WO2016132397A1 - アンテナ、および、通信装置 - Google Patents

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恭平 小澤
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Definitions

  • the present invention relates to an antenna and a communication device including the antenna.
  • a pattern antenna is widely used in which a planar antenna element is formed on a substrate, and the antenna element is fed with a coaxial cable to function as an antenna.
  • Patent Document 1 discloses an antenna composed of three components: a substrate on which an antenna element is formed, a coaxial cable, and an end of a coaxial cable, and an RF connector used for coupling to a receiving circuit. It is disclosed.
  • the inner conductor and the outer conductor of the coaxial cable are each soldered to the antenna element. And the signal received with the antenna element is transmitted to a receiving circuit via a coaxial cable.
  • Patent Document 1 since the signal is transmitted through the coaxial cable, it is difficult to reduce the size of the communication device, the gain is reduced, and the manufacturing cost is increased. Further, since the antenna and the receiving circuit are connected by a bent coaxial cable, another member is required to fix the installation direction of the antenna.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is an antenna that can be easily downsized, has high gain, can suppress manufacturing costs, and can easily fix the installation direction.
  • An object is to provide a communication device.
  • An antenna according to the present invention is a wireless module including a first substrate, a wireless circuit fixed to the first substrate, and a first coaxial connector fixed to the first substrate and connected to the wireless circuit.
  • An antenna to be attached comprising: a second substrate; a conductor formed on one surface of the second substrate; and a first coaxial connector fixed to the second substrate connected to the conductor; A second coaxial connector that is detachably coupled, and the second substrate is fixed in parallel with the first substrate in a state where the first coaxial connector and the second coaxial connector are coupled.
  • the communication device of the present invention includes the antenna and the wireless module.
  • an antenna and a communication device that can be easily downsized, have high gain, can suppress manufacturing costs, and can easily fix the installation direction.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the wireless module 2 that configures the communication device 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the antenna 3 that configures the communication device 1.
  • the communication device 1 includes a wireless module 2 and an antenna 3.
  • the wireless module 2 is a module that performs wireless communication with other communication devices by transmitting and receiving radio waves via the antenna 3.
  • the wireless module 2 is used for coupling the substrate 4, the electronic component 7 on which a wireless circuit, a microcomputer, a memory, a peripheral circuit, and the like are mounted, and the wireless module 2 and the antenna 3.
  • a coaxial connector 8 and a battery holder (not shown) that accommodates a battery such as a coin-type battery that supplies electric power to the electronic component 7 are provided.
  • the coaxial connector 8 is a male connector including an inner conductor 8a having a pin-shaped portion that comes into contact with a coaxial connector 9 described later, and an outer conductor 8b having a cylindrical portion that comes into contact with the coaxial connector 9.
  • the antenna 3 includes a substrate 5, a conductor 6 formed on the surface of the substrate 5, a coaxial connector 9, and a double-sided tape 10.
  • the conductor 6 forms a loop pattern, and the two ends of the conductor 6 face each other. By feeding power to these two ends, the antenna 3 functions as a loop antenna.
  • a female coaxial connector 9 that is coupled to the coaxial connector 8 of the wireless module 2 is provided in an area where the two ends of the conductor 6 are disposed.
