(57)【要約】【課題】無線通信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。【解決手段】  通信モジュール１が実装されている回路基板９４と、通信モジュール１を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナ９３と、を備え、アンテナ９３は、回路基板９４に対して一体的に設けられており、回路基板９４から突出している線状のアンテナであり、アンテナ９３は、Ｊ型のアンテナであり、アンテナ９３は、直流的に短絡されており、通信設備との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される第１コネクタ４及び第２コネクタ５を備え、通信モジュール１は、第１信号を受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を送信する処理、又は、電波に基づいて第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信手段が実装されている回路基板と、
前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである、
無線通信装置。
【請求項２】
前記アンテナは、Ｊ型のアンテナである、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記アンテナは、直流的に短絡されている、
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、
前記通信手段は、前記他の通信装置からの第１信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う、
請求項１から３の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記接続手段は、複数設けられており、
複数の前記接続手段と前記通信手段との間で、複数の前記接続手段のうちの前記通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替える切替手段、を備える、
請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、
前記通信手段は、前記他の通信装置からの第１信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行い、
前記他の通信装置側と前記回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、前記他の通信装置側と前記通信手段側との間で前記第１信号又は前記第２信号を伝送する遮断伝送手段、を備える、
請求項１から３の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線通信装置の構成要素を収容する収容手段、を備える、
請求項１から６の何れか一項に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信を行うための無線通信装置が知られていた。このような無線通信装置には、一般的に、アンテナが設けられているが、このアンテナを設けるための技術として、同軸ケーブルを介してアンテナを接続する技術が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２８３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術のように、無線通信装置に対して同軸ケーブルを介してアンテナを接続した場合、当該同軸ケーブル長にて信号の損失が発生してしまい、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が短くなり、無線通信装置による無線通信の性能が低下してしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の無線通信装置は、通信手段が実装されている回路基板と、前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである。
【０００７】
請求項２に記載の無線通信装置は、請求項１に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、Ｊ型のアンテナである。
【０００８】
請求項３に記載の無線通信装置は、請求項２に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、直流的に短絡されている。
【０００９】
請求項４に記載の無線通信装置は、請求項１から３の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第１信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う。
【００１０】
請求項５に記載の無線通信装置は、請求項４に記載の無線通信装置において、前記接続手段は、複数設けられており、複数の前記接続手段と前記通信手段との間で、複数の前記接続手段のうちの前記通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替える切替手段、を備える。
【００１１】
請求項６に記載の無線通信装置は、請求項１から３の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第１信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行い、前記他の通信装置側と前記回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、前記他の通信装置側と前記通信手段側との間で前記第１信号又は前記第２信号を伝送する遮断伝送手段、を備える。
【００１２】
