JP4636234B2 - Wireless sensor transmission device and wireless sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、無線センサ送信装置、及び、無線センサ装置に関する。 The present invention relates to a wireless sensor transmission device and a wireless sensor device.
従来より、温度や湿度等を計測するセンサと、無線送信部と、第2のアンテナ部とを一体化した無線センサ送信装置が知られている(特許文献1参照)。この種の無線センサ送信装置は、温度、湿度または照度の計測値を利用する機器から、空間的に離間させることができるため、複数の場所にそれぞれ無線センサ送信装置を配置して得られる計測値を集中管理したり、無線センサ送信装置を移動、携帯することができるなど、多様な形態での利用が可能となる。 Conventionally, a wireless sensor transmission device is known in which a sensor for measuring temperature, humidity, and the like, a wireless transmission unit, and a second antenna unit are integrated (see Patent Document 1). This type of wireless sensor transmitter can be spatially separated from devices that use measured values of temperature, humidity, or illuminance, so the measured values obtained by placing the wireless sensor transmitters in multiple locations, respectively Can be used in various forms, such as centralized management, and wireless sensor transmitters can be moved and carried.
ところで、無線装置においては、周知のように、無線周波数が下がる程、アンテナの形状が大きくなり、無線センサ装置の小型、薄型化への障害となる。通常、無線送信部からの出力をより損失なく、アンテナへ伝送する為、無線送信部の出力インピーダンスをアンテナ部の入力インピーダンスにあわせる。通常は50Ωであるが、もともと、アンテナは、1KΩ等、非常に高いインピーダンスを持つ。 As is well known, in the wireless device, as the radio frequency decreases, the shape of the antenna increases, which becomes an obstacle to the reduction in size and thickness of the wireless sensor device. Usually, in order to transmit the output from the wireless transmission unit to the antenna without loss, the output impedance of the wireless transmission unit is matched with the input impedance of the antenna unit. Usually 50Ω, but originally the antenna has a very high impedance, such as 1KΩ.
一方、無線送信部の出力は、トランジスタ等の半導体の出力からとっていることが多く、無線送信部の出カインピーダンスは、50Ω等の低いインピーダンスとならざるをえない。 On the other hand, the output of the wireless transmission unit is often taken from the output of a semiconductor such as a transistor, and the output impedance of the wireless transmission unit must be a low impedance such as 50Ω.
そこで、アンテナを構成するパターン長を、無線周波数の実効波長λeの1/4又は1/2で構成し、インピーダンスの共振点を無線送信の周波数にあわせる。例えば、無線周波数をfとすると、1/4波長は、無線周波数fが300MHzのときは250mm、1000MHzのときは75mm、2000MHzのときは37.5mmとなるので、この長さに適合するように、アンテナパターン長を定める。 Therefore, the pattern length constituting the antenna is set to 1/4 or 1/2 of the effective wavelength λe of the radio frequency, and the resonance point of the impedance is adjusted to the frequency of radio transmission. For example, if the radio frequency is f, the quarter wavelength is 250 mm when the radio frequency f is 300 MHz, 75 mm when 1000 MHz, and 37.5 mm when 2000 MHz. Determine the antenna pattern length.
ここで、無線周波数fが下がる程、1/4波長は長くなり、この結果、アンテナ形状も大きくなる。アンテナをヘリカル巻き又はスパイラル巻き等でコイル状に形成し、インピーダンスをあわせる方法もあるが、やはり、無線周波数fが低い程、アンテナパターンの面積は大きくなり、その分、無線センサ装置の形状も、大きくならざるを得ない。 Here, as the radio frequency f decreases, the quarter wavelength becomes longer, and as a result, the antenna shape also increases. There is also a method of adjusting the impedance by forming the antenna in a coil shape by helical winding or spiral winding, etc., but the area of the antenna pattern becomes larger as the radio frequency f is lower. It must be large.
この種の無線センサ装置において、形状的な制約がなければ、アンテナパターン長を1/4波長に合わせ、低損失で、輻射効率のよいアンテナ構造を、容易に実現することができよう。しかし、実際には、この種の無線センサ装置には、形状小型化の強い要請があり、1/4波長の理想的なアンテナ構造を採用し得ない状況にある。 In this type of wireless sensor device, if there is no geometric limitation, an antenna structure with low loss and good radiation efficiency can be easily realized by matching the antenna pattern length to ¼ wavelength. However, in reality, this type of wireless sensor device has a strong demand for size reduction, and an ideal antenna structure having a quarter wavelength cannot be adopted.
このような状況のもとでは、いかにして、アンテナを低損失化し、電磁界の輻射効率を向上させるかが重大な課題になるところ、このような課題の解決に有効な技術は未だ知られていない。 Under such circumstances, how to reduce the loss of the antenna and improve the radiation efficiency of the electromagnetic field becomes a serious issue, but there are still known technologies that are effective in solving such a problem. Not.
また、従来の無線センサ送信装置においては、電源を商用電源(AC電源)に求める構成をとることが一般的であったから、電源の確保について設置環境に制約を受けることとなり、電源をとれる範囲の環境でしか設置することができなかった。 In addition, in the conventional wireless sensor transmitter, since it is common to have a configuration that requires a commercial power supply (AC power supply), the installation environment is limited in terms of securing the power supply, and the power supply range is limited. It could only be installed in the environment.
電源を電池に求める構成をとれば、上述した設置上の問題は一応解決できるようにも思える。 It seems that the installation problem described above can be solved once if the power source is required for the battery.
しかし、無線センサ送信装置を電池駆動とした場合、無線センサ装置自身の形状小型化の要請と、消費電流の低減化の要請とを共に実現することは技術的に困難である。 However, when the wireless sensor transmission device is driven by a battery, it is technically difficult to realize both a request for size reduction of the wireless sensor device itself and a request for reduction of current consumption.
なぜなら、小型化、薄型化、及び、軽量化の要請からアンテナの形状を小型化した場合、無線センサ送信装置に必要とされる消費電流が増加することとなり、無線センサ送信装置を電池駆動とした場合は、電池寿命が、半年〜1年間という短期間で終了してしまう不都合を生じてしまうからである。 This is because when the antenna shape is reduced due to demands for size reduction, thickness reduction, and weight reduction, the current consumption required for the wireless sensor transmission device increases, and the wireless sensor transmission device is battery-driven. In this case, the battery life is disadvantageously terminated in a short period of half a year to one year.
大型の電池を用いた場合は、上述した不都合は解消できようが、小型化、薄型化、及び、軽量化の本来的要請に充分に応えることができなくなる。
本発明の課題は、小型化を図りながら、第2のアンテナ部の低損失化及び電磁輻射効率向上を図った無線センサ送信装置、及び、無線センサ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wireless sensor transmission device and a wireless sensor device that achieve a reduction in loss of the second antenna unit and an improvement in electromagnetic radiation efficiency while achieving downsizing.
