JP7138556B2 - wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ機能を有するI/Fケーブルを備えた無線通信装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wireless communication device provided with an I/F cable having an antenna function.
無線通信装置が電波を送受信するためにはアンテナが必要となる。アンテナは、送受信する電波の波長で規格化された電気的なサイズによって性能が決まり、一般に電気的に大きなアンテナほど性能が良い。一方で装置を小型化したいという要望もあるため、アンテナ性能と無線通信装置のサイズはトレードオフの関係となり、小さなアンテナサイズで高いアンテナ性能を得るためのアンテナ設計が行われる。 An antenna is required for a wireless communication device to transmit and receive radio waves. The performance of an antenna is determined by its electrical size, which is standardized by the wavelength of radio waves to be transmitted and received. In general, the larger the antenna, the better the performance. On the other hand, there is also a demand for miniaturization of the device, so the antenna performance and the size of the wireless communication device are in a trade-off relationship, and the antenna is designed to obtain high antenna performance with a small antenna size.
金属構造物に高周波信号を流せば電波は放射されるため、アンテナ専用の構造物を設けるのではなく、本来は他の用途の構造物、例えば他の機器と接続するための汎用I/Fケーブル(以下、単に「I/Fケーブル」という)に高周波信号を流してアンテナとして使用するケーブルアンテナの技術がある。 If a high-frequency signal is passed through a metal structure, radio waves will be radiated. Therefore, instead of providing a structure dedicated to antennas, a general-purpose I/F cable for connecting to structures for other purposes, such as other devices, should be used. There is a cable antenna technology in which a high-frequency signal is passed through a cable (hereinafter simply referred to as an "I/F cable") to be used as an antenna.
I/Fケーブルをアンテナの一部として使用するケーブルアンテナに関する技術は、例えば特許文献1,2に開示されている。特許文献1には、別途設けたアンテナの信号線を汎用インターフェース端子に接続し、アンテナが受信した高周波信号をI/Fケーブルに本来流れる低速の信号に重畳させて情報通信端末に伝送することで、情報通信端末からアンテナ用コネクタを廃し情報通信端末を小型化する方法が開示されている。
Techniques related to cable antennas that use an I/F cable as part of the antenna are disclosed in
また、特許文献2には、USB等のI/Fコネクタに同軸構造のケーブルを接続し、同軸ケーブル外導体をアンテナ素子、情報通信端末のGNDをアンテナGNDとしてモノポールアンテナを構成することで、別途アンテナを設けることなく電波を受信できる技術が開示されている。
Further, in
特許文献2には、イヤホンと情報通信端末とを接続するケーブルをアンテナ素子として用いる例が開示されている。この場合はアンテナ素子として専用の構造物を設ける必要はないが、アンテナ利得および放射効率のようなアンテナとしての性能を改善する方法に関しては開示も示唆もなされていない。例えばI/Fコネクタに接続するケーブルの長さが、本来の用を成すための長さではアンテナとして理想的な長さと比較して長すぎる、または短すぎる場合に、アンテナとしての性能が劣化するという問題があった。
そこで、本発明は、ケーブルにアンテナ機能を持たせ、アンテナとして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。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a radio communication apparatus capable of improving performance as an antenna by providing a cable with an antenna function.
