JP7633483B2

JP7633483B2 - Radio

Info

Publication number: JP7633483B2
Application number: JP2020134372A
Authority: JP
Inventors: 浩和岩田
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2025-02-20
Anticipated expiration: 2040-08-07
Also published as: JP2022030380A

Description

本発明は、無線機に関し、特に携帯式で、その無線運用周波数より高い別の高周波信号を受信するための専用の高周波アンテナを有するものに関する。 The present invention relates to a radio, particularly a portable radio having a dedicated high-frequency antenna for receiving a different high-frequency signal higher than the radio's operating frequency.

上記のような無線機は、具体的には、たとえばＶＨＦ帯やＵＨＦ帯などの周波数で運用される無線機において、その運用周波数より高い別の高周波信号、たとえばＧＰＳ（Global Positioning System）などのＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)の信号を受信するための専用の高周波アンテナを有し、音声やデータに加えて、所定時間毎に位置情報を送信する無線機として実現されている。 Specifically, the above-mentioned radio is realized as a radio that operates at frequencies such as the VHF or UHF bands, has a dedicated high-frequency antenna for receiving other high-frequency signals higher than the operating frequency, such as GNSS (Global Navigation Satellite System) signals such as GPS (Global Positioning System), and transmits location information at predetermined intervals in addition to voice and data.

前記専用の高周波アンテナは、衛星との間に遮蔽物がない位置に配置することが好ましい。そのため、例えば、携帯型の無線機の場合、無線機の筐体の天面に前記専用の高周波アンテナを突出するように配置すれば、アンテナ感度が良い状態で運用することができる。しかしながら、無線機の筐体の天面には、無線運用周波数のためのアンテナが立設されるとともに、音量調整のボリウムつまみや無線チャネルを選択するためのチャンネル切替えつまみなどが設けられており、前記専用の高周波アンテナを配置するためのスペースがない場合がある。その場合は、無線機の筐体の正面、背面、側面のいずれかの上側を膨出させて前記専用の高周波アンテナを配置することが考えられる。 The dedicated high-frequency antenna is preferably placed in a position where there is no obstruction between it and the satellite. Therefore, for example, in the case of a portable radio, if the dedicated high-frequency antenna is placed so that it protrudes from the top surface of the radio's housing, it can be operated with good antenna sensitivity. However, the top surface of the radio's housing is provided with an antenna for the radio operating frequency, a volume knob for adjusting the volume, a channel change knob for selecting the radio channel, and the like, and there may be cases where there is no space to place the dedicated high-frequency antenna. In such cases, it is possible to place the dedicated high-frequency antenna by bulging out the upper side of the front, back, or side of the radio's housing.

ところが、そうした場合、意匠面で好ましくない。そのため、前記専用の高周波アンテナは、無線機の筐体内部の空きスペースに設けることが一般的である。しかしながら、その場合、前記専用の高周波アンテナが、前記チャンネル切替えつまみで回転操作されるロータリーエンコーダや、バイブレーション用の偏心モータなど、大型の接地（ＧＮＤ）電位に近い部品の近傍に配置されると、該高周波アンテナの同調周波数がずれてしまい、良好な受信感度が得られない。そのため、ＧＮＳＳアンテナの同調周波数を調整し直す手間が発生する。 However, this is undesirable from a design perspective. For this reason, the dedicated high-frequency antenna is generally placed in an empty space inside the radio housing. In this case, however, if the dedicated high-frequency antenna is placed near a large component close to the ground (GND) potential, such as a rotary encoder that is rotated by the channel switching knob or an eccentric motor for vibration, the tuning frequency of the high-frequency antenna will shift, making it difficult to obtain good reception sensitivity. This requires the effort of re-adjusting the tuning frequency of the GNSS antenna.

そこで、特許文献１には、前記ロータリーエンコーダのつまみ部分を中空の樹脂で形成し、内部にはＧＰＳ用の固定のヘリカルアンテナを設置して、ゲインの大きい筐体上部でＧＰＳの信号を受信することが示されている。 Patent document 1 shows that the knob of the rotary encoder is made of hollow resin, and a fixed helical antenna for GPS is installed inside, so that the GPS signal is received at the top of the housing, where the gain is high.

特許第４８９３２６６号公報Patent No. 4893266

上述の従来技術では、特殊なロータリーエンコーダを作成しなければならず、また回転軸が金属の場合、前記ヘリカルアンテナの基端（下端）側はＧＮＤに近くなり、充分な効果が得られるかどうか不明である。 In the conventional technology described above, a special rotary encoder must be created, and if the rotating shaft is made of metal, the base end (lower end) of the helical antenna will be close to GND, making it unclear whether sufficient effect will be obtained.

本発明の目的は、高周波アンテナを、接地電位に近い電位となる部品に近接配置することができる無線機を提供することである。 The object of the present invention is to provide a radio device in which a high-frequency antenna can be placed close to a component that has a potential close to ground potential.

