JP2012227616A

JP2012227616A - Radio communication equipment

Info

Publication number: JP2012227616A
Application number: JP2011091407A
Authority: JP
Inventors: Masashi Koshi; 正史越; Takeya Nagano; 健也長野; Takayuki Arai; 隆之新居
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-11-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide radio communication equipment which can improve antenna performance while downsizing a radio unit housing an antenna.SOLUTION: Radio communication equipment comprises: a radio unit 1 which includes an antenna 13 and a radio circuit board 12 connected with the antenna 13 to transmit and receive a radio signal; and a measurement unit 2 which includes a measurement circuit board 22 having functions of outputting transmitted data to the radio unit 1 and inputting received data from the radio unit 1. A conductor plate 24 included in the measurement unit 2 is connected with a ground pattern 22a of the measurement circuit board 22, faces one surface of the radio circuit board 12, and is capacitively coupled with a ground pattern 12a of the radio circuit board 12.

Description

本発明は、無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a wireless communication apparatus.

従来、各種データを計測する計測ユニットに、無線通信機能を有する無線ユニットを接続し、親端末との間で無線通信を行うことによって、計測したデータを親端末へ送信したり、データ計測のための制御信号を親端末から受信する無線通信装置がある。 Conventionally, by connecting a wireless unit with a wireless communication function to a measurement unit that measures various data and performing wireless communication with the parent terminal, the measured data can be transmitted to the parent terminal or used for data measurement. There is a wireless communication apparatus that receives a control signal from a parent terminal.

そして、無線ユニットにはアンテナが収納されており、特許文献１では、アンテナ性能（送信性能、受信性能）を確保するために、無線基板とアンテナ基板とを互いに直交させて配置し、アンテナ基板と金属部分との間に空間を設けている。 An antenna is accommodated in the wireless unit. In Patent Document 1, in order to ensure antenna performance (transmission performance, reception performance), the wireless substrate and the antenna substrate are arranged orthogonal to each other, A space is provided between the metal part.

また、特許文献２では、反射導体を設けることによって、アンテナの利得向上を図っている。 Moreover, in patent document 2, the gain improvement of an antenna is aimed at by providing a reflective conductor.

特開２００４−２４１８３２号公報JP 2004-241832 A 特開平１０−３１３２１２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-313212

しかしながら、近年、無線ユニットの小型化が図られているため、無線ユニットに収納されているアンテナは、十分なグランド領域を確保することができず、アンテナ性能が低いという問題があった。一般的に十分高いアンテナ性能を確保するためには、アンテナ素子と、このアンテナ素子に給電する回路基板のグランドとの各電気的長さの和が、通信に用いる波長λの１／２以上の長さであることが好ましい。しかし、グランド領域がこの条件を満たす無線ユニットは、大型になってしまう。 However, in recent years, since the wireless unit has been reduced in size, the antenna housed in the wireless unit cannot secure a sufficient ground area and has a problem that the antenna performance is low. In general, in order to ensure sufficiently high antenna performance, the sum of the electrical lengths of the antenna element and the ground of the circuit board that feeds the antenna element is ½ or more of the wavelength λ used for communication. The length is preferred. However, a wireless unit whose ground area satisfies this condition becomes large.

上記特許文献１の技術は、無線ユニットを計測ユニットに取り付けた場合にアンテナ性能の劣化を抑える手段としては有効であるが、小型の無線ユニットに対して、アンテナ性能を向上させるものではない。 The technique of Patent Document 1 is effective as a means for suppressing deterioration of antenna performance when a wireless unit is attached to a measurement unit, but does not improve antenna performance over a small wireless unit.

また、上記特許文献２の技術では、反射導体が有効に作用するためには、反射導体にλ／２以上の長さが求められ、無線ユニットの大型化の要因になってしまう。 Moreover, in the technique of the above-mentioned patent document 2, in order for the reflection conductor to work effectively, the reflection conductor is required to have a length of λ / 2 or more, which causes the radio unit to become large.

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナを収納した無線ユニットの小型化を図りながら、アンテナ性能の向上を図ることができる無線通信装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus capable of improving antenna performance while reducing the size of a wireless unit housing an antenna. .

本発明の無線通信装置は、アンテナ、および前記アンテナに接続した無線回路基板を具備して、無線信号の送信と受信との少なくとも一方を行う無線ユニットと、前記無線ユニットに対する送信データの出力と前記無線ユニットからの受信データの入力との少なくとも一方の機能を有する信号基板を具備する信号ユニットとを備え、前記無線ユニットは、前記無線回路基板のグランド電位に接続した第１の結合部を有し、前記信号ユニットは、前記信号基板のグランド電位に接続した第２の結合部を有し、前記第１の結合部と前記第２の結合部とは、互いに容量結合することを特徴とする。 The wireless communication device of the present invention includes an antenna and a wireless circuit board connected to the antenna, and performs a wireless unit that performs at least one of transmission and reception of a wireless signal, output of transmission data to the wireless unit, and And a signal unit having a signal board having at least one function of receiving data from the radio unit, and the radio unit has a first coupling portion connected to a ground potential of the radio circuit board. The signal unit includes a second coupling portion connected to a ground potential of the signal board, and the first coupling portion and the second coupling portion are capacitively coupled to each other.

この発明において、前記第１の結合部は、前記無線回路基板の一面に形成したグランドパターンで構成され、前記第２の結合部は、前記無線回路基板の一面の少なくとも一部と対向することが好ましい。 In this invention, the first coupling part may be constituted by a ground pattern formed on one surface of the wireless circuit board, and the second coupling part may be opposed to at least a part of the one surface of the wireless circuit board. preferable.