本発明に係る無線通信装置は、他の無線通信装置と無線通信を行うための信号を送受信する第1の送受信回路と、前記信号よりも周波数の低い信号を送受信する第2の送受信回路とを含む無線通信端末と、複数の信号線からなるケーブルと、前記ケーブルを介して前記第2の送受信回路に対して信号を送受信する第3の送受信回路を含む外部機器とを備え、前記ケーブルは、モノポールアンテナとして機能し、1回以上のループを形成した状態で前記無線通信端末と前記外部機器とに接続され、前記第1の送受信回路は、前記ケーブルを介して他の前記無線通信装置との間で無線通信を行うものである。
A radio communication device according to the present invention includes a first transmission/reception circuit for transmitting/receiving a signal for radio communication with another radio communication device, and a second transmission/reception circuit for transmitting/receiving a signal having a frequency lower than that of the signal. a cable comprising a plurality of signal lines; and an external device including a third transmission/reception circuit for transmitting/receiving signals to/from the second transmission/reception circuit via the cable, wherein the cable comprises: Functioning as a monopole antenna , connected to the wireless communication terminal and the external device in a state of forming one or more loops, the first transmitting/receiving circuit communicates with the other wireless communication device via the cable. wireless communication between
本発明によれば、ケーブルは、1回以上のループを形成した状態で無線通信端末と外部機器とに接続され、第1の送受信回路は、ケーブルを介して他の無線通信装置との間で無線通信を行うため、GNDからケーブル側を見た高周波インピーダンスをループの回数、ループの位置、およびループの大きさで変化させることができる。これにより、ケーブルのアンテナとしての性能を向上させることができる。 According to the present invention, the cable is connected to the wireless communication terminal and the external device while forming one or more loops, and the first transmission/reception circuit communicates with another wireless communication device via the cable. Since wireless communication is performed, the high-frequency impedance viewed from the GND side of the cable can be changed by the number of loops, the position of the loop, and the size of the loop. As a result, the performance of the cable as an antenna can be improved.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る無線通信装置1の構成図である。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless communication device 1 according to Embodiment 1. As shown in FIG.
図1に示すように、無線通信装置1は、無線通信端末11、外部機器12、およびI/Fケーブル13を備えている。
As shown in FIG. 1, the wireless communication device 1 includes a
無線通信端末11は、第1の送受信回路111、第2の送受信回路112、および分配合成部113を備えている。第1の送受信回路111は、他の無線通信装置と無線通信を行うための高周波信号を送信または受信する。第2の送受信回路112は、外部機器12との間で制御信号を送信または受信する。ここで、制御信号は、高周波信号よりも周波数の低い低周波信号である。分配合成部113は、第1の送受信回路111と第2の送受信回路112が送信または受信する信号の周波数が異なることを利用して信号を分配または合成する。
The
外部機器12は、高周波フィルタ部121および第3の送受信回路122を備えている。高周波フィルタ部121は、第1の送受信回路111が送信する周波数の信号を除去する。第3の送受信回路122は、I/Fケーブル13を介して第2の送受信回路112に対して制御信号を送信または受信する。ここで、第2の送受信回路112および第3の送受信回路122が送信する周波数の信号は、高周波フィルタ部121で除去されない。
The
次に、無線通信装置1の動作を説明する。ここでは説明を簡単にするため、第1の送受信回路111が高周波信号を送信する場合を例にとり説明する。