本発明のもう一つの課題は、電池寿命及び連続動作時間をより長時間に渡って確保することができる無線センサ送信装置、及び、無線センサ装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a wireless sensor transmission device and a wireless sensor device that can ensure a longer battery life and continuous operation time.
上述した課題を解決するため、本発明に係る無線センサ送信装置は、回路基板と、センサ部と、信号処理部と、送信回路部と、第1のアンテナ部と、第2のアンテナ部とを含む。前記回路基板は、一面に前記センサ部と、前記信号処理部と、前記送信回路部とを有している。 In order to solve the above-described problems, a wireless sensor transmission device according to the present invention includes a circuit board, a sensor unit, a signal processing unit, a transmission circuit unit, a first antenna unit, and a second antenna unit. Including. The circuit board has the sensor unit, the signal processing unit, and the transmission circuit unit on one surface.
前記センサ部は、物理量を検出するものであり、前記信号処理部は、前記センサから出力される検出信号を処理する。前記送信回路部は、前記信号処理部から供給される信号を送信する。 The sensor unit detects a physical quantity, and the signal processing unit processes a detection signal output from the sensor. The transmission circuit unit transmits a signal supplied from the signal processing unit.
前記第1のアンテナ部は、前記第2のアンテナ部と前記送信回路との間に電気的に接続され、両者間のインピーダンスを整合させる。前記第2のアンテナ部は、電波を放射する。 The first antenna unit is electrically connected between the second antenna unit and the transmission circuit to match the impedance between the two. The second antenna unit radiates radio waves.
上述したように、本発明に係る無線センサ送信装置は、回路基板と、センサ部と、信号処理部と、送信回路部と、第2のアンテナ部とを含んでおり、センサにより物理量を検出し、センサから出力される検出信号を信号処理部によって処理し、信号処理部から供給される信号を、送信回路部によってアンテナ部に供給し、空中に放射しえるから、センサにより検出された物理量を、受信装置に向けて、無線送信することができる。測定対象となる物理量には、温度、湿度、照度、加速度、衝撃等の諸量が含まれる。 As described above, the wireless sensor transmission device according to the present invention includes a circuit board, a sensor unit, a signal processing unit, a transmission circuit unit, and a second antenna unit, and detects a physical quantity by the sensor. Since the detection signal output from the sensor is processed by the signal processing unit and the signal supplied from the signal processing unit is supplied to the antenna unit by the transmission circuit unit and can be radiated into the air, the physical quantity detected by the sensor is Wireless transmission can be performed toward the receiving device. Physical quantities to be measured include various quantities such as temperature, humidity, illuminance, acceleration, and impact.
本発明は、特徴的構成要素として、第1のアンテナ部を有しており、前記第1のアンテナ部は、前記第2のアンテナ部と前記送信回路部との間に電気的に接続され、両者間のインピーダンスを整合させる。上記構成によれば、高い入力インピーダンスを持つ第2のアンテナ部の入力と、低出カインピーダンスとなっている無線送信部の出力との間で、第1のアンテナ部によりインピーダンス整合をとり、送信回路部から第2のアンテナ部にデータを効率的に入力し、輻射電界を第2のアンテナ部から効率よく放射できる。 The present invention has a first antenna unit as a characteristic component, and the first antenna unit is electrically connected between the second antenna unit and the transmission circuit unit, The impedance between the two is matched. According to the above configuration, impedance matching is performed by the first antenna unit between the input of the second antenna unit having a high input impedance and the output of the wireless transmission unit having a low output impedance. Data can be efficiently input from the circuit unit to the second antenna unit, and a radiated electric field can be efficiently radiated from the second antenna unit.
しかも、第2のアンテナ部のパターン長を無線周波数の実効波長の1/4波長に合わせることなく、インピーダンス整合をとることができるので、1/4波長の理想的なアンテナ構造を採用し得ない小型の無線センサ送信装置においても、送信回路部から第2のアンテナ部にデータを効率的に入力し、輻射電界を第2のアンテナ部から効率よく放射できる。 In addition, impedance matching can be achieved without matching the pattern length of the second antenna portion to ¼ wavelength of the effective frequency of the radio frequency, so that an ideal antenna structure of ¼ wavelength cannot be adopted. Even in a small wireless sensor transmission device, data can be efficiently input from the transmission circuit unit to the second antenna unit, and a radiated electric field can be efficiently radiated from the second antenna unit.
第2のアンテナ部から分離して、第1のアンテナ部を設けたことの更に重要な効果として、第2のアンテナ部の製造バラツキ、及び、温度や湿度の変化に起因するアンテナ効率の変動を抑制できる点を挙げることができる。 As a further important effect of providing the first antenna unit separately from the second antenna unit, the manufacturing variation of the second antenna unit and the variation of the antenna efficiency due to changes in temperature and humidity are reduced. The point which can be suppressed can be mentioned.
即ち、第2のアンテナ部を、送信回路部の出カインピーダンスと整合がとれるように、全てヘリカル巻きパターンで構成した場合、基板厚み、基板上に形成されるアンテナ導体パターンの幅、厚みの製造バラツキや、温度や湿度による基板の誘電率の変化に起因して、送信回路部と第2のアンテナ部との間にインピーダンス不整合が生じやすくなり、アンテナ効率もそれに応じて劣化することになる。 That is, when the second antenna unit is configured with a helical winding pattern so that it matches the output impedance of the transmission circuit unit, the substrate thickness, the width of the antenna conductor pattern formed on the substrate, and the thickness are manufactured. Due to variations and changes in the dielectric constant of the substrate due to temperature and humidity, impedance mismatching is likely to occur between the transmission circuit section and the second antenna section, and the antenna efficiency will be degraded accordingly. .
これに対して、第2のアンテナ部から分離して、第1のアンテナ部を設けた場合、第2のアンテナ部を支持する基板の厚み、基板上に形成されるアンテナ導体パターンの幅及び厚みの製造バラツキや、温度や湿度による基板の誘電率の変化を最小限度に抑え、アンテナ効率を維持することができる。 On the other hand, when the first antenna portion is provided separately from the second antenna portion, the thickness of the substrate that supports the second antenna portion, the width and thickness of the antenna conductor pattern formed on the substrate. The antenna efficiency can be maintained by minimizing the variation in the dielectric constant of the substrate due to manufacturing variations and temperature and humidity.
前記第2のアンテナ部は、1つの具体的態様として、支持基板とアンテナ導体とを含む。前記支持基板は、電気絶縁材料でなる。前記アンテナ導体は、ヘリカル状であって、前記支持基板の厚みを開口部の2辺とし、前記支持基板の厚み方向にある面と平行な方向に巻き進む。 The second antenna unit includes a support substrate and an antenna conductor as one specific aspect. The support substrate is made of an electrically insulating material. The antenna conductor is helical and winds in a direction parallel to a plane in the thickness direction of the support substrate, with the thickness of the support substrate being two sides of the opening.