この発明において、前記第１の結合部は、前記無線回路基板と別体に形成した第１の導体板で構成され、前記第２の結合部は、前記第１の導体板の一面の少なくとも一部と対向することが好ましい。 In this invention, the first coupling portion is constituted by a first conductor plate formed separately from the radio circuit board, and the second coupling portion is at least one surface of the first conductor plate. It is preferable to face the part.

この発明において、前記第２の結合部は、前記信号基板と別体に形成した第２の導体板で構成され、この第２の導体板の一面が前記第１の結合部の少なくとも一部と対向することが好ましい。 In the present invention, the second coupling portion is constituted by a second conductor plate formed separately from the signal board, and one surface of the second conductor plate is at least part of the first coupling portion. It is preferable to face each other.

この発明において、前記第２の結合部は、前記信号基板に形成したグランドパターンに接続することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the second coupling portion is connected to a ground pattern formed on the signal substrate.

この発明において、前記第２の結合部は、前記信号基板と別体に形成されて前記信号基板のグランドパターンに接続した導電部材に接続することが好ましい。 In this invention, it is preferable that the second coupling portion is connected to a conductive member that is formed separately from the signal board and connected to the ground pattern of the signal board.

この発明において、前記信号ユニットは、前記信号基板のグランド電位に接続した第３の結合部を有し、一の前記信号ユニットの前記第３の結合部は、他の前記信号ユニットの前記第２の結合部に容量結合することが好ましい。 In this invention, the signal unit has a third coupling portion connected to the ground potential of the signal board, and the third coupling portion of one signal unit is the second coupling portion of the other signal unit. It is preferable to capacitively couple to the coupling portion.

この発明において、前記第３の結合部は、前記信号基板に形成したグランドパターンに接続することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the third coupling portion is connected to a ground pattern formed on the signal substrate.

この発明において、前記第３の結合部は、前記信号基板と別体に形成されて前記信号基板のグランドパターンに接続した導電部材に接続することが好ましい。 In this invention, it is preferable that the third coupling portion is connected to a conductive member that is formed separately from the signal board and connected to the ground pattern of the signal board.

以上説明したように、本発明では、アンテナを収納した無線ユニットの小型化を図りながら、アンテナ性能の向上を図ることができるという効果がある。 As described above, the present invention has an effect that it is possible to improve the antenna performance while reducing the size of the radio unit housing the antenna.

実施形態１の無線通信装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wireless communication device according to a first embodiment. 同上の無線通信装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a radio | wireless communication apparatus same as the above. （ａ）（ｂ）同上の無線通信装置の構成を示す断面図である。(A) (b) It is sectional drawing which shows the structure of the radio | wireless communication apparatus same as the above. 実施形態２の無線通信装置の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wireless communication device according to a second embodiment. 同上の無線通信装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a radio | wireless communication apparatus same as the above. （ａ）（ｂ）同上の増設ユニットの構成を示す断面図である。(A) (b) It is sectional drawing which shows the structure of the extension unit same as the above. 同上の増設ユニットの他の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structure of the extension unit same as the above. 実施形態３の無線通信装置の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wireless communication device according to a third embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施形態１）
図１〜図３は、本実施形態の無線通信装置の構成を示し、無線通信装置は、無線ユニット１と、計測ユニット２とで構成される。例えば、住戸、店舗、工場等の建屋には、建屋内の電路を導通・遮断する主幹ブレーカ、分岐ブレーカ等が収納された分電盤が設置されており、この無線通信装置も分電盤内に収納される。そして、計測ユニット２は、分岐電路毎の電力使用量を計測し、無線ユニット１は、図示しない親端末との間で無線通信を行うことによって、電気使用量の計測データを親端末へ送信したり、データ計測のための制御信号を親端末から受信する。なお、以下の説明では、図１において上下左右前後方向を規定している。 (Embodiment 1)
1 to 3 show a configuration of a wireless communication apparatus according to the present embodiment. The wireless communication apparatus includes a wireless unit 1 and a measurement unit 2. For example, in buildings such as dwelling units, stores, factories, etc., distribution boards are installed that contain main breakers, branch breakers, etc. that conduct and block electrical circuits in the buildings. It is stored in. Then, the measurement unit 2 measures the power usage amount for each branch circuit, and the wireless unit 1 transmits wireless usage measurement data to the parent terminal by performing wireless communication with a parent terminal (not shown). Or a control signal for data measurement is received from the parent terminal. In the following description, the vertical and horizontal directions are defined in FIG.

無線ユニット１は、筐体１１を外郭として備え、無線回路基板１２、アンテナ１３を筐体１１内に収納している。 The wireless unit 1 includes a housing 11 as an outer shell, and stores a wireless circuit board 12 and an antenna 13 in the housing 11.

筐体１１は、略直方体の箱状に形成され、その前面には略矩形の凸部１１ａが左右方向に沿って形成されており、スイッチ等の操作部、ＬＥＤ等の表示部、パーソナルコンピュータ等との接続部が、凸部１１ａの前面に設けられている。この筐体１１は、上下方向の寸法（高さ寸法）および左右方向の寸法（幅寸法）が規格化されており、幅寸法は、規格化された単位寸法の整数倍で形成されている。 The casing 11 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape, and a substantially rectangular convex portion 11a is formed along the left-right direction on the front surface thereof. An operation unit such as a switch, a display unit such as an LED, a personal computer, etc. Is provided on the front surface of the convex portion 11a. The casing 11 has a standardized vertical dimension (height dimension) and a horizontal dimension (width dimension), and the width dimension is an integral multiple of the standardized unit dimension.