本発明の無線機は、無線運用周波数より高い別の高周波信号を受信するための専用の高周波アンテナを有する無線機において、前記高周波アンテナが、動作または停止状態において少なくとも一時的に接地（ＧＮＤ）電位に近い電位となる予め定める機能を発揮する部品に近接配置される場合に、前記接地電位に近い部品を、相対的に、前記予め定める機能を発揮させるにあたってはローインピーダンスに維持し、前記高周波信号の帯域では前記接地（ＧＮＤ）電位からハイインピーダンスにするインピーダンス素子を備えることを特徴とする。 The radio of the present invention is characterized in that, in a radio having a dedicated high-frequency antenna for receiving a different high-frequency signal higher than the radio operating frequency, when the high-frequency antenna is placed in close proximity to a component performing a predetermined function that is at least temporarily at a potential close to ground (GND) potential in an operating or stopped state, the radio has an impedance element that maintains the component close to ground potential at a low impedance when performing the predetermined function, and changes the impedance from the ground (GND) potential to a high impedance in the band of the high-frequency signal.

たとえばＶＨＦ帯やＵＨＦ帯などの周波数で運用される無線機において、その運用周波数より高い別の高周波信号、たとえばＧＮＳＳ信号を受信するための専用の高周波アンテナを有する無線機において、前記無線運用周波数のアンテナについては、音声やデータの送受信のために必要な大きさで、一番電波状況の良好と思われる無線機の上部など、外部に露出して設けられることが多い。 For example, in radio equipment that operates at frequencies such as the VHF or UHF bands and has a dedicated high-frequency antenna for receiving a different high-frequency signal that is higher than the operating frequency, such as a GNSS signal, the antenna for the radio operating frequency is of the size required for sending and receiving voice and data, and is often installed exposed to the outside, such as on the top of the radio equipment where the radio wave conditions are thought to be the best.

一方、前記無線運用周波数より高い別の高周波信号を受信するための専用の高周波アンテナが設けられる場合、そのアンテナは追加の機能のために設けられ、またより高周波用であり、小型化されて、無線機の筐体内に配置されることが多い。しかしながら、その専用アンテナは、予め定める機能を発揮する接地（ＧＮＤ）電位に近い部品に近接配置されると、同調周波数がずれたりする。 On the other hand, when a dedicated high-frequency antenna is provided to receive a different high-frequency signal higher than the radio operating frequency, the antenna is provided for an additional function, is for higher frequencies, is miniaturized, and is often placed inside the radio housing. However, if the dedicated antenna is placed close to a component that performs a predetermined function and is close to the ground (GND) potential, the tuning frequency may shift.

そこで本発明では、前記予め定める機能を発揮する部品と接地（ＧＮＤ）電位との間にインピーダンス素子を介在し、そのインピーダンス素子が、相対的に、前記予め定める機能を発揮する部品が機能を発揮するにあたっては、つまりは直流や低周波の領域ではコントローラにおいて検出可能、または、前記コントローラから制御可能であるローインピーダンスに維持し、前記高周波信号の帯域では前記接地（ＧＮＤ）電位から浮かせたハイインピーダンスにする。 Therefore, in the present invention, an impedance element is interposed between the component that performs the predetermined function and ground (GND) potential, and this impedance element is maintained at a relatively low impedance that can be detected by or controlled from the controller when the component that performs the predetermined function performs its function, that is, in the DC or low frequency region, and is made to be a high impedance that is floating from the ground (GND) potential in the high frequency signal band.

したがって、前記予め定める機能を発揮する部品の本来の機能を損なうことなく、該部品が前記高周波信号の帯域では該高周波信号に影響を与えないようにすることができる。これによって、前記予め定める機能を発揮する部品に高周波アンテナを近接配置することができ、無線機を小型化することができる。また、前記高周波アンテナを配置するために、無線機の筐体を膨出させたりする必要も無いので、意匠性の良い外観デザインを設計することができる。 Therefore, it is possible to prevent the component that performs the predetermined function from affecting the high-frequency signal in the band of the high-frequency signal without impairing the original function of the component. This allows the high-frequency antenna to be placed close to the component that performs the predetermined function, making it possible to miniaturize the radio. In addition, since there is no need to bulge the radio's housing in order to place the high-frequency antenna, an attractive exterior design can be designed.

また、本発明の無線機では、前記接地（ＧＮＤ）電位に近い部品は、接地端子を備え、無線チャネルを選択するためのロータリーエンコーダであり、前記高周波アンテナは、ＧＮＳＳ用アンテナであることを特徴とする。 In addition, in the radio device of the present invention, the component close to the ground (GND) potential is a rotary encoder equipped with a ground terminal for selecting a radio channel, and the high frequency antenna is a GNSS antenna.