アンテナ導体は、ヘリカル巻に構成されているから、その形状効果により、第2のアンテナ部の全長を著しく短縮できる。このため、形状を著しく小型化した無線センサ送信装置を提供することができる。 Since the antenna conductor is helically wound, the overall length of the second antenna portion can be remarkably shortened by its shape effect. Therefore, it is possible to provide a wireless sensor transmission device whose shape is significantly reduced.
しかも、アンテナ導体は、支持基板の厚み方向にある面と平行な一方向に巻き進むから、支持基板の面が回路基板の面と平行になるように、第2のアンテナ部を回路基板に組みあわせることにより、第2のアンテナ部に流れる高周波電流磁界のうち、グランド電極を貫通する成分を著しく減少させ、高周波電流磁界による渦電流の発生を抑制することができる。更に、全体を小型化したにもかかわらず、電磁ノイズが第2のアンテナ部に乗るのを回避し得る。 In addition, since the antenna conductor advances in one direction parallel to the surface in the thickness direction of the support substrate, the second antenna portion is assembled to the circuit substrate so that the surface of the support substrate is parallel to the surface of the circuit substrate. By combining them, the component penetrating the ground electrode in the high-frequency current magnetic field flowing through the second antenna portion can be significantly reduced, and the generation of eddy current due to the high-frequency current magnetic field can be suppressed. Further, it is possible to avoid the electromagnetic noise from getting on the second antenna portion despite the fact that the whole is downsized.
更に、第2のアンテナ部は、ヘリカル状であって、支持基板の厚みを開口部の2辺とするから、開口部の面積をコントロールすることにより、第2のアンテナ部の利得を向上させることができる。 Furthermore, since the second antenna portion is helical and the thickness of the support substrate is two sides of the opening, the gain of the second antenna portion can be improved by controlling the area of the opening. Can do.
この結果、無線センサ送信装置自身の小型化の要請、及び、消費電流の低減化の要請とを共に実現し、第2のアンテナ部の低損失化、電磁界の輻射効率の向上を達成することができる。即ち、より低い第2のアンテナ部ヘの入力電力で、通信距離を増大させ、反射的に、第2のアンテナ部前段の回路部の消費電力を低減化させ、無線センサ装置全体での消費電流の低減化、ひいては、電池寿命及び連続動作時間の長期化を達成することができる。 As a result, it is possible to realize both a request for miniaturization of the wireless sensor transmitter itself and a request for reduction of current consumption, and to achieve a reduction in the loss of the second antenna unit and an improvement in the radiation efficiency of the electromagnetic field. Can do. That is, with a lower input power to the second antenna unit, the communication distance is increased, and the power consumption of the circuit unit in front of the second antenna unit is reduced reflectively. Reduction of the battery life and, in turn, increase of battery life and continuous operation time can be achieved.
1つの態様として、第2のアンテナ部は、複数とし、それぞれを、回路基板の周縁に設けることができる。この構成によれば、送信の指向性を調整することができる。 As one aspect, a plurality of second antenna portions can be provided, and each of the second antenna portions can be provided on the periphery of the circuit board. According to this configuration, the directivity of transmission can be adjusted.
本発明に係る無線センサ送信装置は、好ましくは、電池を含み、前記電池は、前記センサ部、前記信号処理部及び前記送信回路部に電源を供給する。従って、無線センサ送信装置を新たに設置する場合、及び、設置後に任意の場所に移動する場合には、電源の確保について設置環境に制約を受けることがなくなり、AC電源のない環境に自由に設置して用いることができる。即ち、設置環境に制約を受けることがない。 The wireless sensor transmission device according to the present invention preferably includes a battery, and the battery supplies power to the sensor unit, the signal processing unit, and the transmission circuit unit. Therefore, when installing a new wireless sensor transmitter, or when moving to any location after installation, the installation environment is not restricted by the installation environment, and can be installed freely in an environment without AC power. Can be used. That is, there is no restriction on the installation environment.
前記電池は、好ましくは、前記回路基板の他面に組み付けられている。即ち、回路基板の一面側に、前記センサ部、前記信号処理部及び前記送信回路部を配置し、他面に電池を配置する構造である。したがって、小型、薄型、且、軽量の無線センサ送信装置を実現することができる。 The battery is preferably assembled on the other surface of the circuit board. That is, the sensor unit, the signal processing unit, and the transmission circuit unit are arranged on one side of the circuit board, and the battery is arranged on the other side. Therefore, a small, thin, and lightweight wireless sensor transmission device can be realized.
前記電池は、好ましくは、外周が円形状であり、前記回路基板の面内にある。このような構成によれば、全体の平面外形寸法を、電池の外径による影響を受けず、専ら、回路基板の平面積によって定まる形状まで小型化できる。 The battery preferably has a circular outer periphery and is in the plane of the circuit board. According to such a configuration, the overall planar outer dimension can be reduced to a shape that is exclusively determined by the plane area of the circuit board without being affected by the outer diameter of the battery.
ところで、無線センサ送信装置を電池駆動とした場合、無線センサ送信装置自身の小型化の要請と、消費電流の低減化の要請とを共に満たすことには技術的困難性を伴う。例えば、小型化、薄型化、及び、軽量化の要請から第2のアンテナ部の形状を小型化した場合、無線センサ送信装置に必要とされる消費電流が増加することとなるから、電池寿命が、半年〜1年間という短期間で終了してしまう不都合を生じてしまいかねない。 By the way, when the wireless sensor transmission device is driven by a battery, it is technically difficult to satisfy both the request for miniaturization of the wireless sensor transmission device itself and the request for reduction of current consumption. For example, if the size of the second antenna portion is reduced due to demands for size reduction, thickness reduction, and weight reduction, the current consumption required for the wireless sensor transmission device increases, so the battery life is reduced. This may cause inconvenience that the process is completed in a short period of six months to one year.
勿論、単三電池2本を用いて、3.0V電源をつくるなど、電池の大容量化、大型化を図れば、電池寿命を長期間に渡って維持することはできるが、反面、小型化、薄型化、及び、軽量化の要請に充分に応えることができなくなる。 Of course, the battery life can be maintained for a long period of time by increasing the capacity and size of the battery, such as creating a 3.0V power supply using two AA batteries, but it is downsized. Therefore, it becomes impossible to sufficiently meet the demands for thickness reduction and weight reduction.
