專利名稱：無線通信模塊以及無線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝有用于進(jìn)行無線通信的反F加載天線(loadingantenna)的無線通信模塊以及無線通信裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為實現(xiàn)框體的小型化并防止了增益降低的無線通信裝置，公知有專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)。該無線通信裝置通過在框體設(shè)置兩個天線而實現(xiàn)了增益的提高。
但是，在該無線通信裝置中，由于需要在框體上設(shè)置兩個天線，所以，設(shè)計無線通信裝置變得繁雜，存在著利用該無線通信裝置來制造移動電話等的廠家等必須調(diào)整兩個天線的最佳配置的問題。
專利文獻(xiàn)1專利第3275632號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其目的在于，提供一種通信質(zhì)量良好的不需要調(diào)整天線的配置位置、并且操作便利的無線通信模塊以及無線通信裝置。
技術(shù)方案1所記載的發(fā)明提供一種無線通信模塊，其利用安裝于第一基板上的加載反F天線進(jìn)行無線收發(fā)，具有利用所述加載反F天線進(jìn)行電波收發(fā)的天線電路；和由進(jìn)行無線通信控制的控制電路、進(jìn)行頻率調(diào)制的調(diào)制解調(diào)電路、進(jìn)行頻率變換的頻率變換電路、進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出的接口電路中至少一個以上的電路構(gòu)成的無線通信電路，在將無線通信所使用的電波波長設(shè)為λ(m)、頻率設(shè)為f(Hz)、光速設(shè)為c(m/s)、系數(shù)a為a＝70～130的情況下，使所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開x=λ×((f/c))/a]]>以上的距離x(m)，安裝到所述第一基板上。
而且，技術(shù)方案2所記載的發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案1所述的無線通信模塊，其特征在于，當(dāng)使用408.5MHz～451.5MHz的頻率進(jìn)行無線通信時，使所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開10mm以上，安裝到所述第一基板上。
并且，技術(shù)方案3所記載的發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案1所述的無線通信模塊，其特征在于，當(dāng)使用2.4GHz～2.5GHz的頻率進(jìn)行無線通信時，使所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開4mm以上，安裝到所述第一基板上。
另外，技術(shù)方案4所記載的發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案1～3中任意一項所述的無線通信模塊，其特征在于，在與所述加載部的長度方向正交的方向上，還設(shè)置有絕緣性殼體，該絕緣性殼體用于確保所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離。
此外，技術(shù)方案5的發(fā)明提供一種無線通信裝置，其安裝在第二基板上，將所述技術(shù)方案1～4中任意一項所述的無線通信模塊；和在所述控制電路、所述調(diào)制解調(diào)電路、所述頻率變換電路、所述接口電路中，將不包含于所述無線通信電路的電路，安裝到所述第二基板上。
而且，技術(shù)方案6記載的發(fā)明提供一種無線通信裝置，其被安裝于被測定物，具有所述技術(shù)方案1～4中任意一項所述的無線通信模塊；在所述控制電路、所述調(diào)制解調(diào)電路、所述頻率變換電路、所述接口電路中的不包含于所述無線通信電路的電路；和從所述無線通信模塊發(fā)送所述被測定物信息的傳感器，在將無線通信所使用的電波波長設(shè)為λ(m)、頻率設(shè)為f(Hz)、光速設(shè)為c(m/s)、系數(shù)a為a＝70～130的情況下，使所述加載反F天線的加載部與所述被測定物之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開x=λ×((f/c))/a]]>以上的距離x(m)。
