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JP2010088098A - Measuring instrument and wireless apparatus for transmitting/receiving measured value output from the measuring instrument - Google Patents

Measuring instrument and wireless apparatus for transmitting/receiving measured value output from the measuring instrument Download PDF

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JP2010088098A
JP2010088098A JP2009024670A JP2009024670A JP2010088098A JP 2010088098 A JP2010088098 A JP 2010088098A JP 2009024670 A JP2009024670 A JP 2009024670A JP 2009024670 A JP2009024670 A JP 2009024670A JP 2010088098 A JP2010088098 A JP 2010088098A
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loop antenna
antenna
ground plate
wireless device
loop
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Japanese (ja)
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Junichi Saito
潤一 斎藤
Masaki Sugiyama
正樹 杉山
Yoshihiro Miyashita
功寛 宮下
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and installation place free wireless apparatus and a measuring instrument comprising the wireless apparatus. <P>SOLUTION: In a measuring instrument 100 for measuring usage of tapped water, gases, electricity and the like, a wireless apparatus 200 is provided which performs wireless communication. The wireless apparatus 200 includes a planar ground plate 201 including a ground conductor; a loop antenna 204 provided on the ground plate 201; a signal feeding means 203 for feeding a signal to the loop antenna 204; and a battery 205 for powering the signal feeding means 203, wherein a reinforced portion 802 and a reinforced portion 803 are provided on the loop antenna 204. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、水道やガス、電気などの使用量を計測する計測装置において、無線通信機能を有する無線装置を具備した計測装置及び前記計測装置から出力される計測値を送受信する無線装置に関するものである。   The present invention relates to a measurement device that measures the amount of water, gas, electricity, etc. used, a measurement device that includes a wireless device having a wireless communication function, and a wireless device that transmits and receives measurement values output from the measurement device. is there.

近年、計測装置で計測した水道、ガス、電気などの使用量を、計測装置に接続された無線装置によって無線通信を利用して収集する自動検針システムが導入されている。無線装置の設置位置は、壁、計測装置の筐体のような金属物、配管が近接する環境であり、設置場所を選ばない小型でかつ金属の影響に強い無線装置が望まれていた。   In recent years, an automatic meter-reading system has been introduced that collects the amount of water, gas, electricity, and the like measured by a measuring device using wireless communication by a wireless device connected to the measuring device. The installation position of the wireless device is an environment in which a metal object such as a wall, a casing of a measuring device, and piping are close to each other, and a wireless device that is small in size and strong against the influence of metal is desired.

従来の無線装置は、低背である逆F型アンテナで構成され、設置位置を限定することにより金属など周囲の影響を回避していた(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開平09−027092号公報 特開平11−086174号公報
A conventional wireless device is configured by an inverted F-type antenna having a low profile, and avoids the influence of surroundings such as metal by limiting the installation position (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 09-027092 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-086174

しかしながら、上記従来の構成では、アンテナの構造が複雑となることから無線装置のサイズが大きくなり、さらに無線装置の設置における自由度が低くなっていた。   However, in the above-described conventional configuration, the size of the wireless device is increased because the antenna structure is complicated, and the degree of freedom in installing the wireless device is reduced.

本発明は、上記従来の課題に鑑み、小型で設置場所を選ばない無線装置を具備する計測装置及び計測装置から出力される計測値を送受信する無線装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a measuring device including a wireless device that is small and can be installed anywhere, and a wireless device that transmits and receives measurement values output from the measuring device.

上記課題を解決するために、本発明の計測装置は、無線通信を行う無線装置を具備し、その無線装置は、接地導体を有する平面状の接地板と、接地板上に設けたループアンテナと、ループアンテナに対して信号の給電を行う信号給電手段と、信号給電手段に電源を供給する電池とで構成され、ループアンテナの一端は接地板に接続され、ループアンテナの他端は信号給電手段に接続され、ループアンテナのループ面が接地板に対して垂直となるように形成され、ループアンテナの一部に補強手段を設けたものである。   In order to solve the above problems, a measuring device of the present invention includes a wireless device that performs wireless communication, and the wireless device includes a planar ground plate having a ground conductor, and a loop antenna provided on the ground plate. The loop antenna includes a signal feeding unit that feeds a signal to the loop antenna and a battery that supplies power to the signal feeding unit. One end of the loop antenna is connected to the ground plate, and the other end of the loop antenna is the signal feeding unit. The loop surface of the loop antenna is formed so as to be perpendicular to the ground plate, and reinforcing means is provided on a part of the loop antenna.

これによれば、無線装置は小型化し、設置場所を限定する必要がなくなるにも関わらず、計測装置として高い通信性能が獲得できるとともに、ループアンテナの強度が補強される。   According to this, although the wireless device is downsized and it is not necessary to limit the installation location, high communication performance can be obtained as a measuring device and the strength of the loop antenna is reinforced.