さらに、無線センサ送信装置自身の小型化の要請、及び、消費電流の低減化の要請とを共に実現するためには、より低い第2のアンテナ部ヘの入力電力で、通信距離が増大できなければならない。そのためには、第2のアンテナ部の損失を低下させるとともに、電磁界の輻射効率を上げなければならない。 Furthermore, in order to realize both the request for miniaturization of the wireless sensor transmission device itself and the request for reduction of current consumption, the communication distance must be increased with a lower input power to the second antenna unit. I must. For this purpose, it is necessary to reduce the loss of the second antenna unit and increase the radiation efficiency of the electromagnetic field.
本発明では、第2のアンテナ部は、ヘリカル状とし、支持基板の厚みを開口部の2辺とし、開口部の面積をコントロールすることにより、第2のアンテナ部利得を向上させることができるようにするとともに、これに、第1のアンテナ部を組み合わせ、アンテナ効率を向上させてある。 In the present invention, the second antenna portion is formed in a helical shape, the thickness of the support substrate is set to the two sides of the opening portion, and the area of the opening portion is controlled so that the second antenna portion gain can be improved. In addition, the first antenna unit is combined with this to improve the antenna efficiency.
この結果、無線センサ送信装置自身の小型化の要請、及び、消費電流の低減化の要請とを共に実現し、第2のアンテナ部の低損失化、電磁界の輻射効率の向上を達成することができる。即ち、より低い第2のアンテナ部ヘの入力電力で、通信距離を増大させ、第2のアンテナ部前段の回路部の消費電力を低減化させ、無線センサ装置全体での消費電流の低減化、延いては、電池寿命及び連続動作時間の長期化を達成することができる。 As a result, it is possible to realize both a request for miniaturization of the wireless sensor transmitter itself and a request for reduction of current consumption, and to achieve a reduction in the loss of the second antenna unit and an improvement in the radiation efficiency of the electromagnetic field. Can do. That is, with a lower input power to the second antenna unit, the communication distance is increased, the power consumption of the circuit unit in front of the second antenna unit is reduced, and the current consumption of the entire wireless sensor device is reduced. As a result, the battery life and the continuous operation time can be prolonged.
好ましくは、前記第2のアンテナ部は、前記電池の搭載領域外に備えられる。この構成によれば、電池に、高周波電流磁界による渦電流が発生するのを抑制し、アンテナ効率を向上させることができる。 Preferably, the second antenna portion is provided outside the battery mounting area. According to this configuration, it is possible to suppress the generation of eddy current due to the high-frequency current magnetic field in the battery and improve the antenna efficiency.
本発明に係る無線センサ送信装置は、受信装置と組み合わされ、無線センサ装置を構成する。受信装置は、前記第2のアンテナ部を通して、前記無線センサ送信装置から送信された無線信号を受信して処理する。これにより、隔地で測定された物理量を、受信装置で受信し、解読し、表示することができる。 The wireless sensor transmission device according to the present invention is combined with a reception device to constitute a wireless sensor device. The receiving device receives and processes the wireless signal transmitted from the wireless sensor transmitting device through the second antenna unit. Thereby, the physical quantity measured at the remote place can be received by the receiving device, decoded, and displayed.
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。 Other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail by way of examples with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る無線センサ送信装置の電気回路図である。図を参照すると、本発明に係る無線センサ送信装置は、センサ21〜2nと、センサ回路31〜3nと、信号処理部4と、送信回路部5と、アンテナ部6と、電池91とを含む。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a wireless sensor transmission device according to the present invention. Referring to the figure, a wireless sensor transmission device according to the present invention includes
センサ21〜2n(nは個数)は、物理量を検出するものである。測定対象となる物理量には、温度、湿度、照度、加速度、衝撃等の諸量が含まれる。各種のセンサを組み合わせて用いてもよいし、一種のセンサとして構成してもよい。センサ回路31〜3nは、センサ21〜2nによって検出された信号を、後段の信号処理部4に対する伝送及び処理に適した信号に変換し、これを出力する。
信号処理部4は、センサ回路31、32から出力される検出信号を処理する。送信回路部5は、信号処理部4から供給される信号を、アンテナ部6に供給する回路である。
The
アンテナ部6は、第1のアンテナ部601と、第2のアンテナ部602とを含む。第1のアンテナ部601は、第2のアンテナ部602と送信回路部5との間に電気的に接続され、両者間のインピーダンスを整合させる。第1のアンテナ部601は、この実施例では、キャパシタC11,C12と、インダクタL11とにより構成されたLC回路となっている。但し、第1のアンテナ部601の回路構成は、図示に限らず、インピーダンス整合に適した種々の回路構成をとることができる。最も単純な場合は、図2に示すように、第1のアンテナ部601を、1つのインダクタL12によって構成することができる。第の2のアンテナ部602は、電波を空中に放射する。
The
上述したように、本発明に係る無線センサ送信装置は、センサ21〜2nにより物理量を検出し、センサ21〜2nから、センサ回路31〜3nを経由して出力される検出信号を信号処理部4によって処理し、信号処理部4から供給される信号を、送信回路部5によって、アンテナ部6に供給するから、センサ21〜2nにより検出された物理量を、受信装置に向けて、無線送信することができる。
As described above, the wireless sensor transmission device according to the present invention detects physical quantities by the
本発明は、特徴的構成要素として、第1のアンテナ部601を有しており、第1のアンテナ部601は、第2のアンテナ部602と送信回路部5との間に電気的に接続され、両者間のインピーダンスを整合させる。
The present invention has a
上記構成によれば、高いインピーダンスを持つ第2のアンテナ部602の入力と、低出カインピーダンスとなっている送信回路部5の出力との間で、第1のアンテナ部601によるインピーダンス整合をとり、送信回路部5から第2のアンテナ部602にデータを効率的に入力し、輻射電界を第2のアンテナ部602から効率よく放射できる。
According to the above configuration, impedance matching by the
しかも、第2のアンテナ部パターン長を無線周波数の実効波長の1/4波長に合わせることなく、インピーダンス整合をとることができるので、1/4波長の理想的なアンテナ構造を採用し得ない小型の無線センサ送信装置においても、送信回路部5から第2のアンテナ部602にデータを効率的に入力し、輻射電界を第2のアンテナ部602から効率よく放射できる。
In addition, impedance matching can be achieved without matching the second antenna portion pattern length to a quarter wavelength of the effective frequency of the radio frequency, so that the ideal antenna structure having a quarter wavelength cannot be adopted. Also in the wireless sensor transmission device, data can be efficiently input from the
