JP6914731B2 - 移動体および無線通信モジュール - Google Patents

Description

本開示は、移動体および無線通信モジュールに関する。

従来、各種車両に搭載され得る、無線通信を行う回路基板を備えた車両用表示装置が開示されている（特許文献１）。

特開２０１５−１４００５４号公報

従来、無線通信モジュールの性能の向上が望まれている。

本開示の目的は、性能を向上させた無線通信モジュール、および性能を向上させた無線通信モジュールを備える移動体を提供することにある。

本開示の一実施形態に係る移動体は、無線通信モジュールを備える。無線通信モジュールは、１層以上のグランド層を含む基板と、前記基板上に配置され、入力されるＲＦ信号を増幅する第１素子と、前記基板上に配置され、前記第１素子とは異なる第２素子と、を備える。前記１層以上のグランド層は、前記第１素子および前記第２素子の間に溝を有する。

本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールは、１層以上のグランド層を含む基板と、前記基板上に配置され、入力されるＲＦ信号を増幅する第１素子と、前記基板上に配置され、前記第１素子とは異なる第２素子と、を備える。前記１層以上のグランド層は、前記第１素子および前記第２素子の間に溝を有する。

本開示の一実施形態によれば、無線通信モジュールの性能が向上する。

本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールの平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本開示の実施形態の第１変形例に係る無線通信モジュールの平面図である。 本開示の実施形態の第２変形例に係る無線通信モジュールの平面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１を参照して、本開示の一実施形態に係る無線通信モジュール１について説明する。無線通信モジュール１は、無線通信を行うためのモジュールである。無線通信モジュール１は、無線通信を行う任意の装置に備えられてもよい。例えば、無線通信モジュール１は、移動体に備えられてよい。

本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、および航空機等を含んでもよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、および滑走路を走行する固定翼機等を含んでもよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含んでもよい。産業車両は、例えば農業および建設向けの産業車両等を含んでもよい。産業車両は、例えばフォークリフトおよびゴルフカート等を含んでもよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機等を含んでもよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラ等を含んでもよい。車両は、人力で走行するものを含んでもよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでもよい。複数の分類に同じ車両が含まれてもよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、およびタンカー等を含んでもよい。航空機は、例えば固定翼機および回転翼機等を含んでもよい。

無線通信モジュール１は、無線通信に用いられる任意の部材を備える。例えば、無線通信モジュール１は、基板２と、電源ＩＣ３と、メモリ４と、ベースバンドＩＣ（Integrated Circuit）５と、ＲＦ（Radio Frequency）ＩＣ６と、電力増幅器７と、フィルタ８と、シールド９と、を備える。無線通信モジュール１に備えられる電源ＩＣ３、メモリ４、ベースバンドＩＣ５、ＲＦＩＣ６、電力増幅器７、フィルタ８、およびシールド９それぞれの数は、任意に定められてもよい。以下、電力増幅器７を第１素子ともいう。フィルタ８を第２素子ともいう。

基板２は、複数の層を含む積層基板である。基板２は、例えば１層以上のグランド層と、１層以上の絶縁層と、を含むが、これらに限られない。例えば図２において、基板２に含まれる複数の層のうち、３つのグランド層２１、２３、および２５と、２つの絶縁層２２および２４と、が図示される。グランド層および絶縁層は、例えば交互に設けられてもよい。以下、他の２つの層によって挟まれた層を、内層ともいう。他の２つの層によって挟まれていない層を、表層ともいう。例えば、グランド層２１は表層である。グランド層２３は内層である。表層であるグランド層２１を含む１層以上のグランド層は、溝２６を有する。溝２６を有するグランド層の数は、任意に定められてもよい。溝２６の詳細については後述する。

図１に示す電源ＩＣ３は、無線通信モジュール１の各構成要素に電力を供給する。

メモリ４は、無線通信モジュール１の動作に用いられる情報およびプログラムを記憶する。メモリ４は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、および光メモリ等を含んでもよい。半導体メモリは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含んでもよい。

ベースバンドＩＣ５は、ベースバンド信号を処理する。例えば、ベースバンドＩＣ５は、ベースバンド信号をＲＦＩＣ６に入力する。ベースバンドＩＣ５は、ＲＦＩＣ６から入力されるベースバンド信号を取得する。