無線回路基板１２は、アンテナ１３を介して親端末との間で無線通信を行う無線回路を構成しており、筐体１１の左側面に配置されて、無線回路基板１２の裏面が筐体１１の左側面に対向している。この無線回路基板１２の裏面には、無線回路基板１２のグランド電位となるグランドパターン１２ａが、例えば、銅箔等によるべたパターンで面状に形成されている。さらに、無線回路基板１２の裏面には、後述の計測ユニット２のコネクタ２３ａと接続するコネクタ１２ｂが実装されており、コネクタ１２ｂの接続口は、筐体１１の左側面に設けた開口を挿通して外部に露出している。 The wireless circuit board 12 constitutes a wireless circuit that performs wireless communication with the parent terminal via the antenna 13. The wireless circuit board 12 is disposed on the left side surface of the housing 11, and the back surface of the wireless circuit board 12 is the housing 11. It faces the left side of On the back surface of the wireless circuit board 12, a ground pattern 12a serving as a ground potential of the wireless circuit board 12 is formed in a planar shape with a solid pattern made of, for example, copper foil. Further, a connector 12b that is connected to a connector 23a of the measurement unit 2 described later is mounted on the back surface of the wireless circuit board 12, and the connection port of the connector 12b is inserted through an opening provided on the left side surface of the housing 11. Exposed to the outside.

この無線回路基板１２は、無線通信機能のみを有しているので、小型に形成されており、無線回路基板１２の長さ（方向問わず）は、通信に用いる波長λの１／４未満の寸法に抑えられている。したがって、無線回路基板１２に形成されたグランドパターン１２ａの長さも、通信に用いる波長λの１／４未満の寸法に抑えられている。例えば、通信に用いる周波数が８００ＭＨｚの場合、波長λ／４は約８ｃｍとなる。 Since this wireless circuit board 12 has only a wireless communication function, it is formed in a small size, and the length (regardless of the direction) of the wireless circuit board 12 is less than ¼ of the wavelength λ used for communication. The size is limited. Therefore, the length of the ground pattern 12a formed on the wireless circuit board 12 is also suppressed to a dimension less than ¼ of the wavelength λ used for communication. For example, when the frequency used for communication is 800 MHz, the wavelength λ / 4 is about 8 cm.

アンテナ１３は、モノポールアンテナや逆Ｆアンテナ等の不平衡アンテナで構成されており、筐体１１の凸部１１ａ内に配置され、無線回路基板１２から給電されて、グランドパターン１２ａをグランドプレーンとして用いる。そして、無線ユニット１の筐体１１が小型に形成されているため、このアンテナ１３は、通信に用いる波長λの１／４程度の長さしか確保できない。したがって、アンテナ１３と無線回路基板１２のグランドパターン１２ａとの各電気的長さの和は、通信に用いる波長λの１／２未満になる。 The antenna 13 is composed of an unbalanced antenna such as a monopole antenna or an inverted F antenna, and is disposed in the convex portion 11a of the housing 11, and is fed from the radio circuit board 12 to use the ground pattern 12a as a ground plane. Use. And since the housing | casing 11 of the radio | wireless unit 1 is formed small, this antenna 13 can ensure only the length of about 1/4 of wavelength (lambda) used for communication. Therefore, the sum of the electrical lengths of the antenna 13 and the ground pattern 12a of the radio circuit board 12 is less than ½ of the wavelength λ used for communication.

次に、計測ユニット２は、筐体２１を外郭として備え、計測回路基板２２、インターフェース基板２３、導体板２４（第２の導体板）を筐体２１内に収納している。なお、計測ユニット２は、本発明の信号ユニットに相当し、計測回路基板２２は、本発明の信号基板に相当する。 Next, the measurement unit 2 includes a casing 21 as an outer shell, and houses a measurement circuit board 22, an interface board 23, and a conductor plate 24 (second conductor plate) in the casing 21. The measurement unit 2 corresponds to the signal unit of the present invention, and the measurement circuit board 22 corresponds to the signal board of the present invention.

筐体２１は、略直方体の箱状に形成され、その前面には略矩形の凸部２１ａが左右方向に沿って形成されており、スイッチ等の操作部、ＬＥＤ等の表示部、パーソナルコンピュータ等との接続部が、凸部１１ａの前面に設けられている。この筐体２１は、筐体１１と同様に高さ寸法および幅寸法が規格化されており、幅寸法は、規格化された単位寸法の整数倍で形成されるとともに、無線ユニット１の筐体１１の幅寸法より長く形成される。 The housing 21 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape, and a substantially rectangular convex portion 21a is formed along the left-right direction on the front surface thereof. An operation unit such as a switch, a display unit such as an LED, a personal computer, etc. Is provided on the front surface of the convex portion 11a. The casing 21 is standardized in height and width dimensions like the casing 11, and the width dimension is formed by an integral multiple of the standardized unit dimension and the casing of the wireless unit 1. 11 longer than the width dimension.

計測回路基板２２は、分岐電路毎の電力使用量の検知量を電気信号で出力する分電盤内の電力センサ（図示無し）に接続して、電力使用量の計測データを生成する計測回路を構成している。この計測回路基板２２は、インターフェース基板２３を介して、生成した計測データ（送信データ）を無線ユニット１へ出力し、また無線ユニット１が受信した制御信号（受信データ）を取得する各機能を有する。計測回路基板２２は、筐体２１の後面（底面）に、その板面が対向するように配置されており、計測回路基板２２のグランド電位となるグランドパターン２２ａが形成されている。 The measurement circuit board 22 is connected to a power sensor (not shown) in the distribution board that outputs the detected amount of power usage for each branch circuit as an electric signal, and generates a measurement circuit for measuring power usage data. It is composed. The measurement circuit board 22 has functions of outputting the generated measurement data (transmission data) to the wireless unit 1 via the interface board 23 and acquiring a control signal (reception data) received by the wireless unit 1. . The measurement circuit board 22 is disposed on the rear surface (bottom surface) of the housing 21 so that the plate surface thereof is opposed to the measurement circuit board 22, and a ground pattern 22 a serving as a ground potential of the measurement circuit board 22 is formed.

