(57)【要約】【課題】無線ユニットの給電部の高周波アースの良否に拘わらず安定した放射パターンを得ることが可能なアンテナ部分を有し、且つアンテナ部分が搭載された機器の外形をできるだけ小さくすることが可能な無線通信ユニットを提供する。【解決手段】無線通信回路（無線回路部／制御部１３で例示）を搭載した基板１１を備えた無線通信ユニット１０において、無線回路部／制御部１３に接続した２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂから構成される非接地型ダイポールアンテナを、基板１１上に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信回路を搭載した基板を備えた無線通信ユニットであって、前記無線通信回路に接続した２本のアンテナエレメントから構成される非接地型ダイポールアンテナを、前記基板上に設けたことを特徴とする無線通信ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信ユニットを備えた流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信回路及びアンテナを備えた無線通信ユニット、並びにその無線通信ユニットを備えた流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ及び無線通信回路（無線ユニット）を備えた無線通信ユニットは、ガスメータ等の流量計に内蔵するために従来から小型化が要求されている。アンテナの長さが十分にとれ、高周波アースがしっかりとれる状況では、モノポールアンテナが有用であるが、アンテナを小型にした場合、無線ユニットから送信電力を給電しても効率良く電波が放射されず、また無線ユニットの給電部とアンテナとの間で高周波アースがしっかりとれていないとアンテナの放射特性も不安定となる。
【０００３】
特許文献１には、特定小電力無線電波でガスメータと通信する情報端末内部に情報処理基板の不要輻射を遮蔽するシールド板を設け、アンテナとシールド板とで略ダイポールアンテナ（接地型ダイポールアンテナ）を形成することで、アンテナを小型にしても利得低下を小さくする技術が開示されている。また、特許文献２には、ガスメータの樹脂製外筐体に線状のλ／２ダイポールアンテナを埋め込む技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３７４１１２号公報
【特許文献２】特開平１１−１１２２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、接地型のダイポールアンテナを使用しているが、非接地型に比べて高周波アースをしっかりとることができず、アンテナの放射特性が不安定である。また、この技術は、アンテナ部分の小型化を行うための技術であり、所定サイズのアンテナ部分を機器にどのように埋め込むかを定める技術ではない。
【０００５】
また、特許文献２に記載のように、線状アンテナをλ／２ダイポールアンテナで構成してガスメータの樹脂製外筐体に埋め込む技術は、さらにガスメータの更なる小型化の要求に応えることができるものではなく、小型化されたガスメータにこの線状アンテナを内蔵すること或いはその外筐体に埋め込むことは困難である。また、このようなガスメータの更なる小型化の要求に応えるためには、アンテナと無線ユニット内のアンテナ給電部との間の距離も稼ぐことができないため、アンテナ給電部では十分な高周波アースをとることができず放射パターンが不安定になる。
【０００６】
本発明は、上述のごとき実状を鑑みてなされたものであり、無線ユニットの給電部の高周波アースの良否に拘わらず安定した放射パターンを得ることが可能なアンテナ部分を有し、且つアンテナ部分が搭載された機器の外形をできるだけ小さくすることが可能な無線通信ユニットを提供すること、並びにその無線通信ユニットを搭載した流量計を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明の無線通信ユニットは、無線通信回路を搭載した基板を備えた無線通信ユニットであって、前記無線通信回路に接続した２本のアンテナエレメントから構成される非接地型ダイポールアンテナを、前記基板上に設けたことを特徴としたものである。
【０００８】
本発明の流量計は、上述の無線通信ユニットを備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナ部分で、無線ユニットの給電部の高周波アースの良否に拘わらず安定した放射パターンを得ることが可能となり、且つアンテナ部分が搭載された流量計等の機器の外形をできるだけ小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る無線通信ユニットを流量計に搭載するものとして例示するが、流量計に限らず、例えば無線式火災警報器、無線式ガス漏れ警報器、ハンディターミナルなど、他の電子機器に搭載してもよい。これらの機器により無線検針システムやセキュリティシステムを構築することもできる。なお、本発明に係る無線通信ユニットを搭載する他の電子機器としては、このような計測に関する分野に使用する機器に限ったものではない。また、本発明に係る流量計について、以下にガスメータを例に挙げて説明するが、水道メータ等の他の流量計にも同様に適用できる。
【００１１】
図１は、本発明に係るガスメータの一構成例を示す図、図２は、図１のガスメータにおける無線回路部／制御部の詳細を示すブロック図、図３は、図１のガスメータのアンテナによる放射パターンを示す図である。
【００１２】
図１で例示するガスメータ１は、無線通信ユニット１０を備えている。無線通信ユニット１０は、基板１１上に無線通信回路の一例としての無線回路部／制御部１３が設けられている。さらに、本発明では、無線通信ユニット１０の基板１１上に、無線回路部／制御部１３に接続された小型のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂも設けられている。
【００１３】