また、本発明の無線装置は、接地導体を有する平面状の接地板と、接地板上に設けたループアンテナと、ループアンテナに対して信号の給電を行う信号給電手段と、信号給電手段に電源を供給する電池を備え、ループアンテナの一端は接地板に接続され、ループアンテナの他端は信号給電手段に接続され、ループアンテナのループ面が接地板に対して垂直となるように形成され、ループアンテナの一部に補強手段を設けたものである。   In addition, the wireless device of the present invention includes a planar ground plate having a ground conductor, a loop antenna provided on the ground plate, a signal feeding unit that feeds signals to the loop antenna, and a power source for the signal feeding unit. The loop antenna is connected to the ground plate, the other end of the loop antenna is connected to the signal feeding means, and the loop surface of the loop antenna is formed perpendicular to the ground plate, A reinforcing means is provided on a part of the loop antenna.

これによれば、無線装置は小型化し、設置場所が限定されなくなる。また、ループアンテナの強度が補強される。   According to this, the wireless device is downsized and the installation location is not limited. In addition, the strength of the loop antenna is reinforced.

本発明の計測装置また無線装置は、無線装置を小型化し、かつ設置場所が限定されない課題を達成する上で大きくならざるを得ないループアンテナの強度を補強し、ループアンテナの損傷による通信性能の劣化を防ぐものである。   The measuring device or the wireless device of the present invention reinforces the strength of the loop antenna, which must be increased in order to reduce the size of the wireless device and achieve the problem where the installation location is not limited, and improves the communication performance due to the damage of the loop antenna. Prevents deterioration.

第1の発明は計測装置に関するもので、無線通信を行う無線装置を具備し、無線装置は、接地導体を有する平面状の接地板と、前記接地板上に設けたループアンテナと、前記ループアンテナに対して信号の給電を行う信号給電手段と、前記信号給電手段に電源を供給する電池とで構成され、前記ループアンテナの一端は前記接地板に接続され、前記ループアンテナの他端は前記信号給電手段に接続され、前記ループアンテナのループ面が前記接地板に対して垂直となるように形成され、前記ループアンテナの一部に補強手段を設けたものである。   A first invention relates to a measuring device, and includes a wireless device that performs wireless communication. The wireless device includes a planar ground plate having a ground conductor, a loop antenna provided on the ground plate, and the loop antenna. Signal feeding means for feeding a signal to the battery, and a battery for supplying power to the signal feeding means. One end of the loop antenna is connected to the ground plate, and the other end of the loop antenna is the signal. The loop antenna is connected to a feeding means, formed so that a loop surface of the loop antenna is perpendicular to the ground plate, and reinforcing means is provided on a part of the loop antenna.

これによれば、無線装置を小型化し、かつ設置場所が限定されない課題を達成する上で大きくならざるを得ないループアンテナの強度を補強し、ループアンテナの損傷による通信性能の劣化を未然に防ぐことができる。   According to this, it is necessary to reinforce the strength of the loop antenna, which must be increased in order to achieve a miniaturized wireless device and to achieve an unlimited installation location, and prevent deterioration in communication performance due to damage to the loop antenna. be able to.

第2の発明は、第1の発明の補強手段において、ループアンテナの一部を凹部または凸部として形成したものである。これによれば、ループアンテナの一部の形状を変形させることで、簡単に強度を増すことができる。   According to a second invention, in the reinforcing means of the first invention, a part of the loop antenna is formed as a concave portion or a convex portion. According to this, the strength can be easily increased by deforming a part of the shape of the loop antenna.

第3の発明は水道、ガス、電気などの使用量を計測する計測装置から出力される計測値を送受信する無線装置に関するもので、接地導体を有する平面状の接地板と、前記接地板上に設けたループアンテナと、前記ループアンテナに対して信号の給電を行う信号給電手段と、前記信号給電手段に電源を供給する電池を備え、前記ループアンテナの一端は前記接地板に接続され、前記ループアンテナの他端は前記信号給電手段に接続され、前記ループアンテナのループ面が前記接地板に対して垂直となるように形成され、前記ループアンテナの一部に補強手段を設けたものである。   A third invention relates to a wireless device that transmits and receives measurement values output from a measuring device that measures the amount of water, gas, electricity, etc., and a planar ground plate having a ground conductor, on the ground plate A loop antenna provided; a signal feeding unit that feeds a signal to the loop antenna; and a battery that supplies power to the signal feeding unit. One end of the loop antenna is connected to the ground plate; The other end of the antenna is connected to the signal feeding means, the loop surface of the loop antenna is formed so as to be perpendicular to the ground plate, and reinforcing means is provided on a part of the loop antenna.

これによれば、無線装置を小型化し、かつ設置場所が限定されない課題を達成する上で大きくならざるを得ないループアンテナの強度を補強し、ループアンテナの損傷による通信性能の劣化を未然に防ぐことができる。   According to this, it is necessary to reinforce the strength of the loop antenna, which must be increased in order to achieve a miniaturized wireless device and to achieve an unlimited installation location, and prevent deterioration in communication performance due to damage to the loop antenna. be able to.