この計測回路基板２２は、無線回路基板１２より大きいサイズに形成されており、計測回路基板２２の長さ（方向問わず）は、通信に用いる波長λの１／４以上の寸法に形成されている。そして、計測回路基板２２に形成されたグランドパターン２２ａの長さも、通信に用いる波長λの１／４以上の寸法に形成されている。 The measurement circuit board 22 is formed in a size larger than the radio circuit board 12, and the length (regardless of the direction) of the measurement circuit board 22 is formed to have a dimension of 1/4 or more of the wavelength λ used for communication. Yes. The length of the ground pattern 22a formed on the measurement circuit board 22 is also formed to have a dimension of 1/4 or more of the wavelength λ used for communication.

インターフェース基板２３は、凸部２１ａ内に配置され、その右端には、無線ユニット１のコネクタ１２ｂと接続するコネクタ２３ａが実装されており、コネクタ２３ａの接続口は、筐体２１の右側面に設けた開口を挿通して外部に露出している。このインターフェース基板２３は、筐体２１内で計測回路基板２２に接続しており、コネクタ１２ｂ，２３ａを介して計測回路基板２２と無線回路基板１２との間で授受される送信データおよび受信データのインターフェース機能を有する。 The interface board 23 is disposed in the convex portion 21a, and a connector 23a for connecting to the connector 12b of the wireless unit 1 is mounted on the right end thereof. A connection port of the connector 23a is provided on the right side surface of the housing 21. It is exposed to the outside through the open aperture. The interface board 23 is connected to the measurement circuit board 22 in the housing 21, and transmits and receives transmission data and reception data between the measurement circuit board 22 and the wireless circuit board 12 via the connectors 12 b and 23 a. Has an interface function.

導体板２４は、銅、アルミ等の導体で板状に構成され、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａに接続されており、その板面が筐体２１の右側面に対向している。 The conductor plate 24 is configured in a plate shape with a conductor such as copper or aluminum, and is connected to the ground pattern 22 a of the measurement circuit board 22, and the plate surface thereof faces the right side surface of the housing 21.

計測ユニット２の右側には無線ユニット１が配置され、無線ユニット１の筐体１１の左側面と計測ユニット２の筐体２１の右側面とが互いに対向している。そして、無線ユニット１のコネクタ１２ｂと計測ユニット２のコネクタ２３ａとが互いに接続することによって、計測ユニット２の計測データが無線ユニット１へ出力され、無線ユニット１は、この計測データを無線信号に変換して親端末へ送信する。また、無線ユニット１が親端末から無線信号として受信した制御信号は、計測ユニット２が受信データとして取得する。 The wireless unit 1 is disposed on the right side of the measurement unit 2, and the left side surface of the housing 11 of the wireless unit 1 and the right side surface of the housing 21 of the measurement unit 2 face each other. Then, when the connector 12b of the wireless unit 1 and the connector 23a of the measurement unit 2 are connected to each other, the measurement data of the measurement unit 2 is output to the wireless unit 1, and the wireless unit 1 converts this measurement data into a radio signal. To the parent terminal. Moreover, the measurement unit 2 acquires the control signal received by the wireless unit 1 as a wireless signal from the parent terminal as received data.

そして、本実施形態のアンテナ１３は、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａだけでなく、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａも、グランドプレーンとして用いており、以下、アンテナ１３のグランドプレーンについて説明する。 The antenna 13 of the present embodiment uses not only the ground pattern 12a of the radio circuit board 12 but also the ground pattern 22a of the measurement circuit board 22 as a ground plane. Hereinafter, the ground plane of the antenna 13 will be described.

まず、無線ユニット１に収納されている無線回路基板１２のグランドパターン１２ａと、計測ユニット２に収納されている導体板２４とは、各面が左右方向に対向しており、互いに容量結合している。つまり、グランドパターン１２ａと導体板２４とは、高周波領域で電気的に接続している。また、グランドパターン１２ａと導体板２４との容量結合は、電磁結合とみなすこともできる。すなわち、グランドパターン１２ａと導体板２４とは、グランドパターン１２ａと導体板２４との間にギャップが存在する場合でも、高周波領域において互いに電気的に接続可能に構成されている。なお、グランドパターン１２ａは、本発明の第１の結合部に相当し、導体板２４は、本発明の第２の結合部に相当する。 First, the ground pattern 12a of the radio circuit board 12 accommodated in the radio unit 1 and the conductor plate 24 accommodated in the measurement unit 2 face each other in the left-right direction, and are capacitively coupled to each other. Yes. That is, the ground pattern 12a and the conductor plate 24 are electrically connected in a high frequency region. The capacitive coupling between the ground pattern 12a and the conductor plate 24 can also be regarded as electromagnetic coupling. That is, the ground pattern 12a and the conductor plate 24 are configured to be electrically connectable to each other in the high frequency region even when a gap exists between the ground pattern 12a and the conductor plate 24. The ground pattern 12a corresponds to the first coupling portion of the present invention, and the conductor plate 24 corresponds to the second coupling portion of the present invention.

例えば、グランドパターン１２ａと導体板２４との対向面積Ｓ、グランドパターン１２ａと導体板２４とのギャップＤ、空気の誘電率εとした場合、グランドパターン１２ａと導体板２４との間の静電容量Ｃは、Ｃ＝εＳ／Ｄとなる。したがって、上記対向面積Ｓ、ギャップＤを適宜設定することにより、静電容量Ｃを調整して、高周波領域におけるグランドパターン１２ａと導体板２４との間のインピーダンスを所望の値に設定できる。 For example, when the facing area S between the ground pattern 12a and the conductor plate 24, the gap D between the ground pattern 12a and the conductor plate 24, and the dielectric constant ε of air, the capacitance between the ground pattern 12a and the conductor plate 24 is used. C is C = εS / D. Therefore, by appropriately setting the facing area S and the gap D, the capacitance C can be adjusted, and the impedance between the ground pattern 12a and the conductor plate 24 in the high frequency region can be set to a desired value.