請求項７に記載の無線通信装置は、請求項１から６の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記無線通信装置の構成要素を収容する収容手段、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の無線通信装置によれば、アンテナが、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の無線通信装置によれば、アンテナがＪ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の無線通信装置によれば、アンテナが直流的に短絡されていることにより、例えば、誘電雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に直接流すことができるので、当該電流が通信手段側に供給されることを防止することができ、無線通信装置の故障を防止することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置からの第１信号を受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波をアンテナから送信する処理、又は、アンテナにて受信した電波に基づいて他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うことにより、例えば、他の通信装置に対する無線通信モデムとして機能させることができるので、無線通信装置の利便性を向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の無線通信装置によれば、複数の接続手段と通信手段との間で、複数の接続手段のうちの通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替えることより、例えば、様々な規格のコネクタにて複数の接続手段に接続される他の通信装置と通信手段とを確実に接続することができるので、無線通信を確実に行うことができ、無線通信装置の利便性を一層向上させることが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置側と回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、他の通信装置側と通信手段側との間で第１信号又は第２信号を伝送することにより、例えば、他の通信装置側と通信手段側とを相互に電気的に分離することができるので、誘電雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に流す確実な電路を確保することができる。よって、当該電流が通信手段側に供給されることを確実に防止することができ、無線通信装置の故障を確実に防止することが可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の無線通信装置によれば、無線通信装置の構成要素を収容することにより、例えば、構成要素が無線通信装置の外部環境（例えば、風雨等）に直接曝されることを防止することができるので、無線通信装置の耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る無線通信装置の斜視図である。
【図２】外側ケースを取り外した状態の無線通信装置の斜視図である。
【図３】内側ケースを取り外した状態の正面側から見た無線通信装置の一部の斜視図である。
【図４】内側ケースを取り外した状態の背面側から見た無線通信装置の一部の斜視図である。
【図５】無線通信装置の一部の正面図である。
【図６】無線通信装置の一部の側面図である。
【図７】無線通信装置の一部の背面図である。
【図８】無線通信装置の回路図である。
【図９】マルチプレクサが切り替えられた状態の無線通信装置の回路図である。
【図１０】アンテナの電圧電流分布を示す図である。
【図１１】マルチバンド化する場合のアンテナの形状を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る無線通信装置の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
本発明に係る無線通信装置は、無線通信を行う装置であり、例えば、無線通信を行う専用装置、あるいは、汎用的に用いられる装置に対して無線通信を行う機能を実装することにより実現される装置等を含む概念であり、一例としては、無線通信用のモデム、あるいは、当該モデム以外の任意の無線通信用の機器等を含む概念である。また、無線通信装置は、例えば、回路基板、及びアンテナを備えており、任意選択で、接続手段、切替手段、遮断伝送手段、及び収容手段を備えている。
【００２３】
「回路基板」とは、電気回路が実装される基板であり、具体的には、通信手段が実装されるものであり、例えば、リジッド基板、又はフレキシブル基板等であり、一例としては、接地として機能するパターンであるグランドパターンを備えるものである。
【００２４】
また、「通信手段」とは、無線通信を行う手段であり、例えば、他の通信装置からの第１信号を接続手段に接続されている通信線を介して受信し、受信した第１信号に基づいて電波をアンテナから送信する処理、又は、アンテナにて受信した電波に基づいて接続手段に接続されている通信線を介して他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うものであり、例えば、ＬｏＲａ（Ｌｏｎｇ  Ｒａｎｇｅ）（長距離）小型モジュール（基板と集積回路等）等を含む概念であり、一例としては、所定距離（１ｋｍ程度〜１０ｋｍ程度）内の長距離無線通信を行うものである。この通信手段にて行われる無線通信の周波数帯は任意であり、例えば、４００ＭＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯、及び１２００ＭＨｚ帯等に対応するものである。
【００２５】
また、「他の通信装置」とは、無線通信装置との間で通信を行う装置であり、具体的には、無線通信装置を介して無線通信を行うものであり、例えば、無線通信装置に第１信号を送信したり、あるいは、当該無線通信装置から第２信号を受信したりする装置であって、一例としては、無線通信装置の接続手段に対して有線接続して用いられる装置である。「第１信号」とは、他の通信装置側から通信手段側に送信される信号であり、具体的には、無線通信の送信電波（無線通信装置が送信する電波）の基となる信号であり、例えば、後述の遮断伝送手段を介して又は介さずに伝送される交流信号である。「第２信号」とは、他の通信装置側に通信手段側から送信される信号であり、具体的には、無線通信の受信電波（無線通信装置が受信する電波）に基づく信号であり、例えば、後述の遮断伝送手段を介して又は介さずに伝送される交流信号である。
