路により構成される無 線通信回路とを有し、無線通信に使用する電波の波長をえ（m)、周波数を f (Hz)、 光速をじ（11173)、係数& = 70〜130とした場合に、前記ローデイング逆 Fアンテナの ローデイング部と前記無線通信回路との距離を、前記ローデイング部の長手方向に 直交する方向に、 χ= λ X ( (fZc))Za以上の距離 x (m)だけ離して前記第 1の基 板上に実装したことを特徴とする無線通信モジュールである。
[0005] また、請求項 2に記載の発明は、 408. 5MHz〜451. 5MHzの周波数を使用して 無線通信を行う場合に、前記ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前記無線 通信回路との距離を、前記ローデイング部の長手方向に直交する方向に、 10mm以 上離して前記第 1の基板上に実装したことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信 モジユーノレである。
[0006] また、請求項 3に記載の発明は、 2. 4GHz〜2. 5GHzの周波数を使用して無線通 信を行う場合に、前記ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前記無線通信回 路との距離を、前記ローデイング部の長手方向に直交する方向に、 4mm以上離して 前記第 1の基板上に実装したことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信モジユー ルである。
[0007] また、請求項 4に記載の発明は、前記ローデイング部の長手方向に直交する方向 に、前記ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前記無線通信回路との距離を 確保するための絶縁性のケースを更に設けたことを特徴とする請求項 1から 3のいず れかの項に記載の無線通信モジュールである。
[0008] また、請求項 5に記載の発明は、第 2の基板上に実装される無線通信装置であって 、前記請求項 1〜4のいずれかの項に記載の無線通信モジュールと、前記制御回路 、前記変復調回路、前記周波数変換回路、前記インタフ ース回路のうち、前記無 線通信回路に含まれていない回路を前記第 2の基板上に実装したことを特徴とする 無線通信装置である。
[0009] また、請求項 6に記載の発明は、被測定物に取り付けられる無線通信装置であって 、前記請求項 1〜4のいずれかの項に記載の無線通信モジュールと、前記制御回路 、前記変復調回路、前記周波数変換回路、前記インタフ ース回路のうち、前記無 線通信回路に含まれて!/、ない回路と、前記無線通信モジュールから前記被測定物 の情報を送信するセンサとを有し、無線通信に使用する電波の波長をえ（m)、周波 数を f (Hz)、光速を c (11173)、係数& = 70〜130とした場合に、前記ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前記被測定物との距離を、前記ローデイング部の長手 方向に直交する方向に、 χ= λ Χ ( (fZc) ) Za以上の距離 x (m)だけ離したことを 特徴とする無線通信装置である。
発明の効果
[0010] 請求項 1に記載の無線通信モジュールによれば、ローデイング逆 Fアンテナのロー デイング部の長手方向に直交する方向に、 χ= λ X ( 7じ））7&以上の距離 (111 )だけ離して無線通信回路を配置するようにした。よって、無線通信回路が存在する ことによるローデイング逆 Fアンテナの放射'受信特性の低下を防止することが可能と なる。
[0011] また、請求項 2に記載の無線通信モジュールによれば、ローデイング逆 Fアンテナ のローデイング部の長手方向に直交する方向に、 10mm以上離して無線通信回路 を配置するようにした。よって、 408. 5MHz〜451. 5MHzの周波数を使用して通 信を行う場合に良好な通信品質を得ることができる。
[0012] また、請求項 3に記載の無線通信モジュールによれば、ローデイング逆 Fアンテナ のローデイング部の長手方向に直交する方向に、 4mm以上離して無線通信回路を 配置するようにした。よって、 2. 4GHz〜2. 5GHzの周波数を使用して通信を行う場 合に良好な通信品質を得ることができる。
[0013] また、請求項 4に記載の無線通信モジュールによれば、無線通信モジュールの周 囲にケースを設けて、ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部の径方向に所定距 離を確保するようにした。よって、その所定距離内に導電体や誘電体が入り込むのを 防止することが可能となり、常に安定な通信品質を得ることができる。