そして、導体板２４は、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａに接続しているので、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａは、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａに、導体板２４を介して高周波領域で電気的に接続している。すなわち、アンテナ１３は、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａだけでなく、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａも、グランドプレーンとして用いることになる。 Since the conductor plate 24 is connected to the ground pattern 22 a of the measurement circuit board 22, the ground pattern 12 a of the wireless circuit board 12 is connected to the ground pattern 22 a of the measurement circuit board 22 via the conductor plate 24. Is electrically connected. That is, the antenna 13 uses not only the ground pattern 12a of the radio circuit board 12 but also the ground pattern 22a of the measurement circuit board 22 as a ground plane.

計測回路基板２２は無線回路基板１２より大型に構成されており、グランドパターン２２ａの長さは、通信に用いる波長λの１／４以上の寸法に形成されている。したがって、アンテナ１３とグランドパターン１２ａとグランドパターン２２ａとの各電気的長さの和は、通信に用いる波長λの１／２以上となり、アンテナ１３のアンテナ性能が向上する。さらに、アンテナ１３のグランドプレーンの面積（投影面積）は、グランドパターン１２ａとグランドパターン２２ａとの両面積の和になるので、投影面積が増えることによっても、アンテナ１３のアンテナ性能が向上する。したがって、アンテナ１３を収納した無線ユニット１の小型化を図りながら、アンテナ性能の向上を図ることができるのである。 The measurement circuit board 22 is configured to be larger than the radio circuit board 12, and the length of the ground pattern 22a is formed to have a dimension of 1/4 or more of the wavelength λ used for communication. Therefore, the sum of the electrical lengths of the antenna 13, the ground pattern 12a, and the ground pattern 22a is 1/2 or more of the wavelength λ used for communication, and the antenna performance of the antenna 13 is improved. Further, since the area of the ground plane (projected area) of the antenna 13 is the sum of both areas of the ground pattern 12a and the ground pattern 22a, the antenna performance of the antenna 13 is improved even when the projected area is increased. Therefore, it is possible to improve the antenna performance while reducing the size of the wireless unit 1 housing the antenna 13.

例えば、アンテナ１３が、グランドパターン１２ａのみをグランドプレーンとして用いた場合、自由空間効率は−１２〜−７（ｄＢ）である。しかし、グランドパターン１２ａとグランドパターン２２ａとの両方をグランドプレーンとして用いた場合、自由空間効率は−４（ｄＢ）程度にまで改善される。 For example, when the antenna 13 uses only the ground pattern 12a as a ground plane, the free space efficiency is −12 to −7 (dB). However, when both the ground pattern 12a and the ground pattern 22a are used as ground planes, the free space efficiency is improved to about -4 (dB).

（実施形態２）
図４，図５は、本実施形態の無線通信装置の構成を示し、無線通信装置は、無線ユニット１と、計測ユニット２と、増設ユニット３とで構成されており、無線ユニット１と計測ユニット２との間に増設ユニット３を設けたものである。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。 (Embodiment 2)
4 and 5 show the configuration of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. The wireless communication apparatus includes a wireless unit 1, a measurement unit 2, and an extension unit 3, and the wireless unit 1 and the measurement unit. The expansion unit 3 is provided between the two. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

増設ユニット３は、図４〜図６に示すように、筐体３１を外郭として備え、増設回路基板３２、インターフェース基板３３、導体板３４，３５を筐体３１内に収納している。 As shown in FIGS. 4 to 6, the extension unit 3 includes a casing 31 as an outer shell, and stores an extension circuit board 32, an interface board 33, and conductor plates 34 and 35 in the casing 31.

筐体３１は、略直方体の箱状に形成され、その前面には略矩形の凸部３１ａが左右方向に沿って形成されており、スイッチ等の操作部、ＬＥＤ等の表示部、パーソナルコンピュータ等との接続部が、凸部３１ａの前面に設けられている。この筐体３１は、筐体１１と同様に高さ寸法および幅寸法が規格化されており、幅寸法は、規格化された単位寸法の整数倍で形成される。なお、本実施形態における筐体３１の幅寸法は、無線ユニット１の筐体１１の幅寸法と同一に設定しているが、この寸法に限定されるものではない。 The casing 31 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape, and a substantially rectangular convex portion 31a is formed along the left-right direction on the front surface thereof. An operation unit such as a switch, a display unit such as an LED, a personal computer, etc. Is provided on the front surface of the convex portion 31a. The casing 31 is standardized in height and width dimensions like the casing 11, and the width dimension is formed by an integral multiple of the standardized unit dimension. In addition, although the width dimension of the housing | casing 31 in this embodiment is set to be the same as the width dimension of the housing | casing 11 of the wireless unit 1, it is not limited to this dimension.

増設回路基板３２は、計測ポイントを増やす増設用の計測回路を構成しており、分岐電路毎の電力使用量の検知量を電気信号で出力する分電盤内の電力センサ（図示無し）に接続して、電力使用量の計測データを生成する増設用計測回路を構成している。そして、増設回路基板３２は、インターフェース基板３３を介して、生成した計測データ（送信データ）を無線ユニット１へ出力し、また無線ユニット１が受信した制御信号（受信データ）を取得する各機能を有する。増設回路基板３２は、筐体３１の後面（底面）に、その板面が対向するように配置されており、増設回路基板３２のグランド電位となるグランドパターン３２ａが形成されている。 The extension circuit board 32 constitutes an extension measurement circuit that increases the number of measurement points, and is connected to a power sensor (not shown) in the distribution board that outputs the detected amount of power usage for each branch circuit as an electrical signal. Thus, an extension measurement circuit that generates measurement data of the power consumption is configured. The extension circuit board 32 outputs the generated measurement data (transmission data) to the wireless unit 1 via the interface board 33, and acquires each control signal (reception data) received by the wireless unit 1. Have. The extension circuit board 32 is disposed on the rear surface (bottom face) of the housing 31 so that the plate surface thereof is opposed to the extension circuit board 32, and a ground pattern 32 a serving as the ground potential of the extension circuit board 32 is formed.

