(57)【要約】【課題】無線モジュールに設けられたアンテナと結合器との間の伝送ロスを小さくした無線モジュールを提供する。【解決手段】第１絶縁基板７上の第１アンテナ１を有した無線モジュール本体１０と、第１絶縁基板７と対向して配設される第２絶縁基板１７上の第２アンテナ１１を有した結合器２０と、を備えた無線モジュール１００であって、第２絶縁基板１７には、第２アンテナ１１の給電点１１ｂに接続され、外部アンテナ５１が接続可能とされる接続端子１８が形成されており、第１アンテナ１の導体パターン１ａの一部と第２アンテナ１１の導体パターン１１ａの一部とを対向させるように構成され、第２アンテナ１１の共振周波数を第１アンテナ１の共振周波数よりも高く設定すると共に、第１アンテナ１から第２アンテナ１１への伝達周波数特性が第１アンテナ１の共振周波数の周波数特性に一致するように、第２アンテナ１１の共振周波数を設定した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板を有し前記第１絶縁基板上の導体パターンによって形成された第１アンテナを有した無線モジュール本体と、前記第１絶縁基板と対向して配設される第２絶縁基板を有し前記第２絶縁基板上の導体パターンによって形成された第２アンテナを有した結合器と、を備え、前記結合器から出力信号を出力する無線モジュールであって、
前記第２アンテナが給電点を有し、前記第２絶縁基板には、前記第２アンテナの給電点に接続されていると共に、外部アンテナが接続可能とされる接続端子が形成されており、
前記第１アンテナの導体パターンの一部と前記第２アンテナの導体パターンの一部とを対向させるように構成され、前記第２アンテナの共振周波数を前記第１アンテナの共振周波数よりも高く設定すると共に、前記第１アンテナから前記第２アンテナへの伝達周波数特性が前記第１アンテナの共振周波数の周波数特性に一致するように、前記第２アンテナの共振周波数を設定したことを特徴とする無線モジュール。
【請求項２】
前記対向する第１アンテナの導体パターンの一部と前記第２アンテナの導体パターンの一部とが、互いに同一形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の無線モジュール。
【請求項３】
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナがそれぞれ開放端を有していて、前記同一形状をしている導体パターンが、それぞれ前記開放端の側にあることを特徴とする請求項２に記載の無線モジュール。
【請求項４】
前記第２絶縁基板がフィルム状をしているフレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無線モジュール。
【請求項５】
前記第２アンテナを形成している導体パターンのうち、前記第２アンテナの給電点の側にある導体パターンの一部を、短絡線路によって短絡したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線モジュール。
【請求項６】
前記第１絶縁基板に、前記結合器が貼り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線モジュール。
【請求項７】
前記無線モジュール本体と前記結合器とをそれぞれ別体に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線モジュール、特にアンテナ一体型無線モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ一体型無線モジュールは、アンテナと無線通信回路とを一体に構成した無線モジュールであり、例えば、無線ＬＡＮ機器やブルートゥース（登録商標）機器等の、数ＧＨｚ帯の信号を送信及び又は受信するための機器である。アンテナ一体型の無線モジュールでは、モジュール内のアンテナを使用して通信を行うように構成されているが、必要に応じて外部のアンテナを使用可能とするように構成されているものもある。
【０００３】
外部アンテナを使用可能とするためには接離可能な同軸コネクタを使用することが考えられるが、接離可能な同軸コネクタは高価であるため、アンテナ一体型無線モジュールの製品コストをアップさせてしまうという問題があった。そこで、接離可能な同軸コネクタを使用しなくても外部アンテナを使用可能とすることができるアンテナ一体型無線モジュールが提案されている。
【０００４】
接離可能な同軸コネクタを使用せずに外部アンテナを使用可能としている従来のアンテナ一体型無線モジュールの例を、図９に基づいて説明する。アンテナ拡張装置９００は、外部アンテナ９０４を、同軸ケーブル９０５を介して結合器９０６に接続し、結合器９０６に溝を形成し、該溝をカード型無線機９０２の端部に嵌脱可能とすると共に結合器９０６に電気結合部９０８、整合部９０９を設けている。そして、結合器９０６が電気結合部９０８を介してカード型無線機９０２の内蔵アンテナ９１０と電気的結合可能とし、送受信信号がインターフェースバス９１２を介して情報処理装置に入力又は出力されるように構成されている。