Next, the operation of the wireless communication device 1 will be described. To simplify the explanation, the case where the first transmission/
無線通信端末11は、I/Fケーブル13を介して外部機器12と接続されている。I/Fケーブル13は、複数の金属製の信号線が束になったケーブルであり、例えばRJ11などの汎用コネクタを用いて無線通信端末11と外部機器12とに接続される。
A
I/Fケーブル13には第2の送受信回路112が送信した、無線通信端末11と外部機器12との間でやり取りする比較的周波数が低い低周波信号が流れる。同時に、第1の送受信回路111が送信した周波数が高い高周波信号は分配合成部113によって低周波信号と合成され、I/Fケーブル13に伝えられる。ここで、低周波信号とは、例えば数kHz以上数MHz以下の信号である。高周波信号とは、例えば数百MHz以上数GHz以下の信号である。
A low-frequency signal transmitted from the second transmission/
分配合成部113は、例えばローパスフィルタまたはハイパスフィルタなどのフィルタを含む電気回路である。I/Fケーブル13は、同軸ケーブルをはじめとした高周波信号を伝送するためのケーブルではないため、高周波信号を伝送しようとすると、伝送途中で空間に電波を放射してしまうという特性がある。したがって、高周波信号はI/Fケーブル13から周囲の空間に電波として放射され、I/Fケーブル13がケーブルアンテナとして振る舞う。
The dividing/synthesizing
一方、第2の送受信回路112が送信した信号は周波数が低いためI/Fケーブル13から放射されず、高周波フィルタ部121を通過して第3の送受信回路122に到達する。高周波フィルタ部121は例えばローパスフィルタ回路であって、第1の送受信回路111が送信した高周波信号のうち、I/Fケーブル13からの放射によって減衰しなかった分の信号を除去し、第3の送受信回路122に高周波信号が入力されることを防ぐ。
On the other hand, since the signal transmitted by the second transmission/
ただし、I/Fケーブル13の長さ、および第1の送受信回路111から送信される高周波信号の強度に応じて、第3の送受信回路122に入力される高周波信号の強度が変化する。そのため、第3の送受信回路122に入力される高周波信号の強度が無線通信端末11と外部機器12との間の通信に影響を与えない程度に弱い場合には、高周波フィルタ部121を設けることは必須でない。
However, the strength of the high frequency signal input to the third transmission/
一般的な無線通信装置では、高周波信号がアンテナと送信元の回路との境界で反射し損失となる反射損を避けるため、送信元の回路とアンテナとの間でインピーダンス整合をとることが一般的に行われる。また、アンテナと送信元の回路が共にインピーダンスが50Ωとなるように設計されることが一般的である。アンテナのインピーダンスは信号の周波数、アンテナの大きさ、およびアンテナの形状等で決定される値である。 In general wireless communication equipment, it is common to match the impedance between the transmission source circuit and the antenna in order to avoid reflection loss, which is loss caused by reflection of high frequency signals at the boundary between the antenna and the transmission source circuit. is performed on Also, the antenna and the transmission source circuit are generally designed to have an impedance of 50Ω. The impedance of an antenna is a value determined by the frequency of a signal, the size of the antenna, the shape of the antenna, and the like.
ここで、無線通信端末11と外部機器12の位置関係は、通常、無線通信装置1の構造上の要望から決定されるため、それらを接続するI/Fケーブル13の長さおよびレイアウトも無線通信装置1の構造上の要望から従属的に決定される。そのため、I/Fケーブル13のケーブルアンテナとしてのインピーダンスも従属的に決定され、I/Fケーブル13と送信元の回路(本実施の形態1の場合は分配合成部113)との間でインピーダンス整合が実現できず、反射損が増大する。反射損となった電力は空間に放射されないため、適切なインピーダンス整合が行われた場合と比較して放射される電波強度が低下することとなり、通信可能距離の短縮など通信品質に悪影響を与える。
Here, since the positional relationship between the
このような問題を解消するために、本実施の形態1では、I/Fケーブル13は、1回以上のループを形成した状態で、無線通信端末11と外部機器12とに接続されている。アンテナとして機能するI/Fケーブル13をループさせると、高周波信号が流れる経路がループ状になるため浮遊インダクタンスが発生する。
In order to solve such a problem, in Embodiment 1, the I/
また、I/Fケーブル13を構成する金属製の信号線同士が接近することで浮遊キャパシタンスが発生する。また、ループの大きさおよび巻き数によって浮遊リアクタンスの値が変化する。浮遊リアクタンスによって、分配合成部113から見たI/Fケーブル13のインピーダンスは変化する。また、送信源である分配合成部113からループまでの距離によって、分配合成部113から見た浮遊リアクタンスの位相が回転するため、分配合成部113からループまでの距離によってもインピーダンス整合を調整できる。