發(fā)明效果根據(jù)技術(shù)方案1所記載的無線通信模塊，在與加載反F天線的加載部的長度方向正交的方向隔開x=λ×((f/c))/a]]>以上的距離x(m)配置了無線通信電路。因此，能夠防止因存在無線通信電路而引起加載反F天線的輻射/接收特性的降低。
而且，根據(jù)技術(shù)方案2所記載的無線通信模塊，在與加載反F天線的加載部的長度方向正交的方向上隔開10mm以上配置了無線通信電路。由此，在使用408.5MHz～451.5MHz的頻率進(jìn)行通信時，可得到良好的通信質(zhì)量。
并且，根據(jù)技術(shù)方案3所記載的無線通信模塊，在與加載反F天線的加載部的長度方向正交的方向上隔開4mm以上配置了無線通信電路。由此，當(dāng)使用2.4GHz～2.5GHz的頻率進(jìn)行通信時，可得到良好的通信質(zhì)量。
另外，根據(jù)技術(shù)方案4所記載的無線通信模塊，在無線通信模塊的周圍設(shè)置有殼體，在加載反F天線的加載部的徑向確保了規(guī)定距離。由此，可防止導(dǎo)電體或電介質(zhì)進(jìn)入該規(guī)定距離內(nèi)，從而能夠總是得到穩(wěn)定的通信質(zhì)量。
此外，根據(jù)技術(shù)方案5所記載的無線通信裝置，即使不調(diào)整加載反F天線的位置，也能夠得到穩(wěn)定的通信質(zhì)量。因此，利用無線通信裝置的用戶可以制造通信質(zhì)量良好的無線通信裝置，而不考慮無線通信模塊與其他電路的配置。
而且，在技術(shù)方案6所記載的無線通信裝置中，不僅設(shè)置發(fā)送被測定物信息的傳感器，而且，將被測定物與加載部的距離在與加載部的長度方向正交的方向上隔開了x=λ×((f/c))/a]]>以上的距離x(m)。因此，即使在被測定物由金屬殼體構(gòu)成的情況下，也可以不受電磁影響地發(fā)送傳感器所測定的被測定物的信息


圖1是本實施方式的無線通信模塊300的俯視圖。
圖2是表示無線通信裝置20的一般構(gòu)成的框圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的天線電路1的構(gòu)成的圖。
圖4是表示安裝了加載反F天線的天線電路1的構(gòu)成圖。
圖5是本實施方式的無線通信模塊30的剖視圖。
圖6是表示加載部6與無線通信電路14的距離L7、平均增益以及帶寬之間的關(guān)系的圖表。
圖7是表示將無線通信模塊30安裝到無線通信裝置14的基板b1上的狀態(tài)的俯視圖。
圖8是表示本實施方式的無線通信裝置20的構(gòu)成例的剖視圖。
圖中1-天線電路，2-頻率變換電路，3-調(diào)制解調(diào)電路，4-控制電路，5-接口電路，6-加載部，7-電感部，8-電容部，13-殼體(case)，14-無線通信電路，17-金屬殼體，20-無線通信裝置，30-無線通信模塊，b1、b2-基板。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式所涉及的無線通信模塊30進(jìn)行說明。
圖2是表示進(jìn)行無線通信的無線通信裝置20的一般構(gòu)成的框圖。在無線通信裝置20中，天線電路1、頻率變換電路2、調(diào)制解調(diào)電路3、控制電路4、接口電路5被安裝在基板b1上。
天線電路1是加載反F天線，在通過無線方式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時使用。對于本實施方式中所采用的天線電路1的構(gòu)成而言，將在后面參照圖3進(jìn)行具體說明。
如果天線電路1接收到電波，則向頻率變換電路2輸出與該電波對應(yīng)的信號。在頻率變換電路2中，將天線電路1輸出的信號從高頻變換為低頻的信號。
在調(diào)制解調(diào)電路3中，由頻率變換電路2從高頻變換為低頻的信號被解調(diào)。而且，在接口電路5中，由調(diào)制解調(diào)電路3解調(diào)后的信號被變換為數(shù)據(jù)向外部輸出?？刂齐娐?對頻率變換電路2、調(diào)制解調(diào)電路3、接口電路5等進(jìn)行控制。
另一方面，在由無線通信裝置20發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，進(jìn)行與接收電波時相反的處理。即，被輸入到無線通信裝置20的數(shù)據(jù)經(jīng)由接口電路5、調(diào)制解調(diào)電路3、頻率變換電路2從天線電路1通過無線方式被發(fā)送到外部。
接著，參照圖3(a)、(b)，對本實施方式的天線電路1的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖3(a)是天線電路1的俯視圖，圖3(b)是天線電路1的分解立體圖。在本實施方式中，對于將加載反F天線安裝于天線電路1的情況進(jìn)行說明。