【０００５】
このように構成することにより、カード型無線機９０２にアンテナ拡張装置９００を接続する場合に同軸コネクタによる接続切換え操作を行うことなく、単に結合器９０６をカード型無線機９０２に差込み嵌合させるだけでよいので、コストアップを伴うことなく、操作性が著しく向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−０７８９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アンテナ拡張装置９００のように、内蔵アンテナ９１０による送受信信号を、電気結合部９０８を介して外部アンテナ９０４との間で伝達可能としようとした場合、電気結合部９０８を内蔵アンテナ９１０に近接させることによって内蔵アンテナ９１０の周波数特性が変わってしまうという問題があった。そのため、伝達特性が悪化し、その結果、伝達ロスが発生するという問題に繋がっていた。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、無線モジュールに設けられたアンテナと結合器との間の伝達ロスを小さくした無線モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の無線モジュールは、第１絶縁基板を有し前記第１絶縁基板上の導体パターンによって形成された第１アンテナを有した無線モジュール本体と、前記第１絶縁基板と対向して配設される第２絶縁基板を有し前記第２絶縁基板上の導体パターンによって形成された第２アンテナを有した結合器と、を備え、前記結合器から出力信号を出力する無線モジュールであって、前記第２アンテナが給電点を有し、前記第２絶縁基板には、前記第２アンテナの給電点に接続されていると共に、外部アンテナが接続可能とされる接続端子が形成されており、前記第１アンテナの導体パターンの一部と前記第２アンテナの導体パターンの一部とを対向させるように構成され、前記第２アンテナの共振周波数を前記第１アンテナの共振周波数よりも高く設定すると共に、前記第１アンテナから前記第２アンテナへの伝達周波数特性が前記第１アンテナの共振周波数の周波数特性に一致するように、前記第２アンテナの共振周波数を設定したという特徴を有する。
【００１０】
このように構成された無線モジュールは、第２アンテナの共振周波数を第１アンテナの共振周波数よりも高く設定したため、第１絶縁基板と第２絶縁基板とを対向させた時の結合器からの出力信号の周波数低下を防ぐことができる。それと共に、第２アンテナの共振周波数を適切な周波数に設定することにより第１アンテナから第２アンテナへの伝達周波数特性が第１アンテナの共振周波数の周波数特性に一致するようにできる。そのため、結合器から出力する出力信号の周波数を第１アンテナの共振周波数に正確に一致させることができるので、第１アンテナと第２アンテナとの間の伝達ロスを小さくすることができる。
【００１１】
また、上記の構成において、本発明の無線モジュールは、前記対向する第１アンテナの導体パターンの一部と前記第２アンテナの導体パターンの一部とが、互いに同一形状をしているという特徴を有する。
【００１２】
このように構成された無線モジュールは、互いに同一形状をした第１アンテナの導体パターンと第２アンテナの導体パターンとを対向させるようにしたため、第１アンテナと第２アンテナとを効率良く電界結合させることができる。
【００１３】
また、上記の構成において、本発明の無線モジュールは、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナがそれぞれ開放端を有していて、前記同一形状をしている導体パターンが、それぞれ前記開放端の側にあるという特徴を有する。
【００１４】
このように構成された無線モジュールは、同一形状をしている導体パターンが電界強度の強い開放端部の側にあるため、第１アンテナと第２アンテナとをより強固に電界結合させることができる。
【００１５】
また、上記の構成において、本発明の無線モジュールは、前記第２絶縁基板がフィルム状をしているフレキシブルプリント基板であるという特徴を有する。
【００１６】
このように構成された無線モジュールは、第２絶縁基板がフィルム状をしているフレキシブルプリント基板であるため、無線モジュールを薄型化することが可能となる。
【００１７】
また、上記の構成において、本発明の無線モジュールは、前記第２アンテナを形成している導体パターンのうち、前記第２アンテナの給電点の側にある導体パターンの一部を、短絡線路によって短絡したという特徴を有する。