  • the coaxial connector 9 is connected to the conductor 6 while being connected to the conductor 5. Fixed to.
  • the coaxial connector 9 is indicated by a dotted line, and the detailed shape of the coaxial connector 9 is not shown. The shape and the like of the coaxial connector 9 will be described in detail later with reference to FIGS.
  • the coaxial connector 8 and the coaxial connector 9 are detachably coupled.
  • the substrate 4 of the wireless module 2 and the substrate 5 of the antenna 3 are fixed in parallel.
  • an antenna having a conductor pattern different from that of the antenna 3 can be used depending on the purpose of use and the usage environment, and directivity and gain can be used. Can be adjusted.
  • an antenna having a conductor pattern such as a dipole antenna can be used.
  • the antenna 3 can be fixed to the wireless module 2, the radiation direction of the radio wave can be made constant, and another member for fixing the installation direction of the antenna 3 becomes unnecessary, and the communication device 1 can be reduced in size.
  • a double-sided tape 10 which is a fixing member different from the coaxial connectors 8 and 9 is used for coupling the substrate 4 and the substrate 5.
  • substrate 5 are fixed more firmly.
  • the double-sided tape 10 is not necessarily used, and the substrate 4 and the substrate 5 may be fixed only by coupling the coaxial connector 8 and the coaxial connector 9.
  • the substrate 4 and the substrate 5 may be fixed by screws, or the wireless module 2 and the antenna 3 may be accommodated in a case to fix the substrate 4 and the substrate 5. .
  • FIG. 4 is a plan view of the coaxial connector 9
  • FIG. 5 is a bottom view of the coaxial connector 9
  • FIG. 6 is a side view of the coaxial connector 9.
  • a part of FIG. 6 is a cross-sectional view to show the inside of the coaxial connector 9.
  • the coaxial connector 9 includes an inner conductor 9a having a hole into which a pin-shaped portion of the inner conductor 8a of the coaxial connector 8 is inserted, and an outer portion in contact with the cylindrical portion of the outer conductor 8b of the coaxial connector 8.
  • the cylindrical portions of the conductor 9b and the outer conductor 8b are fitted, and a groove 9c is provided for contacting the outer conductor 8b and the outer conductor 9b.
  • the inner conductor 9a extends to the bottom surface of the coaxial connector 9, and is connected to the end of the conductor 6 at the center of the coaxial connector 9 shown in FIG.
  • the outer conductor 9b also extends to the bottom surface of the coaxial connector 9, and is connected to the end of the conductor 6 at the corner of the coaxial connector 9 shown in FIG.
  • the antenna 3 can function as a loop antenna by connecting the coaxial connector 9 and the conductor 6 and feeding power from the wireless module 2 to the end of the conductor 6.
  • FIG. 7 is a diagram showing a radiation pattern when the communication device 1 shown in FIG. 1 is arranged so that the normal direction of the substrates 4 and 5 is the horizontal direction. 7 indicates the horizontal radiation pattern of the communication device 1, and the dotted line in FIG. 7 indicates the vertical radiation pattern of the communication device 1.
  • the directivity of the communication device 1 is the same as that of a widely used dipole antenna.
  • this communication apparatus 1 since a general characteristic is acquired, handling of the communication apparatus 1 becomes easy.
  • this communication device 1 since the wireless module and the antenna are not connected using a coaxial cable as in the prior art, but are connected by the coaxial connectors 8 and 9, the communication device 1 can be further downsized, The manufacturing cost of the communication device 1 can be reduced.
  • this communication device 1 since no coaxial cable is used for coupling the radio module 2 and the antenna 3, there is no cable loss due to the coaxial cable, and a high gain communication device 1 is obtained.
  • the present invention is suitable for use in an antenna and a communication device.