【００２６】
また、「アンテナ」とは、通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信する送受信手段であり、具体的には、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであり、例えば、当該アンテナの２つの給電点（交流信号の送受信を行う点）が相互に当該アンテナにて直流的に短絡されるもの、あるいは、給電点が直流的に短絡されていないもの等の任意のものを含む概念であり、一例としては、Ｊ型のアンテナ、あるいは、Ｊ型以外の任意のアンテナ（一例としては、ダイポールアンテナ等）を含む概念である。「Ｊ型のアンテナ」とは、外観形状がＪ形状となっているアンテナ、あるいは、Ｊ形状から派生した形状となっているアンテナであり、例えば、Ｊ形状である公知のＪポールアンテナ、Ｊ形状から派生した形状となっている公知のＳｌｉｍＪＩＭアンテナ、公知のＳｕｐｅｒ−Ｊアンテナ、及び公知のＣｏｌｌｉｎｅａｒＪポールアンテナ等を含む概念である。なお、以下では、Ｊポールアンテナを図示して説明するが、「Ｊ形状から派生した形状」については、アンテナの２つの給電点が相互に当該アンテナにて直流的に短絡される形状となる限りにおいて任意に派生した形状を含むものと解してもよいし、あるいは、当該形状を前提としてアンテナの全体形状が長尺形状となる形状を含むものと解してもよい。
【００２７】
なお、「回路基板に対して一体的に設けられて」とは、アンテナが回路基板に直接的に電気的に接続されていることに対応する概念であり、例えば、同軸ケーブル等を介さずにアンテナが回路基板に電気的に接続されていることに対応する概念である。
【００２８】
また、この「アンテナ」は、例えば、直流的に短絡されて用いられたり、あるいは、直流的に短絡せずに用いられたりするものである。「直流的に短絡される」とは、大地に対して直流として短絡されることであり、例えば、保安用アース線（大地に電気的に接続されている導電線）を介して大地に接続されていることに対応する概念である。
【００２９】
また、「接続手段」とは、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される手段であり、例えば、回路基板に実装されるものであって、１つのみ、あるいは、複数設けられるものであり、一例としては、コネクタを含む概念である。
【００３０】
また、「切替手段」とは、複数の接続手段と通信手段との間で、複数の接続手段のうちの通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替えるものであり、具体的には、マニュアルにて切り替えるもの、あるいは、自動的に切り替えるもの等を含む概念であり、例えば、マルチプレクサ等を含む概念である。
【００３１】
また、「遮断伝送手段」とは、他の通信装置側と回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、他の通信装置側と通信手段側との間で第１信号又は第２信号を伝送する手段であり、例えば、他の通信装置側の接地と回路基板側の少なくとも一部の接地（グランドパータン）とを相互に電気的に分離するために用いられるものであり、一例としては、フォトカプラ等を含む概念である。
【００３２】
また、「収容手段」とは、無線通信装置の構成要素を収容する手段である。なお、「構成要素」とは、無線通信装置を構成する要素であって、収容手段以外の要素である。
【００３３】
そして、以下に示す実施の形態では、「無線通信装置」が無線通信用のモデムであり、また、「回路基板」がリジッド基板であり、また、「通信手段」の周波数帯が「４００ＭＨｚ帯」であり、また、「アンテナ」が「Ｊポールアンテナ」であって、直流的に短絡されており、また、「接続手段」が２個設けられており、また、「切替手段」が設けられており、一方、「遮断伝送手段」が設けられていない場合について説明し、変形例において、「遮断伝送手段」が設けられる場合について説明する。
【００３４】
（構成）
まず、本実施の形態に係る無線通信装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る無線通信装置の斜視図であり、図２は、外側ケースを取り外した状態の無線通信装置の斜視図であり、図３は、内側ケースを取り外した状態の正面側から見た無線通信装置の一部の斜視図であり、図４は、内側ケースを取り外した状態の背面側から見た無線通信装置の一部の斜視図であり、図５は、無線通信装置の一部の正面図であり、図６は、無線通信装置の一部の側面図であり、図７は、無線通信装置の一部の背面図であり、図８は、無線通信装置の回路図である。
【００３５】
なお、これらの図１〜図７については、無線通信装置９００の外観の概略を示しており、詳細の構成（例えば、後述するブリッジ回路３等）については、図示を省略している。また、実際には、通信モジュール１及びアンテナ９３は回路基板９４に対して、はんだ等を用いて接続されているが、当該はんだ等については説明の便宜上、図示が省略されている。また、この各図に示すＸ―Ｙ―Ｚ方向が互いに直交する方向であり、具体的には、Ｙ方向が垂直方向であって、Ｘ方向及びＺ方向が垂直方向に対して直交する水平方向であるものとして、例えば、Ｙ方向を縦方向と称し、＋Ｙ方向を上側又は上方向と称し、−Ｙ方向を下側又は下方向と称し、Ｚ方向を厚み方向と称し、＋Ｚ方向を正面側と称し、−Ｚ方向を背面側と称して説明する。また、図８においては、各端子について、説明の便宜上、送信端子には符号と共に「（Ｔ）」と記載されており、受信端子には符号と共に「（Ｒ）」と記載されている。
【００３６】
無線通信装置９００は、無線通信用のモデムであり、具体的には、所定距離（１ｋｍ程度〜１０ｋｍ程度）内の長距離無線通信を行うものであって、４００ＭＨｚ帯の無線通信を行うものであり、例えば、地上側に設けられている図８の通信設備８００との間で不図示の通信線にて電気的に接続された状態で、比較的高い位置（例えば、地上からの距離が１０ｍ〜５０ｍ程度の高さの位置）に設置されて用いられるものである。この無線通信装置９００は、図１の外側ケース９１、図２の内側ケース９２、図３のアンテナ９３、及び回路基板９４を備える。