【００１８】
このように構成された無線モジュールは、第２アンテナを形成している導体パターンのうち、電界強度の弱い給電点の側にある導体パターンの一部を短絡線路によって短絡したので、電界結合の大きさに影響を与えずに、容易に第２アンテナの共振周波数を第１アンテナの共振周波数よりも高く設定することができる。
【００１９】
また、上記の構成において、本発明の無線モジュールは、前記第１絶縁基板に、前記結合器が貼り付けられているという特徴を有する。
【００２０】
このように構成された無線モジュールは、無線モジュール本体の第１絶縁基板に結合器が貼り付けられているため、その取り扱いが容易になる。
【００２１】
また、上記の構成において、本発明の無線モジュールは、前記無線モジュール本体と前記結合器とをそれぞれ別体に備えているという特徴を有する。
【００２２】
このように構成された無線モジュールは、無線モジュール本体と結合器とをそれぞれ別体に備えているため、無線モジュール本体と結合器とを対向させるための方法を自由に選択することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の無線モジュールは、第２アンテナの共振周波数を第１アンテナの共振周波数よりも高く設定したため、第１絶縁基板と第２絶縁基板とを対向させた時の結合器からの出力信号の周波数低下を防ぐことができる。それと共に、第２アンテナの共振周波数を適切な周波数に設定することにより第１アンテナから第２アンテナへの伝達周波数特性が第１アンテナの共振周波数の周波数特性に一致するようにできる。そのため、結合器から出力する出力信号の周波数を第１アンテナの共振周波数に正確に一致させることができるので、第１アンテナと第２アンテナとの間の伝達ロスを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図である。
【図２】無線モジュール本体、及び結合器のブロック図である。
【図３】無線モジュール及び結合器の斜視図である。
【図４】無線モジュール及び結合器の拡大平面図である。
【図５】無線モジュールと結合器とを組み合わせた時の斜視図である。
【図６】無線モジュールと結合器とを組み合わせた時の拡大平面図と側面図である。
【図７】無線モジュールと結合器とを組み合わせた時の、それぞれのアンテナの、共振周波数の関係を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例に係る無線モジュールの側面図である。
【図９】従来例に係るアンテナ拡張装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
まず、実施形態に係る無線モジュール１００の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００２７】
図１は、実施形態に係る無線モジュール１００の、セット機器５０内における構成を示すブロック図であり、図２は、無線モジュール本体１０、及び結合器２０のブロック図である。
【００２８】
無線モジュール１００は、無線ＬＡＮ機器やブルートゥース（登録商標）機器等の、数ＧＨｚ帯の信号を送信及び又は受信するための電子機器用のモジュールであり、図１に示すように、セット機器５０の内部に配設されて用いられる。セット機器５０は、プリンター等のパソコン周辺機器であり、無線モジュール１００を介してパソコン等の無線通信機器と通信するように構成されている。
【００２９】
図１に示すように、セット機器５０はセット側装置５５を備えている。セット側装置５５は、セット機器５０が例えばプリンターであった場合、プリンターに関わる種々の処理を行うように構成された装置である。セット側装置５５はセット機器５０の内部で無線モジュール１００と接続されている。また、セット機器５０には、外部アンテナ５１が備えられていて、外部アンテナ５１はケーブル５３を介して無線モジュール１００に設けられた接続端子１８に接続される。
【００３０】
セット機器５０は、通常、無線モジュール１００内のアンテナを使用してパソコン等と無線通信するように構成されている。しかし、セット機器５０が、例えば業務用の大型プリンターであったとすると、無線モジュール１００がセット側装置５５の金属筐体近辺に設置された場合には、外部のパソコン等との無線通信に支障が生じてしまうことがある。これは、無線モジュール１００の送受信する電波が、セット側装置５５の金属筐体によって遮蔽されることになるためである。セット機器５０の外部に近い天板上等に無線モジュール１００を設置するようなことが可能であれば、外部のパソコン等との無線通信に支障は無いが、それを行うことはセット機器５０の構成上困難であることが多い。そこで、本発明の実施形態では、セット機器５０の外部に露出する外部アンテナ５１を、セット機器５０に設けて、外部アンテナ５１を介して外部のパソコン等との無線通信を行うことが可能になるように構成している。
