(57)【要約】  【課題】電波法違反のおそれがなく、アンテナの取り付けが簡単で、受信感度が高いアンテナを内蔵した送受信ユニットの提供。  【解決手段】送信ユニット１０においては、例えば20mm×40mmの基板１４上に回路構成とパターンアンテナ１３とが形成されている。送信回路１２は、ＳＡＷ発振子を用いた発振回路と、ＦＭ変調もしくはＦＳＫ変調を行う変調回路とを備えている。前記送信回路１２におけるキャリア周波数としては、例えば315MHzを採用し、周波数偏移量は22.5kHzとし、データ転送レートは20kbpsとしている。そして送信電力としては、電波法に準じて500μＶ／ｍ（ａｔ３ｍ）ｍａｘとしている。そして、動作電流は４ｍＡ程度として電池駆動を容易にしている。受信ユニット２０においては、例えば20mm×45mmの基板２４上に、接続端子２１と、発振回路、同調回路および復調回路をシールドカバー２５内に内蔵した受信回路２２と、前記基板上に所定寸法に配置されたチップアンテナ２３とが形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調回路を備えた基板の一部に、前記変調回路の送信出力端子に接続された送信用のパターンアンテナを形成したことを特徴とする微弱無線ユニット。
【請求項２】
復調回路もしくは復号回路を備えた基板の一部に、前記復調回路もしくは復号回路の受信入力端子に接続された受信用チップアンテナを配設したことを特徴としている微弱無線ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、機器に内蔵するデータ通信や音声通信等のための小型の無線通信ユニットとしては、送信に必要な発振回路や変調回路等を一体化した送信ユニットや、受信に必要な同調回路や発振回路や復調回路等を一体化した受信ユニットが使用されることが多い。
【０００３】
特に、特定の工場や事業所等における構内データ通信や、構内通話等に用いる場合には、小型化が必要であるという点や、電波法による規制や、セキュリティの観点から微弱電波による無線通信方式が採用されることが多い。また、所定の条件を満足する微弱電波による無線局は免許が不要であるので採用しやすい。
【０００４】
例えば、小型化に適し免許が不要な無線局であって、電波法および電波法施行規則に規定されたものとしては、次のものがあります。
・無線設備から３メートル離れた距離の電界強度が、使用する電波の周波数において規定された値以下である無線局。
・空中線電力が０．０１Ｗ以下である無線局。
所定の「呼び出し符号あるいは呼び出し名称を自動的に送信する又は受信する機能」を有する無線局。例えば、コート゛レス電話の無線局、特定小電力無線局、小電力セキュリティシステムの無線局、小電力データ通信システムの無線局、デジタルコードレス電話の無線局、ＰＨＳの陸上移動局、有料道路自動料金収受システムの陸上移動局、ワイヤレスカードシステムの無線局等がある。
【０００５】
そして、小型化するために数百ＭＨｚ以上の波長の短い周波数帯が採用されることが多い。
また、変調方式としては、アナログ信号を伝送する場合にはＡＭやＦＭ変調等の方式があり、デジタル信号を伝送する場合にはＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、また位相変調等の方式がある。
【０００６】
例えば、微弱無線ユニットを用いて、温度センサから得られた温度データを無線伝送する場合の構成を、図４を参照して説明する。
この場合には、少なくとも一対の微弱送信ユニットと微弱受信ユニットが用いられている。
図４において、
送信側装置100には、温度センサーが接続されるセンサーアンプ110と、センサーアンプ110から出力されるアナログ信号に基づいた温度信号を所定の周波数を用いて変調して出力する微弱送信ユニット120と、電源130とを備えている。  そして、前記微弱送信ユニット120のアンテナ端子には、送信アンテナ140を接続して使用する。
受信側装置200には、アンテナ端子を備え、目的の信号のみを取り出して復調する微弱受信ユニット210と、微弱受信ユニット210から出力される復調信号を表示するための表示ユニット220と、電源230とを備えている。
そして、前記微弱受信ユニット210のアンテナ端子には、受信アンテナ240を接続して使用する。
【０００７】
以上のようにして使用する場合、使用するアンテナの仕様は指定されている。特に、送信アンテナに関しては、電波法違反にならないように厳密に指定されている。
【０００８】
特許文献１には、従来の一般的な携帯型無線機の場合のアンテナの配置が示されている。特許文献１に示されたアンテナの配置は、何れも送信ユニットの基板の一部に一体的に形成されたものではなく、別途配置して送信ユニットと接続したものである。
【特許文献１】特開平５−２５９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の構成の微弱無線ユニットを使用する場合には、使用者側でアンテナの接続・取り付けをする必要があるので、次のような問題があった。
（１）電波法違反のおそれがある点
指定されたアンテナ以外のアンテナを接続する事も容易であるので、電界強度が強くなって電波法違反となるおそれがある。
（２）アンテナの取り付けが面倒である点
使用者がアンテナを取り付ける必要があるが、アンテナを筐体のどこにどのように固定するか等を検討する必要があって、取り付け作業も面倒であるという問題がある。
（３）通信可能な距離を延ばすためには、送信側の出力を上げることと、受信感度を上げることができる。しかし、送信側の出力を上げることは電波法等の問題で制約があるので、受信側のアンテナの利得を上げる必要があるが、アンテナの利得を上げるためにアンテナを大きくすると、小型化できないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、使用者がアンテナを取り付けなくてもいいように、また、電波法違反とならないように、あらかじめアンテナをも内蔵した送受信ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
変調回路を備えた基板の一部に、前記変調回路の送信出力端子に接続された送信用のパターンアンテナを形成したことを特徴としている。