[0014] また、請求項 5に記載の無線通信装置によれば、ローデイング逆 Fアンテナの位置 を調整しなくても安定した通信品質を得ることができる。よって、無線通信装置を利用 するユーザは、無線通信モジュールと他の回路との配置を考慮することなぐ通信品 質の良好な無線通信装置を製造することができる。
[0015] また、請求項 6に記載の無線通信装置では、被測定物の情報を送信するセンサを 設けるとともに、被測定物とローデイング部との距離を、ローデイング部の長手方向に 直交する方向に、 χ= λ X ( (fZc) ) Za以上の距離 x (m)だけ離すようにした。よ つて、被測定物が金属ケースにより構成されているような場合でも、電磁的影響を受 けずにセンサが測定した被測定物の情報を送信することができる。
図面の簡単な説明
[図 1]本実施形態による無線通信モジュール 30の平面図である。
[図 2]無線通信装置 20の一般的な構成を示すブロック図である。
[図 3]本発明の実施形態によるアンテナ回路 1の構成を示す図である。
[図 4]ローデイング逆 Fアンテナを実装したアンテナ回路 1の構成を示す図である。
[図 5]本実施形態による無線通信モジュール 30の断面図である。
[図 6]ローデイング部 6と無線通信回路 14の距離 L7と、平均利得及び帯域幅との関 係を示したグラフである。
[図 7]無線通信モジュール 30を、無線通信装置 14の基板 bl上に実装した様子を示 す平面図である。
[図 8]本実施形態による無線通信装置 20の構成例を示す断面図である。
符号の説明
1·· •アンテナ回路
2" •周波数変換回路
3·· •変復調回路
4·· •制御回路
5·· 'インタフェース回路
6·· 'ローデイング部
7" 'インダクタ咅
8·· 'キャパシタ部
13· ··ケース
14· ··無線通信回路
17· ··金属ケース
20· ··無線通信装置
30· ··無線通信モジュール
bl、b2"'基板 発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、図面を参照し、本発明の実施形態による無線信モジュール 30について説明 する。
図 2は、無線通信を行う無線通信装置 20の一般的な構成を示すブロック図である。 無線通信装置 20には、アンテナ回路 1、周波数変換回路 2、変復調回路 3、制御回 路 4、インタフェース回路 5が、基板 bl上に実装される。
アンテナ回路 1は、ローデイング逆 Fアンテナであり、無線によりデータを送信あるい は受信する際に利用される。本実施形態で用 ヽるアンテナ回路 1の構成については 、後に図 3を参照して具体的に説明する。
[0019] アンテナ回路 1が電波を受信すると、その電波に応じた信号が周波数変換回路 2に 出力される。周波数変換回路 2では、アンテナ回路 1が出力する信号を高周波から低 周波の信号に変換する。
変復調回路 3では、周波数変換回路 2で高周波から低周波に変換された信号が復 調される。また、インタフェース回路 5では、変復調回路 3により復調された信号がデ ータに変換されて外部に出力される。制御回路 4は、周波数変換回路 2、変復調回 路 3、インタフェース回路 5などの制御を行う。
一方、無線通信装置 20によりデータを送信する場合には、電波を受信する場合と 逆の処理が行われる。つまり、無線通信装置 20に入力されるデータが、インタフエ一 ス回路 5、変復調回路 3、周波数変換回路 2を介してアンテナ回路 1から無線により外 部に送信される。
[0020] 次に、図 3 (a)、 (b)を参照して、本実施形態によるアンテナ回路 1の構成を説明す る。図 3 (a)は、アンテナ回路 1の平面図であり、図 3 (b)は、アンテナ回路 1の分解斜 視図である。本実施形態では、アンテナ回路 1にローデイング逆 Fアンテナを実装す る場合について説明する。
図 3 (a)に示すようにアンテナ回路 1は、榭脂などの絶縁性材料力もなる基板 b2と、 基板 b2の一方の面上に配されるローデイング部 6と、インダクタ部 7と、キャパシタ部 8 と、アンテナ回路 1の外部に実装される周波数変換回路 2 (図 2参照）に接続される給 電点 Pを有する。 [0021] ローデイング部 6は、例えば、アルミナなどの誘電材料力もなる直方体状の素体 6a の表面の長手方向 D1に対して、導体パターン 6bを螺旋形状に形成することにより構 成される。