【００３７】
（構成−外側ケース）
図１の外側ケース９１は、無線通信装置９００の構成要素を収容する外側収容手段（収容手段）である。この外側ケース９１の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、構成要素の全部を収容するものであり、外観が円柱形となっており中空部を備えるものであり、また、電波を通過させることが可能な任意の材料（例えば、樹脂材料等）にて形成されているものである。
【００３８】
（構成−内側ケース）
図２の内側ケース９２は、無線通信装置９００の構成要素を収容する内側収容手段である。この内側ケース９２の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、外側ケース９１の内部に収容されるものであり、また、構成要素の一部を収容するものであり、サイズ以外は外側ケース９１と同様な形状及び材料にて形成されているものである。
【００３９】
（構成−アンテナ）
図２、図３、及び図８のアンテナ９３は、前述のアンテナである。このアンテナ９３の具体的な種類や構成は任意であるが、例えば、前述のＪポールアンテナを用いて構成することができ、図８に示すように、第１部分９３０１、及び第２部分９３０２を備える。第１部分９３０１は、少なくともインピーダンスマッチングを行う部分を含む部分であり、具体的には、無線通信周波数帯に対応する波長（以下、単に「波長」又は「λ」）の４分の１の長さに対応する部分であり、例えば、一端を短絡した平行線路に対応する部分である。また、第２部分９３０２は、少なくとも電波の送受信を行う部分であり、具体的には、波長の２分の１の長さに対応する部分であり、単独の線路に対応する部分である。
【００４０】
また、このアンテナ９３は、第１部分９３０１の２つの所定位置（例えば、アンテナ９３における電波の送受信性能を考慮して行う実験又はシミュレーションにより定められる位置）を第１給電点９３１、第２給電点９３２とし、この第１給電点９３１、第２給電点９３２を回路基板９４側のパターンに電気的に接続することにより、当該回路基板９４に一体的に設けられているものである。この接続手法は任意であるが、例えば、図３及び図４に示すように、回路基板９４に対して２つの貫通穴を設けた上で当該貫通穴にアンテナ９３の２つの端部を各々通すことにより、アンテナ９３の折り返されている部分を回路基板９４の背面側（−Ｚ方向）に設け、また、当該アンテナ９３の残りの部分（２つの端部に至る２つの直線部分）を回路基板９４の正面側（＋Ｚ方向）から上側（＋Ｙ方向）に向かって突出させた上で、２つの貫通穴に対応する部分にて回路基板９４側のパターンに、はんだ等を用いて電気的に接続し、また、回路基板９４に固定することにより、一体的に設けることとする。そして、この場合、図８に示すように、第１給電点９３１が通信モジュール１に接続され、また、第２給電点９３２が、回路基板９４のグランドパターン６１に接続され、更に、この第２給電点９３２が、保安用アース線６３を介して直流的に大地に接続されて短絡されることになる。
【００４１】
（構成−回路基板）
図３の回路基板９４は、少なくとも通信モジュール１、第１コネクタ４、及び第２コネクタ５が実装される実装手段であり、例えば、矩形形状のリジッド基板である。この回路基板９４は、通信モジュール１、第１コネクタ４、及び第２コネクタ５に加えて、図８に示すマルチプレクサ２、ブリッジ回路３、グランドパターン６１、及びダイオード６２が実装されている。なお、この回路基板９４に実装される構成要素を「回路基板実装構成要素」と称する。
【００４２】
（構成−回路基板−グランドパターン）
グランドパターン６１は、回路基板９４にて接地として機能する接地手段である。このグランドパターン６１は、例えば、回路基板９４の金属パターンである。
【００４３】
（構成−回路基板−第１コネクタ）
第１コネクタ４は、前述の接続手段である。この第１コネクタ４は、例えば、通信設備８００が第２コネクタ５と択一的に接続されるものであり、また、任意の通信（一例としては、ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓに対応する通信）を行うための不図示の通信線が接続されるものであり、また、図８の電源端子４１、グランド端子４２、及びデータ端子４３を備えるものである。
【００４４】
電源端子４１は、第１コネクタ４に接続される通信設備８００からの電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子４２は、第１コネクタ４に接続される通信設備８００側のグランドと接続されものである。また、データ端子４３は、第１コネクタ４に接続される通信設備８００との間でデータの送受信を行うものである。なお、これらの端子の接続状態は図８に図示する通りであるので、詳細の説明は省略する（後述の各端子の接続状態の説明についても同様に省略する）。
【００４５】
（構成−回路基板−第２コネクタ）
第２コネクタ５は、前述の接続手段である。この第２コネクタ５は、例えば、通信設備８００が第１コネクタ４と択一的に接続されるものであり、また、任意の通信（一例としては、ＵＡＲＴ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒに対応する通信であるシリアル通信）を行うための不図示の通信線が接続されるものであり、また、図８の電源端子５１、グランド端子５２、送信端子５３、及び受信端子５４を備えるものである。
【００４６】
電源端子５１は、第２コネクタ５に接続される通信設備８００からの電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子５２は、第２コネクタ５に接続される通信設備８００側のグランドと接続されものである。また、送信端子５３は、第２コネクタ５に接続される通信設備８００からのデータの信号をマルチプレクサ２に送信するものである。また、受信端子５４は、第２コネクタ５に接続される通信設備８００へのデータの信号をマルチプレクサ２から受信するものである。
【００４７】
（構成−回路基板−ブリッジ回路）