上記の構成によれば、ＧＰＳなどのＧＮＳＳの信号は、比較的高周波、したがって短波長であり、かつ微弱であるので、その信号を受信する高周波アンテナの近くに、接地（ＧＮＤ）電位に近い部品が存在すると、同調周波数にずれを生じたりする。一方、そのようなＧＮＳＳ用アンテナは、信号を受信し易い無線機の上部に設けられることが好ましいが、前記上部にはボリウムつまみなどとともに、無線チャネルを選択するためのチャネル切替えつまみが設けられ、そのチャネル切替えつまみはロータリーエンコーダを回転操作する。 According to the above configuration, GNSS signals such as GPS are relatively high frequency, therefore have short wavelengths, and are weak, so if there are components close to the ground (GND) potential near the high frequency antenna that receives the signal, a deviation in the tuning frequency occurs. On the other hand, such a GNSS antenna is preferably provided on the top of the radio where it is easy to receive signals, and the top is provided with a volume knob and a channel switching knob for selecting a radio channel, and the channel switching knob rotates a rotary encoder.

したがって、ロータリーエンコーダの影響を受けてしまうような位置でも、該ロータリーエンコーダの影響を抑え、ＧＮＳＳ用の高周波アンテナを配置し易くすることができる。 Therefore, even in locations where the influence of a rotary encoder would occur, the influence of the rotary encoder can be suppressed, making it easier to position a high-frequency antenna for GNSS.

さらにまた、本発明の無線機では、前記インピーダンス素子は、前記ロータリーエンコーダの各端子に介在される抵抗であることを特徴とする。 Furthermore, in the radio device of the present invention, the impedance element is a resistor interposed between each terminal of the rotary encoder.

上記の構成によれば、前記ロータリーエンコーダの接地（ＧＮＤ）端子と内部回路基板のＧＮＤとの間や、出力端に抵抗を介在する。 According to the above configuration, a resistor is interposed between the ground (GND) terminal of the rotary encoder and the GND of the internal circuit board, and at the output end.

したがって、該抵抗を介してロータリーエンコーダは他の回路部品から浮上がり、たとえば該ロータリーエンコーダの接地（ＧＮＤ）端子の電位は内部回路基板の接地（ＧＮＤ）電位から僅かに高くなる。これによって、出力されるエンコーダーパルスとしての影響は無いものの、高周波信号に対しては、ロータリーエンコーダの各端子はハイインピーダンスになる。こうして、低コストな構成で、ロータリーエンコーダの高周波アンテナへの影響を軽減することができる。 Therefore, the rotary encoder is raised from other circuit components via the resistor, and for example the potential of the ground (GND) terminal of the rotary encoder becomes slightly higher than the ground (GND) potential of the internal circuit board. As a result, although there is no effect on the output of the encoder pulse, each terminal of the rotary encoder becomes high impedance for high frequency signals. In this way, the impact of the rotary encoder on the high frequency antenna can be reduced with a low-cost configuration.

また、本発明の無線機では、前記接地（ＧＮＤ）電位に近い部品は、電機子が接地されるバイブレーション用の偏心モータであり、前記高周波アンテナは、携帯電話回線のアンテナであることを特徴とする。 In addition, in the radio of the present invention, the component close to the ground (GND) potential is an eccentric motor for vibration whose armature is grounded, and the high-frequency antenna is an antenna for a mobile phone line.

上記の構成によれば、携帯電話回線の信号は、比較的高周波、したがって短波長であり、かつ微弱であるので、その信号を受信する高周波アンテナの近くに、接地（ＧＮＤ）電位に近い部品が存在すると、同調周波数にずれを生じたりする。一方、バイブレーション用の偏心モータは、比較的大型であり、レイアウトに工夫が必要であるとともに、筐体や回転軸、重りなどの金属部品をＧＮＤから絶縁しても、単純な直流モータであるので、電機子の一端が接地され、他端に通電されることで回転を行う。そこで、前記インピーダンス素子を介在し、電機子をＧＮＤからハイインピーダンスにする。 According to the above configuration, the signals of mobile phone lines are relatively high frequency, therefore have short wavelengths, and are weak, so if there are parts close to the ground (GND) potential near the high frequency antenna that receives the signals, a deviation in the tuning frequency occurs. On the other hand, eccentric motors for vibration are relatively large and require ingenious layout, and even if the metal parts such as the casing, rotating shaft, and weight are insulated from the GND, they are simple DC motors, so one end of the armature is grounded and the other end is energized to rotate. Therefore, the impedance element is inserted to make the armature high impedance from the GND.

したがって、バイブレーション用の偏心モータの近傍にも、携帯電話回線の高周波アンテナを配置し易くすることができる。 This makes it easier to place a high-frequency antenna for a mobile phone line near the eccentric motor used for vibration.

さらにまた、本発明の無線機では、前記インピーダンス素子は、前記バイブレーション用の偏心モータの正負両極の端子に介在されるフェライトビーズまたはインダクタンス（コイル）であることを特徴とする。 Furthermore, in the radio of the present invention, the impedance element is a ferrite bead or an inductance (coil) that is interposed between the positive and negative terminals of the vibration eccentric motor.