図3は図1又は図2に示した無線センサ送信装置の平面図、図4は図3に示した無線センサ送信装置の正面図、図5は図3、図4に示した無線センサ送信装置の部分破断底面図である。図示の無線センサ送信装置は、モジュール化されており、回路基板1と、センサ21〜2nと、センサ回路部31〜3nと、信号処理部4と、送信回路部5と、第2のアンテナ部602と、第1のアンテナ部601と、電池91とを含む。
3 is a plan view of the wireless sensor transmission device shown in FIG. 1 or FIG. 2, FIG. 4 is a front view of the wireless sensor transmission device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a wireless sensor transmission device shown in FIGS. FIG. The illustrated wireless sensor transmission device is modularized, and includes a
回路基板1は、絶縁材料で構成されていればよく、有機系絶縁材料、無機系絶縁材料又は複合絶縁材料の何れを用いてもよい。また、全体が誘電体材料で構成されていてもよいし、誘電体材料層と磁性材料層との組み合わせであってもよい。
The
図示実施例において、センサ21〜2n、センサ回路31、32、信号処理部4及び送信回路部5は、回路基板1の一面に搭載されている。
In the illustrated embodiment, the
第1のアンテナ部601は、表面実装タイプの電子部品であり、回路基板1の一面上に組みつけられている。第2のアンテナ部602は、回路基板1に組み付けられている。図示実施例において、第2のアンテナ部602は、回路基板1の一面上において、その周辺部に設けられている。
The
グランド電極7は、いわゆる「ベタ塗り」であるが、第2のアンテナ部602の位置する部分には形成しない。第2のアンテナ部602に対するグランド電極7の悪影響を回避するためである。
The
電池91は、センサ21〜2n、信号処理部4及び送信回路部5に電源を供給するものであって、回路基板1の他面、即ち、グランド電極7のある側に組み付けられている。図示の実施例では、電池91は、外周が円形状のいわゆる「コイン型」であり、外周面が回路基板1の他面において、その外部に出ないように、面内に設けられている。より具体的には、絶縁性合成樹脂などで構成されたホルダ92の内部に配置されている。ホルダ92は、一面が、回路基板1の他面に設けられたグランド電極7の面上に接着などの手段によって取り付けられている。ホルダ92の内部には、電池91の陽極、電極に接触する端子93、94が備えられている。
The
図示実施例の無線センサ送信装置は、電池91を含み、電池91は、センサ21〜2n、信号処理部4及び送信回路部5に電源を供給する。従って、無線センサ送信装置を新たに設置する場合、及び、設置後に任意の場所に移動する場合には、電源の確保について設置環境に制約を受けることがなくなり、AC電源のない環境に自由に設置して用いることができる。即ち、設置環境に制約を受けることがない。
The wireless sensor transmission device of the illustrated embodiment includes a
電池91は、回路基板1の他面(グランド電極側)に組み付けられている。即ち、回路基板1の一面側に、センサ21〜2n、信号処理部4及び送信回路部5を配置し、他面に電池91を配置する構造である。したがって、小型、薄型、且、軽量の無線センサ送信装置を実現することができる。
The
電池91は、好ましくは、外周が円形状であり、回路基板1の面内にある。このような構成によれば、全体の平面外形寸法を、電池91の外径による影響を受けず、専ら、回路基板1の平面積によって定まる形状まで小型化できる。
The
ところで、無線センサ送信装置を電池駆動とした場合、無線センサ送信装置自身の小型化の要請と、消費電流の低減化の要請とを共に満たすことは技術的困難性を伴う。例えば、小型化、薄型化、及び、軽量化の要請から第2のアンテナ部602の形状を小型化した場合、無線センサ送信装置に必要とされる消費電流が増加することとなるから、電池寿命が、半年〜1年間という短期間で終了してしまいかねない。
By the way, when the wireless sensor transmission device is driven by a battery, it is technically difficult to satisfy both the request for miniaturization of the wireless sensor transmission device itself and the request for reduction of current consumption. For example, when the shape of the
勿論、単三電池2本を用いて、3.0V電源をつくるなど、電池の大容量化、大型化を図れば、電池寿命を長期間に渡って維持することはできるが、反面、小型化、薄型化、及び、軽量化の要請に充分に応えることができなくなる。 Of course, the battery life can be maintained for a long period of time by increasing the capacity and size of the battery, such as creating a 3.0V power supply using two AA batteries, but it is downsized. Therefore, it becomes impossible to sufficiently meet the demands for thickness reduction and weight reduction.
さらに、無線センサ送信装置自身の小型化の要請、及び、消費電流の低減化の要請とを共に実現するためには、より低い第2のアンテナ部602ヘの入力電力で、通信距離が増大できなければならない。そのためには、第2のアンテナ部602の損失を低下させるとともに、電磁界の輻射効率を上げなければならない。
Furthermore, in order to realize both the request for miniaturization of the wireless sensor transmission device itself and the request for reduction of current consumption, the communication distance can be increased with a lower input power to the
上述した要望に応えるため、図示の第2のアンテナ部602は、回路基板1で構成された支持基板と、アンテナ導体61〜64とを含む。回路基板1は、電気絶縁材料でなる。アンテナ導体61〜64は、全体として、ヘリカル状であって、回路基板1の厚みを開口部の2辺とし、回路基板1の面と平行な一方向に巻き進む。
In order to meet the above-described demand, the illustrated
より具体的には、図6に示すように、第1の導体片61を、回路基板1の一面に、一方向に所定の間隔で形成するとともに、他面に、第1の導体片61と同一のピッチで、同方向に第2の導体片62を形成する。そして、回路基板1を厚み方向に貫通する第3の導体片63及び第4の導体片64により、ヘリカル接続となるように、第1の導体片61及び第2の導体片62の端部を順次に接続する。これにより、第1の導体片61、第3の導体片63、第2の導体片62及び第4の導体片64によって囲まれた開口部が生じる。この開口部の面積は、ほぼ、第1の導体片61及び第2の導体片62の有効長Xと、第3の導体片63及び第4の導体片64の有効長Yとの積XYによって定まる。
More specifically, as shown in FIG. 6, the
インビーダンスの共振点を、無線送信する周波数にあわせるには、開口面積、巻き数、基板材料の誘電率を調整すればよい。無線送信周波数が下がる程、開ロ面積、巻き数、又は誘電率を上げなければならない。開ロ面積を上げるには、回路基板1の厚み、又は、第2のアンテナ部形成部の面積を大きくすればよいが、第2のアンテナ部形成部の形状も大きくなり、装置形状も大きくなる。
In order to adjust the resonance point of the impedance to the frequency for wireless transmission, the opening area, the number of turns, and the dielectric constant of the substrate material may be adjusted. The lower the radio transmission frequency, the higher the open area, the number of turns, or the dielectric constant. In order to increase the open area, the thickness of the
一方、巻き数や基板材料の誘電率を上げれば、装置形状を大きくすることなく、インピーダンスを下げることができる。巻き数を上げるとパターン長が増える為、パターンによる導体損失も増加するが、回路基板1を構成する材料の比誘電率(εr)を上げれば、巻き数を減らすことができる。これにより、パターンによる導体損失を低減でき、第2のアンテナ部602としての損失を増大させることなく、形状を小型化できる。
On the other hand, if the number of turns and the dielectric constant of the substrate material are increased, the impedance can be lowered without increasing the device shape. Increasing the number of turns increases the pattern length and therefore increases the conductor loss due to the pattern. However, if the relative dielectric constant (εr) of the material constituting the
一例として、基板の比誘電率と、第2のアンテナ部の形状の関係を以下に示す。
比誘電率 構成形状(縦×横×厚み)
εr=4 18×3×2mm
εr=20 9×3×2mm
εr=80 3×3×2mm
上記のように、第2のアンテナ部の形状は、構成される材料の比誘電率により、小型化することが可能となる。
As an example, the relationship between the relative dielectric constant of the substrate and the shape of the second antenna portion is shown below.