In addition, stray capacitance is generated when the metal signal lines forming the I/
以上により、I/Fケーブル13のループの大きさ、ループの巻き数、および分配合成部113からループまでの距離を調整することにより、I/Fケーブル13をケーブルアンテナとして用いた場合のインピーダンス整合を調整し、I/Fケーブル13が放射する電波強度を高めることができる。
As described above, by adjusting the size of the loop of the I/
また、I/Fケーブル13は無線通信端末11と外部機器12を接続するケーブルであるため、無線通信端末11と外部機器12の位置関係が変化しない場合は、無線通信装置1としてケースに固定等することも可能である。その場合、I/Fケーブル13のループ部分を含む形状は変化せず、I/Fケーブル13のケーブルアンテナとしてのアンテナ性能も変化しない。これにより、ループによってI/Fケーブル13のアンテナ特性を調整した場合であっても、I/Fケーブル13がずれたりしてループの形状が崩れたりしないので、アンテナ性能が変化しづらい。
Further, since the I/
次に、本実施の形態1の有効性について説明する。本願の発明者は、I/Fケーブル13の長さを第1の送受信回路111が送受信する信号の波長の1/2とし、先端部でI/Fケーブル13を高周波的にオープンとした場合について実験を行った。
Next, effectiveness of the first embodiment will be described. The inventors of the present application set the length of the I/
I/Fケーブル13をアンテナとして見ると1/2波長のモノポールアンテナと見なすことができるが、1/2波長のモノポールアンテナはそのままでは入力インピーダンスが極めて大きいため、I/Fケーブル13に流れる高周波電流は小さくなる。そのため、I/Fケーブル13からの放射は小さくなる。しかし、ループを第1の送受信回路111が送信する信号の波長の1/10の直径を有する1回の円形ループとし、ループの位置をI/Fケーブル13の中央部分とした場合に、I/Fケーブル13からの放射が大きくなることを確認した。
If the I/
なお、以上の説明では、説明を簡単にするため送信アンテナを例にとり説明を行ったが、同様の効果はアンテナの可逆性(reciprocity)により送信アンテナと受信アンテナいずれでも得られることは周知である。これは、以降の実施の形態においても同様である。 In the above description, the transmission antenna was used as an example for the sake of simplicity, but it is well known that the same effect can be obtained with both the transmission antenna and the reception antenna due to the reciprocity of the antenna. . This also applies to subsequent embodiments.
以上のように、実施の形態1に係る無線通信装置1では、I/Fケーブル13は、1回以上のループを形成した状態で無線通信端末11と外部機器12とに接続され、第1の送受信回路111は、I/Fケーブル13を介して他の無線通信装置との間で無線通信を行うため、GNDからI/Fケーブル13側を見た高周波インピーダンスをループの回数、ループの位置、およびループの大きさで変化させることができる。これにより、I/Fケーブル13のアンテナとしての性能を向上させることができる。よって、無線通信装置1の通信品質が向上するという効果が得られる。
As described above, in the wireless communication device 1 according to the first embodiment, the I/
また、アンテナの電気的サイズはI/Fケーブル13によって決定されるため、アンテナの電気的サイズの大型化によるアンテナ性能の改善と無線通信端末11の小型化、ひいては無線通信装置1の小型化を両立できるという効果も得られる。また、I/Fケーブル13をケーブルアンテナとして動作させることにより、電気的に大きなアンテナ、すなわち損失が小さく性能が良いアンテナから電波を放射できるため、無線通信装置1のエネルギー消費量の増加を抑制できる。
In addition, since the electrical size of the antenna is determined by the I/
無線通信端末11は、第1の送受信回路111および第2の送受信回路112に対して送受信される信号を分配または合成する分配合成部113をさらに含み、I/Fケーブル13を構成する複数の信号線のうち少なくとも1つの信号線が分配合成部113を介して第1の送受信回路111に接続されている。
The
したがって、第1の送受信回路111から送信される高周波信号は分配合成部113によって電気信号と合成され、I/Fケーブル13に伝えることができる。
Therefore, the high-frequency signal transmitted from the first transmission/
I/Fケーブル13における無線通信端末11と外部機器12との接続は、I/Fケーブル13の長手方向中央部で1回の円形ループを形成した状態で行われ、I/Fケーブル13の長さは、第1の送受信回路111が送受信する信号の波長の1/2であり、円形ループの直径は、第1の送受信回路111が送受信する信号の波長の1/10である。
The connection between the
したがって、I/Fケーブル13からの放射が大きくなり、I/Fケーブル13に関して極めて高いアンテナ性能が得られる。
Therefore, radiation from the I/