上記の構成によれば、前記バイブレーション用の偏心モータの正負両極の端子にフェライトビーズまたはインダクタンス（コイル）を介在すると、それらは、バイブレーションを発生させるための直流電流には無損失でローインピーダンスとなり、高周波アンテナのための高周波信号にはハイインピーダンスとなる。 According to the above configuration, when ferrite beads or inductance (coils) are inserted between the positive and negative terminals of the vibration eccentric motor, they become lossless and low impedance for the direct current used to generate vibration, and high impedance for the high frequency signal for the high frequency antenna.

したがって、フェライトビーズまたはインダクタンス（コイル）の低コストな構成で、バイブレーション用の偏心モータの高周波アンテナへの影響を軽減することができる。 Therefore, a low-cost configuration of ferrite beads or inductance (coil) can reduce the impact on the high-frequency antenna of an eccentric motor used for vibration.

本発明の無線機は、以上のように、無線運用周波数より高い別の高周波信号を受信するための専用の高周波アンテナを有する無線機において、前記高周波アンテナが、動作または停止状態において少なくとも一時的に接地（ＧＮＤ）電位に近い電位となる予め定める機能を発揮する部品に近接配置される場合に、前記接地電位に近い部品を、相対的に、前記予め定める機能を発揮させるにあたってはローインピーダンスに維持し、前記高周波信号の帯域では前記ＧＮＤからハイインピーダンスにするインピーダンス素子を設ける。 As described above, the radio of the present invention is a radio having a dedicated high-frequency antenna for receiving a different high-frequency signal higher than the radio operating frequency. When the high-frequency antenna is placed close to a component that performs a predetermined function and that is at least temporarily at a potential close to ground (GND) potential in an operating or stopped state, an impedance element is provided that maintains the component close to ground potential at a relatively low impedance when performing the predetermined function, and raises the impedance from the GND to a high impedance in the band of the high-frequency signal.

それゆえ、前記予め定める機能を発揮する部品の本来の機能を損なうことなく、該部品が前記高周波信号の帯域では前記高周波信号に影響を与えないようにすることができ、該部品を高周波アンテナに近接配置し、無線機を小型化することができる。 Therefore, it is possible to prevent the component from affecting the high-frequency signal in the band of the high-frequency signal without impairing the original function of the component that performs the predetermined function, and it is possible to place the component close to the high-frequency antenna and reduce the size of the radio.

本発明の実施の一形態に係る無線機の斜視図である。1 is a perspective view of a radio device according to an embodiment of the present invention; 前記無線機の平面図である。FIG. 前記無線機を前後２つに分割して、内部側を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the inside of the radio device, divided into two parts, front and rear. 前記基板の図３とは反対側の面を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the surface of the substrate opposite to that shown in FIG. 3 . 図４の一部分を拡大して示す図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion of FIG. 4 . 前記無線機のロータリーエンコーダ周りの回路構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a circuit configuration around a rotary encoder of the radio device; FIG. 前記ロータリーエンコーダの出力波形図である。FIG. 4 is an output waveform diagram of the rotary encoder. 前記無線機のバイブレーション用の偏心モータ周りの回路構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a circuit configuration around an eccentric motor for vibration of the wireless device; FIG.

図１は本発明の実施の一形態に係る無線機１の斜視図であり、図２は平面図である。無線機１は、ＶＨＦ，ＵＨＦ帯域および携帯電話のＬＴＥ回線を使用してのデジタル通信可能な機器であるが、無線機の運用周波数帯域およびデジタルであるかアナログであるかは、本発明では問わない。好適には、図示のように、ハンディタイプ（小型）の無線機であって、前記運用周波数帯域より高い別の高周波信号、本例ではＧＰＳ信号や携帯電話回線の信号を受信するものとする。ＧＰＳ信号は、予め定める周期、たとえば１秒毎に受信されており、前記運用周波数帯域で音声やデータの送信を開始する際に、直前の位置データが、それらの信号に含めて送信される。 Figure 1 is a perspective view of a radio 1 according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a plan view. Radio 1 is a device capable of digital communication using VHF and UHF bands and LTE lines for mobile phones, but the operating frequency band of the radio and whether it is digital or analog are not important to the present invention. As shown in the figure, it is preferably a handheld (compact) radio that receives another high-frequency signal higher than the operating frequency band, in this example a GPS signal or a signal from a mobile phone line. GPS signals are received at a predetermined cycle, for example every second, and when starting to transmit voice or data in the operating frequency band, the most recent location data is included in the signal and transmitted.