この導体パターン 6bの両端は、基板 b2の表面に設けられる矩形の設置導体 9a、 9 b (図 3 (b) )と電気的に接続されるように、素体 6aの裏面に設けられた接続電極 10a 、 10b (図 3 (b) )にそれぞれ接続される。また、導体パターン 6bは、一端が設置導体 9bを介してインダクタ部 7及びキャパシタ部 8と電気的に接続され、他端が開放端とさ れる。
[0022] インダクタ部 7は、チップインダクタ 7aを有し、このチップインダクタ 7aの一端が、基 板 b lの表面に設けられる線状の導電性パターン 11aを介して設置導体 9bに接続さ れる。また、チップインダクタ 7aの他端は、基板 b2の表面に設けられる線状の導電性 ノターン l ibを介してアース（図示省略）に接続される。
導体パターン 11aは、端辺 12bが長手方向 D1と平行になるように形成される。
[0023] キャパシタ部 8は、チップコンデンサ 8aを有し、このチップコンデンサ 8aの一端が、 基板 b lの表面に設けられる線状の導体パターン 11cを介して設置導体 9bに接続さ れる。また、チップコンデンサ 8aの他端は、キャパシタ部 8は、基板 b2の表面に設け られる線状の導体パターン 1 Idを介して給電点 Pと接続される。
チップコンデンサ 8aのキャパシタンスは、給電点 Pにおける周波数変換回路 2の入 力インピーダンスと整合が取れるように調整される。
なお、本実施形態によるアンテナ回路 1では、寸法 L1〜L4として、以下の値を用 いた。すなわち、ローデイング部 6と、基板 b lの一方の端辺 12aとの距離 L1を 10mm とした。また、ローデイング部 6の長手方向 D1の長さ L2を 16mmとした。また、長手方 向 D1と平行な部分における導体パターン 1 1aの端辺 12bの寸法を 2. 5mmとした。 また、基板 b lの一方の端辺 12aと平行なアンテナエレメントの物理長 L4を 18. 5mm とした。
[0024] 次に、本発明の実施形態による無線通信モジュール 30について図 4を参照して説 明する。無線通信モジュール 30には、基板 b2上にアンテナ回路 1 (図 2)と無線通信 回路 14が実装してモジュール化される。 無線通信回路 14は、周波数の変換を行う周波数変換回路 2により構成される回路 である。
[0025] なお、本実施形態では、無線通信回路 14が周波数変換回路 2により構成されてい る場合について説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、無線通信回 路 14を、周波数変換回路 2、変復調回路 3、制御回路 4、インタフ ース回路 5の少 なくとも 1つ以上の回路により構成することもできる。この場合、周波数変換回路 2、変 復調回路 3、制御回路 4のうち、無線通信回路 14に含まれていない回路については 、無線通信モジュール 30を実装する基板上に別途実装される。
[0026] 図 5 (a)は、本実施形態による無線通信モジュール 30 (図 4)の断面図である。図 5 ( a)は、無線通信装置 20の基板 bl上に、無線通信モジュール 30が実装されている様 子を示したものである。
無線通信モジュール 30の周囲は、絶縁性のケース 13により覆われる。ケース 13内 に設置される基板 b2上には、アンテナ回路 1のローデイング部 6などが実装される。 ケース 13からは、基板 b2上に実装される周波数変換回路 2などに接続される配線 1 5が引き出される。ローデイング部 6からケース 13の上面、下面までの距離 L5、 L6は 、通信品質の低下を防止するために、それぞれ所定距離だけ離すことが望ましい。 例えば、距離 L5、 L6として、 10mm以上の値を用いることが望ましい。
[0027] 無線の送受信を行うローデイング部 6に対して、ケース 13を設けることにより、基板 b 2と垂直な上下方向に所定の領域を確保できるため、導電体や誘電体がローデイン グ部 6に接近することを防止することができる。よって、無線通信モジュール 30の通信 品質が劣化することを防止することができる。
また、ケース 13によって、無線通信モジュール 30を覆うことにより、ケース 13内に実 装されるアンテナ回路 1や周波数変換回路 2を外部の衝撃カゝら保護することもできる
[0028] なお、何らかの方法により、ローデイング部 6の近傍に導電体や誘電体が接近する のを防止することができれば、ケース 13 (図 5 (a) )を設けなくてもよい。例えば、図 5 ( b)に示すように、基板 blから引き出される配線 15にストッパ 16を形成して、ローディ ング部 6と無線通信装置 20の基板 blとの間に距離 L6を確保すれば、基板 bl上に 実装される他の回路からの影響を遮蔽することができる。