第4の発明は、第3の発明の補強手段において、ループアンテナの一部を凹部または凸部として形成したものである。これによれば、ループアンテナの一部の形状を変形させることで、簡単に強度を増すことができる。   According to a fourth invention, in the reinforcing means of the third invention, a part of the loop antenna is formed as a concave portion or a convex portion. According to this, the strength can be easily increased by deforming a part of the shape of the loop antenna.

以下、本発明の計測装置を実施するための最良の形態について、図面に沿って説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   The best mode for carrying out the measuring device of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
以下に、本発明の計測装置の実施の形態1の詳細について説明する。
(Embodiment 1)
Details of the first embodiment of the measuring apparatus of the present invention will be described below.

図1は本発明の計測装置100を示す図であり、計測装置100には配管を接続する接続部101と、配管を流れるガスや水道の流量計測値を表示する表示部102と、表示部102の覆う開閉自在の蓋部103が備えられている。また、表示部102の周辺には、流量計測値を外部の無線端末に送信し、また無線端末と何らかの無線信号を送受信する無線装置200が備えられている。   FIG. 1 is a diagram showing a measuring apparatus 100 according to the present invention. In the measuring apparatus 100, a connecting part 101 for connecting a pipe, a display part 102 for displaying a flow rate measurement value of gas or water flowing through the pipe, and a display part 102 are shown. A cover 103 that can be freely opened and closed is provided. Further, around the display unit 102, a wireless device 200 that transmits the flow rate measurement value to an external wireless terminal and transmits / receives some wireless signal to / from the wireless terminal is provided.

次に、図2を用いて無線装置200の構成について詳細を説明する。なお、図2におい
てX、YおよびZは各々の座標軸を示すものである。また、図2では、説明を行う上で無線装置200の内部構成を直接描いているが、実際は下記に説明する個々の構成はケース体で覆われている。
Next, details of the configuration of the wireless device 200 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, X, Y, and Z indicate respective coordinate axes. In FIG. 2, the internal configuration of the wireless device 200 is directly drawn for the sake of explanation, but in reality, each configuration described below is covered with a case body.

図2において、接地板201は、接地導体を有する接地板である。送受信回路202は、接地板201上に設けられ、送信信号を生成し出力し、入力された受信信号を処理する送受信回路である。なお、送受信回路202は、送信回路のみ、または受信回路のみであってもよい。   In FIG. 2, a ground plate 201 is a ground plate having a ground conductor. The transmission / reception circuit 202 is a transmission / reception circuit that is provided on the ground plate 201, generates and outputs a transmission signal, and processes an input reception signal. Note that the transmission / reception circuit 202 may be only a transmission circuit or only a reception circuit.

整合回路203は、接地板201上に設けられ、後述するループアンテナ204と送受信回路202に接続され、後述するループアンテナ204へ効率よく給電するため、ループアンテナ204と送受信回路202との間のインピーダンスの整合を行う整合回路である(特許請求の範囲における信号給電手段に相当する)。   The matching circuit 203 is provided on the ground plate 201 and is connected to a loop antenna 204 and a transmission / reception circuit 202, which will be described later. In order to efficiently supply power to the loop antenna 204, which will be described later, the impedance between the loop antenna 204 and the transmission / reception circuit 202 Is a matching circuit (corresponding to the signal power supply means in the claims).

図3は、整合回路203の構成例を示す図である。直列コンデンサと並列コンデンサにて構成される。ループアンテナ204は放射抵抗が小さいため、損失の非常に小さい整合回路が必要である。インダクタはコンデンサに比べて損失が大きいため、整合回路に使用すると、放射効率が劣化し、利得が大幅に低下する。よって、コンデンサによる整合回路の構成が望ましい。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the matching circuit 203. It consists of a series capacitor and a parallel capacitor. Since the loop antenna 204 has a small radiation resistance, a matching circuit with a very small loss is required. Since an inductor has a larger loss than a capacitor, when used in a matching circuit, the radiation efficiency is degraded and the gain is greatly reduced. Therefore, a configuration of a matching circuit using a capacitor is desirable.

ループアンテナ204は、形成するループ面が接地板201の面に対して略垂直になるように設けられ、2つの給電端の一方が整合回路203と電気的に接続し、もう一方が接地板201と電気的に接続するループ状の導体からなるループアンテナである。   The loop antenna 204 is provided such that the loop surface to be formed is substantially perpendicular to the surface of the ground plate 201, one of the two power supply ends is electrically connected to the matching circuit 203, and the other is the ground plate 201. Is a loop antenna made of a loop-shaped conductor that is electrically connected.

ループアンテナ204は、全長が送受信する電波の波長以下である。また、ループアンテナ204のループの形状は板状の導体をコの字型となるように直角に折り曲げて形成しているが、図1のような矩形でなくてもループ面が接地板201の面に対して略垂直になる形状であればよい。また、ループアンテナ204は、接地板201の端に設けられている。   The loop antenna 204 has a full length equal to or less than the wavelength of the radio wave transmitted and received. Further, the loop shape of the loop antenna 204 is formed by bending a plate-like conductor at a right angle so as to be a U-shape, but the loop surface is not the rectangle as shown in FIG. Any shape that is substantially perpendicular to the surface may be used. The loop antenna 204 is provided at the end of the ground plate 201.