ブリッジ回路３は、通信方式を変換する変換手段である。このブリッジ回路３は、例えば、ＵＳＢに対応する通信とＵＡＲＴに対応する通信とを相互に変換するものであり、例えば、電源端子３１、グランド端子３２、３３、一次側データ端子３４、及び二次側送信端子３５、及び二次側受信端子３６を備える。
【００４８】
電源端子３１は、ブリッジ回路３を駆動させる電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子３２は、グランドパターン６１に接続されるものである。また、グランド端子３３は、第１コネクタ４のグランド端子４２と接続されると共にグランドパターン６１に接続されるものである。また、一次側データ端子３４は、第１コネクタ４側との間でデータの信号の送受信を行うものである。また、二次側送信端子３５は、第１コネクタ４側からのデータの信号をマルチプレクサ２に送信するものである。また、二次側受信端子３６は、第１コネクタ４側へのデータの信号をマルチプレクサ２から受信するものである。
【００４９】
（構成−回路基板−マルチプレクサ）
マルチプレクサ２は、前述の切替手段である。このマルチプレクサ２は、通信モジュール１に対して第１コネクタ４側を接続するか、あるいは、通信モジュール１に対して第２コネクタ５側を接続するかを切り替えるものであり、また、電源端子２１、グランド端子２２、一次側第１送信端子２３、一次側第１受信端子２４、一次側第２送信端子２５、一次側第２受信端子２６、二次側送信端子２７、二次側受信端子２８、及び制御端子２９を備える。
【００５０】
電源端子２１は、マルチプレクサ２を駆動させる電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子２２は、グランドパターン６１に接続されるものである。また、一次側第１送信端子２３は、通信モジュール１側からのデータの信号を第１コネクタ４側に送信するものである。また、一次側第１受信端子２４は、通信モジュール１側へのデータの信号を第１コネクタ４側から受信するものである。また、一次側第２送信端子２５は、通信モジュール１側からのデータの信号を第２コネクタ５側に送信するものである。また、一次側第２受信端子２６は、通信モジュール１側へのデータの信号を第２コネクタ５側から受信するものである。また、二次側送信端子２７は、第１コネクタ４側又は第２コネクタ５側からのデータの信号を通信モジュール１側へ送信するものである。また、二次側受信端子２８は、第１コネクタ４側又は第２コネクタ５側へのデータの信号を通信モジュール１側から受信するものである。また、制御端子２９は、マルチプレクサ２の切替動作を制御するための電圧が供給されるものである。
【００５１】
（構成−回路基板−通信モジュール）
通信モジュール１は、前述の通信手段でる。この通信モジュール１は、例えば、電源端子１１、グランド端子１２、送信端子１３、受信端子１４、及びアンテナ端子１５を備える。
【００５２】
電源端子１１は、通信モジュール１を駆動させる電源電圧が供給されるものである。また、グランド端子１２は、グランドパターン６１に接続されるものである。また、送信端子１３は、アンテナ９３を介する無線通信により受信したデータの信号をマルチプレクサ２側に送信するものである。また、受信端子１４は、アンテナ９３を介する無線通信により送信するデータの信号をマルチプレクサ２側から受信するものである。また、アンテナ端子１５は、電波を送信するために高周波交流信号をアンテナ９３に送信したり、あるいは、アンテナ９３を介して受信した電波により発生した高周波交流信号を当該アンテナ９３から受信したりするものである。
【００５３】
（構成−回路基板−ダイオード）
ダイオード６２は、順方向にて電流を通過させ逆方向にて電流を遮断する通過遮断手段である。ダイオード６２は、例えば、第２コネクタ５の電源端子５１からの電源電圧がマルチプレクサ２の制御端子２９に供給されることを防止するために、これらの各端子の間に図示するように接続されているものである。そして、このダイオード６２を設けることにより、通信設備８００を第１コネクタ４に接続した場合に、マルチプレクサ２の制御端子２９に電圧が供給されることになり、一方、通信設備８００を第２コネクタ５に接続した場合に、マルチプレクサ２の制御端子２９に電圧が供給されないことになるので、通信設備８００が何れのコネクタに接続されるかにより、マルチプレクサ２を切り替えることが可能となる。
【００５４】
（組み立て）
次に、このように構成される無線通信装置９００の組み立てについて説明する。
【００５５】
組み立てについて具体的には、まず、図３の回路基板９４に、「回路基板実装構成要素」（つまり、通信モジュール１等）を、はんだ等を用いて実装し、次に、前述したように、回路基板９４の２つの貫通穴に、アンテナ９３の２つの端部を挿入して位置決めした上で、はんだ等を用いてアンテナ９３を直接的に接続及び固定することにより一体的に設ける。次に、図８の保安用アース線６３の一端を第２給電点９３２に、はんだ等を用いて接続する。次に、図２の内側ケース９２を設けた上で、図１の外側ケース９１を設ける。これにて無線通信装置９００の組み立てが終了する。
【００５６】
（設置）
次に、このように構成される無線通信装置９００の設置について説明する。
【００５７】
設置について具体的には、まず、無線通信装置９００を不図示の鉄塔等に設けることにより、比較的高い位置（例えば、地上からの距離が１０ｍ〜５０ｍ程度の高さの位置）に設置し、次に、保安用アース線６３の他端を大地と接続し、また、通信設備８００の通信線を第１コネクタ４又は第２コネクタ５に接続する。なお、ここでの接続手法は任意であり、例えば、図１の外側ケース９１の下端部（−Ｚ方向）の一部が着脱可能となっていることとし、この下端部を取り外した上で、図２の内側ケース９２に露出している第１コネクタ４又は第２コネクタ５に接続した上で、通信線を図１の外側ケース９１の下端部の貫通穴９１１から引き出すことにより、接続することとする。なお、保安用アース線６３については、比較的細い線であるので、内側ケース９２に小径の貫通穴を設けて、この貫通穴及び外側ケース９１の貫通穴９１１から引き出すことにより、接続してもよい。これにて、無線通信装置９００の設置が終了する。
【００５８】
（動作）
次に、このように構成される無線通信装置９００の動作について説明する。具体的には、通信設備８００が第１コネクタ４に接続された場合の送受信の動作、及び通信設備８００が第２コネクタ５に接続された場合の送受信の動作について説明する。図９は、マルチプレクサが切り替えられた状態の無線通信装置の回路図であり、図１０は、アンテナの電圧電流分布を示す図である。