[0029] 次に、本実施形態による無線通信モジュール 30を使用した場合の効果について説 明する。効果を確認するにあたり、図 1に示す無線通信モジュール 30を使用した。 図 1の無線通信モジュール 30では、基板 b2上には、ローデイング部 6などにより構 成されるアンテナ回路 1と、無線通信回路 14が実装されている。
なお、図 1に示した無線通信モジュール 30の各部の寸法 L8〜L11は、 L8 = 86m m、 L9 = 54mm、 L 10 = 70mm, LI 1 = 30mmのものを使用した。
[0030] 無線通信モジュール 30の通信品質力 アンテナ回路 1のローデイング部 6と、導電 体や誘電体との距離との関係でどのように変動するかについて実験を行った。その 結果、ローデイング部 6の長手方向 D1の方向に導電体や誘電体を近づけても通信 品質はあまり劣化しなかった。よって、ローデイング部 6の長手方向 D1には、数 mm の間隔を空けて他の回路等を実装することができる。
[0031] 一方、アンテナ回路 1のローデイング部 6の長手方向 D1に直交する方向に導電体 や誘電体を近づけた場合の通信品質の変動は大き力つた。
アンテナ回路 1により電波を送受信する際に、通信品質に最も影響を与えるのは、 導電体や誘電体などにより構成される無線通信回路 14であると考えられる。そこで、 ローデイング部 6と無線通信回路 14との距離 L7に応じて通信品質がどのように変動 するかにつ 、て実験を行った。
[0032] 図 6 (a)、（b)は、周波数 f=434MHz (波長え =69cm)の電波を使用した場合に
、ローデイング部 6と無線通信回路 14との距離 L7 (図 1)に応じて、通信品質がどのよ うに変動するかにっ 、て示したグラフである。
図 6 (a)は、距離 L7と、 XY面における垂直偏波の平均利得との関係を示したグラフ である。距離 L7を、 5mmから 15mmと増加させるに従って、平均利得は向上してい る。その中でも距離 L7が 10mm付近において、平均利得の変化が小さく安定してい る。
[0033] 一方、図 6 (b)は、距離 L7と、 VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)が周波数 f =4 34MHzにおける帯域幅との関係を示したグラフである。距離 L7を、 5mmから 15m mと増加させるに従って、帯域幅は上昇している。その中でも距離 L7が 10mn！〜 12 . 5mm付近において、平均利得の変化が小さく安定している。
周波数 f=430MHz付近の 408. 5MHz〜451. 5MHzの周波数を無線通信に 使用した場合にも、アンテナ回路 1のローデイング部 6と無線通信回路 14との距離 L 7を 10mm以上離すことにより、安定した通信品質を保ちながら無線通信を行うことが 可能であった。
なお、図 6 (a)、（b)は、 434MHzの周波数 fを使用して無線通信を行った場合の結 果について説明した力、周波数 f= 2. 4GHz〜2. 5GHz (波長え = 12〜12. 5cm) の電波を使用して上記と同じ実験を行ったところ、ローデイング部 6と無線通信回路 1 4との距離 L7との距離を 4mm以上離せば、安定した通信品質を保ちながら無線通 信を行うことができることがわ力つた。
以上の実験結果から、無線通信に使用する電波の波長をえ（m)、周波数を f (Hz) 、光速を c (mZs)、係数 a = 70〜130とした場合に、 χ= λ X ( (fZc) ) Za以上の 距離 X (m)だけ、ローデイング部 6と無線通信回路 14との距離 L7として確保すれば、 安定した通信品質を保ちながら無線通信を行うことができると考えられる。なお、ここ で、 cは光速を示しており、 3 X 108 (m/s)とした。
[0034] 本実施形態による無線通信モジュール 30を使用すれば、図 7 (a)、 (b)に示したよ うに、基板 bl上に無線通信モジュール 30を実装する位置や、基板 blの形状にかか わらず、通信品質が良好な状態で無線通信を行うことが可能となる。
つまり、アンテナ回路 1のローデイング部 6の径方向に所定距離だけ離れて、導電 体や誘電体を含むインタフェース回路 5などを配置すれば、それらの影響を受けるこ となく常に安定した通信を行うことが可能となる。