インターフェース基板３３は、凸部３１ａ内に配置され、その右端には、無線ユニット１のコネクタ１２ｂと接続するコネクタ３３ａが実装されており、コネクタ３３ａの接続口は、筐体３１の右側面に設けた開口を挿通して外部に露出している。さらに、インターフェース基板３３の左端には、計測ユニット２のコネクタ２３ａと接続するコネクタ３３ｂが実装されており、コネクタ３３ｂの接続口は、筐体３１の左側面に設けた開口を挿通して外部に露出している。このインターフェース基板３３は、筐体３１内で増設回路基板３２に接続しており、増設ユニット３と無線ユニット１および計測ユニット２との間で授受される送信データおよび受信データのインターフェース機能を有する。 The interface board 33 is disposed in the convex portion 31a, and a connector 33a for connecting to the connector 12b of the wireless unit 1 is mounted on the right end thereof. A connection port of the connector 33a is provided on the right side surface of the housing 31. It is exposed to the outside through the open aperture. Further, a connector 33b that is connected to the connector 23a of the measurement unit 2 is mounted on the left end of the interface board 33. The connection port of the connector 33b is inserted through an opening provided on the left side surface of the housing 31 and is externally provided. Exposed. The interface board 33 is connected to the extension circuit board 32 in the casing 31 and has an interface function for transmission data and reception data exchanged between the extension unit 3, the wireless unit 1, and the measurement unit 2.

導体板３４，３５は、銅、アルミ等の導体で板状に構成され、増設回路基板３２のグランドパターン３２ａに接続されており、導体板３４の板面が筐体３１の右側面に対向し、導体板３５の板面が筐体３１の左側面に対向している。 The conductor plates 34 and 35 are formed in a plate shape with a conductor such as copper or aluminum, and are connected to the ground pattern 32 a of the additional circuit board 32. The plate surface of the conductor plate 34 faces the right side surface of the housing 31. The plate surface of the conductor plate 35 faces the left side surface of the housing 31.

増設ユニット３の右側には無線ユニット１が配置され、無線ユニット１の筐体１１の左側面と増設ユニット３の筐体３１の右側面とが互いに対向している。そして、無線ユニット１のコネクタ１２ｂと増設ユニット３のコネクタ３３ａとが互いに接続することによって、増設ユニット３の計測データが無線ユニット１へ出力され、無線ユニット１は、この計測データを無線信号に変換して親端末へ送信する。また、無線ユニット１が親端末から無線信号として受信した制御信号は、増設ユニット３が受信データとして取得する。 The wireless unit 1 is arranged on the right side of the extension unit 3, and the left side surface of the casing 11 of the wireless unit 1 and the right side surface of the casing 31 of the extension unit 3 face each other. Then, when the connector 12b of the wireless unit 1 and the connector 33a of the extension unit 3 are connected to each other, the measurement data of the extension unit 3 is output to the wireless unit 1, and the wireless unit 1 converts this measurement data into a wireless signal. To the parent terminal. Further, the extension unit 3 acquires the control signal received as a wireless signal from the parent terminal by the wireless unit 1 as received data.

さらに、増設ユニット３の左側には計測ユニット２が配置され、計測ユニット２の筐体１１の右側面と増設ユニット３の筐体３１の左側面とが互いに対向している。そして、計測ユニット２のコネクタ２３ａと増設ユニット３のコネクタ３３ｂとが互いに接続することによって、計測ユニット２の計測データが増設ユニット３を介して無線ユニット１へ出力される。また、無線ユニット１が親端末から無線信号として受信した制御信号は、増設ユニット３を介して計測ユニット２へ出力される。 Further, the measurement unit 2 is arranged on the left side of the extension unit 3, and the right side surface of the casing 11 of the measurement unit 2 and the left side surface of the casing 31 of the extension unit 3 face each other. Then, when the connector 23 a of the measurement unit 2 and the connector 33 b of the extension unit 3 are connected to each other, the measurement data of the measurement unit 2 is output to the wireless unit 1 via the extension unit 3. The control signal received by the wireless unit 1 from the parent terminal as a wireless signal is output to the measurement unit 2 via the extension unit 3.

なお、計測ユニット２および増設ユニット３は、本発明の信号ユニットに相当し、計測回路基板２２および増設回路基板３２は、本発明の信号基板に相当する。さらに、導体板３４は、本発明の第２の結合部に相当し、導体板３５は、本発明の第３の結合部に相当する。 The measurement unit 2 and the extension unit 3 correspond to the signal unit of the present invention, and the measurement circuit board 22 and the extension circuit board 32 correspond to the signal board of the present invention. Furthermore, the conductor plate 34 corresponds to the second coupling portion of the present invention, and the conductor plate 35 corresponds to the third coupling portion of the present invention.

そして、本実施形態のアンテナ１３は、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａだけでなく、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａ、増設ユニット３のグランドパターン３２ａも、グランドプレーンとして用いている。以下、アンテナ１３のグランドプレーンについて説明する。 The antenna 13 of the present embodiment uses not only the ground pattern 12a of the wireless circuit board 12 but also the ground pattern 22a of the measurement circuit board 22 and the ground pattern 32a of the extension unit 3 as ground planes. Hereinafter, the ground plane of the antenna 13 will be described.