Abstract

　小型化が容易で、高利得であり、製造コストも抑制でき、さらに設置方向を容易に固定することができるアンテナ、および、通信装置を提供する。基板（４）と、基板（４）に固定された無線回路と、基板（４）に固定され、無線回路に接続される同軸コネクタ（８）と、を備える無線モジュール（２）に取り付けられるアンテナ（３）であって、基板（５）と、基板（５）の一方の面上に形成された導体（６）と、導体（６）に接続された状態で基板（５）に固定され、同軸コネクタ（８）と着脱自在に結合される同軸コネクタ（９）と、を備え、同軸コネクタ（８）と同軸コネクタ（９）とが結合された状態において、基板（５）が基板（４）と平行に固定される。

Description

アンテナ、および、通信装置
　本発明は、アンテナ、および、アンテナを備える通信装置に関する。
　従来、基板上に面状のアンテナエレメントを形成し、同軸ケーブルによりアンテナエレメントに給電を行って、アンテナとして機能させるパターンアンテナが広く用いられている。
　例えば、特許文献１には、アンテナエレメントが表面に形成された基板、同軸ケーブル、同軸ケーブルの端部に装着され、受信回路との結合に用いられるＲＦコネクタの３つの部品で構成されたアンテナが開示されている。
　このアンテナでは、同軸ケーブルの内部導体と外部導体とがそれぞれアンテナエレメントにはんだ付けされる。そして、アンテナエレメントで受信した信号は、同軸ケーブルを介して受信回路に伝達される。
特開平１０－３１３２０７号公報
　しかしながら、上述した特許文献１の従来技術では、同軸ケーブルを介して信号を伝達するため、通信装置を小型化しにくく、低利得となり、製造コストも高くなる。また、屈曲する同軸ケーブルによりアンテナと受信回路とが接続されるため、アンテナの設置方向を固定するには別の部材が必要になる。
　本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、小型化が容易で、高利得であり、製造コストも抑制でき、さらに設置方向を容易に固定することができるアンテナ、および、通信装置を提供することを目的とする。
　本発明のアンテナは、第１の基板と、第１の基板に固定された無線回路と、第１の基板に固定され、無線回路に接続される第１の同軸コネクタと、を備える無線モジュールに取り付けられるアンテナであって、第２の基板と、第２の基板の一方の面上に形成された導体と、導体に接続された状態で第２の基板に固定され、第１の同軸コネクタと着脱自在に結合される第２の同軸コネクタと、を備え、第１の同軸コネクタと第２の同軸コネクタとが結合された状態において、第２の基板が第１の基板と平行に固定される。
　また、本発明の通信装置は、上記アンテナと、上記無線モジュールとを備える。
　本発明によれば、小型化が容易で、高利得であり、製造コストも抑制でき、さらに設置方向を容易に固定することができるアンテナ、および、通信装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す図 通信装置を構成する無線モジュールの構成の一例を示す図 通信装置を構成するアンテナの構成の一例を示す図 アンテナが有する同軸コネクタの平面図 アンテナが有する同軸コネクタの底面図 アンテナが有する同軸コネクタの側面図 通信装置の放射パターンを示す図
　以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る通信装置１の構成の一例を示す図である。図２は、通信装置１を構成する無線モジュール２の構成の一例を示す図である。図３は、通信装置１を構成するアンテナ３の構成の一例を示す図である。
　図１に示すように、通信装置１は、無線モジュール２とアンテナ３とを備える。無線モジュール２は、アンテナ３を介して電波を送受信することにより、他の通信装置と無線通信を行うモジュールである。
　また、図２に示すように、無線モジュール２は、基板４と、無線回路やマイクロコンピュータ、メモリ、周辺回路などが搭載された電子部品７と、無線モジュール２とアンテナ３との結合に用いられる同軸コネクタ８と、電子部品７に電力を供給するコイン型電池などの電池を収容する電池ホルダ（図示せず）を備える。
　同軸コネクタ８は、後述する同軸コネクタ９と接触するピン状の部分を有する内部導体８ａと、同軸コネクタ９と接触する筒状の部分を有する外部導体８ｂとを備えるオスのコネクタである。
　さらに、図３に示すように、アンテナ３は、基板５と、基板５の面上に形成された導体６と、同軸コネクタ９と、両面テープ１０とを備える。導体６は、ループ状パターンを形成しており、導体６の２つの端部は向かい合っている。この２つの端部に給電がなされることにより、アンテナ３はループアンテナとして機能する。
　また、導体６の２つの端部が配置される領域には、無線モジュール２の同軸コネクタ８と結合するメスの同軸コネクタ９が設けられ、同軸コネクタ９は導体６に接続された状態で基板５に固定される。
　図３では、同軸コネクタ９を点線で示し、同軸コネクタ９の詳細な形状の図示を省略している。同軸コネクタ９の形状等については、図４～図６を用いて後に詳しく説明する。
　同軸コネクタ８と同軸コネクタ９とは、着脱自在に結合される。そして、同軸コネクタ８と同軸コネクタ９とが結合されると、無線モジュール２の基板４と、アンテナ３の基板５とが平行に固定される。