【００５９】
（動作−第１コネクタに接続される場合）
図８の通信設備８００が通信線を介して第１コネクタ４に接続された場合、通信設備８００からの電源電圧が第１コネクタ４の電源端子４１に供給されることになるが、この電源電圧がブリッジ回路３の電源端子３１に供給され、また、ダイオード６２を介してマルチプレクサ２の電源端子２１、及び通信モジュール１の電源端子１１にも供給され、この供給された電源電圧により、通信モジュール１、マルチプレクサ２、及びブリッジ回路３が駆動可能となる。また、通信設備８００からの電源電圧は、マルチプレクサ２の制御端子２９にも供給され、当該マルチプレクサ２は、この電源電圧が制御端子２９に供給されたことを検出して、図８の接続状態に切り替えることになるが、この場合、第１コネクタ４側と通信モジュール１側とが相互に接続されることになる。
【００６０】
そして、通信設備８００がデータの信号（第１信号）を送信した場合、当該信号は第１コネクタ４のデータ端子４３を介してブリッジ回路３の一次側データ端子３４に送信され、当該ブリッジ回路３が変換を行って、二次側送信端子３５を介してマルチプレクサ２に送信されることになるが、この信号は、マルチプレクサ２の一次側第１受信端子２４、二次側送信端子２７を介して通信モジュール１の受信端子１４に送信されることになる。次に、通信モジュール１は、この信号を受信した上で、受信した信号に基づいて高周波交流信号を生成して、生成した高周波交流信号をアンテナ端子１５からアンテナ９３の第１給電点９３１に送信することになるが、この場合、アンテナ９３にて一例としては図１０に示す電圧電流分布となり、供給された高周波交流信号に対応する電波がアンテナ９３から無線送信されることになる。なお、アンテナ９３の電圧電流分布は、以下で説明する電波を受信する場合、及び通信設備８００が第２コネクタ５に接続された場合も、ここで説明したものと同様であるので、以下ではその説明を省略する。
【００６１】
また、アンテナ９３にて電波を受信した場合、当該電波に対応する高周波交流信号がアンテナの第１給電点９３１からアンテナ端子１５に送信されることになるが、この場合、通信モジュール１は、この高周波交流信号を受信した上で、受信した高周波交流信号に基づいてデータの信号（第２信号）を生成して、生成した信号を送信端子１３からマルチプレクサ２に送信する。次に、この信号は、マルチプレクサ２の二次側受信端子２８、一次側第１送信端子２３を介してブリッジ回路３の二次側受信端子３６に送信され、ブリッジ回路３が変換を行って、一次側データ端子３４、第１コネクタ４のデータ端子４３を介して通信設備８００に送信されて、当該通信設備８００にて受信されることになる。
【００６２】
（動作−第２コネクタに接続される場合）
通信設備８００が通信線を介して第２コネクタ５に接続された場合、通信設備８００からの電源電圧が第２コネクタ５の電源端子５１に供給されることになるが、この電源電圧がマルチプレクサ２の電源端子２１、及び通信モジュール１の電源端子１１に供給され、この供給された電源電圧により、通信モジュール１、及びマルチプレクサ２が駆動可能となる。なお、通信設備８００からの電源電圧（電流）は、ダイオード６２にて阻まれて、マルチプレクサ２の制御端子２９には供給されずに、当該マルチプレクサ２は、この電源電圧が制御端子２９に供給されていないことを検出して、図９の接続状態に切り替えることになるが、この場合、第２コネクタ５側と通信モジュール１側とが相互に接続されることになる。
【００６３】
そして、通信設備８００がデータの信号（第１信号）を送信した場合、当該信号は第２コネクタ５の送信端子５３、マルチプレクサ２の一次側第２受信端子２６、及び二次側送信端子２７を介して通信モジュール１の受信端子１４に送信されることになる。次に、通信モジュール１は、前述の場合と同様にして、この信号を受信した上で、受信した信号に基づいて高周波交流信号を生成して、生成した高周波交流信号をアンテナ端子１５からアンテナ９３の第１給電点９３１に送信することになるが、この場合、供給された高周波交流信号に対応する電波がアンテナ９３から無線送信されることになる。
【００６４】
また、アンテナ９３にて電波を受信した場合、当該電波に対応する高周波交流信号がアンテナの第１給電点９３１からアンテナ端子１５に送信されることになるが、この場合、通信モジュール１は、前述の場合と同様にして、この高周波交流信号を受信した上で、受信した高周波交流信号に基づいてデータの信号（第２信号）を生成して、生成した信号を送信端子１３からマルチプレクサ２に送信する。次に、この信号は、マルチプレクサ２の二次側受信端子２８、一次側第２送信端子２５、及び第２コネクタ５の受信端子５４を介して通信設備８００に送信されて、当該通信設備８００にて受信されることになる。
【００６５】
（誘電雷対策）
次に、無線通信装置９００の誘電雷対策について説明する。「誘電雷」とは、落雷又は雷雲等の影響でアンテナに高電圧が発生することである。このような誘電雷により、図８のアンテナ９３に高電圧が発生した場合、アンテナ９３の第１給電点９３１、第２給電点９３２が相互にアンテナ９３の一部にて直流的に短絡されており、且つ、アンテナ９３の第２給電点９３２が保安用アース線６３を介して大地に直流的に短絡されているので、発生した高電圧による電流は、アンテナ９３の第２給電点９３２、及び保安用アース線６３を介して大地に供給されることになるので、当該電流が通信モジュール１側に供給されることを防止することができ、誘電雷による無線通信装置９００の故障を防止することが可能となる。
【００６６】
（実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、アンテナ９３が、回路基板９４に対して一体的に設けられており、回路基板９４から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置９００による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
【００６７】
また、アンテナ９３がＪ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
【００６８】