如圖3(a)所示，天線電路1具有由樹脂等絕緣性材料構(gòu)成的基板b2、配置于基板b2的一方面上的加載部6、電感部7、電容部8、和與安裝在天線電路1的外部的頻率變換電路2(參照圖2)連接的饋電點(diǎn)P。
加載部6例如通過相對由氧化鋁(alumina)等導(dǎo)電材料構(gòu)成的長方體狀的素域(prime field)6a表面的長度方向D1，將導(dǎo)體圖案6b形成為螺旋形狀而構(gòu)成。
該導(dǎo)電圖案6b的兩端按照與設(shè)置于基板b2表面的矩形設(shè)置導(dǎo)體9a、9b(圖3(b))電連接的方式，分別與設(shè)置于素域6a背面的連接電極10a、10b(圖3(b))連接。而且，導(dǎo)體圖案6b其一端經(jīng)由設(shè)置導(dǎo)體9b與電感部7和電容部8電連接，另一端成為開放端。
電感部7具有片式電感器(chip inductor)7a，該片式電感器7a的一端經(jīng)由設(shè)置于基板b1表面的線狀導(dǎo)電性圖案11a與設(shè)置導(dǎo)體9b連接。另外，片式電感器7a的另一端經(jīng)由設(shè)置于基板b2表面的線狀導(dǎo)電性圖案11b接地(省略圖示)。
導(dǎo)體圖案11a形成為端邊12b與長度方向D1平行。
電容部8具有片式電容器8a，該片式電容器8a的一端經(jīng)由設(shè)置于基板b1表面的線狀導(dǎo)體圖案11c與設(shè)置導(dǎo)體9b連接。另外，片式電容器8a的另一端經(jīng)由電容部8在基板b2表面設(shè)置的線狀導(dǎo)體圖案11d與饋電點(diǎn)P連接。
片式電容器8a的電容被調(diào)整成能夠與饋電點(diǎn)P中的頻率變換電路2的輸入阻抗匹配。
另外，在本實施方式的天線電路1中，作為尺寸L1～L4采用了以下的值。即，設(shè)加載部6與基板b1的一方端邊12a的距離L1為10mm。設(shè)加載部6的長度方向D1的長度L2為16mm。設(shè)與長度方向D1平行的部分的導(dǎo)體圖案11a的端邊12b的尺寸為2.5mm。另外，設(shè)與基板b1的一方端邊12a平行的天線單元的物理長L4為18.5mm。
接著，參照圖4，對本發(fā)明的實施方式所涉及的無線通信模塊30進(jìn)行說明。在無線通信模塊30中，在基板b2上安裝了天線電路1(圖2)和無線通信電路14，由此被模塊化。
無線通信電路14是由進(jìn)行頻率變換的頻率變換電路2構(gòu)成的電路。
另外，在本實施方式中，雖然對于由頻率變換電路2構(gòu)成無線通信電路14的情況進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限定于此。即，也可以由頻率變換電路2、調(diào)制解調(diào)電路3、控制電路4、接口電路5中至少一個以上的電路構(gòu)成無線通信電路14。該情況下，對于頻率變換電路2、調(diào)制解調(diào)電路3、控制電路4中不包含于無線通信電路14的電路，分開安裝到裝載有無線通信模塊30的基板上。
圖5(a)是本實施方式的無線通信模塊30(圖4)的剖視圖。圖5(a)表示在無線通信裝置20的基板b1上安裝有無線通信模塊30的狀態(tài)。
無線通信模塊30的周圍被絕緣性的殼體13覆蓋。在設(shè)置于殼體13內(nèi)的基板b2上安裝有天線電路1的加載部6等。從殼體13引出與安裝在基板b2上的頻率變換電路2等連接的布線15。為了防止通信質(zhì)量的降低，優(yōu)選從加載部6到殼體13的上面、下面的距離L5、L6分別隔開規(guī)定距離。例如優(yōu)選采用10mm以上的值作為距離L5、L6。
由于通過對進(jìn)行無線收發(fā)的加載部6設(shè)置殼體13，可以在與基板b2垂直的上下方向確保規(guī)定的區(qū)域，所以，可防止導(dǎo)電體或電介質(zhì)接近加載部6。因此，能夠防止無線通信模塊30的通信質(zhì)量發(fā)生劣化。
而且，通過由殼體13覆蓋無線通信模塊30，還可以保護(hù)安裝于殼體13內(nèi)的天線電路1與頻率變換電路2不受外部的沖擊。
另外，只要通過某種方法可以防止導(dǎo)電體或電介質(zhì)接近加載部6的附近，則可以不設(shè)置殼體13(圖5(a))。例如圖5(b)所示，如果在從基板b1引出的布線15上形成限位器(stopper)16，在加載部6與無線通信裝置20的基板b1之間確保距離L6，則可以切斷來自安裝于基板b1上的其他電路的影響。
接著，對使用了本實施方式的無線通信模塊30時的效果進(jìn)行說明。每次確認(rèn)效果時，都使用了圖1所示的無線通信模塊30。