Relative permittivity configuration shape (length x width x thickness)
εr = 4 18 × 3 × 2mm
εr = 20 9 × 3 × 2mm
εr = 80 3 × 3 × 2mm
As described above, the shape of the second antenna portion can be reduced by the relative dielectric constant of the material to be configured.
上述したように、第2のアンテナ部602において、アンテナ導体61〜64は、ヘリカル巻に構成されているから、その形状効果により、第2のアンテナ部602の全長を著しく短縮できる。このため、形状を著しく小型化した無線センサ送信装置を提供することができる。
As described above, in the
しかも、アンテナ導体61〜64は、回路基板1の面と平行な一方向に巻き進むから、第2のアンテナ部602に流れる高周波電流磁界のうち、グランド電極7を貫通する成分を著しく減少させ、高周波電流磁界による渦電流の発生を抑制することができる。更に、全体を小型化したにもかかわらず、電磁ノイズが第2のアンテナ部602に乗るのを回避し得る。
Moreover, since the
また、第2のアンテナ部602は、ヘリカル状であって、回路基板1の厚みを開口部の2辺とするから、開口部の面積をコントロールすることにより、第2のアンテナ部利得を向上させることができる。
Further, since the
本発明では、上記利点を有する第2のアンテナ部602に、第1のアンテナ部601を組み合わせてあるので、第2のアンテナ部602と送信回路部5との間のインピーダンス整合をとり、アンテナ効率を一層向上させることができる。
In the present invention, since the
例えば、送信回路部5の出力インピーダンスが50Ωに設定され、第2のアンテナ部602の入力インピーダンスが100Ωとなっている場合、第1のアンテナ部601の入力インピーダンスを50Ωに設定し、出力インピーダンスを100Ωに設定することにより、送信回路部5と第2のアンテナ部602との間において、ほぼ完全なインピーダンス整合をとることができる。
For example, when the output impedance of the
つまり、送信回路部5と、第2のアンテナ部602との間のインピーダンス整合について、両者間に生じるインピーダンス不整合のうちの半分を、第1のアンテナ部601によって補うのである。この為、ヘリカルパターンで構成される第2のアンテナ部602に要する面積が、第1のアンテナ部601を持たない場合の半分で済むこととなる。
That is, about the impedance matching between the
この結果、無線センサ送信装置自身の小型化の要請、及び、消費電流の低減化の要請とを共に実現し、第2のアンテナ部602の低損失化、電磁界の輻射効率の向上を達成することができる。即ち、低い第2のアンテナ部602ヘの入力電力で、通信距離を増大させ、反射的に、第2のアンテナ部前段の回路部の消費電力を低減化させ、無線センサ装置全体での消費電流の低減化、ひいては、電池寿命及び連続動作時間の長期化を達成することができる。
As a result, both the request for downsizing of the wireless sensor transmission device itself and the request for reduction of current consumption are realized, and the
第1のアンテナ部601を、第2のアンテナ部602から分離して設けたことの更に重要な効果として、第2のアンテナ部602の製造バラツキ、及び、温度や湿度の変化に起因するアンテナ効率の変動を抑制できる点を挙げることができる。製造バラツキ、温度や湿度の変化は、送信回路部5と第2のアンテナ部602との間にインピーダンス不整合を生じさせ、送信回路部5の消費電流の増加、電池寿命の劣化をもたらし、無線センサ送信装置としての連続動作時間の減少をもたらす。また、通信距離の劣化をももたらす。
As a further important effect of providing the
即ち、第2のアンテナ部602を、送信回路部5の出カインピーダンスと整合がとれるように、ヘリカル巻きパターンで、すべて構成した場合、基板厚み、基板上に形成されるアンテナ導体パターンの幅、厚みの製造バラツキや、温度や湿度による基板の誘電率の変化に起因して、送信回路部5と第2のアンテナ部602との間にインピーダンス不整合が生じやすくなり、アンテナ効率もそれに応じて劣化することになる。
That is, when the
これに対して、第2のアンテナ部602から分離して、第1のアンテナ部601を設けた本発明によれば、基板厚み、基板上に形成されるアンテナ導体パターンの幅、厚みの製造バラツキや、温度や湿度による基板の誘電率の変化を最小限度に抑え、アンテナ効率を維持することができる。次にこの点について、具体的に説明する。
On the other hand, according to the present invention in which the
回路基板1として、比誘電率εr=4.5のFR-4を用いた場合について、比較例及び実施例における比誘電率の変化率及び無線センサ送信装置の消費電流の一例を以下に示す。
An example of the change rate of the relative permittivity and the consumption current of the wireless sensor transmitter in the comparative example and the example is shown below for the case where FR-4 having a relative permittivity εr = 4.5 is used as the
<比較例>
第1のアンテナ部601を持たず、第2のアンテナ部602を、送信回路部5の出カインピーダンスと整合がとれるように、全てヘリカル巻きパターンで構成した。
(1)回路基板1を85℃の雰囲気中に1000時間保持した場合
εrの変化率=−10%程度
初期消費電流=1.1mA
1000時間後の消費電流=1.3mA
(2)回路基板1を85℃、85%RHの雰囲気中に1000時間保持した場合
εrの変化率=+20%程度
初期消費電流=10mA
1000時間後の消費電流=9mA
上記結果から、仮に、第2のアンテナ部602を、送信回路部5の出カインピーダンスと整合がとれるように、ヘリカル巻きパターンで、すべて構成した場合は、温度及び湿度の変化により、無線センサ送信装置のアンテナ効率が大きく変化してしまうことがわかる。
<Comparative example>
The
(1) When the
εr change rate = about -10%
Initial current consumption = 1.1mA
Current consumption after 1000 hours = 1.3 mA
(2) When the
εr change rate = about + 20%
Initial current consumption = 10mA
Current consumption after 1000 hours = 9 mA
From the above results, if the
<実施例>
(1)回路基板1を85℃の雰囲気中に1000時間保持した場合
εrの変化率=−10%程度(比較例と同じ)
初期消費電流=1.1mA
1000時間後の消費電流=1.1mA
(2)回路基板1を85℃、85%RHの雰囲気中に1000時間保持した場合
εrの変化率=+20%程度(比較例と同じ)
初期消費電流=1.1mA
1000時間後の消費電流=1.4mA
上記結果から明らかなように、第2のアンテナ部を、第2のアンテナ部16と、第1のアンテナ部601とに分けて構成した場合は、温度及び湿度の変化に対する無線センサ送信装置の消費電流の変化が,比較例と比べて、著しく小さくなる。つまり、温度及び湿度の変化にかかわらず、安定したアンテナ効率を確保し得る。
<Example>
(1) When the
εr change rate = about -10% (same as comparative example)
Initial current consumption = 1.1mA
Current consumption after 1000 hours = 1.1 mA
(2) When the
εr change rate = about + 20% (same as comparative example)
Initial current consumption = 1.1 mA
Current consumption after 1000 hours = 1.4 mA
As is clear from the above results, when the second antenna unit is divided into the second antenna unit 16 and the
電池寿命は、消費電流の増加に比例して減少し、その減少率は、高温放置では0%、高温高湿放置では、約30%となる。 The battery life decreases in proportion to the increase in current consumption, and the decrease rate is 0% when left at high temperature and about 30% when left at high temperature and high humidity.