電池205は2つの端子が送受信回路202と接地板201とに電気的に接続され、送受信回路202に電力を供給する電池である。   The battery 205 is a battery in which two terminals are electrically connected to the transmission / reception circuit 202 and the ground plate 201 to supply power to the transmission / reception circuit 202.

設置物206は本発明のアンテナ装置をX方向に設置する表面を導体で構成された設置物である(図1に則すると計測装置100の側面に相当する)。   The installation object 206 is an installation object in which the surface on which the antenna device of the present invention is installed in the X direction is made of a conductor (corresponding to the side surface of the measurement apparatus 100 according to FIG. 1).

以上のように構成された本発明のアンテナ装置について、その動作を説明する。図1において地面がXY平面と平行であり、Z軸方向の偏波を垂直偏波、垂直偏波に直交する偏波を水平偏波とする。送受信回路202によってループアンテナ204に給電され、図1の破線のような2つの経路(以下、経路A、経路Bと称する)にて電流は流れる。   The operation of the antenna device of the present invention configured as described above will be described. In FIG. 1, the ground is parallel to the XY plane, the polarization in the Z-axis direction is vertical polarization, and the polarization orthogonal to the vertical polarization is horizontal polarization. Electric power is supplied to the loop antenna 204 by the transmission / reception circuit 202, and current flows through two paths (hereinafter referred to as a path A and a path B) as indicated by broken lines in FIG.

経路Aはループアンテナ204を経由して接地板201に流れる経路である。XY平面上をループ状に電流が流れ、図1の点線のようなループ軸方向の磁流が発生し水平偏波を放射する。ループアンテナ204は磁流を放射源とする磁流アンテナとして動作する。   The path A is a path that flows to the ground plate 201 via the loop antenna 204. A current flows in a loop on the XY plane, and a magnetic current in the direction of the loop axis as shown by the dotted line in FIG. 1 is generated to radiate horizontally polarized waves. The loop antenna 204 operates as a magnetic current antenna using a magnetic current as a radiation source.

経路Bは接地板201にZ軸方向に流れる経路である。接地板201内のZ軸方向にループアンテナ素子があるので、Z軸方向に電流が流れ、垂直偏波を放射する。接地板201は電流を放射源とする電流アンテナとして動作する。   A path B is a path that flows in the Z-axis direction to the ground plate 201. Since there is a loop antenna element in the Z-axis direction in the ground plate 201, current flows in the Z-axis direction and radiates vertically polarized waves. The ground plate 201 operates as a current antenna using a current as a radiation source.

磁流アンテナは、磁流方向が金属面と平行であるとき利得が高くなり、直交するとき利
得が低下する。反対に電流アンテナは、電流方向が金属面と平行であるとき利得が低下し、直交するとき利得が高くなる。
The magnetic current antenna has a high gain when the magnetic current direction is parallel to the metal surface, and the gain decreases when the magnetic current antenna is orthogonal. On the contrary, the current antenna has a low gain when the current direction is parallel to the metal surface, and a high gain when the current direction is orthogonal.

設置物206が無線装置200からみて図1のようにX方向もしくはY方向にあるとき、ループアンテナ204は磁流アンテナとして動作するため、利得が高くなる。接地板201は電流アンテナとして動作するため、利得が大きく低下する。よって、設置物206がX、Y方向から接近したとき、磁流アンテナとして動作する。   When the installation object 206 is in the X direction or the Y direction as shown in FIG. 1 when viewed from the wireless device 200, the loop antenna 204 operates as a magnetic current antenna, so that the gain is increased. Since the ground plate 201 operates as a current antenna, the gain is greatly reduced. Therefore, when the installation object 206 approaches from the X and Y directions, it operates as a magnetic current antenna.

設置物206が無線装置200からみてZ方向にあるとき、ループアンテナ204は磁流アンテナとして動作するため、利得が大きく低下する。接地板201は電流アンテナとして動作するため、利得が高くなる。よって、設置物206がZ方向から接近したとき、電流アンテナとして動作する。   When the installation object 206 is in the Z direction when viewed from the wireless device 200, the loop antenna 204 operates as a magnetic current antenna, so that the gain is greatly reduced. Since the ground plate 201 operates as a current antenna, the gain is increased. Therefore, when the installation object 206 approaches from the Z direction, it operates as a current antenna.

つまり、本発明の無線装置200を導体からなる設置物206のどの方向につけてもアンテナ利得が劣化することがない。   In other words, the antenna gain does not deteriorate no matter which direction of the installation object 206 made of a conductor the wireless device 200 of the present invention is attached.

以上によれば、無線装置200をどの方向から設置してもアンテナ特性が劣化せず、設置場所を選ばない無線装置200を実現できる。また波長に対して小さいループアンテナ204を接地板201に載せるだけの構成であり、小型で簡易な構成で実現できる。   According to the above, it is possible to realize the wireless device 200 in which the antenna characteristics do not deteriorate no matter which direction the wireless device 200 is installed, and the installation location is not selected. Further, the configuration is such that the loop antenna 204 that is small with respect to the wavelength is simply placed on the ground plate 201, and can be realized with a small and simple configuration.