無線機１の筐体１０の上部には、前記運用周波数のアンテナ１１と、ボリウムつまみ１２と、無線チャネルを選択するためのチャネル切替えつまみ１３とが設けられている。アンテナ１１は、図２で示すように、コネクタ１１１の部分で取外し可能であり、より短いアンテナと交換したり、取外して収納可能になっている。筐体１０の正面において、上部にはスピーカ１４が埋込まれており、中央部には表示部１６が設けられており、下部には各種のキースイッチ１７が設けられている。スピーカ１４に隣接して、マイクロフォン１５が設けられている。筐体１０の左側部には、２つのプレストークスイッチ１８，１９が設けられる。筐体１０の背後には、使用者のベルトなどに差込まれて、該ベルトを筐体１０との間で挟持するクリップ２０が設けられている。筐体１０の右側部のカバー１０１は、別体のスピーカ・マイク取付け用のコネクタを水密に覆っている。 The upper part of the housing 10 of the radio 1 is provided with an antenna 11 for the operating frequency, a volume knob 12, and a channel switching knob 13 for selecting a radio channel. As shown in FIG. 2, the antenna 11 is removable at the connector 111, and can be replaced with a shorter antenna or removed and stored. On the front of the housing 10, a speaker 14 is embedded in the upper part, a display unit 16 is provided in the center, and various key switches 17 are provided in the lower part. A microphone 15 is provided adjacent to the speaker 14. Two press-to-talk switches 18 and 19 are provided on the left side of the housing 10. On the back of the housing 10, a clip 20 is provided that is inserted into the user's belt or the like and clamps the belt between the housing 10. A cover 101 on the right side of the housing 10 covers a connector for attaching a separate speaker and microphone in a watertight manner.

図３は、無線機１を前後２つに分割して、内部側を示す正面図である。アンテナ１１は、前記のコネクタ１１１の部分から、ボリウムつまみ１２はボリウム１２１の回転軸１２２から、チャネル切替えつまみ１３はロータリーエンコーダ１３１の回転軸１３２から、それぞれ取外し可能であり、図３は取外した状態を示している。筐体１０は、大略的に、前部から上部を覆う前部筐体１０２と、背後側の後部筐体１０３とに分割され、それらの接合部はシール材（図示せず）で水密に封止されている。筐体１０２，１０３には、それぞれ基板３，４が設けられている。 Figure 3 is a front view of the radio 1, divided into two halves, front and rear, showing the inside. The antenna 11 can be removed from the connector 111, the volume knob 12 from the rotating shaft 122 of the volume 121, and the channel switching knob 13 from the rotating shaft 132 of the rotary encoder 131; Figure 3 shows them in this state. The housing 10 is roughly divided into a front housing 102 that covers the front and top, and a rear housing 103 at the rear, and the joints between them are watertightly sealed with a sealant (not shown). The housings 102 and 103 are provided with circuit boards 3 and 4, respectively.

図４は基板３，４の図３とは反対側の面を示す図であり、図５は基板４の一部分を拡大して示す図である。前部筐体１０２側の基板３は、キースイッチ１７のキーパッド３１、ＬＣＤモジュール３２、ＬＴＥ（携帯電話回線の）アンテナ３３，３４、ＧＰＳアンテナ３５、Bluetooth（登録商標）ユニット３６などを備えて構成される、所謂携帯電話に近い部品から成る基板である。 Figure 4 shows the surface of boards 3 and 4 opposite to that shown in Figure 3, and Figure 5 shows an enlarged view of a portion of board 4. Board 3 on the front housing 102 side is a board made up of parts similar to those of a mobile phone, including a keypad 31 for the key switches 17, an LCD module 32, LTE (mobile phone line) antennas 33 and 34, a GPS antenna 35, and a Bluetooth (registered trademark) unit 36.

これに対して、後部筐体１０３側の基板４は、前記ＶＨＦ，ＵＨＦ帯域での送受信を行うトランシーバー部分４１、変復調のＩＣ、コントローラなどのロジック回路部分４２、携帯電話のＳＩＭカードスロット４３、ＬＴＥモジュール４４およびバイブレーション用の偏心モータ４７などを搭載する基板である。これらの基板３，４は、筐体１０２，１０３が嵌め合せられると、コンタクト３９とピン４９とが、およびコンタクト３８とピン４８とがそれぞれ接触することで、電気的に接続される。基板４の上部には、前記コネクタ１１１、ボリウム１２１、ロータリーエンコーダ１３１が設けられている。ボリウム１２１は、スイッチ部１２２１とボリウム部１２２２とを軸方向に連結して成るスイッチ付のボリウムである。 On the other hand, the board 4 on the rear housing 103 side is a board on which a transceiver section 41 that transmits and receives in the VHF and UHF bands is mounted, a logic circuit section 42 such as a modulation and demodulation IC and a controller, a mobile phone SIM card slot 43, an LTE module 44, and an eccentric motor 47 for vibration. When the housings 102 and 103 are fitted together, these boards 3 and 4 are electrically connected by contacts 39 and pins 49, and contacts 38 and pins 48, respectively. The connector 111, volume 121, and rotary encoder 131 are provided on the top of the board 4. The volume 121 is a volume with a switch that is formed by connecting a switch section 1221 and a volume section 1222 in the axial direction.