【００３１】
無線モジュール１００は、図１に示すように、無線モジュール本体１０と結合器２０とで構成されている。
【００３２】
本実施形態では、セット機器５０においてパソコン等との無線通信に支障が生じる場合には、無線モジュール本体１０と結合器２０とを組み合わせることによって外部アンテナ５１を使用することができるように構成されている。その具体的方法として、無線モジュール１００では、無線モジュール本体１０と結合器２０とを電界結合させて信号を伝達させるようにしている。
【００３３】
無線モジュール本体１０は第１アンテナ１と無線通信回路２と整合回路３とからなり、これらが一体に構成されている。無線通信回路２は、高周波部品（図示せず）によって回路が形成されていて、無線通信のための種々の処理を行う。第１アンテナ１は、その給電点１ｂが、整合回路３を介して無線通信回路２に接続されていて、整合回路３は、第１アンテナ１のインピーダンスと無線通信回路２のインピーダンスとを整合させるように構成されている。
【００３４】
整合回路３は、図２（ａ）に示すように、回路素子３ａ、回路素子３ｂ、及び回路素子３ｃで形成されたπ型の回路で構成される。回路素子３ａは、一端が第１アンテナ１の給電点１ｂに接続され、他端が無線通信回路２に接続されている。また、回路素子３ｂは、一端が回路素子３ａの一端に接続され、他端が接地されている。更に、回路素子３ｃは、一端が回路素子１３ａの他端に接続され、他端が接地されている。回路素子１３ａ、回路素子１３ｂ、及び回路素子１３ｃは、それぞれキャパシタ又はインダクタからなり、その定数は、第１アンテナ１と無線通信回路２それぞれのインピーダンスの差に対応して調整される。尚、回路素子３ｂ及び回路素子３ｃは、具体的な素子が接続されずにオープンのままであっても良い。
【００３５】
図１に示すように、結合器２０は第２アンテナ１１と整合回路１３と接続端子１８とから構成されている。第２アンテナ１１は、その給電点１１ｂが整合回路１３を介して接続端子１８に接続されている。接続端子１８には、ケーブル５３を介して外部アンテナ５１が接続される。
【００３６】
整合回路１３は、図２（ｂ）に示すように、回路素子１３ａ、回路素子１３ｂ、及び回路素子１３ｃで構成されたπ型の回路から構成される。回路素子１３ａは、一端が第２アンテナ１１の給電点１１ｂに接続され、他端が接続端子１８に接続されている。また、回路素子１３ｂは、一端が回路素子１３ａの一端に接続され、他端が接地されている。更に、回路素子１３ｃは、一端が回路素子１３ａの他端に接続され、他端が接地されている。回路素子１３ａ、回路素子１３ｂ、及び回路素子１３ｃは、それぞれキャパシタ又はインダクタからなり、その定数が、第２アンテナ１１と外部アンテナ５１それぞれのインピーダンスの差に対応して調整される。尚、回路素子１３ｂ及び回路素子１３ｃは、具体的な素子が接続されずにオープンのままであっても良い。
【００３７】
次に、実施形態に係る無線モジュール１００の、無線モジュール本体１０、及び結合器２０それぞれの具体的な構造について、図３及び図４を参照しながら説明する。
【００３８】
図３（ａ）は無線モジュール本体１０の斜視図であり、図３（ｂ）は結合器２０の斜視図である。また、図４（ａ）は、無線モジュール本体１０の、第１アンテナ１近辺の拡大平面図であり、図４（ｂ）は結合器２０の、第２アンテナ１１近辺の拡大平面図である。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、無線モジュール本体１０は、第１絶縁基板７と、第１絶縁基板７上に形成された第１アンテナ１、無線通信回路２、整合回路３、及びシールドカバー４とで構成されている。尚、第１アンテナ１と無線通信回路２と整合回路３との接続関係、及び整合回路３の構成については前述の通りである。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、第１アンテナ１は、第１絶縁基板７上のＺ１側の面に導体パターン１ａによって形成されたパターンアンテナである。無線通信回路２及び整合回路３には、高周波信号の浸入や漏洩を防止するためにシールドカバー４が取り付けられている。また、第１絶縁基板７上の、第１アンテナ１が形成されていない領域には、グランド導体７ａが形成されている。第１絶縁基板７の基板材料としてはガラスエポキシ等が使用される。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、第１アンテナ１の導体パターン１ａは、複数の屈曲部１ｄを有するミアンダ形状をしている。第１アンテナ１は、一端に給電点１ｂを有していると共に、他端に開放端部１ｃを有している。