なお、本発明は計測装置100の近傍に金属性の配管や壁などがあることや、また計測装置100自体が金属性である場合であっても、無線通信の性能を劣化させないことを目的とするものである。したがって、計測装置100が何を計測するかは本質的ではなく、例えば計測装置100は、電気使用量を計測するメータであっても本発明を適用できる。また、無線装置200に関しても、必ずしも計測装置100の近傍に具備される必要はなく、例えば計測装置と外部無線端末との無線通信を中継する無線中継器にも適用できる。   The present invention has an object to prevent the performance of wireless communication from being deteriorated even when there is a metallic pipe or wall in the vicinity of the measuring device 100, or even when the measuring device 100 itself is metallic. To do. Therefore, what the measuring device 100 measures is not essential. For example, even if the measuring device 100 is a meter that measures the amount of electricity used, the present invention can be applied. Further, the wireless device 200 is not necessarily provided in the vicinity of the measuring device 100, and can be applied to a wireless repeater that relays wireless communication between the measuring device and an external wireless terminal, for example.

接地板201の寸法について説明する。図4は接地板201のZ方向の長さLとアンテナの放射効率との関係を示す図である。図5は接地板201のZ方向の長さLとアンテナの入力インピーダンスZ11の実部、虚部との関係を示す図である。接地板201の長さとともに放射効率が高くなる。入力インピーダンスの虚部は誘導性を示し、接地板201の長さが50〜90mm付近のとき、もっとも低い。インピーダンスが高くなると、インピーダンス整合のためのコンデンサの容量が小さくなり、整合が難しくなる。つまり、接地板201の長さは50〜90mm付近とするのがよい。   The dimensions of the ground plate 201 will be described. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the length L in the Z direction of the ground plate 201 and the radiation efficiency of the antenna. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the length L in the Z direction of the ground plate 201 and the real and imaginary parts of the input impedance Z11 of the antenna. The radiation efficiency increases with the length of the ground plate 201. The imaginary part of the input impedance is inductive and is lowest when the length of the ground plate 201 is around 50 to 90 mm. When the impedance is increased, the capacitance of the capacitor for impedance matching becomes small, and matching becomes difficult. That is, the length of the ground plate 201 is preferably about 50 to 90 mm.

ループアンテナ204と電池205との距離について説明する。図6はループアンテナ204と電池205間の距離Dとアンテナの放射効率との関係を示す図である。hはループアンテナ204のX方向つまり高さ方向の寸法を表す。ループの高さにかかわらず、ループアンテナ204と電池205間の距離が10mm以下になると大幅に放射効率が低下する。つまり、ループアンテナ204と電池205との距離は10mm以上とするのがよい。   The distance between the loop antenna 204 and the battery 205 will be described. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the distance D between the loop antenna 204 and the battery 205 and the radiation efficiency of the antenna. h represents the dimension of the loop antenna 204 in the X direction, that is, the height direction. Regardless of the height of the loop, if the distance between the loop antenna 204 and the battery 205 is 10 mm or less, the radiation efficiency is significantly reduced. That is, the distance between the loop antenna 204 and the battery 205 is preferably 10 mm or more.

整合回路203について説明する。図7は、図3に対して直列コンデンサと並列コンデンサの位置を入れ替えた場合の整合回路203の構成例を示す図である。周波数を434MHz、アンテナの入力インピーダンスを実部1Ω、虚部180Ωとしたときの整合例を示す。   The matching circuit 203 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the matching circuit 203 when the positions of the series capacitor and the parallel capacitor are switched with respect to FIG. 3. An example of matching when the frequency is 434 MHz, the input impedance of the antenna is 1 Ω real part, and 180 Ω imaginary part is shown.

図3のようにアンテナから見て直列コンデンサが最初にある場合、直列コンデンサC1は2.12pF、並列コンデンサC2は51pFとなる。しかし、図7のようにアンテナから見て並列コンデンサが最初にある場合、直列コンデンサC1は0.29pF、並列コンデンサC2は1.75pFとなり、コンデンサの容量値が小さくなる。特に直列コンデンサの容量値は0.5pF以下となり非常に小さくなるため、非常に高精度なコンデンサが必要となり実現が難しい。よって、400MHz帯においては図3のようなアンテナから見て直列コンデンサが最初にある整合回路の構成が望ましい。   As shown in FIG. 3, when the series capacitor is first seen from the antenna, the series capacitor C1 is 2.12 pF and the parallel capacitor C2 is 51 pF. However, when the parallel capacitor is first seen from the antenna as shown in FIG. 7, the series capacitor C1 is 0.29 pF and the parallel capacitor C2 is 1.75 pF, and the capacitance value of the capacitor becomes small. In particular, since the capacitance value of the series capacitor is 0.5 pF or less and becomes very small, a very high-accuracy capacitor is required, which is difficult to realize. Therefore, in the 400 MHz band, a configuration of a matching circuit having a series capacitor first as viewed from the antenna as shown in FIG. 3 is desirable.