また、アンテナ９３が直流的に短絡されていることにより、例えば、誘電雷によりアンテナ９３に高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナ９３から大地に直接流すことができるので、当該電流が通信モジュール１側に供給されることを防止することができ、無線通信装置９００の故障を防止することが可能となる。
【００６９】
また、通信設備８００からの第１信号を受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波をアンテナ９３から送信する処理、又は、アンテナ９３にて受信した電波に基づいて通信設備８００側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うことにより、例えば、通信設備８００に対する無線通信モデムとして機能させることができるので、無線通信装置９００の利便性を向上させることが可能となる。
【００７０】
また、第１コネクタ４及び第２コネクタ５と通信モジュール１との間で、第１コネクタ４及び第２コネクタ５のうちの通信モジュール１に電気的に接続するコネクタを切り替えることより、例えば、様々な規格のコネクタにて第１コネクタ４及び第２コネクタ５に接続される通信設備８００と通信モジュール１とを確実に接続することができるので、無線通信を確実に行うことができ、無線通信装置９００の利便性を一層向上させることが可能となる。
【００７１】
また、無線通信装置９００の構成要素を収容することにより、例えば、構成要素が無線通信装置９００の外部環境（例えば、風雨等）に直接曝されることを防止することができるので、無線通信装置９００の耐久性を向上させることが可能となる。
【００７２】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００７３】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。
【００７４】
（分散や統合について）
また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散又は統合して構成できる。また、本出願における「装置」とは、単一の装置によって構成されたものに限定されず、複数の装置によって構成されたものを含む。
【００７５】
（形状、数値、構造、時系列について）
実施の形態や図面において例示した構成要素に関して、形状、数値、又は複数の構成要素の構造若しくは時系列の相互関係については、本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
【００７６】
（フォトカプラについて）
また、上記実施の形態の図８の無線通信装置９００に対して光電変換を行うフォトカプラを設けてもよい。なお、フォトカプラとは、前述の遮断伝送手段である。フォトカプラを設ける位置は任意であるが、例えば、マルチプレクサ２と通信モジュール１との間にフォトカプラを設けて、第１コネクタ４又は第２コネクタ５に接続される通信設備８００側と通信モジュール１側とを電気的に遮断（フォトカプラの光電変換による信号の伝送は可能）してもよい。具体的には、まず、マルチプレクサ２の二次側送信端子２７及び二次側受信端子２８と通信モジュール１の送信端子１３及び受信端子１４との間にフォトカプラを設けた上で、通信モジュール１の電源端子１１に対する第１コネクタ４の電源端子４１の接続及び第２コネクタ５の電源端子５１の接続を遮断し、また、グランドパターン６１における、通信モジュール１のグランド端子１２が接続されている位置とマルチプレクサ２のグランド端子２２が接続されている位置の間の接続を遮断する。次に、無線通信装置９００にバッテリ（例えば、ソーラーパネルから充電される二次電池、あるいは、その他の任意の電池等）を設けて、このバッテリからの電源電圧を通信モジュール１に供給して当該通信モジュール１を駆動するようにしてもよい。このように構成した場合、通信設備８００側と回路基板９４側（具体的には、通信モジュール１側）との間を電気的に遮断した状態で、通信設備８００側と通信モジュール１側との間で第１信号又は第２信号を伝送することにより、例えば、通信設備８００側と通信モジュール１側とを相互に電気的に分離することができるので、誘電雷によりアンテナ９３に高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナ９３から大地に流す確実な電路を確保することができる。よって、当該電流が通信モジュール１側に供給されることを確実に防止することができ、無線通信装置９００の故障を確実に防止することが可能となる。
【００７７】
（マルチバンド化について）
また、アンテナ９３の形状を任意に変更して、当該アンテナ９３の共振周波数を変更することにより、無線通信装置９００をマルチバンド化してもよい。図１１は、マルチバンド化する場合のアンテナの形状を例示した図である。例えば、アンテナの形状を、図１１に示す形状に変更することにより、マルチバンド化してもよい。なお、この図１１のトラップについては、任意の手法で構成できるが、例えば、コイルを巻いて構成してもよい。
【００７８】
（保安用アースについて）
また、保安用アース線６３については、適宜省略してもよい。また、保安用アース線６３を、アンテナ９３における第２給電点９３２以外の任意の位置に接続してもよいし、グランドパターン６１に接続してもよい。
【００７９】
（付記）
付記１の無線通信装置は、通信手段が実装されている回路基板と、前記通信手段を介して行われる無線通信のための電波を送信又は受信するアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記回路基板に対して一体的に設けられており、前記回路基板から突出している線状のアンテナである。
【００８０】
付記２の無線通信装置は、付記１に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、Ｊ型のアンテナである。
【００８１】
付記３の無線通信装置は、付記２に記載の無線通信装置において、前記アンテナは、直流的に短絡されている。
【００８２】
付記４の無線通信装置は、付記１から３の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第１信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行う。