図1の実施例では、第2のアンテナ部は、LまたはLC回路から構成される第1のアンテナ部601と、回路基板1にヘリカル巻きパターンで構成した第2のアンテナ部602の2つのブロックから構成される。具体的には、第1のアンテナ部601は、1個のインダクタL11と、2個のキャパシタC11,C12からなる回路で構成される。このようなLC回路部品としては、1005(1mm×0.5mm)又は1608(1.6mm×0.8mm)と表示される表面実装部品を用いることができる。この為、設置環境条件や、基板の製造公差等の影響をほとんど受けない。
In the embodiment of FIG. 1, the second antenna unit includes two blocks: a
図2の場合、第1のアンテナ部601としては、セラミックブロックに、第2のアンテナ部602と同様のヘリカルパターンを形成した表面実装タイプの部品を用いることができる。セラミックブロックの大きさは2mm程度とすることができ、設置環境条件や基板製造公差による影響は、ほとんど受けない。この為、基板上に形成されるパターンの幅、厚み、また、基板の厚みなどが、製造バラツキにより変化し、第2のアンテナ部602の入カインピーダンスが変化した場合でも、第1のアンテナ部601による、第2のアンテナ部602の入力と送信回路部5の出力インピーダンスとの整合状況は、実質的に影響を受けることはなくなる。基板のεrの経時変化による影響も同様である。
In the case of FIG. 2, as the
第2のアンテナ部602は、電池91の搭載領域外に備えられる。また、第2のアンテナ部602の占有領域内には、第2のアンテナ部602以外の電気的要素、例えば、導体パターン又は他の部品を配置しない構成が好ましい。このような構成によれば、電気信号や、電磁界の第2のアンテナ部602に対する干渉を回避し、ノイズの発生を抑制できる他、渦電流漏れが低減され、第2のアンテナ部利得が向上する。
The
図7は本発明に係る無線センサ送信装置の別の実施例を示す平面図、図8は図7に示した無線センサ送信装置の部分断面図、図9は図7及び図8に示した無線センサ送信装置の底面部分破断面図である。この実施例の特徴は、アンテナ導体61〜64を支持する支持基板60を、無線センサ送信装置のための回路基板1から独立させた点にある。第2のアンテナ部602は、センサ21〜2n、信号処理部4及び送信回路部5の搭載されている回路基板1の一面に搭載されている。
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the wireless sensor transmission device according to the present invention, FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the wireless sensor transmission device shown in FIG. 7, and FIG. 9 is the wireless communication shown in FIGS. It is a bottom fragmentary sectional view of a sensor transmitter. This embodiment is characterized in that the
この実施例によれば、回路基板1が、第2のアンテナ部602の開口面積に影響を与えなくなるため、回路基板1の厚みを薄くし、装置全体の薄型化を達成できる。第2のアンテナ部602の搭載されている回路基板1の一面には、もともと、センサ21〜2n、信号処理部4及び送信回路部5が搭載されているから、第2のアンテナ部602を回路基板1の一面に搭載したとしても、装置全体の厚みが増大することはない。
According to this embodiment, since the
しかも、アンテナ導体61〜64を支持する支持基板60を、回路基板1から独立させてあるため、支持基板60を、回路基板1を構成する誘電体材料よりも高い比誘電率を有する誘電体材料によって構成し、小型化を図りながら、第2のアンテナ部利得を向上させることができる。第2のアンテナ部利得は、支持基板60を構成する誘電体材料の誘電率を調整することによっても、調整することができる。
In addition, since the
図10は本発明に係る無線センサ送信装置の別の実施例を示す平面図、図11は図10に示した無線センサ送信装置の部分断面図である。この実施例では、第2のアンテナ部602を、著しく短くしてある。第2のアンテナ部602は、アンテナ導体61〜64を支持する支持基板60が、無線センサ送信装置のための回路基板1から独立している。
10 is a plan view showing another embodiment of the wireless sensor transmission device according to the present invention, and FIG. 11 is a partial sectional view of the wireless sensor transmission device shown in FIG. In this embodiment, the
図12は本発明に係る無線センサ送信装置の別の実施例を示す平面図、図13は図12に示した無線センサ送信装置の部分断面図、図14は図12、図13に示した無線センサ送信装置の底面図である。この実施例では、第2のアンテナ部602を、著しく短くして、無線センサ送信装置のための回路基板1に組みつけてある。
12 is a plan view showing another embodiment of the wireless sensor transmission device according to the present invention, FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the wireless sensor transmission device shown in FIG. 12, and FIG. 14 is the wireless communication shown in FIGS. It is a bottom view of a sensor transmitter. In this embodiment, the
図15は本発明に係る無線センサ送信装置の更に別の実施例を示す平面図である。この実施例の特徴は、回路基板1の周縁に複数の第2のアンテナ部602を備えることである。このような配置構成によると、複数の第2のアンテナ部602においてそれぞれのアンテナ導体61〜64の長さを調整し、使用する周波数に対応させることができる。第2のアンテナ部602の数は、4個以下、例えば、相対向する2周縁に設ける構成(合計2個)であってもよいし、回路基板1の平面形状によっては、4個以上設けてもよい。
FIG. 15 is a plan view showing still another embodiment of the wireless sensor transmitter according to the present invention. The feature of this embodiment is that a plurality of
図16は本発明に係る無線センサ装置の構成を示すブロック図である。図において、先に示した図面に表れた構成部分に相当する部分については、同一の参照符号を付してある。図示するように、本発明に係る無線センサ送信装置101〜10mは、受信装置8と組み合わされ、無線センサ装置を構成する。図示実施例において、m個の無線センサ送信装置101〜10mが備えられている。これらは、互いに異なる位置に配置されているものとする。無線センサ送信装置101〜10mの個数m(m=1、2、3、...)は任意でよい。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a wireless sensor device according to the present invention. In the figure, parts corresponding to the constituent parts shown in the above-mentioned drawings are given the same reference numerals. As illustrated, the wireless
受信装置8は、アンテナ81と、受信回路82と、CPU等で構成された信号処理回路83と、ディスプレイなどの表示部84とを備える。そのほか、パソコンとのインターフェースをとるための変換部などを備えていてもよい。受信装置8は、無線センサ送信装置101〜10mから送信された無線信号を、アンテナ81及び受信回路82によって受信し、信号処理装置83で処理する。そして、処理結果を、表示部84に表示する。これにより、隔地で測定された物理量を、受信装置8で受信し、解読し、表示することができる。
The receiving device 8 includes an
図17は本発明に係る無線センサ装置の構成を示すブロック図である。図において、先に示した図面に表れた構成部分に相当する部分については、同一の参照符号を付してある。図示するように、図示実施例において、1個の無線センサ送信装置に対して、m個の受信装置801〜80mが備えられている。これらは、互いに異なる位置に配置されているものとする。受信装置801〜80mの個数m(m=1、2、3、...)は任意でよい。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a wireless sensor device according to the present invention. In the figure, parts corresponding to the constituent parts shown in the above-mentioned drawings are given the same reference numerals. As shown in the drawing, in the illustrated embodiment,
受信装置801〜80mのそれぞれは、無線センサ送信装置10から送信された無線信号を、アンテナ81及び受信回路82によって受信し、信号処理装置83で処理する。そして、処理結果を、表示部84に表示する。これにより、隔地で測定された物理量を、別々の場所に設置された受信装置801〜80mで個別的に受信し、解読し、表示することができる。
Each of the
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。 Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is.