　このように、同軸コネクタ８と同軸コネクタ９とを着脱自在に結合することにより、使用目的や使用環境に応じて、アンテナ３とは異なる導体パターンを有するアンテナを用いることができ、指向性や利得を調整することができる。例えば、ダイポールアンテナなどの導体パターンを有するアンテナを用いることができる。
　また、無線モジュール２にアンテナ３を固定することができるので、電波の放射方向を一定の方向にすることができ、アンテナ３の設置方向を固定するための別の部材が不要になり、通信装置１を小型化できる。
　さらに、基板４と基板５との結合には、同軸コネクタ８、９とは別の固定部材である両面テープ１０が用いられる。これにより、基板４と基板５とがより強固に固定される。なお、両面テープ１０は必ずしも用いなくともよく、同軸コネクタ８と同軸コネクタ９との結合のみで、基板４と基板５とを固定してもよい。
　あるいは、両面テープ１０の代わりに、ネジにより基板４と基板５とを固定したり、無線モジュール２とアンテナ３とをケースに収容することにより基板４と基板５とを固定したりしてもよい。また、両面テープ１０やネジ、ケース以外の他の固定部材により基板４と基板５とを固定してもよい。
　つぎに、アンテナ３が有する同軸コネクタ９の形状等について詳しく説明する。図４は、同軸コネクタ９の平面図であり、図５は、同軸コネクタ９の底面図であり、図６は、同軸コネクタ９の側面図である。なお、図６の一部は、同軸コネクタ９の内部を示すため、断面図となっている。
　図４に示すように、同軸コネクタ９には、同軸コネクタ８の内部導体８ａのピン状部分が挿入される孔を有する内部導体９ａ、同軸コネクタ８の外部導体８ｂの筒状部分と接触する外部導体９ｂ、外部導体８ｂの筒状部分がはまり込み、外部導体８ｂと外部導体９ｂとを接触させる溝９ｃを有する。
　内部導体９ａは、図５、図６に示すように、同軸コネクタ９の底面にまで延びており、図３に示した同軸コネクタ９の中央において、導体６の端部と接続される。一方、外部導体９ｂも同軸コネクタ９の底面にまで延びており、図３に示した同軸コネクタ９の角部において、導体６の端部と接続される。
　このようにして、同軸コネクタ９と導体６とを接続し、無線モジュール２から導体６の端部に給電を行うことにより、アンテナ３をループアンテナとして機能させることができる。
　図７は、図１に示した通信装置１を基板４、５の法線方向が水平方向となるように配置した場合の放射パターンを示す図である。図７の実線は、通信装置１の水平放射パターンを示し、図７の点線は、通信装置１の垂直放射パターンを示す。
　図７に示すように、この通信装置１の指向性は、広く用いられるダイポールアンテナの指向性と同様のものとなる。このように、この通信装置１では、一般的な特性が得られるため、通信装置１の取扱いが容易となる。
　また、この通信装置１では、従来のように、無線モジュールとアンテナとを同軸ケーブルを用いて接続するのではなく、同軸コネクタ８、９により結合するため、通信装置１をより小型化できるとともに、通信装置１の製造コストを低減することができる。
　さらに、この通信装置１では、無線モジュール２とアンテナ３との結合に同軸ケーブルを用いないため、同軸ケーブルによるケーブルロスがなくなり、高利得の通信装置１が得られる。
　本発明は、アンテナ、および、通信装置に用いるのに好適である。
　１　通信装置
　２　無線モジュール
　３　アンテナ
　４、５　基板
　６　導体
　７　電子部品
　８、９　同軸コネクタ
　８ａ、９ａ　内部導体
　８ｂ、９ｂ　外部導体
　９ｃ　溝
　１０　両面テープ
 

Claims (7)

  1. 　第１の基板と、前記第１の基板に固定された無線回路と、前記第１の基板に固定され、前記無線回路に接続される第１の同軸コネクタと、を備える無線モジュールに取り付けられるアンテナであって、
    　第２の基板と、
    　前記第２の基板の一方の面上に形成された導体と、
    　前記導体に接続された状態で前記第２の基板に固定され、前記第１の同軸コネクタと着脱自在に結合される第２の同軸コネクタと、
    　を備え、
    　前記第１の同軸コネクタと前記第２の同軸コネクタとが結合された状態において、前記第２の基板が前記第１の基板と平行に固定されるアンテナ。
  2. 　前記導体は、ループ状に形成される請求項１に記載のアンテナ。
  3. 　請求項１に記載のアンテナと、請求項１に記載の無線モジュールとを備える通信装置。
  4. 　前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の同軸コネクタ、および、前記第２の同軸コネクタとは別途固定する固定部材をさらに備える請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記固定部材は、両面テープである請求項４に記載の通信装置。
  6. 　前記固定部材は、ネジである請求項４に記載の通信装置。
  7. 　前記固定部材は、前記無線モジュールと前記アンテナを収容するケースである請求項４に記載の通信装置。
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