上述のように構成される無線機１において、アンテナ１１による運用周波数より高い別の高周波信号を受信するための専用の高周波アンテナとして、本実施形態の無線機１では、先ず第１にＧＰＳアンテナ３５を有する。このＧＰＳアンテナ３５は、電波到来方向が上方であることが多いので、障害物が介在しないように、筐体１０のできるだけ上部側に設けることが望まれる。しかしながら、一番、電波状況が良好と思われる筐体１０の上部には、上述のように、運用周波数の信号を送受信するアンテナ１１のためのコネクタ１１１が設けられるとともに、肩や腰に掛けて携行される該無線機１において、操作性を向上するために、ボリウム１２１およびロータリーエンコーダ１３１の大型部品が配置されており、前記ＧＰＳアンテナ３５を配置することができるスペースが限られる。本実施形態では、前述のスイッチ付のボリウムであるために厚い部品であるボリウム１２１と、アンテナ１１の取付き強度が必要で、筐体１０内に深く侵入するコネクタ１１１の部分とを避けて、ロータリーエンコーダ１３１の背後に前記ＧＰＳアンテナ３５を設けている。 In the radio 1 configured as described above, the radio 1 of this embodiment has a GPS antenna 35 as a dedicated high-frequency antenna for receiving another high-frequency signal higher than the operating frequency of the antenna 11. Since the radio wave arrival direction of the GPS antenna 35 is often upward, it is desirable to install it as close to the upper part of the housing 10 as possible so as not to be obstructed. However, as described above, the connector 111 for the antenna 11 that transmits and receives signals of the operating frequency is provided at the top of the housing 10, where the radio wave conditions are thought to be the best, and in the radio 1 that is carried on the shoulder or waist, large parts such as the volume 121 and the rotary encoder 131 are arranged to improve operability, so the space in which the GPS antenna 35 can be arranged is limited. In this embodiment, the GPS antenna 35 is provided behind the rotary encoder 131 to avoid the volume 121, which is a thick part because it is a volume with a switch, and the part of the connector 111 that penetrates deep into the housing 10 because it requires strong attachment strength for the antenna 11.

しかしながら、前記コネクタ１１１、ボリウム１２１、ロータリーエンコーダ１３１の大型部品は、内部に金属部品を有し、その一部や筐体は接地（ＧＮＤ）電位に接続されており、ＧＮＤレベルの壁が存在することになる。そのため、そのままＧＰＳアンテナ３５を近接して配置してしまうと、同調周波数がずれてしまうため、アンテナ特性が得られなかったり（ゲインが下がったり）、インピーダンスがずれたりする。具体的に、基板４の実装を終えた後、その裏面に突出する前記ボリウム１２１やロータリーエンコーダ１３１の端子をニッパで短くカットするだけで、アンテナ特性が良くなったりする。しかしながら、そのような作業は手作業になり、組み立て工程を自動化するには障害になる。また、実装前に予め端子自体を短くカットしておくと、半田の肉盛りが薄くなったり、部品自動実装機での実装が困難になったりする。そのため本実施形態の無線機１では、注目すべきは、一番近くて影響の大きい、予め定める機能を発揮する部品としてのロータリーエンコーダ１３１の端子にインピーダンス素子を設けて、ＧＰＳアンテナ３５の受信高周波に対して、実質的に電気的に分離するハイインピーダンスとし、該受信高周波への影響を抑えることである。 However, the large components of the connector 111, the volume 121, and the rotary encoder 131 have metal components inside, and some of them or the housing are connected to the ground (GND) potential, so there is a wall at the GND level. Therefore, if the GPS antenna 35 is placed nearby as it is, the tuning frequency will shift, and the antenna characteristics will not be obtained (the gain will decrease) or the impedance will shift. Specifically, after the mounting of the board 4 is completed, the antenna characteristics can be improved simply by cutting the terminals of the volume 121 and the rotary encoder 131 protruding from the back surface short with pliers. However, such work is manual and is an obstacle to automating the assembly process. In addition, if the terminals themselves are cut short before mounting, the solder buildup will become thin and mounting with an automatic component mounting machine will be difficult. Therefore, in the radio 1 of this embodiment, it is important to note that an impedance element is provided at the terminal of the rotary encoder 131, which is the closest and most influential part that performs a predetermined function, to provide a high impedance that is essentially electrically isolated from the high frequency waves received by the GPS antenna 35, thereby suppressing the impact on the high frequency waves received.