開放端部１ｃは、導体パターン１ａの全長を短縮するため、開放端部１ｃとグランドとの間に容量を持たせる構造となっている。形状としては、開放端部１ｃの導体幅が他の部分に比べて幅広に設定されている。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、結合器２０は、第２絶縁基板１７と、第２絶縁基板１７上に形成された第２アンテナ１１、整合回路１３、及び接続端子１８とで構成されている。第２アンテナ１１は、第２絶縁基板１７のＺ１側の面に形成されており、整合回路１３及び接続端子１８は、第２絶縁基板１７のＺ２側の面に形成されている。第２絶縁基板１７上の、第２アンテナ１１が形成されていない領域には、グランド導体１７ａが形成されている。第２絶縁基板１７の基板材料としてはガラスエポキシ等が使用される。尚、第２アンテナ１１と整合回路１３と接続端子１８との接続関係、及び整合回路１３の構成については前述の通りである。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、第２アンテナ１１も、第１アンテナ１と同様に、第２絶縁基板１７上の導体パターン１１ａによって形成されている。第２アンテナ１１の導体パターン１１ａは、複数の屈曲部１１ｄを有するミアンダ形状をしている。第２アンテナ１１は、一端に給電点１１ｂを有していると共に、他端に開放端部１１ｃを有している。開放端部１１ｃは、第１アンテナ１と同様に、導体パターン１１ａの全長を短縮するため、開放端部１１ｃとグランド間に容量を持たせる構造となっている。形状としては、開放端部１１ｃの導体幅が他の部分に比べて幅広に設定されている。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、第２アンテナ１１は、第２アンテナ１１を形成している導体パターン１１ａのうち、給電点１１ｂの側にある導体パターン１１ａの一部が、短絡線路１１ｅによって短絡されている。尚、短絡線路１１ｅの働きについては後に述べる。
【００４５】
第２アンテナ１１の導体パターン１１ａの内、短絡線路１１ｅから給電点１１ｂまでを除く部分をＢ部とし、第１アンテナ１の導体パターン１ａの内、上記Ｂ部に対応する部分をＡ部として、図４（ａ）及び図４（ｂ）に２点鎖線で示している。無線モジュール本体１０と結合器２０とでは、第１アンテナ１の導体パターン１ａの一部と第２アンテナ１１の導体パターン１１ａの一部、即ち図４（ａ）のＡ部及び図４（ｂ）のＢ部とが、互いに同一形状をしている。更に、図４（ａ）のＡ部及び図４（ｂ）のＢ部に示した同一形状をしている導体パターン１ａ及び導体パターン１１ａは、それぞれ、開放端部１ｃ又は開放端部１１ｃの側にある。その理由について次項以降で説明する。
【００４６】
次に、無線モジュール本体１０と結合器２０とが組み合わされた場合の無線モジュール１００について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００４７】
図５は、無線モジュール本体１０と結合器２０とを対向させた時の斜視図であり、図６は、無線モジュール本体１０と結合器２０とを対向させた時の拡大平面図（図６（ａ））と、拡大側面図（図６（ｂ））である。
【００４８】
図５及び図６に示すように、無線モジュール１００では、無線モジュール本体１０の第１絶縁基板７に対し、結合器２０の第２絶縁基板１７を対向させて配設する。また、その時、互いに同一形状をしている第１アンテナ１の導体パターン１ａの一部と第２アンテナ１１の導体パターン１１ａの一部とを対向させるように、無線モジュール本体１０と結合器２０とを配設する。尚、図５に示すように、結合器２０の第２絶縁基板１７の裏面（Ｚ２側の面）には、接続端子１８として接続用導体パターン１８ａが設けられているため、外部アンテナ５１に接続されたケーブル５３が半田付け等により接続可能となっている。従って、無線モジュール本体１０の出力信号を外部アンテナ５１に伝送するために、例えば接離可能な同軸コネクタ等の接続用コネクタを用いるようなことは必要ない。
【００４９】
前述したように、第１アンテナ１の導体パターン１ａの一部と第２アンテナ１１の導体パターン１１ａの一部とは、同一形状をしている。そして、互いに同一形状をしている第１アンテナ１の導体パターン１ａの一部と第２アンテナ１１の導体パターン１１ａの一部、即ち図４（ａ）で示したＡ部と図４（ｂ）で示したＢ部とを対向させるように、無線モジュール本体１０と結合器２０とが配設されている。その結果、導体パターン１ａと導体パターン１１ａとの間に静電容量が発生し、第１アンテナ１と第２アンテナ１１とを電界結合させることができる。
【００５０】