在圖1的無線通信模塊30中，由加載部6等構(gòu)成的天線電路1、和無線通信電路14被安裝在基板b2上。
另外，圖1所示的無線通信模塊30的各部分尺寸L8～L11為L8＝86mm、L9＝54mm、L10＝70mm、L11＝30mm。
對于無線通信模塊30的通信質(zhì)量基于天線電路1的加載部6與導(dǎo)電體或電介質(zhì)的距離關(guān)系而如何發(fā)生變動進(jìn)行了實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使導(dǎo)電體或電介質(zhì)向加載部6的長度方向D1的方向靠近，通信質(zhì)量也不怎么變差。因此，可以隔開幾mm的間隔，在加載部6的長度方向D1安裝其他的電路等。
另一方面，當(dāng)導(dǎo)電體或電介質(zhì)向與天線電路1的加載部6的長度方向D1正交的方向靠近，則通信質(zhì)量的變動加大。
當(dāng)通過天線電路1收發(fā)電波時，可以認(rèn)為對通信質(zhì)量最造成影響的是由導(dǎo)電體或電介質(zhì)等構(gòu)成的無線通信電路14。因此，對于通信質(zhì)量根據(jù)加載部6與無線通信電路14的距離L7而如何變動進(jìn)行了實驗。
圖6(a)、(b)是表示在使用了頻率f＝434MHz(波長λ＝69cm)的電波時，通信質(zhì)量根據(jù)加載部6與無線通信電路14的距離L7(圖1)是如何變動的圖表。
圖6(a)是表示距離L7與XY面中的垂直偏振波的平均增益之間的關(guān)系的圖表。隨著距離L7從5mm增加至15mm，平均增益提高。其中，距離L7在10mm附近，平均增益的變化小，十分穩(wěn)定。
另一方面，圖6(b)是表示距離L7與VSWR(Voltage Standing WaveRatio)為頻率f＝434MHz的帶寬之間的關(guān)系的圖表。隨著距離L7從5mm增加至15mm，帶寬提高。其中，距離L7在10mm～12.5mm附近，平均增益的變化小，十分穩(wěn)定。
在將頻率f＝430MHz附近的408.5MHz～451.5MHz的頻率使用于無線通信時，通過將天線電路1的加載部6與無線通信電路14的距離L7分離10mm以上，也能夠在確保穩(wěn)定的通信質(zhì)量的同時，進(jìn)行無線通信。
另外，雖然圖6(a)、(b)對使用434MHz的頻率f進(jìn)行無線通信的情況的結(jié)果作了說明，但在使用頻率f＝2.4GHz～2.5GHz(波長λ＝12～12.5cm)的電波進(jìn)行與上述相同的實驗時，使加載部6與無線通信電路14的距離L7的距離不分離4mm以上，可以在確保穩(wěn)定的通信質(zhì)量的同時進(jìn)行無線通信。
從以上的實驗結(jié)果可知，在將無線通信所使用的電波波長設(shè)為λ(m)、頻率設(shè)為f(Hz)、光速設(shè)為c(m/s)、系數(shù)a為a＝70～130的情況下，確保x=λ×((f/c))/a]]>以上作為加載部6與無線通信電路14的距離L7，可以在確保穩(wěn)定的通信質(zhì)量的同時進(jìn)行無線通信。另外，這里c表示光束，為3×108(m/s)。
如果使用本實施方式的無線通信模塊30，則如圖7(a)、(b)所示，與將無線通信模塊30安裝到基板b1上的位置、基板b1的形狀無關(guān)，能夠以通信質(zhì)量良好的狀態(tài)進(jìn)行無線通信。
即，如果在天線電路1的加載部6的徑向隔開規(guī)定距離，配置包括導(dǎo)電體或電介質(zhì)的接口電路5等，則能夠總是進(jìn)行穩(wěn)定的通信，而不受到這些部件的影響。
另外，在圖5(a)、(b)的說明中，對于將加載部6安裝于基板b2上，將其他的頻率變換電路2等安裝于基板b1上的情況進(jìn)行了說明，但不限定于這樣的構(gòu)成。例如，也可以如圖8所示，構(gòu)成無線通信裝置20。該無線通信裝置20安裝于被金屬殼體17覆蓋的作為被檢測物的設(shè)備等，測定該設(shè)備的溫度等，通過無線通信來發(fā)送其溫度信息等。在無線通信裝置20的內(nèi)置于殼體13的基板b2上，安裝有頻率變換電路2、調(diào)制解調(diào)電路3、控制電路4、接口電路5(省略圖示)。而且，天線電路1的加載部6在與加載部6的長度方向正交的方向，從頻率變換電路2、調(diào)制解調(diào)電路3、控制電路4、接口電路5以及被測定物(這里是金屬殼體17)隔開距離L6，安裝在基板b2上。
由此，在對安裝有無線通信裝置20的作為被測對象物的設(shè)備等進(jìn)行金屬殼體17等的溫度測定時，可以與外部進(jìn)行無線通信而不受到因該金屬殼體17而發(fā)生的電磁影響。
以上，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但對于具體的構(gòu)成而言不限定于這些實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種設(shè)計變更等。