ＲＦＩＣ６は、ＲＦ信号を処理する。例えば、ＲＦＩＣ６は、ベースバンドＩＣ５から入力されたベースバンド信号を変調して、ＲＦ信号を生成する。ＲＦＩＣ６は、生成されたＲＦ信号を電力増幅器７に入力する。ＲＦＩＣ６は、例えば任意のアンテナ素子から入力されるＲＦ信号を取得する。

電力増幅器７は、ＲＦＩＣ６から入力されたＲＦ信号を増幅する。電力増幅器７は、増幅されたＲＦ信号をフィルタ８に入力する。

フィルタ８は、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分を減衰させる。フィルタ８を通過したＲＦ信号は、任意のアンテナ素子に入力される。

シールド９は、無線通信モジュール１から放射される電磁波を減衰させる。例えば、無線通信モジュール１から放射される電磁波は、電力増幅器７から放射される不要輻射を含んでもよい。例えば、シールド９として、任意の金属材料が採用可能である。シールド９の詳細については後述する。

上述した電源ＩＣ３、メモリ４、ベースバンドＩＣ５、ＲＦＩＣ６、電力増幅器７、フィルタ８、及びシールド９それぞれは、基板２のグランド層２１上に配置される。

無線通信モジュール１が備える構成要素は、上述した例に限られない。例えば、無線通信モジュール１は、任意のアンテナ素子を更に備えてもよい。

溝２６について詳細に説明する。溝２６の少なくとも一部は、電力増幅器７およびフィルタ８の間に位置する。本実施形態において、溝２６は、電力増幅器７を取り囲んでもよい。溝２６を有する１層以上のグランド層それぞれにおいて、溝２６によって取り囲まれた内側部分と外側部分とが、電気的に分離される。本実施形態において、電力増幅器７は、溝２６を有する１層以上のグランド層における溝２６の内側部分に接地される。一方、電源ＩＣ３、メモリ４、ベースバンドＩＣ５、ＲＦＩＣ６、フィルタ８、およびシールド９は、溝２６を有する１層以上のグランド層における、溝２６の外側部分に接地される。

シールド９について詳細に説明する。上述したように、シールド９は、溝２６を有する１層以上のグランド層における、溝２６の外側部分に接地される。シールド９の少なくとも一部は、電力増幅器７およびフィルタ８の間に位置する。本実施形態において、シールド９は、電力増幅器７を覆ってもよい。

以上述べたように、本実施形態に係る無線通信モジュール１において、基板２の１層以上のグランド層が溝２６を有する。かかる構成によれば、以下に説明するように、性能を向上させた無線通信モジュール１が実現可能である。

例えば、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分が、グランドを伝播して他の素子に侵入すると、当該他の素子が正常に動作しない等の不都合が発生し得る。例えば、ＲＦ信号の高調波成分がグランドを伝播してフィルタ８に侵入すると、当該フィルタ８を通過するＲＦ信号の高調波成分が減衰しにくくなる不都合が発生し得る。

これに対して、本実施形態によれば、電力増幅器７が接地するグランドと、電源ＩＣ３、メモリ４、ベースバンドＩＣ５、ＲＦＩＣ６、フィルタ８、およびシールド９が接地するグランドとが、溝２６によって電気的に分離される。このため、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分が、グランドを伝播して他の素子に侵入する蓋然性が低減される。上述した不都合が発生する蓋然性が低減される。したがって、性能を向上させた無線通信モジュール１が実現可能である。

本実施形態に係る無線通信モジュール１において、シールド９が、電力増幅器７から分離されたグランドに接地される。かかる構成によれば、以下に説明するように、性能を更に向上させた無線通信モジュール１が実現可能である。

例えば、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分である不要輻射が、空間を伝播して他の素子に侵入すると、当該他の素子が正常に動作しない等の不都合が発生し得る。不要輻射の侵入を低減するために、例えばシールドカバー等の部材で電力増幅器７を覆うことが考えられる。しかしながら、当該シールドカバーが、電力増幅器７と共通のグランドに接地されている場合、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分が、当該グランドを伝播してシールドカバーに伝播する場合がある。かかる場合、シールドカバー自体から不要輻射が放射され得る。このため、不要輻射が必ずしも十分に低減されない。