まず、無線ユニット１に収納されている無線回路基板１２のグランドパターン１２ａと、増設ユニット３に収納されている導体板３４とは、各面が左右方向に対向しており、互いに容量結合している。つまり、グランドパターン１２ａと導体板３４とは、高周波領域で電気的に接続している。そして、導体板３４は、増設回路基板３２のグランドパターン３２ａに接続しているので、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａは、増設回路基板３２のグランドパターン３２ａに、導体板３４を介して高周波領域で電気的に接続している。 First, the ground pattern 12a of the radio circuit board 12 accommodated in the radio unit 1 and the conductor plate 34 accommodated in the extension unit 3 face each other in the left-right direction, and are capacitively coupled to each other. Yes. That is, the ground pattern 12a and the conductor plate 34 are electrically connected in a high frequency region. Since the conductor plate 34 is connected to the ground pattern 32a of the extension circuit board 32, the ground pattern 12a of the wireless circuit board 12 is connected to the ground pattern 32a of the extension circuit board 32 via the conductor plate 34. Is electrically connected.

さらに、増設ユニット３内でグランドパターン３２ａに接続している導体板３５と、計測ユニット２に収納されている導体板２４とは、各面が左右方向に対向しており、互いに容量結合している。つまり、導体板３５は、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａに接続している導体板２４と高周波領域で電気的に接続している。 Further, the conductor plate 35 connected to the ground pattern 32a in the extension unit 3 and the conductor plate 24 accommodated in the measurement unit 2 face each other in the left-right direction, and are capacitively coupled to each other. Yes. That is, the conductor plate 35 is electrically connected in the high frequency region to the conductor plate 24 connected to the ground pattern 22a of the measurement circuit board 22.

而して、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａは、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａに、導体板３４、グランドパターン３２ａ、導体板３５、導体板２４を介して高周波領域で電気的に接続している。すなわち、アンテナ１３は、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａだけでなく、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａ、増設ユニット３のグランドパターン３２ａも、グランドプレーンとして用いることになる。 Thus, the ground pattern 12a of the wireless circuit board 12 is electrically connected to the ground pattern 22a of the measurement circuit board 22 in the high frequency region via the conductor plate 34, the ground pattern 32a, the conductor plate 35, and the conductor plate 24. ing. That is, the antenna 13 uses not only the ground pattern 12a of the radio circuit board 12 but also the ground pattern 22a of the measurement circuit board 22 and the ground pattern 32a of the extension unit 3 as a ground plane.

したがって、通信に用いる波長λの１／４以上の寸法に形成されているグランドパターン２２ａをグランドプレーンとして用いることができる。而して、アンテナ１３とグランドパターン１２ａとグランドパターン２２ａとグランドパターン３２ａとの各電気的長さの和は、通信に用いる波長λの１／２以上となり、アンテナ１３のアンテナ性能が向上する。さらに、アンテナ１３のグランドプレーンの面積（投影面積）は、グランドパターン１２ａ，２２ａ，３２ａの各面積の和になるので、投影面積が増えることによっても、アンテナ１３のアンテナ性能が向上する。したがって、アンテナ１３を収納した無線ユニット１の小型化を図りながら、アンテナ性能の向上を図ることができるのである。 Therefore, the ground pattern 22a formed with a dimension of 1/4 or more of the wavelength λ used for communication can be used as the ground plane. Thus, the sum of the electrical lengths of the antenna 13, the ground pattern 12a, the ground pattern 22a, and the ground pattern 32a is ½ or more of the wavelength λ used for communication, and the antenna performance of the antenna 13 is improved. Furthermore, since the area of the ground plane (projected area) of the antenna 13 is the sum of the areas of the ground patterns 12a, 22a, and 32a, the antenna performance of the antenna 13 is improved even when the projected area is increased. Therefore, it is possible to improve the antenna performance while reducing the size of the wireless unit 1 housing the antenna 13.

このように、増設ユニット３は、導電板３４，３５を、左右両側面に各々設けており、無線ユニット１と計測ユニット２との間に増設ユニット３を接続した場合でも、グランドパターン１２ａをグランドパターン２２ａに電気的に接続させることができる。 As described above, the extension unit 3 is provided with the conductive plates 34 and 35 on both the left and right side surfaces. Even when the extension unit 3 is connected between the wireless unit 1 and the measurement unit 2, the ground pattern 12a is grounded. It can be electrically connected to the pattern 22a.

また、増設ユニット３のグランドパターン３２ａの長さも、通信に用いる波長λの１／４以上の寸法に形成すれば、アンテナ性能がさらに向上する。 Further, if the length of the ground pattern 32a of the extension unit 3 is also formed to have a dimension of 1/4 or more of the wavelength λ used for communication, the antenna performance is further improved.

また、図７に示すように導電板３４，３５の各端部を、銅、アルミ等の導体からなる接続板３６で一体に連結してコの字状に形成してもよい。 Further, as shown in FIG. 7, the end portions of the conductive plates 34 and 35 may be integrally connected with a connection plate 36 made of a conductor such as copper or aluminum to form a U-shape.

また、増設ユニット３が有する機能は、計測ポイントを増やす増設機能に限定されず、例えば、計測ユニット２から出力された計測データを記憶するデータ記憶機能を有するものでもよい。 Moreover, the function which the extension unit 3 has is not limited to the extension function which increases a measurement point, For example, you may have a data storage function which memorize | stores the measurement data output from the measurement unit 2. FIG.

また、計測ユニット２も、増設ユニット３と同様に、グランドパターン２２ａに接続している導電板を左右両側面に設けることによって、左右の両方向に他のユニットを接続することが可能になる。 Similarly to the extension unit 3, the measurement unit 2 can be connected to other units in both the left and right directions by providing conductive plates connected to the ground pattern 22a on both the left and right sides.