無線装置200のケース体内の構成について説明する。図8−1は無線装置200のケース体内の斜視図、図8−2は無線装置200のケース体内の正面図、図8−3は無線装置200のケース体内の背面図、図8−4は無線装置200のケース体内の右側面図、図8−5は無線装置200のケース体内の左側面図、図8−6は無線装置200のケース体内の下面図、図8−7は無線装置200のケース体内の底面図である。   A configuration in the case body of the wireless device 200 will be described. 8A is a perspective view of the inside of the case of the wireless device 200, FIG. 8B is a front view of the inside of the case of the wireless device 200, FIG. 8C is a rear view of the inside of the case of the wireless device 200, and FIG. FIG. 8-5 is a left side view of the case body of the wireless device 200, FIG. 8-6 is a bottom view of the case body of the wireless device 200, and FIG. It is a bottom view in the case body.

図8−1から図8−7に示すように、ループアンテナ204を基板801上の一端辺上に配置し、電池205を基板801外のループアンテナ204と対面する位置に配置する。そして、電池205は基板801上に設けたコネクタからケーブル線を介して電気的に接続され、電池205の極とケーブル線は半田付けにより固定されている。接地板201の長さを50mm、ループアンテナ204と電池205との距離を52mm、ループアンテナ204の高さを17mmとしている。このような構成とすることで、アンテナ利得が劣化することがない。   As illustrated in FIGS. 8-1 to 8-7, the loop antenna 204 is disposed on one end side on the substrate 801, and the battery 205 is disposed at a position facing the loop antenna 204 outside the substrate 801. The battery 205 is electrically connected through a cable line from a connector provided on the substrate 801, and the pole of the battery 205 and the cable line are fixed by soldering. The length of the ground plate 201 is 50 mm, the distance between the loop antenna 204 and the battery 205 is 52 mm, and the height of the loop antenna 204 is 17 mm. With such a configuration, the antenna gain does not deteriorate.

無線装置200のケース体内の構成について実施例4とは異なる形態を説明する。図9−1は無線装置200のケース体内の斜視図、図9−2は無線装置200のケース体内の正面図、図9−3は無線装置200のケース体内の背面図、図9−4は無線装置200のケース体内の右側面図、図9−5は無線装置200のケース体内の左側面図、図9−6は無線装置200のケース体内の下面図、図9−7は無線装置200のケース体内の底面図である。   The configuration of the wireless device 200 in the case body will be described in a different form from the fourth embodiment. 9A is a perspective view of the wireless device 200 in the case body, FIG. 9B is a front view of the wireless device 200 in the case body, FIG. 9C is a rear view of the wireless device 200 in the case body, and FIG. 9-5 is a left side view of the wireless device 200 in the case, FIG. 9-6 is a bottom view of the wireless device 200 in the case, and FIG. 9-7 is a wireless device 200. It is a bottom view in the case body.

図9−1から図9−7に示すように、ループアンテナ204を基板801上の一端辺上に配置し、電池205を基板801外のループアンテナ204と対面する位置に配置する。また、ループアンテナ204上に補強部802を設けている。補強部802は、ループアンテナ204の表面を凸上にして形成されたものである。接地板201の長さを50mm、ループアンテナ204と電池205との距離を52mm、ループアンテナ204の高さを17mmとしている。   As illustrated in FIGS. 9-1 to 9-7, the loop antenna 204 is disposed on one end side on the substrate 801, and the battery 205 is disposed at a position facing the loop antenna 204 outside the substrate 801. A reinforcing portion 802 is provided on the loop antenna 204. The reinforcing portion 802 is formed with the loop antenna 204 having a convex surface. The length of the ground plate 201 is 50 mm, the distance between the loop antenna 204 and the battery 205 is 52 mm, and the height of the loop antenna 204 is 17 mm.

ループアンテナ204は板状の導体をコの字型となるように直角に折り曲げて形成し、かつ一定の通信特性を得るためには一定以上の寸法を採らなくてはならないので、製造工程でループアンテナ204が意図せずに変形する場合がある。そこで、補強部802を設けることで、ループアンテナ204の強度が増す。なお、ループアンテナ204の強度向上により得られる効果は、製造工程に限らない。また、補強部802は、ループアンテナ204の表面を凹上にして形成してもよい。   The loop antenna 204 is formed by bending a plate-like conductor at a right angle so as to form a U-shape, and in order to obtain a certain communication characteristic, a certain dimension or more must be taken. The antenna 204 may be deformed unintentionally. Therefore, providing the reinforcing portion 802 increases the strength of the loop antenna 204. The effect obtained by improving the strength of the loop antenna 204 is not limited to the manufacturing process. Further, the reinforcing portion 802 may be formed by making the surface of the loop antenna 204 concave.