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る無線通信装置2について説明する。図2は、実施の形態2に係る無線通信装置2の構成図である。図3と図4は、実施の形態2に係る無線通信装置2の高周波電流を示す説明図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, the
図2に示すように、実施の形態2では、実施の形態1に対して無線通信端末の構成が異なっている。無線通信装置2は、無線通信端末21、外部機器12、およびI/Fケーブル13を備えている。
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, the configuration of the radio communication terminal is different from that in the first embodiment. The
無線通信端末21は、第1の送受信回路111、第2の送受信回路112、アンテナ211、およびGND地板(以下、単に「地板」という)212を備えている。
The
第1の送受信回路111はアンテナ211に接続され、高周波信号をアンテナ211に送信する。アンテナ211に送信された高周波信号は、アンテナ211から空間に向けて放射される。
The first transmission/
アンテナ211はモノポールアンテナなどの不平衡アンテナである。第2の送受信回路112は、I/Fケーブル13を構成する複数の信号線のうち少なくとも1つの信号線に接続され、外部機器12と通信する。また、I/Fケーブル13を構成する信号線のうち、第2の送受信回路112に接続された信号線とは異なる、少なくとも1つの信号線は地板212に直接またはキャパシタ等の高周波的に接続する手段を介して接続されている。
次に、図3を用いてアンテナ211の動作について説明する。上記のように、アンテナ211は不平衡アンテナであるため、アンテナ211に給電電流を流すと、不平衡電流が地板212に流れる。なお、高い周波数の電流は導体端部に沿って流れることが一般的に知られており、図3の矢印で示すように、不平衡電流は地板212の端部に沿って流れる。I/Fケーブル13を構成する複数の信号線のうち、少なくとも1本の信号線は地板212に接続されているため、不平衡電流は地板212を介してI/Fケーブル13に流れ込む。実施の形態1で説明したように、I/Fケーブル13に高周波電流が流れると電波が放射されるため、本実施の形態2においても、I/Fケーブル13がケーブルアンテナとして動作する。
Next, operation of the
I/Fケーブル13がケーブルアンテナとして動作する場合、無線通信装置2全体での電波の放射は、アンテナ211からの放射と、I/Fケーブル13からの放射の合成となる。
When the I/
ここで、地板212がXY面となるよう座標軸を設定し、図4に示すように、アンテナ211が地板212からX軸と平行な方向に延びるモノポールアンテナである場合、アンテナ211から放射される電波はYZ平面上に指向性が向き、X軸方向はヌルとなる。
Here, when the coordinate axes are set so that the
一方、図4に示すように、I/Fケーブル13をY方向に伸ばす場合、不平衡電流もY軸方向に流れるため、ケーブルアンテナとして機能するI/Fケーブル13から放射される電波はZX平面上に指向性が向き、Y軸方向がヌルとなる。無線通信装置2全体で見ると、全方向に対して電波を放射することができるため、不特定の方向に存在する他の無線通信装置との通信が可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the I/
もちろん、アンテナ211およびI/Fケーブル13に流れる高周波電流の方向は上記に限定されることはない。アンテナ211に流れる高周波電流とI/Fケーブル13に流れる高周波電流が平行でなければ、各高周波電流からの放射のヌル方向は一致しないため、無線通信装置2全体で見ると、全方向に対して電波を放射できる。
Of course, the direction of high-frequency current flowing through
また、他の無線通信装置との通信を考えると、送信元の無線通信装置から見た水平面方向(ZX平面方向)に受信元の無線通信装置が存在することが考えられる。しかし、アンテナ211の特性上、アンテナ211から放射される電波がYZ平面上に指向性が向き、X軸方向はヌルとなる場合でも、I/Fケーブル13を鉛直方向(Y方向)に這わせることでI/Fケーブル13から水平面内に強く電波を放射させることができる。
Considering communication with another wireless communication device, it is conceivable that the receiving wireless communication device exists in the horizontal plane direction (ZX plane direction) seen from the transmitting source wireless communication device. However, due to the characteristics of the
このとき、I/Fケーブル13は1回以上ループした状態で接続されているため、実施の形態1で説明したように、ループの巻き数、ループの大きさ、およびループの位置によってI/Fケーブル13をケーブルアンテナとして使用する場合のインピーダンス調整が可能となり、無線通信の品質が改善するという効果が得られる。
At this time, since the I/
次に、図6を用いて関連技術について説明する。図6は、関連技術に係る無線通信装置の高周波電流を示す説明図である。 Next, a related technique will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a high-frequency current of a wireless communication device according to related technology.