図６は、ロータリーエンコーダ１３１周りの回路構成を示すブロック図である。ロータリーエンコーダ１３１は、Ａ，Ｂ，ＣＯＭの３端子を備えている。端子ＣＯＭは、抵抗Ｒ３を介して接地（ＧＮＤに接続）されている。端子Ａ，Ｂは、それぞれ、抵抗Ｒ１２，Ｒ２２を介して、プルアップ抵抗Ｒ１１，Ｒ２１とノイズカットコンデンサＣ１，Ｃ２との接続点に接続されて、出力端ＯＵＴ１，ＯＵＴ２として、図示しないＣＰＵ（中央演算装置）から成るコントローラ等に接続される。ロータリーエンコーダ１３１内には、端子Ａ，Ｂと端子ＣＯＭとの間にスイッチが設けられており、停止時は、ハイレベルに出力が維持され、回転時は、これらのスイッチが周期的にＯＮ／ＯＦＦし、端子Ａ，Ｂからは、後述する回転方向の情報を含んだパルスが出力され、前記コントローラ等へ入力される。 Figure 6 is a block diagram showing the circuit configuration around the rotary encoder 131. The rotary encoder 131 has three terminals, A, B, and COM. The terminal COM is grounded (connected to GND) via resistor R3. The terminals A and B are connected to the connection points between the pull-up resistors R11 and R21 and the noise-cutting capacitors C1 and C2 via resistors R12 and R22, respectively, and are connected as output terminals OUT1 and OUT2 to a controller, such as a CPU (central processing unit) (not shown). Switches are provided between the terminals A and B and the terminal COM in the rotary encoder 131, and when stopped, the output is maintained at a high level. When rotating, these switches are periodically turned ON/OFF, and pulses including information on the rotation direction, which will be described later, are output from the terminals A and B and input to the controller, etc.

注目すべきは、本実施形態の無線機１では、端子ＣＯＭは、通常、直接、接地（ＧＮＤに接続）されるところ、前記インピーダンス素子である抵抗Ｒ３を介して接地されることである。また、端子Ａ，Ｂについても、前記インピーダンス素子である抵抗Ｒ１１，Ｒ２１によってプルアップされている。このように構成することで、ロータリーエンコーダ１３１の回転時に端子Ａ，Ｂから出力されるパルスのローレベルは、基板４の接地（ＧＮＤ）電位から浮いた状態となる。また、ロータリーエンコーダ１３１が、停止（動作していない）時にローレベルを出力する場合も、そのローレベルが接地（ＧＮＤ）電位から浮いた状態となる。こうして、ロータリーエンコーダ１３１がＧＰＳアンテナ３５に与える影響を低減する。 It is worth noting that in the radio 1 of this embodiment, terminal COM is normally directly grounded (connected to GND), but is instead grounded via resistor R3, which is the impedance element. Terminals A and B are also pulled up by resistors R11 and R21, which are impedance elements. With this configuration, the low level of the pulses output from terminals A and B when the rotary encoder 131 rotates is floating above the ground (GND) potential of the board 4. Also, when the rotary encoder 131 outputs a low level when stopped (not operating), the low level is floating above the ground (GND) potential. In this way, the effect of the rotary encoder 131 on the GPS antenna 35 is reduced.

ここで、ローレベルを接地（ＧＮＤ）電位から浮かせた分、プルアップ抵抗Ｒ１１，Ｒ１２によってハイレベルを引き上げている。このようにすることで、ローレベルとハイレベルとの差は、コントローラ等で区別できる程度に保たれるので、ロータリーエンコーダ１３１の回転方向および回転角度を誤検出することはない。 The high level is raised by the pull-up resistors R11 and R12 to the extent that the low level is raised above the ground (GND) potential. In this way, the difference between the low level and the high level is kept to a level that can be distinguished by a controller, etc., so there is no risk of erroneous detection of the direction and angle of rotation of the rotary encoder 131.

なお、端子Ａ，Ｂには、ノイズカットコンデンサＣ１，Ｃ２が接続されるので、高周波的にはインピーダンスが低くなり、接地に近い状態となってしまう。そのため、該ロータリーエンコーダ１３１の端子Ａ、Ｂは、抵抗Ｒ１２，Ｒ２２を介して、出力端ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に接続している。なお、このノイズカットコンデンサＣ１，Ｃ２を必要としない場合であっても、ロータリーエンコーダ１３１の出力先であるコントローラ等の入力端子が必ずしも高周波的にハイインピーダンスであるとは限らないこと、また、コントローラ等までの配線の引き回しによるインピーダンスの影響を考慮すると、前述のように、抵抗Ｒ１２，Ｒ２２によって高周波的に分離することが好ましい。たとえば、Ｒ１１，Ｒ２１＝１００ｋΩ、Ｃ１，Ｃ２＝４７ｐＦ、Ｒ１２，Ｒ２２＝１ｋΩ、Ｒ３＝１ｋΩである。 Since the noise-cutting capacitors C1 and C2 are connected to the terminals A and B, the impedance becomes low at high frequencies and close to ground. Therefore, the terminals A and B of the rotary encoder 131 are connected to the output terminals OUT1 and OUT2 via the resistors R12 and R22. Even if the noise-cutting capacitors C1 and C2 are not required, the input terminal of the controller, which is the output destination of the rotary encoder 131, is not necessarily high impedance at high frequencies. Also, considering the influence of impedance due to wiring to the controller, it is preferable to separate at high frequencies using the resistors R12 and R22 as described above. For example, R11, R21 = 100 kΩ, C1, C2 = 47 pF, R12, R22 = 1 kΩ, R3 = 1 kΩ.