【００８３】
付記５の無線通信装置は、付記４に記載の無線通信装置において、前記接続手段は、複数設けられており、複数の前記接続手段と前記通信手段との間で、複数の前記接続手段のうちの前記通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替える切替手段、を備える。
【００８４】
付記６の無線通信装置は、付記１から３の何れか一項に記載の無線通信装置において、他の通信装置との間で有線通信を行うための通信線が電気的に接続される接続手段、を備え、前記通信手段は、前記他の通信装置からの第１信号を前記接続手段に接続されている前記通信線を介して受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波を前記アンテナから送信する処理、又は、前記アンテナにて受信した電波に基づいて前記接続手段に接続されている前記通信線を介して前記他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行い、前記他の通信装置側と前記回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、前記他の通信装置側と前記通信手段側との間で前記第１信号又は前記第２信号を伝送する遮断伝送手段、を備える。
【００８５】
付記７の無線通信装置は、付記１から６の何れか一項に記載の無線通信装置において、前記無線通信装置の構成要素を収容する収容手段、を備える。
【００８６】
（付記の効果）
付記１に記載の無線通信装置によれば、アンテナが、回路基板に対して一体的に設けられており、回路基板から突出している線状のアンテナであることにより、例えば、同軸ケーブルを用いずに設けることができるために、信号の損失を低減することができるので、無線通信を行うことが可能な距離である通信可能距離が長くなり、無線通信装置による無線通信の性能を向上させることが可能となる。
【００８７】
付記２に記載の無線通信装置によれば、アンテナがＪ型のアンテナであることにより、例えば、いわゆる非接地型のアンテナとして構成することができるので、いわゆる接地型アンテナのようにアンテナ自身を大地に立設したり、あるいは、水平又は下方向に金属棒を複数本突出させて形成されるラジアルを設けたりすることが不要となり、大地に対して比較的高い位置である高所に設置してフレネルゾーンを確保することが可能となり、また、コンパクト化を図ることが可能となる。
【００８８】
付記３に記載の無線通信装置によれば、アンテナが直流的に短絡されていることにより、例えば、誘電雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に直接流すことができるので、当該電流が通信手段側に供給されることを防止することができ、無線通信装置の故障を防止することが可能となる。
【００８９】
付記４に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置からの第１信号を受信し、受信した当該第１信号に基づいて電波をアンテナから送信する処理、又は、アンテナにて受信した電波に基づいて他の通信装置側に第２信号を送信する処理のうちの少なくとも何れか一方の処理を行うことにより、例えば、他の通信装置に対する無線通信モデムとして機能させることができるので、無線通信装置の利便性を向上させることが可能となる。
【００９０】
付記５に記載の無線通信装置によれば、複数の接続手段と通信手段との間で、複数の接続手段のうちの通信手段に電気的に接続する接続手段を切り替えることより、例えば、様々な規格のコネクタにて複数の接続手段に接続される他の通信装置と通信手段とを確実に接続することができるので、無線通信を確実に行うことができ、無線通信装置の利便性を一層向上させることが可能となる。
【００９１】
付記６に記載の無線通信装置によれば、他の通信装置側と回路基板側との間を電気的に遮断した状態で、他の通信装置側と通信手段側との間で第１信号又は第２信号を伝送することにより、例えば、他の通信装置側と通信手段側とを相互に電気的に分離することができるので、誘電雷によりアンテナに高電圧が発生した場合に、当該高電圧に起因する電流をアンテナから大地に流す確実な電路を確保することができる。よって、当該電流が通信手段側に供給されることを確実に防止することができ、無線通信装置の故障を確実に防止することが可能となる。
【００９２】
付記７に記載の無線通信装置によれば、無線通信装置の構成要素を収容することにより、例えば、構成要素が無線通信装置の外部環境（例えば、風雨等）に直接曝されることを防止することができるので、無線通信装置の耐久性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００９３】
１  通信モジュール
２  マルチプレクサ
３  ブリッジ回路
４  第１コネクタ
５  第２コネクタ
１１  電源端子
１２  グランド端子
１３  送信端子
１４  受信端子
１５  アンテナ端子
２１  電源端子
２２  グランド端子
２３  一次側第１送信端子
２４  一次側第１受信端子
２５  一次側第２送信端子
２６  一次側第２受信端子
２７  二次側送信端子
２８  二次側受信端子
２９  制御端子
３１  電源端子
３２  グランド端子
３３  グランド端子
３４  一次側データ端子
３５  二次側送信端子
３６  二次側受信端子
４１  電源端子
４２  グランド端子
４３  データ端子
５１  電源端子
５２  グランド端子
５３  送信端子
５４  受信端子
６１  グランドパターン
６２  ダイオード
６３  保安用アース線
９１  外側ケース
９２  内側ケース
９３  アンテナ
９４  回路基板
８００  通信設備
９００  無線通信装置
９１１  貫通穴
９３１  第１給電点
９３２  第２給電点
９３０１  第１部分
９３０２  第２部分
【図１】
2019110459.tif 000003
【図２】
2019110459.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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