図6に示すように、給電するアンテナ211の他に不平衡電流から電波を放射する無給電アンテナ213を設ける方法がある。しかし、この方法では無線通信端末に新たに無給電アンテナ213を設ける必要があり、更に無給電アンテナ213に高い性能を持たせるためには無給電アンテナ213が電気的に大きい(典型的には1/4~1/2波長)必要がある。そのため、無線通信端末が大型化するという問題があった。
As shown in FIG. 6, there is a method of providing a
これに対して、実施の形態2に係る無線通信装置2では、無線通信端末21は、第1の送受信回路111が接続されたアンテナ211と、I/Fケーブル13を構成する複数の信号線のうち少なくとも1つの信号線が接続された地板212とをさらに含み、第2の送受信回路112は、I/Fケーブル13を構成する複数の信号線のうち、地板212に接続された少なくとも1つの信号線とは異なる、少なくとも1つの信号線に接続されている。
On the other hand, in the
したがって、アンテナ211に流れる高周波電流とI/Fケーブル13に流れる高周波電流が平行でなければ、各高周波電流からの放射のヌル方向は一致しないため、無線通信装置2全体で見ると、全方向に対して電波を放射できる。I/Fケーブル13のアンテナとしての性能を向上させることができるため、無線通信装置2の通信品質が向上するという効果が得られる。
Therefore, unless the high-frequency current flowing in the
また、無線通信装置2では、関連技術のように無給電アンテナ213を設ける必要がないため、無線通信端末21が大型化することを抑制できる。
Moreover, since the
<実施の形態3>
次に、実施の形態3に係る無線通信装置について説明する。図5は、実施の形態3に係る無線通信装置が備える無線通信端末11と外部機器12との接続状態を示す構成図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<Embodiment 3>
Next, a wireless communication device according to Embodiment 3 will be described. FIG. 5 is a configuration diagram showing a connection state between the
図5に示すように、実施の形態3では、実施の形態1に対して無線通信端末の構成が異なり、かつ、I/Fケーブル13による分配合成部113と高周波フィルタ部121との接続が異なっている。実施の形態3に係る無線通信装置は、無線通信端末31、外部機器12、およびI/Fケーブル13を備えている。無線通信端末31、無線通信端末11に対して地板212をさらに備えている。
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, the configuration of the wireless communication terminal is different from that in the first embodiment, and the connection between the dividing/
I/Fケーブル13は複数の信号線(例として2本の場合を図示)からなるケーブルであり、ここでは第1の信号線131と第2の信号線132からなるケーブルである。また、図5ではI/Fケーブル13は直線状に図示されているが、実施の形態1,2の場合と同様にI/Fケーブル13は1回以上のループを形成した状態で接続されている。
The I/
次に、実施の形態3に係る無線通信装置の動作を説明する。図5に示すように、高周波信号から見ると、第1の信号線131の一端部と第2の信号線132の一端部は高周波フィルタ部121の内部で高周波的に短絡されている。第1の信号線131の他端部は高周波的に分配合成部113の内部で地板212に直接またはキャパシタ等の高周波を接続する手段を介して接続されている。第2の信号線132の他端部は、第1の送受信回路111に接続されている。図示していないが、第1の信号線131と第2の信号線132は必要に応じて第2の送受信回路112または第3の送受信回路122に低周波的に接続され、無線通信端末11と外部機器12との間の信号のやり取りに使用される。