（実施形態３）
図８は、本実施形態の無線通信装置の構成を示し、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。 (Embodiment 3)
FIG. 8 shows the configuration of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. The same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

無線ユニット１において、無線回路基板１２は、筐体１１の後面（底面）に、その板面が対向するように配置されている。さらに、銅、アルミ等の導体で板状に構成された導体板１４が、無線回路基板１２のグランドパターン１２ａに接続されており、その板面が筐体１１の左側面に対向している。そして、導体板１４は、増設ユニット３の導体板３４に対向しており、導体板１４と導体板３４とは互いに容量結合している。すなわち、導体板１４が、本発明の第１の結合部に相当する。 In the wireless unit 1, the wireless circuit board 12 is disposed on the rear surface (bottom surface) of the housing 11 so that the plate surface thereof faces. Further, a conductor plate 14 configured in a plate shape with a conductor such as copper or aluminum is connected to the ground pattern 12 a of the wireless circuit board 12, and the plate surface thereof faces the left side surface of the housing 11. The conductor plate 14 faces the conductor plate 34 of the extension unit 3, and the conductor plate 14 and the conductor plate 34 are capacitively coupled to each other. That is, the conductor plate 14 corresponds to the first coupling portion of the present invention.

また、増設ユニット３は、銅、アルミ等の導体で板状に構成された導電部材３７を、増設回路基板３２の後方に配置しており、導電部材３７は、導体板３４，３５、増設回路基板３２のグランドパターン３２ａに接続されている。 Further, the extension unit 3 has a conductive member 37 formed in a plate shape with a conductor such as copper or aluminum disposed behind the extension circuit board 32. The conductive member 37 includes the conductor plates 34 and 35, the extension circuit, and the like. It is connected to the ground pattern 32 a of the substrate 32.

さらに、計測ユニット２は、銅、アルミ等の導体で板状に構成された導電部材２５を、計測回路基板２２の後方に配置しており、導電部材２５は、導体板２４、計測回路基板２２のグランドパターン２２ａに接続されている。 Further, the measurement unit 2 has a conductive member 25 configured in a plate shape with a conductor such as copper or aluminum disposed behind the measurement circuit board 22, and the conductive member 25 includes the conductor plate 24 and the measurement circuit board 22. Are connected to the ground pattern 22a.

したがって、計測ユニット２および増設ユニット３の各グランド電位をより安定させることができ、さらにアンテナ１３のグランドプレーンの面積（投影面積）も増えるので、アンテナ１３のアンテナ性能がさらに向上する。 Therefore, the ground potentials of the measurement unit 2 and the extension unit 3 can be further stabilized, and the area (projected area) of the ground plane of the antenna 13 is also increased, so that the antenna performance of the antenna 13 is further improved.

なお、上記各実施形態において、無線ユニット１は、無線信号の送信と受信との少なくとも一方の機能を備えていればよく、計測ユニット２は、送信データの送信機能と受信データの受信機能との、少なくともいずれか一方の機能を備えていればよい。すなわち、無線通信装置は、無線送信機能と無線受信機能との少なくともいずれか一方の機能を備えていればよい。 In each of the above embodiments, the wireless unit 1 only needs to have at least one function of transmitting and receiving wireless signals, and the measurement unit 2 has a transmission function of transmission data and a reception function of reception data. It is sufficient that at least one of the functions is provided. That is, the wireless communication device only needs to have at least one of a wireless transmission function and a wireless reception function.

また、上記各実施形態において、計測ユニット２が測定するデータとしては、電力の使用量以外に、ガス、水道等の使用量や、温度、湿度等の物理量等が挙げられる。 Moreover, in each said embodiment, as data measured by the measurement unit 2, the usage amount of gas, water, etc., physical quantities, such as temperature and humidity, etc. other than the usage amount of electric power are mentioned.

１無線ユニット
１２無線回路基板
１２ａグランドパターン（第１の結合部）
１３アンテナ
２計測ユニット（信号ユニット）
２２計測回路基板（信号基板）
２２ａグランドパターン
２４導体板（第２の結合部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless unit 12 Wireless circuit board 12a Ground pattern (1st coupling | bond part)
13 Antenna 2 Measurement unit (signal unit)
22 Measurement circuit board (signal board)
22a Ground pattern 24 Conductor plate (second coupling part)

Claims

A radio unit comprising an antenna and a radio circuit board for performing at least one of transmission and reception of radio signals;
A signal unit comprising a signal board for performing at least one of data input and output with the wireless unit;
The wireless unit has a first coupling portion connected to the ground potential of the wireless circuit board, and the signal unit has a second coupling portion connected to the ground potential of the signal board, The wireless communication device, wherein the coupling unit and the second coupling unit are capacitively coupled.

The first coupling part is composed of a ground pattern formed on one surface of the wireless circuit board, and the second coupling part faces at least a part of one surface of the wireless circuit board. Item 2. The wireless communication device according to Item 1.

The first coupling portion includes a first conductor plate formed separately from the wireless circuit board, and the second coupling portion faces at least a part of one surface of the first conductor plate. The wireless communication apparatus according to claim 1.

The second coupling part is constituted by a second conductor plate formed separately from the signal board, and one surface of the second conductor plate is opposed to at least a part of the first coupling part. The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3.

5. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the second coupling unit is connected to a ground pattern formed on the signal substrate.

6. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the second coupling portion is connected to a conductive member that is formed separately from the signal board and connected to a ground pattern of the signal board.

The signal unit has a third coupling portion connected to the ground potential of the signal board, and the third coupling portion of one of the signal units is connected to the second coupling portion of the other signal unit. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein capacitive coupling is performed.

8. The wireless communication apparatus according to claim 7, wherein the third coupling unit is connected to a ground pattern formed on the signal board.

9. The wireless communication apparatus according to claim 7, wherein the third coupling portion is connected to a conductive member that is formed separately from the signal board and connected to a ground pattern of the signal board.