復調回路を備えた基板の一部に、前記復調回路の受信入力端子に接続された受信用チップアンテナを配設したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１によれば、
変調回路を備えた基板の一部に、前記変調回路の送信出力端子に接続された送信用のパターンアンテナを形成したので、別途アンテナを用意して接続する必要がない。また、規格外のアンテナを接続することを防止できるので、電波法を違反するおそれがなくなる。
また、請求項２によれば、
復調回路を備えた基板の一部に、前記復調回路の受信入力端子に接続された受信用チップアンテナを配設したので、別途アンテナを用意して接続する必要がなくなるという効果が得られる。チップアンテナを用いたので、小さい寸法でありながら充分な利得が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の微弱無線ユニットを、実施例を示した図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかる送信ユニットの平面図である。図１において、１０は送信ユニットであり、例えば20mm×40mmの基板１４上に、接続端子１１と、発振回路および変調回路をシールドカバー１５内に内蔵した送信回路１２と、前記基板上に所定寸法に銅箔を用いてパターン形成されたパターンアンテナ１３とが形成されている。
前記パターンアンテナ１３は運用周波数に適した寸法で配置されている。
【００１５】
前記接続端子１１は、電源（３〜５Ｖ）入力端子、アース端子、変調信号入力端子、イネーブル端子を備えている。
前記送信回路１２は、ＳＡＷ発振子を用いた発振回路と、ＦＭ変調もしくはＦＳＫ変調を行う変調回路とを備えている。前記送信回路１２におけるキャリア周波数としては、例えば315MHzを採用し、周波数偏移量は22.5kHzとし、データ転送レートは20kbpsとしている。そして送信電力としては、電波法に準じて500μＶ／ｍ（ａｔ３ｍ）ｍａｘとしている。そして、動作電流は４ｍＡ程度として電池駆動を容易にしている。
【００１６】
図２（ａ）は本発明にかかる受信ユニットの平面図、図２（ｂ）はその側面図である。
図２（ａ）、（ｂ）において、２０は受信ユニットであり、例えば20mm×45mmの基板２４上に、接続端子２１と、発振回路、同調回路および復調回路をシールドカバー２５内に内蔵した受信回路２２と、前記基板上に所定寸法に配置されたチップアンテナ２３とが形成されている。
チップアンテナ２３は、マイクロストリップアンテナであり、平板状の誘電体基板をアンテナ素子となる放射電極とグランド電極とで挟んで形成されている。前記誘電体基板は平板状の部材からなり、アルミナ等の誘電体セラミックスや高分子材料より構成されている。そして、チップアンテナの共振周波数及び帯域幅はアンテナの形状と誘電体基板の比誘電率等によって決定されるので、前記チップアンテナ２３は運用周波数に適した寸法・形状で配置されている。
【００１７】
前記接続端子２１は、電源（３〜５Ｖ）入力端子、アース端子、検波済みのアナログ信号の検波出力端子、復調済みのデジタル信号のデータ出力端子、イネーブル端子、受信信号強度インジケータ用の信号強度出力端子を備えている。
前記送信回路２２は、ＳＡＷ発振子を用いた発振回路と、ＦＭ復調もしくはＦＳＫ復調を行う復調回路とを備えている。前記受信回路２２における同調周波数としては、送信ユニットに合わせて例えば315MHzを採用し、周波数偏移量は22.5kHzとし、データ転送レートは20kbpsとしている。そして受信感度としては、ＦＭ信号の場合には３ｄＢμ（Ｓ／Ｎ＝１２ｄＢ）、ＦＳＫ信号の場合には６ｄＢμ（ＢＥＲ＝１０＾−２）を得ている。そして、動作電流は５ｍＡ程度として電池駆動を容易にしている。
【００１８】
次に、上記構成の送信ユニットと受信ユニットを、実際に組み込んだ遠隔温度計測システムの要部を、図３を参照して説明する。
【００１９】
送信側には、温度センサー３１が接続されるセンサーアンプ３２と、センサーアンプ３２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換機能を備えたマイコン３３と、マイコン３３から出力されるデジタル信号を所定の周波数を用いて変調して出力する微弱送信ユニット３４と、電源３５とを備えている。なお、前記微弱送信ユニット３４には、同一基板上に送信用のパターンアンテナ３６が形成されている。
前記小電力受信ユニット３４の基板上にはパターンアンテナ３６が形成されているので、別途接続する必要がない。
受信側には、チップアンテナ４１が同一基板上に配設された小電力受信ユニット４２と、微弱受信ユニット４２から出力される復調信号を表示するためのデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換機能を備えたマイコン４３と、マイコン４３から出力されるデジタル信号を表示する表示ユニット４４と、電源４５とを備えている。
前記小電力受信ユニット４２の基板上にはチップアンテナ４１が配設されているので、別途接続する必要がない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
なお、温度計測等の遠隔計測用途に限られることなく、音声伝送や遠隔制御等の用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる微弱無線ユニットの実施の形態の構成を示した構成図である。
【図２】本発明にかかる微弱無線ユニットの実施の形態の構成を示した構成図である。
【図３】本発明にかかる微弱無線ユニットの実施の形態の構成を示した構成図である。
【図４】従来例の微弱無線ユニットの実施の形態の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  送信ユニット
１２  送信回路
１３  パターンアンテナ
２０  受信ユニット
２２  受信回路
２３  チップアンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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