無線装置200のケース体内の構成について実施例4、実施例5とは異なる形態を説明する。図10−1は無線装置200のケース体内の斜視図、図10−2は無線装置200のケース体内の正面図、図10−3は無線装置200のケース体内の背面図、図10−4は無線装置200のケース体内の右側面図、図10−5は無線装置200のケース体内の
左側面図、図10−6は無線装置200のケース体内の下面図、図10−7は無線装置200のケース体内の底面図である。
The configuration in the case body of the wireless device 200 will be described in a different form from the fourth and fifth embodiments. 10-1 is a perspective view inside the case body of the wireless device 200, FIG. 10-2 is a front view inside the case body of the wireless device 200, FIG. 10-3 is a rear view inside the case body of the wireless device 200, and FIG. 10-5 is a left side view of the wireless device 200 in the case body, FIG. 10-6 is a bottom view of the wireless device 200 in the case body, and FIG. 10-7 is the wireless device 200. It is a bottom view in the case body.

実施例2で説明したようにループアンテナ204と電池205との距離は10mm以上とするのが好ましいが、図10−1から図10−7に示すようにループアンテナ204のループ面に対して電池205を縦方向に配置することで、ループ面に対する電池の射影面積が小さくなり、放射効率の低下を緩和することができる。   As described in the second embodiment, the distance between the loop antenna 204 and the battery 205 is preferably 10 mm or more. However, as shown in FIG. 10-1 to FIG. By arranging 205 in the vertical direction, the projected area of the battery with respect to the loop surface is reduced, and the reduction in radiation efficiency can be mitigated.

無線装置200のケース体内の構成について実施例4〜実施例6とは異なる形態を説明する。図11−1は無線装置200のケース体内の斜視図、図11−2は無線装置200のケース体内の正面図、図11−3は無線装置200のケース体内の背面図、図11−4は無線装置200のケース体内の右側面図、図11−5は無線装置200のケース体内の左側面図、図11−6は無線装置200のケース体内の下面図、図11−7は無線装置200のケース体内の底面図である。また、図11−2において、A−A´断面を図11−8に示す。   The configuration of the wireless device 200 in the case body will be described in a different form from the fourth to sixth embodiments. 11-1 is a perspective view inside the case body of the wireless device 200, FIG. 11-2 is a front view inside the case body of the wireless device 200, FIG. 11-3 is a rear view inside the case body of the wireless device 200, and FIG. 11-5 is a left side view of the case body of the wireless device 200, FIG. 11-6 is a bottom view of the case body of the wireless device 200, and FIG. It is a bottom view in the case body. Moreover, in FIG. 11-2, AA 'cross section is shown to FIG. 11-8.

実施例7では、ループアンテナ204のループ面に対して電池205を縦方向に配置することで、ループ面に対する電池の射影面積が小さくなり、放射効率の低下を緩和することができる。また、ループアンテナ204上に補強部802とともに補強部803を設けている。補強部803は、ループアンテナ204の折曲部を凹上にして形成されたものであり、ループアンテナ204の強度を増す。   In Example 7, by disposing the battery 205 in the vertical direction with respect to the loop surface of the loop antenna 204, the projected area of the battery with respect to the loop surface is reduced, and the reduction in radiation efficiency can be mitigated. Further, a reinforcing portion 803 is provided on the loop antenna 204 together with the reinforcing portion 802. The reinforcing portion 803 is formed by making the bent portion of the loop antenna 204 concave, and increases the strength of the loop antenna 204.

なお、実施例4から実施例7では基板801と電池205と離して構成しているが、基板801上に電池205を配置してもよい。   Note that although the substrate 801 and the battery 205 are separated from each other in the fourth to seventh embodiments, the battery 205 may be disposed on the substrate 801.

本発明のアンテナ装置は、水道、ガス、電気などの計測装置に取り付ける無線装置に限らず、配管や壁などに取り付ける無線中継器に対しても適用できる。   The antenna device of the present invention can be applied not only to a wireless device attached to a measuring device such as water, gas, electricity, but also to a wireless repeater attached to a pipe or a wall.