このように、同一形状をした第１アンテナ１の導体パターン１ａと第２アンテナ１１の導体パターン１１ａとを対向させるように構成しているため、第１アンテナ１と第２アンテナ１１とを効率良く電界結合させることができる。また、同一形状をしている箇所の導体パターン１ａ及び導体パターン１１ａがそれぞれ、電界強度の強い開放端部１ｃ及び開放端部１１ｃの側にあるため、第１アンテナ１と第２アンテナ１１とをより強固に電界結合させることができる。
【００５１】
ここで、第１アンテナ１と第２アンテナ１１との間の距離は、図５及び図６（ｂ）に示すように所定のアンテナ間距離Ｄだけ離間している。言い換えれば、第１アンテナ１と第２アンテナ１１との間の距離が所定のアンテナ間距離Ｄだけ離間するように、無線モジュール本体１０と結合器２０とを保持するようにすれば良い。実施形態の無線モジュール１００では、図６（ｂ）に示すように、所定のアンテナ間距離Ｄとして、第１絶縁基板７の板厚を利用している。従って、第１絶縁基板７の板厚を管理することによって、アンテナ間距離Ｄを一定に保つことができる。
【００５２】
次に、第１アンテナ１及び第２アンテナ１１それぞれの共振周波数を、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２とし、共振周波数Ｆｔ１に対する共振周波数Ｆｔ２の設定方法について、図７を用いて説明する。尚、無線モジュール１００の出力信号の周波数を、出力信号周波数Ｆｏｕｔとする。
【００５３】
図７（ａ）〜図７（ｃ）では、無線モジュール１００の使用周波数帯域の下限周波数Ｆ１、使用周波数帯域の中心周波数Ｆ０、使用周波数帯域の上限周波数Ｆ２を示している。また、共振周波数Ｆｔ１、共振周波数Ｆｔ２、及び出力信号周波数Ｆｏｕｔを、各図の中に示している。
【００５４】
図７（ａ）は、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１の周波数特性を示す図であり、図７（ｂ）は、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２の周波数特性を示す図である。また、図７（ｃ）は、無線モジュール本体１０と結合器２０を組み合わせた時の第１アンテナ１から第２アンテナ１１への伝達周波数特性を示す図である。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、共振周波数Ｆｔ１は、無線モジュール１００の使用周波数帯域の中心周波数Ｆ０に一致している。この周波数特性が、出力信号周波数Ｆｏｕｔとして図１及び図５に示す外部アンテナ５１にそのまま伝送されれば問題ない。しかし、一般的に、２つのアンテナを互いに対向させて信号を伝達させた場合、出力される信号の周波数は２つのアンテナそれぞれにおける共振周波数の平均値の周波数よりも低くなるという周波数特性の変化が発生する。また、共振周波数が同一の２つのアンテナを互いに対向させて信号を伝達させようとした場合、その出力周波数は、２つのアンテナの共振周波数よりも低くなるという周波数特性の変化が発生する。従って、共振周波数Ｆｔ２を、共振周波数Ｆｔ１と同一周波数に設定したとしても、出力信号周波数Ｆｏｕｔは、共振周波数Ｆｔ１と一致せず、共振周波数Ｆｔ１より低くなってしまうという問題が発生する。
【００５６】
本実施形態は、この問題を解決するため、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１よりも高く設定している。その結果、無線モジュール１００の出力信号周波数Ｆｏｕｔは、共振周波数Ｆｔ１より低くならない。そして、図７（ｃ）に示すように、無線モジュール本体１０と結合器２０を組み合わせた時の第１アンテナ１から第２アンテナ１１への伝達周波数特性を、図７（ａ）に示す共振周波数Ｆｔ１の周波数特性に一致するようにできる。言い換えれば、無線モジュール１００の出力信号周波数Ｆｏｕｔが第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１に一致するように、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を設定すれば良い。ここでは、図７（ｂ）に示すように、共振周波数Ｆｔ２を、最適な周波数として設定周波数Ｆ３に合わせている。
【００５７】
尚、上記説明では、説明を簡潔にするために、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１を中心周波数Ｆ０に一致させるようにしている。しかしながら、実際には、無線モジュール本体が組み込まれるセット機器内の筐体の違いによって、無線モジュール本体のアンテナの周波数特性がずれることがある。そのため、そのアンテナの周波数特性のズレを見越して、共振周波数を無線モジュールの出力信号周波数の中心周波数からずらして設定することがある。従って、その場合、図７（ａ）の特性が異なることになる。しかし、本実施形態では、無線モジュール１００の出力信号周波数Ｆｏｕｔが第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１に一致するように、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を設定するようにしている。従って、出力信号周波数Ｆｏｕｔが共振周波数Ｆｔ１に一致し、その後、無線モジュール本体１０をセット機器５０の筐体に組み込んだ後の信号の周波数は、中心周波数Ｆ０に一致することになる。