工業(yè)上的可利用性能夠?qū)⒈景l(fā)明的無線通信模塊安裝于需要小型化且要求良好通信質(zhì)量的便攜終端的內(nèi)部。
權(quán)利要求
1.一種無線通信模塊，其利用安裝于第一基板上的加載反F天線進(jìn)行無線收發(fā)，具有利用所述加載反F天線進(jìn)行電波收發(fā)的天線電路；和由進(jìn)行無線通信控制的控制電路、進(jìn)行頻率調(diào)制的調(diào)制解調(diào)電路、進(jìn)行頻率變換的頻率變換電路、進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出的接口電路中至少一個以上的電路構(gòu)成的無線通信電路，在將無線通信所使用的電波波長設(shè)為λ(m)、頻率設(shè)為f(Hz)、光速設(shè)為c(m/s)、系數(shù)a為a＝70～130的情況下，使所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開x=λ×((f/c))/a]]>以上的距離x(m)，安裝到所述第一基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信模塊，其特征在于，當(dāng)使用408.5MHz～451.5MHz的頻率進(jìn)行無線通信時，使所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開10mm以上，安裝到所述第一基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信模塊，其特征在于，當(dāng)使用2.4GHz～2.5GHz的頻率進(jìn)行無線通信時，使所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開4mm以上，安裝到所述第一基板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的無線通信模塊，其特征在于，在與所述加載部的長度方向正交的方向上，還設(shè)置有絕緣性殼體，該絕緣性殼體用于確保所述加載反F天線的加載部與所述無線通信電路之間的距離。
5.一種無線通信裝置，其被安裝在第二基板上，將所述權(quán)利要求1～4中任意一項所述的無線通信模塊；和在所述控制電路、所述調(diào)制解調(diào)電路、所述頻率變換電路、所述接口電路中，將不包含于所述無線通信電路的電路，安裝到所述第二基板上。
6.一種無線通信裝置，其被安裝于被測定物，具有所述權(quán)利要求1～4中任意一項所述的無線通信模塊；在所述控制電路、所述調(diào)制解調(diào)電路、所述頻率變換電路、所述接口電路中的不包含于所述無線通信電路的電路；和從所述無線通信模塊發(fā)送所述被測定物信息的傳感器，在將無線通信所使用的電波波長設(shè)為λ(m)、頻率設(shè)為f(Hz)、光速設(shè)為c(m/s)、系數(shù)a為a＝70～130的情況下，使所述加載反F天線的加載部與所述被測定物之間的距離，在與所述加載部的長度方向正交的方向上隔開x=λ×((f/c))/a]]>以上的距離x(m)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不需要對通信質(zhì)量良好的天線的配置位置進(jìn)行調(diào)整、且操作方便的無線通信模塊以及無線通信裝置。其具有通過加載反F天線進(jìn)行電波收發(fā)的天線電路(1)；由進(jìn)行無線通信控制的控制電路、進(jìn)行頻率調(diào)制的調(diào)制解調(diào)電路、進(jìn)行頻率變換的頻率變換電路、進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出的接口電路中至少一個以上的電路構(gòu)成的無線通信電路(14)。而且，在將無線通信所使用的電波波長設(shè)為λ(m)、頻率設(shè)為f(Hz)、光速設(shè)為c(m/s)、系數(shù)設(shè)為a＝70～130的情況下，使加載反F天線的加載部(6)與無線通信電路(14)的距離，在與加載部的長度方向正交的方向上離開
文檔編號H01Q1/24GK101036305SQ20058002889
公開日2007年9月12日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者橫島高雄, 田里和義, 中村賢藏 申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社