[0035] なお、図 5 (a)、 (b)の説明では、基板 b2上にローデイング部 6を実装し、その他の 周波数変換回路 2などは基板 bl上に実装する場合について説明したが、このような 構成に限定されるものではない。例えば、図 8に示すように、無線通信装置 20を構成 することもできる。この無線通信装置 20は、金属ケース 17で覆われた被測定物であ る機器等に取り付けられ、その機器の温度等を測定し、その温度の情報等を無線通 信により送信する。無線通信装置 20のケース 13に内蔵される基板 b2上には、周波 数変換回路 2、変復調回路 3、制御回路 4、インタフ ース回路 5 (図示省略)が実装 される。また、アンテナ回路 1のローデイング部 6は、周波数変換回路 2、変復調回路 3、制御回路 4、インタフェース回路 5、及び、被測定物（ここでは、金属ケース 17)か ら、ローデイング部 6の長手方向に直交する方向に距離 L6だけ離して基板 b2上に実 装される。
このようにすれば、無線通信装置 20を取り付ける被対象物である機器等の金属ケ ース 17などの温度を測定する際に、その金属ケース 17による電磁的な影響を受け ずに、外部と無線通信を行うことができる。
[0036] 以上、本発明の実施の形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成に ついてはこれらの実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しな V、範囲の設計変更等が可能である。
産業上の利用可能性
[0037] 小型化が必要であるとともに、良好な通信品質が要求される携帯端末の内部に本 発明の無線通信モジュールを実装することが可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の基板上に実装されるローデイング逆 Fアンテナを使用して無線の送受信を行 う無線通信モジュールであって、
前記ローデイング逆 Fアンテナにより電波の送受信を行うアンテナ回路と、 無線通信の制御を行う制御回路、周波数の変調を行う変復調回路、周波数の変換 を行う周波数変換回路、データの入出力を行うインタフェース回路のうち、少なくとも 1つ以上の回路により構成される無線通信回路とを有し、
無線通信に使用する電波の波長をえ（m)、周波数を f (Hz)、光速を c (mZs)、係 数& = 70〜130とした場合に、前記ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前 記無線通信回路との距離を、前記ローデイング部の長手方向に直交する方向に、 X = λ Χ ( (fZc) ) Za以上の距離 x (m)だけ離して前記第 1の基板上に実装したこ とを特徴とする無線通信モジュール。
[2] 408. 5MHz〜451. 5MHzの周波数を使用して無線通信を行う場合に、前記口 ーデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前記無線通信回路との距離を、前記ロー デイング部の長手方向に直交する方向に、 10mm以上離して前記第 1の基板上に実 装したことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信モジュール。
[3] 2. 4GHz〜2. 5GHzの周波数を使用して無線通信を行う場合に、前記ローデイン グ逆 Fアンテナのローデイング部と前記無線通信回路との距離を、前記ローデイング 部の長手方向に直交する方向に、 4mm以上離して前記第 1の基板上に実装したこ とを特徴とする請求項 1に記載の無線通信モジュール。
[4] 前記ローデイング部の長手方向に直交する方向に、前記ローデイング逆 Fアンテナ のローデイング部と前記無線通信回路との距離を確保するための絶縁性のケースを 更に設けたことを特徴とする請求項 1から 3のいずれかの項に記載の無線通信モジュ 一ノレ。
[5] 第 2の基板上に実装される無線通信装置であって、
前記請求項 1〜4のいずれかの項に記載の無線通信モジュールと、
前記制御回路、前記変復調回路、前記周波数変換回路、前記インタフェース回路 のうち、前記無線通信回路に含まれていない回路を前記第 2の基板上に実装したこ とを特徴とする無線通信装置。
被測定物に取り付けられる無線通信装置であって、
前記請求項 1〜4のいずれかの項に記載の無線通信モジュールと、
前記制御回路、前記変復調回路、前記周波数変換回路、前記インタフェース回路 のうち、前記無線通信回路に含まれていない回路と、
前記無線通信モジュールから前記被測定物の情報を送信するセンサとを有し、 無線通信に使用する電波の波長をえ（m)、周波数を f (Hz)、光速を c (mZs)、係 数& = 70〜130とした場合に、前記ローデイング逆 Fアンテナのローデイング部と前 記被測定物との距離を、前記ローデイング部の長手方向に直交する方向に、 χ= λ X {f (f/c) ) Za以上の距離 x (m)だけ離したことを特徴とする無線通信装置。
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