【００５８】
以上述べたように、無線モジュール１００は、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１よりも高く設定したため、第１絶縁基板７と第２絶縁基板１７とを対向させた時の、結合器２０からの出力信号周波数Ｆｏｕｔの低下を防ぐことができる。それと共に、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を適切な設定周波数Ｆ３とすることにより第１アンテナ１から第２アンテナ１１への伝達周波数特性が第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１の周波数特性に一致するようにできる。そのため、結合器２０からの出力信号周波数Ｆｏｕｔを第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１に正確に一致させることができるので、第１アンテナ１と第２アンテナ１１との間の伝達ロスを小さくすることができる。
【００５９】
次に、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１より高く設定する具体的な方法について図４及び図７を用いて説明する。
【００６０】
本実施形態の無線モジュール１００では、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を、第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１より高く設定するために、第２アンテナ１１を形成している導体パターン１１ａの形状を変更している。具体的には、図４（ｂ）に示すように、導体パターン１１ａのうち、給電点１１ｂの側にある導体パターン１１ａの一部に短絡線路１１ｅを追加して導体パターン１１ａの一部を短絡している。このことにより、図４（ａ）に示す第１アンテナ１の導体パターン１ａに対して、導体パターン１１ａの長さを短縮することができる。従って、図７に示すように、第２アンテナ１１の共振周波数Ｆｔ２を第１アンテナ１の共振周波数Ｆｔ１よりも高く設定することが容易にできる。また、第２アンテナ１１を形成している導体パターン１１ａのうち、電界強度の弱い給電点１１ｂの側にある導体パターン１１ａの一部を短絡するので、電界結合の大きさに影響を与えずに共振周波数Ｆｔ２を設定することができる。
【００６１】
次に、実施形態に係る無線モジュール１００の変形例である無線モジュール２００の構造について、図８を参照しながら説明する。
【００６２】
無線モジュール２００の無線モジュール１００に対する変更点は、結合器３０を形成するための第２絶縁基板１７がフィルム状をしていることであり、それ以外については無線モジュール１００と同一である。従って、既に説明した内容については説明を省略する。
【００６３】
図８に示すように、無線モジュール２００の結合器３０は、第２絶縁基板１７として、フィルム状をしたフレキシブルプリント基板２７を使用している。フレキシブルプリント基板２７上には、導体パターン２１ａによって形成された第３アンテナ２１が形成されている。第３アンテナ２１上の導体パターン２１ａの一部は、第１アンテナ１上の導体パターン１ａの一部と対向するように配設される。その結果、無線モジュール１００と同様に、導体パターン１ａと導体パターン２１ａとの間に静電容量が形成され、第１アンテナ１と第３アンテナ２１とが電界結合する。従って、無線モジュール本体１０から結合器２０を介して、無線モジュール１００の出力信号が出力される。
【００６４】
無線モジュール２００の場合、第２絶縁基板１７がフィルム状をしているため、無線モジュール２００を、無線モジュール１００に比べて薄型化することが可能となる。
【００６５】
本実施形態の無線モジュール１００又は無線モジュール２００としては、第１絶縁基板７と第２絶縁基板１７とを対向させるように配設すれば良い。そして、無線モジュールの製品形態としては、無線モジュール本体１０に結合器２０又は結合器３０が貼り付けられた製品形態であっても良いし、無線モジュール本体１０と結合器２０又は結合器３０とをそれぞれ別体に備えている製品形態であっても良い。
【００６６】