この無線通信ユニット１０においては、この２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂを使用して非接地型ダイポールアンテナを構成している。このダイポールアンテナは、図１におけるアンテナエレメント１２ａの上端とアンテナエレメント１２ｂの下端との距離を、受信又は送信する波長の約λ／２の長さで形成している。この長さは、使用する周波数帯に応じて決めればよい。このように、無線通信ユニット１０においてはλ／２ダイポールアンテナを形成している。また、アンテナエレメント１２ａ，１２ｂのダイポール形成部分（上述の約λ／２に相当する長さの部分）は、図１に示すように直線状に限ったものではない。勿論、コイルを入れるなどにより電気的に約λ／２の長さで形成してもよいし、受信／送信の状態を犠牲にすることでより短い長さに形成することもできる。
【００１４】
非接地型ダイポールアンテナの形成について図２を参照して例示する。無線回路部／制御部１３は、ガスメータ１の電源部２０から電源を供給され、ガスメータ１の図示しない主制御部に接続された制御部／メータインターフェース部１８によってデータの送受信が制御される。無線回路部／制御部１３は、この制御部／メータインターフェース部１８と、無線送信を行う送信回路１６と、無線受信を行う受信回路１７と、無線の送信／受信の切り換えを行うアンテナ切換回路１５とを備えている。
【００１５】
また、アンテナエレメント１２ａ，１２ｂとしては、例えば小型セラミックアンテナや基板１１上にプリントしたパターンアンテナ等を採用すればよい。アンテナエレメント１２ａ，１２ｂのインピーダンスは通常５０Ωであるため、２本使用して非接地ダイポールアンテナとするためには、送信回路１６及び受信回路１７でなる無線送受信回路とインピーダンス整合を行う必要があるため、図２のように、無線送受信回路のアンテナ切換回路１５と２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂとの間に整合回路１４を挿入して、インピーダンス変換と非接地とするための回路変換を行っている。
【００１６】
このような構成により、送信時には、制御部／メータインターフェース部１８が、アンテナ切換回路１５に対して送信側に切り換えるよう制御すると共に、送信信号を送信回路１６に出力し、送信回路１６がその送信信号を変調してアンテナ切換回路１５へ出力し、整合回路１４を経てアンテナエレメント１２ａ，１２ｂに変調後の送信信号が給電され、アンテナエレメント１２ａ，１２ｂが空間に電波として放射する。一方、受信時には、制御部／メータインターフェース部１８が、アンテナ切換回路１５に対して受信側に切り換えるよう制御すると共に、アンテナエレメント１２ａ，１２ｂで受けた電波から整合回路１６を経て受信した受信信号を復調するように受信回路１７を制御し、受信回路１７が復調処理を実行して復調後の受信信号を制御部／メータインターフェース部１８に出力する。
【００１７】
このように、本発明の無線通信ユニット１０は、無線回路部／制御部１３に接続した２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂを、非接地型ダイポールアンテナを構成するように設けているため、アンテナ部分となる２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂで、無線回路部／制御部１３の給電部の高周波アースの良否に拘わらず安定した放射パターンを得ることが可能となる。また、しっかり高周波アースがとれていない同サイズのモノポールアンテナと比べるとアンテナ利得を３ｄＢ上げることが期待できる。
【００１８】
また、本発明の無線通信ユニット１０は、このような非接地型ダイポールアンテナを無線通信回路の基板１１上に設けているため、すなわち長さが必要となるアンテナ部分を基板１１上の無線回路部／制御部１３の設置領域を利用して設けているため、アンテナ部分が搭載されたガスメータ１の外形をできるだけ小さくすることが可能となる。つまり、本発明では、小型になったガスメータ１にλ／２ダイポールアンテナを内蔵することが容易になり、また小型のガスメータ１に内蔵する無線通信ユニット１０を小型にする場合にも、上述のように給電部での高周波アースを十分にとることをあまり考慮しなくてもよい。
【００１９】
次に、無線通信ユニット１０のガスメータ１への好ましい搭載例について図１及び図３を参照して説明する。このガスメータ１は、無線通信ユニット１０を搭載することにより無線通信用アンテナ内蔵型ガスメータとなる。
【００２０】
ガスメータ１に内蔵した基板（無線ユニット基板）１１はガスメータ１と同じく立てた状態で設置する。このとき、実装する２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂは図１に示すように、ガスメータ１の下部に配置した基板１１の端部に垂直方向に配置する。この場合、アンテナエレメント１２ａ，１２ｂが垂直方向に配置され電界面放射特性は垂直偏波となる。そのときのアンテナエレメント２本で構成したダイポールアンテナの垂直偏波放射特性は、図３の放射パターン３１，３２に示すようになり、ガスメータが家屋等の壁に設置されること、並びに通信時のハンディターミナル等の相手機器の持ち位置などを考慮すると、好ましい放射パターンになると言える。このように、ガスメータ１においては、２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂが鉛直方向に向くように基板１１を設置してなることが好ましい。
【００２１】
また、図示しないが、２本のアンテナエレメント１２ａ，１２ｂを水平方向に配置してもよく、その場合、水平偏波となる。このような水平偏波は、水道メータ等の地面に設置する流量計に特に有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るガスメータの一構成例を示す図である。
【図２】図１のガスメータにおける無線回路部／制御部の詳細を示すブロック図である。
【図３】図１のガスメータのアンテナによる放射パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…ガスメータ、１０…無線通信ユニット、１１…基板、１２ａ，１２ｂ…アンテナエレメント、１３…無線回路部／制御部、１４…整合回路、１５…アンテナ切換回路、１６…整合回路、１６…送信回路、１７…受信回路、１８…制御部／メータインターフェース部、２０…電源部、３１，３２…放射パターン。
【図１】
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【図２】
2009253788.tif 000004
【図３】
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