本発明の実施の形態1における計測装置の概略図Schematic of the measuring device in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1におけるアンテナ装置の構成図Configuration diagram of antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における整合回路の構成図Configuration diagram of matching circuit in Embodiment 1 of the present invention 接地板のZ方向の長さLとアンテナの放射効率との関係を示す図The figure which shows the relationship between the length L of the Z direction of a ground plate and the radiation efficiency of an antenna 接地板のZ方向の長さLとアンテナの入力インピーダンスZ11の実部、虚部との関係を示す図The figure which shows the relationship between the length L of the Z direction of a ground plane, and the real part and imaginary part of the input impedance Z11 of an antenna ループアンテナと電池間の距離Dとアンテナの放射効率との関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance D between a loop antenna and a battery, and the radiation efficiency of an antenna 直列コンデンサと並列コンデンサの位置を入れ替えた場合の整合回路の構成図Configuration diagram of matching circuit when the position of series capacitor and parallel capacitor is switched アンテナ装置の具体的な構成図(斜視図)Specific configuration diagram of antenna device (perspective view) アンテナ装置の具体的な構成図(正面図)Specific configuration diagram of antenna device (front view) アンテナ装置の具体的な構成図(背面図)Specific configuration diagram of antenna device (rear view) アンテナ装置の具体的な構成図(右側面図)Specific configuration diagram of antenna device (right side view) アンテナ装置の具体的な構成図(左側面図)Specific configuration diagram of antenna device (left side view) アンテナ装置の具体的な構成図(下面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(底面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(斜視図)Specific configuration diagram of antenna device (perspective view) アンテナ装置の具体的な構成図(正面図)Specific configuration diagram of antenna device (front view) アンテナ装置の具体的な構成図(背面図)Specific configuration diagram of antenna device (rear view) アンテナ装置の具体的な構成図(右側面図)Specific configuration diagram of antenna device (right side view) アンテナ装置の具体的な構成図(左側面図)Specific configuration diagram of antenna device (left side view) アンテナ装置の具体的な構成図(下面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(底面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(斜視図)Specific configuration diagram of antenna device (perspective view) アンテナ装置の具体的な構成図(正面図)Specific configuration diagram of antenna device (front view) アンテナ装置の具体的な構成図(背面図)Specific configuration diagram of antenna device (rear view) アンテナ装置の具体的な構成図(右側面図)Specific configuration diagram of antenna device (right side view) アンテナ装置の具体的な構成図(左側面図)Specific configuration diagram of antenna device (left side view) アンテナ装置の具体的な構成図(下面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(底面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(斜視図)Specific configuration diagram of antenna device (perspective view) アンテナ装置の具体的な構成図(正面図)Specific configuration diagram of antenna device (front view) アンテナ装置の具体的な構成図(背面図)Specific configuration diagram of antenna device (rear view) アンテナ装置の具体的な構成図(右側面図)Specific configuration diagram of antenna device (right side view) アンテナ装置の具体的な構成図(左側面図)Specific configuration diagram of antenna device (left side view) アンテナ装置の具体的な構成図(下面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(底面図)Specific configuration diagram of antenna device (bottom view) アンテナ装置の具体的な構成図(A−A´断面図)Specific configuration diagram of antenna device (AA ′ cross-sectional view)

100 計測装置
200 無線装置
201 接地板
202 送受信回路
203 整合回路
204 ループアンテナ
205 電池
802 補強部
803 補強部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Measuring apparatus 200 Radio | wireless apparatus 201 Ground plate 202 Transmission / reception circuit 203 Matching circuit 204 Loop antenna 205 Battery 802 Reinforcement part 803 Reinforcement part

Claims (4)

水道、ガス、電気などの使用量を計測する計測装置において、無線通信を行う無線装置を具備し、前記無線装置は、接地導体を有する平面状の接地板と、前記接地板上に設けたループアンテナと、前記ループアンテナに対して信号の給電を行う信号給電手段と、前記信号給電手段に電源を供給する電池とで構成され、前記ループアンテナの一端は前記接地板に接続され、前記ループアンテナの他端は前記信号給電手段に接続され、前記ループアンテナのループ面が前記接地板に対して垂直となるように形成され、前記ループアンテナの一部に補強手段を設けた計測装置。 In a measuring device for measuring usage of water, gas, electricity, etc., it is equipped with a wireless device that performs wireless communication, and the wireless device includes a planar ground plate having a ground conductor and a loop provided on the ground plate. The loop antenna includes a signal feeding unit that feeds a signal to the loop antenna, and a battery that supplies power to the signal feeding unit. One end of the loop antenna is connected to the ground plate, and the loop antenna The other end of the loop antenna is connected to the signal feeding means, the loop antenna is formed so that the loop surface thereof is perpendicular to the ground plate, and a reinforcing means is provided on a part of the loop antenna. 前記補強手段は、前記ループアンテナの一部を凹部または凸部として形成したことを特徴とする計測装置。 The reinforcing device is a measuring apparatus in which a part of the loop antenna is formed as a concave portion or a convex portion. 水道、ガス、電気などの使用量を計測する計測装置から出力される計測値を送受信する無線装置において、接地導体を有する平面状の接地板と、前記接地板上に設けたループアンテナと、前記ループアンテナに対して信号の給電を行う信号給電手段と、前記信号給電手段に電源を供給する電池を備え、前記ループアンテナの一端は前記接地板に接続され、前記ループアンテナの他端は前記信号給電手段に接続され、前記ループアンテナのループ面が前記接地板に対して垂直となるように形成され、前記ループアンテナの一部に補強手段を設けた無線装置。 In a wireless device that transmits and receives a measurement value output from a measurement device that measures usage, such as water, gas, electricity, etc., a planar ground plate having a ground conductor, a loop antenna provided on the ground plate, and Signal feeding means for feeding a signal to the loop antenna, and a battery for supplying power to the signal feeding means, one end of the loop antenna is connected to the ground plate, and the other end of the loop antenna is the signal A wireless device connected to a power feeding means, formed so that a loop surface of the loop antenna is perpendicular to the ground plate, and a reinforcing means is provided on a part of the loop antenna. 前記補強手段は、前記ループアンテナの一部を凹部または凸部として形成したことを特徴とする無線装置。 The wireless device according to claim 1, wherein the reinforcing means is formed by forming a part of the loop antenna as a concave portion or a convex portion.
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