1 回路基板
21〜2n センサ
31〜3n センサ回路
4 信号処理部
5 送信回路部
6 アンテナ部
601 第1のアンテナ部
602 第2のアンテナ部
60 支持基板
61〜64 アンテナ導体
91 電池
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記回路基板は、一面に前記センサ部と、前記信号処理部と、前記送信回路部とを有しており、
前記センサ部は、物理量を検出するものであり、
前記信号処理部は、前記センサから出力される検出信号を処理する回路であり、
前記送信回路部は、前記信号処理部から供給される信号を送信する回路であり、
前記アンテナ部は、第1のアンテナ部と、第2のアンテナ部とを含み、前記回路基板に組みつけられており、
前記第1のアンテナ部は、前記第2のアンテナ部と前記送信回路部との間に電気的に接続され、両者間のインピーダンスを整合させるものであり、
前記第2のアンテナ部は、ヘリカル状のアンテナ導体を有しており、
前記第1のアンテナ部は、前記第2のアンテナ部の前記アンテナ導体の巻き進む方向で見て、前記第2のアンテナ部の側方に隣接して設けられている、
無線センサ送信装置。 A wireless sensor transmission device including a circuit board, a sensor unit, a signal processing unit, a transmission circuit unit, and an antenna unit,
The circuit board has the sensor unit, the signal processing unit, and the transmission circuit unit on one surface,
The sensor unit detects a physical quantity,
The signal processing unit is a circuit that processes a detection signal output from the sensor,
The transmission circuit unit is a circuit that transmits a signal supplied from the signal processing unit,
The antenna unit includes a first antenna unit and a second antenna unit, and is assembled to the circuit board;
The first antenna unit is electrically connected between the second antenna unit and the transmission circuit unit, and matches the impedance between the two,
The second antenna portion has a helical antenna conductor,
The first antenna unit is provided adjacent to a side of the second antenna unit as viewed in a direction in which the antenna conductor of the second antenna unit winds.
Wireless sensor transmitter.
前記電池は、前記回路基板の前記他面に組み付けられ、前記センサ部、前記信号処理部及び前記送信回路部に電源を供給するものであり、
前記第1のアンテナ部は、前記回路基板を平面視した場合に前記電池の搭載領域外に備えられている、
無線センサ送信装置。 The wireless sensor transmission device according to claim 1, comprising a battery,
The battery is assembled to the other surface of the circuit board, and supplies power to the sensor unit, the signal processing unit, and the transmission circuit unit.
The first antenna unit is provided outside the mounting area of the battery when the circuit board is viewed in plan.
Wireless sensor transmitter.
前記支持基板は、電気絶縁材料でなり、
前記アンテナ導体は、ヘリカル状であって、前記支持基板の厚みを開口部の2辺とし、前記支持基板の厚み方向にある面と平行な方向に巻き進む、
無線センサ送信装置。 7. The wireless sensor transmission device according to claim 1, wherein the second antenna unit includes a support substrate and an antenna conductor.
The support substrate is made of an electrically insulating material,
The antenna conductor has a helical shape, and the thickness of the support substrate is two sides of the opening, and the antenna conductor advances in a direction parallel to a surface in the thickness direction of the support substrate.
Wireless sensor transmitter.
前記無線センサ送信装置は、請求項1乃至12の何れかに記載されたものでなり、
前記受信装置は、前記無線センサ送信装置から送信された無線信号を受信して処理する、
無線センサ装置。 A wireless sensor device including a wireless sensor transmission device and a reception device,
The wireless sensor transmission device is the one described in any one of claims 1 to 12 ,
The receiving device receives and processes a radio signal transmitted from the wireless sensor transmitting device ;
Wireless sensor device.
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6433335B2 (en) * | 2015-02-26 | 2018-12-05 | 一般財団法人マイクロマシンセンター | Wireless sensor terminal |
JP2016212892A (en) * | 2016-06-27 | 2016-12-15 | ホーチキ株式会社 | Temperature measuring chip |
JP2021113732A (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 三菱重工業株式会社 | Measuring device, measuring system and measuring method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0797880A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-11 | Tokai Rika Co Ltd | Receiver and antenna built in receiver |
JP2001077612A (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-23 | Tdk Corp | Rf unit |
JP2002204114A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna device and communication equipment using the same |
JP2003069329A (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Mitsubishi Materials Corp | Antenna |
JP2003124721A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Chip antenna packaged substrate and communication device for moving object |
JP2004024551A (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device for sensor system |
-
2004
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0797880A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-11 | Tokai Rika Co Ltd | Receiver and antenna built in receiver |
JP2001077612A (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-23 | Tdk Corp | Rf unit |
JP2002204114A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna device and communication equipment using the same |
JP2003069329A (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Mitsubishi Materials Corp | Antenna |
JP2003124721A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Chip antenna packaged substrate and communication device for moving object |
JP2004024551A (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device for sensor system |
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