無線モジュール本体１０に結合器２０又は結合器３０が貼り付けられた製品形態であれば、無線モジュール１００又は無線モジュール２００を側面から見た場合、図６（ｂ）又は図８のような形状になる。この場合、第２絶縁基板１７を接着剤又は接着シート（図示せず）等によって第１絶縁基板７の裏面（Ｚ２側の面）に貼り付けるようにすれば良い。このように構成された無線モジュール１００又は無線モジュール２００は、無線モジュール本体１０に結合器２０又は結合器３０が貼り付けられているため、その取り扱いが容易になる。
【００６７】
無線モジュール本体１０と結合器２０又は結合器３０とをそれぞれ別体に備える製品形態であれば、図１で示したセット機器５０の製造工程において、無線モジュール本体１０と結合器２０又は結合器３０とを組み合わせて、セット機器５０内に組み込むようにすれば良い。このように構成された無線モジュール１００又は無線モジュール２００は、無線モジュール本体１０と結合器２０又は結合器３０とをそれぞれ別体に備えているため、無線モジュール本体１０と結合器２０又は結合器３０とを対向させるための方法を自由に選択することができる。そのため取り付け自由度が増す。
【００６８】
以上説明したように、本発明の無線モジュールは、第２アンテナの共振周波数を第１アンテナの共振周波数よりも高く設定したため、第１絶縁基板と第２絶縁基板とを対向させた時の結合器からの出力信号の周波数低下を防ぐことができる。それと共に、第２アンテナの共振周波数を適切な周波数に設定することにより第１アンテナから第２アンテナへの伝達周波数特性が第１アンテナの共振周波数の周波数特性に一致するようにできる。そのため、結合器から出力する出力信号の周波数を第１アンテナの共振周波数に正確に一致させることができるので、第１アンテナと第２アンテナとの間の伝達ロスを小さくすることができる。
【００６９】
本発明は上記の実施形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施することができる。本実施形態の無線モジュールでは、第２アンテナの共振周波数を高く設定する方法として、導体パターンの一部に短絡線路を追加する方法を採用しているが、共振周波数を高く設定する方法としては、この方法に限らない。例えば、結合器の整合回路において、各回路素子それぞれの定数を変更する方法で行っても良い。
【００７０】
また、本実施形態の無線モジュールでは、第１アンテナと第２アンテナとの間の距離を一定とする手段として第１絶縁基板の板厚を利用しているが、アンテナ間距離を変更したい場合には他の方法によっても良い。例えば、第１アンテナを第２アンテナからアンテナ間距離だけ浮かすための枠を、第２アンテナを形成している第２絶縁基板に設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１        第１アンテナ
１ａ      導体パターン
１ｂ      給電点
１ｃ      開放端部
１ｄ      屈曲部
２        無線通信回路
３        整合回路
３ａ      回路素子
３ｂ      回路素子
３ｃ      回路素子
４        シールドカバー
７        第１絶縁基板
７ａ      グランド導体
１０      無線モジュール本体
１１      第２アンテナ
１１ａ    導体パターン
１１ｂ    給電点
１１ｃ    開放端部
１１ｄ    屈曲部
１１ｅ    短絡線路
１３      整合回路
１３ａ    回路素子
１３ｂ    回路素子
１３ｃ    回路素子
１７      第２絶縁基板
１７ａ    グランド導体
１８      接続端子
１８ａ    接続用導体パターン
２０      結合器
２１      第３アンテナ
２１ａ    導体パターン
２７      フレキシブルプリント基板
３０      結合器
５０      セット機器
５１      外部アンテナ
５３      ケーブル
５５      セット側装置
１００    無線モジュール
２００    無線モジュール
Ｄ        アンテナ間距離
Ｆ０      中心周波数
Ｆ１      下限周波数
Ｆ２      上限周波数
Ｆ３      設定周波数
Ｆｔ２    共振周波数
Ｆｔ１    共振周波数
Ｆｏｕｔ  出力信号周波数
【図１】
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【図２】
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【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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