Next, the operation of the wireless communication device according to Embodiment 3 will be described. As shown in FIG. 5, when viewed from the high frequency signal, one end of the
例えば、I/Fケーブル13に直接給電する場合、給電される信号線(本実施の形態3では第2の信号線132)とその他の信号線(本実施の形態3では第1の信号線131)とが近接するため、給電される信号線の高周波でのインピーダンスが極端に低下する。そのため、給電回路(本実施の形態3では第1の送受信回路111)とインピーダンス整合を図ることが難しいという問題がある。
For example, when feeding power directly to the I/
これに対して、実施の形態3では、無線通信端末31は、I/Fケーブル13を構成する複数の信号線131,132のうち少なくとも1つの信号線131が接続された地板212をさらに含み、第1の送受信回路111は、I/Fケーブル13を構成する複数の信号線131,132のうち、地板212に接続された少なくとも1つの信号線131とは異なる、少なくとも1つの信号線132に接続され、第1の送受信回路111に接続された少なくとも1つの信号線132の外部機器12側の端部と、地板212に接続された少なくとも1つの信号線131の外部機器12側の端部とが短絡されている。
In contrast, in Embodiment 3,
したがって、第1の送受信回路111からI/Fケーブル13側を見ると折り返しモノポールアンテナと見なせる。折り返しモノポールアンテナはモノポールアンテナと比較してインピーダンスを高められることが知られているため、第2の信号線132だけでモノポールアンテナとして使用するよりもインピーダンスを高めることができ、かつインピーダンス整合が容易となる。これにより、空間に放射する電波強度をさらに高めることができる。
Therefore, when the I/
<その他の変形例>
実施の形態1~3において、構成要素の配置および形状を変更したりすることも可能である。例えば、アンテナにインダクタまたはキャパシタを装荷しインピーダンスの整合状態を改善することはアンテナ技術として一般的であり、本明細書に記載されたケーブルアンテナを含めたアンテナに適用されるのは容易に想定される変更である。また、アンテナを分岐させたり長さの異なる非励振素子を組み合わせたりすることでアンテナを複数周波数に対応させること、アンテナを基板上に銅箔パターンで作製することで小型化および低コスト化を実現することなども当該分野で一般的な技術であり、適用が想定される。
<Other Modifications>
In Embodiments 1 to 3, it is also possible to change the arrangement and shape of the constituent elements. For example, loading an antenna with an inductor or a capacitor to improve impedance matching is a common antenna technology, and can be easily assumed to be applied to antennas including the cable antennas described herein. It is a change that In addition, by branching the antenna and combining parasitic elements with different lengths, the antenna can support multiple frequencies, and by fabricating the antenna with a copper foil pattern on the substrate, miniaturization and cost reduction are realized. It is also a common technique in the relevant field, and its application is assumed.