これに対して、本実施形態によれば、シールド９が、電力増幅器７から分離されたグランドに接地される。このため、シールド９自体から不要輻射が放射される蓋然性が低減される。したがって、性能を更に向上させた無線通信モジュール１が実現可能である。

本開示の実施形態を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、または各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

例えば、上述した実施形態において、溝２６が電力増幅器７を取り囲む構成について説明した。しかしながら、溝が電力増幅器７を取り囲まない構成も可能である。例えば図３に示すように、無線通信モジュール１は、電力増幅器７およびフィルタ８の間に溝２６０が設けられた構成であってもよい。かかる構成であっても、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分が、グランドを伝播して他の素子に侵入する蓋然性が低減される。したがって、性能を向上させた無線通信モジュール１が実現可能である。

上述した実施形態において、シールド９が電力増幅器７を覆う構成について説明した。しかしながら、シールドが電力増幅器７を覆わない構成も可能である。例えば図４および図５に示すように、無線通信モジュール１は、電力増幅器７およびフィルタ８の間にシールド９０が設けられた構成であってもよい。かかる構成であっても、電力増幅器７によって増幅されたＲＦ信号の高調波成分である不要輻射が、空間を伝播して他の素子に侵入する蓋然性が低減される。したがって、性能を向上させた無線通信モジュール１が実現可能である。

上述した実施形態において、無線通信モジュール１が、無線通信を行う任意の装置として移動体に備えられている構成を説明したが、これに限定されない。無線通信モジュール１は、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ＩｏＴ（Internet of Things）機器等の通信装置に備えられてもよい。

溝２６は、グランド層を積層した後に配線の一部を切り欠くことで形成されるものであってもよいし、予め配線の一部に隙間が設けられた配線パターンでグラウンド層を積層（プリント）することで、当該積層の結果として形成される当該隙間であってもよい。また、上述した溝２６は、適宜、スリット２６と言い換えられることも可能である。

１ 無線通信モジュール
２ 基板
２１、２３、２５ グランド層
２２、２４ 絶縁層
２６ 溝
３ 電源ＩＣ
４ メモリ
５ ベースバンドＩＣ
６ ＲＦＩＣ
７ 電力増幅器
８ フィルタ
９、９０ シールド

Claims (6)

1. 移動体であって、
   １層以上のグランド層を含む基板と、
   前記基板上に配置され、入力されるＲＦ信号を増幅する第１素子と、
   前記基板上に配置され、前記第１素子とは異なる第２素子と、を備え、
   前記１層以上のグランド層は、前記第１素子および前記第２素子の間に溝を有しており、
   前記溝は、前記第１素子を取り囲んでおり、
   前記１層以上のグランド層それぞれにおいて、前記溝によって取り囲まれた内側部分と外側部分とが電気的に分離されている、無線通信モジュールを備える、
   移動体。
2. １層以上のグランド層を含む基板と、
   前記基板上に配置され、入力されるＲＦ信号を増幅する第１素子と、
   前記基板上に配置され、前記第１素子とは異なる第２素子と、を備え、
   前記１層以上のグランド層は、前記第１素子および前記第２素子の間に溝を有しており、
   前記溝は、前記第１素子を取り囲んでおり、
   前記１層以上のグランド層それぞれにおいて、前記溝によって取り囲まれた内側部分と外側部分とが電気的に分離されている、無線通信モジュール。
3. 請求項２に記載の無線通信モジュールであって、
   前記１層以上のグランド層は、前記第１素子が配置される表層である第１グランド層と、内層である第２グランド層と、を含む、無線通信モジュール。
4. 請求項２又は３に記載の無線通信モジュールであって、
   前記第１素子は、前記１層以上のグランド層の前記内側部分に接続され、
   前記第２素子は、前記１層以上のグランド層の前記外側部分に接続される、無線通信モジュール。
5. 請求項２から４の何れか一項に記載の無線通信モジュールであって、
   前記１層以上のグランド層の前記外側部分に接続されたシールドを更に備える、無線通信モジュール。
6. 請求項５に記載の無線通信モジュールであって、
   前記第１素子は、前記シールドによって覆われている、無線通信モジュール。

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