また上記では、無線通信端末と外部機器はI/Fケーブルを介して信号をやり取りするとして説明を行ったが、これに代えて例えば電源を供給する等の電圧が変化しない信号線を採用しても、ケーブルアンテナに関する効果が得られることは明らかである。 In the above explanation, the wireless communication terminal and the external device exchange signals via an I/F cable. It is clear that the cable antenna is also effective.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In addition, within the scope of the invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1,2 無線通信装置、11 無線通信端末、12 外部機器、13 I/Fケーブル、21,31 無線通信端末、111 第1の送受信回路、112 第2の送受信回路、113 分配合成部、122 第3の送受信回路、131,132 信号線、211 アンテナ、212 地板。
Claims (5)
複数の信号線からなるケーブルと、
前記ケーブルを介して前記第2の送受信回路に対して信号を送受信する第3の送受信回路を含む外部機器と、
を備え、
前記ケーブルは、モノポールアンテナとして機能し、1回以上のループを形成した状態で前記無線通信端末と前記外部機器とに接続され、
前記第1の送受信回路は、前記ケーブルを介して他の前記無線通信装置との間で無線通信を行う、無線通信装置。 A wireless communication terminal including a first transmission/reception circuit for transmitting/receiving a signal for wireless communication with another wireless communication device, and a second transmission/reception circuit for transmitting/receiving a signal having a frequency lower than that of the signal;
a cable consisting of a plurality of signal lines;
an external device including a third transmission/reception circuit that transmits/receives a signal to/from the second transmission/reception circuit via the cable;
with
the cable functions as a monopole antenna and is connected to the wireless communication terminal and the external device while forming one or more loops;
The wireless communication device, wherein the first transmission/reception circuit performs wireless communication with the other wireless communication device via the cable.
前記ケーブルを構成する複数の前記信号線のうち少なくとも1つの信号線が前記分配合成部を介して前記第1の送受信回路に接続されている、請求項1に記載の無線通信装置。 The wireless communication terminal further includes a divider/combiner that divides or combines the signals transmitted/received to/from the first transmission/reception circuit and the second transmission/reception circuit,
2. The wireless communication device according to claim 1, wherein at least one signal line among the plurality of signal lines forming the cable is connected to the first transmission/reception circuit via the divider/combiner.
前記第2の送受信回路は、前記ケーブルを構成する複数の前記信号線のうち、前記地板に接続された少なくとも1つの前記信号線とは異なる、少なくとも1つの信号線に接続されている、請求項1に記載の無線通信装置。 The wireless communication terminal further includes an unbalanced antenna to which the first transmission/reception circuit is connected, and a ground plane to which at least one of the plurality of signal lines forming the cable is connected,
The second transmitting/receiving circuit is connected to at least one of the plurality of signal lines forming the cable, which is different from at least one of the signal lines connected to the ground plane. 1. The wireless communication device according to 1.
前記第1の送受信回路は、前記ケーブルを構成する複数の前記信号線のうち、前記地板に接続された少なくとも1つの前記信号線とは異なる、少なくとも1つの信号線に接続され、
前記第1の送受信回路に接続された少なくとも1つの前記信号線の前記外部機器側の端部と、前記地板に接続された少なくとも1つの前記信号線の前記外部機器側の端部とが短絡されている、請求項1に記載の無線通信装置。 The wireless communication terminal further includes a ground plane to which at least one of the plurality of signal lines forming the cable is connected,
the first transmission/reception circuit is connected to at least one signal line different from at least one signal line connected to the ground plane among the plurality of signal lines forming the cable;
An end portion of the at least one signal line connected to the first transmission/reception circuit on the side of the external device and an end portion of the at least one signal line connected to the ground plane on the side of the external device are short-circuited. The wireless communication device of claim 1, wherein
前記ケーブルの長さは、前記第1の送受信回路が送受信する前記信号の波長の1/2であり、
前記円形ループの直径は、前記第1の送受信回路が送受信する前記信号の波長の1/10である、請求項1に記載の無線通信装置。 The connection between the wireless communication terminal and the external device in the cable is performed in a state in which one circular loop is formed at the central portion in the longitudinal direction of the cable,
the length of the cable is half the wavelength of the signal transmitted and received by the first transmission/reception circuit;
2. The wireless communication device according to claim 1, wherein the diameter of said circular loop is 1/10 of the wavelength of said signal transmitted and received by said first transmission/reception circuit.
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