図７は、本実施形態のロータリーエンコーダ１３１の出力波形図である。停止時は、出力端ＯＵＴ１，ＯＵＴ２から、ハイレベルまたはローレベルの出力が維持され、回転すると、１／２位相（５０％デューテイ）でローレベルとハイレベルの信号が切替わるパルスが出力され、時刻ｔ０の切換えで示すように、回転方向によって、そのパルスの位相が相互に１／４進むか遅れるかが切換わる。本実施形態のロータリーエンコーダ１３１は、図２で示すように２０ステップであり、１回転で２０パルス出力する。ここで、内部に、電極、配線、スイッチ類が入っており、それらの金属が接地（ＧＮＤ）電位となる部品であるロータリーエンコーダ１３１に対して、本実施形態では、前記のように、端子Ａ，Ｂ，ＣＯＭにインピーダンス素子（Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３）を介在する。即ち、端子ＣＯＭを、抵抗Ｒ３を介して接地することで、ロータリーエンコーダ１３１から前記コントローラなどへ出力される信号（パルス）のローレベルは接地（ＧＮＤ）電位から浮いたレベルとなり、ハイレベルも抵抗Ｒ１１，Ｒ２１を介してプルアップされたレベルとなる。 Figure 7 is an output waveform diagram of the rotary encoder 131 of this embodiment. When stopped, a high or low level output is maintained from the output terminals OUT1 and OUT2, and when rotating, a pulse is output in which a low level and a high level signal are switched at 1/2 phase (50% duty), and as shown by the switching at time t0, the phase of the pulse is switched to be 1/4 advanced or delayed depending on the direction of rotation. The rotary encoder 131 of this embodiment has 20 steps as shown in Figure 2, and outputs 20 pulses per rotation. Here, in the rotary encoder 131, which is a component that has electrodes, wiring, and switches inside and whose metals are at ground (GND) potential, in this embodiment, impedance elements (R11, R21, R3) are interposed between the terminals A, B, and COM as described above. That is, by grounding the terminal COM via resistor R3, the low level of the signal (pulse) output from the rotary encoder 131 to the controller or the like becomes a level floating above the ground (GND) potential, and the high level also becomes a level pulled up via resistors R11 and R21.

このように構成することで、ロータリーエンコーダ１３１に、予め定める機能であるハイ／ローのパルスを出力させるにあたって、インピーダンス素子として、ロータリーエンコーダ１３１のＧＮＤ端子（ＣＯＭ）と基板４のＧＮＤとの間や、他の回路部品と繋がる出力端子（Ａ，Ｂ）の総てに抵抗Ｒ３，Ｒ１１，Ｒ２１を介在させるので、該抵抗Ｒ３，Ｒ１１，Ｒ２１を介してロータリーエンコーダ１３１は他の回路部品から浮上がり（ハイインピーダンスになり）、たとえばＧＮＤ端子（ＣＯＭ）の電位は接地（ＧＮＤ）電位から僅かに（ΔＶ）高くなる。 By configuring it in this way, when the rotary encoder 131 is made to output high/low pulses, which are a predetermined function, resistors R3, R11, and R21 are interposed as impedance elements between the GND terminal (COM) of the rotary encoder 131 and the GND of the board 4, and in all of the output terminals (A, B) connected to other circuit components. Therefore, the rotary encoder 131 floats (becomes high impedance) from the other circuit components via the resistors R3, R11, and R21, and for example, the potential of the GND terminal (COM) becomes slightly (ΔV) higher than the ground (GND) potential.

これによって、ＧＰＳアンテナ３５をロータリーエンコーダ１３１に比較的近接位置に配置した場合、ＧＰＳアンテナ３５から見て、ロータリーエンコーダ１３１は、グランドレベルの金属片ではなく、グランドレベルとは関係の無い高いインピーダンスの金属片として見えることになり、実質的に電気的に分離される。よって、ロータリーエンコーダ１３１によるＧＰＳアンテナ３５への影響を抑える（アンテナ性能を大きく劣化させない）ことができる。一方、コントローラなどに対しては、回転角度および回転方向に応じたパルスを出力する（予め定める機能を発揮）が、コントローラなどにおいて検出可能なように出力される（相対的にローインピーダンス）。こうして、ＧＰＳアンテナ３５を、アンテナ性能に影響を与える部品の近傍であっても配置することが可能となり、無線機１を小型化することができる。また、ＧＰＳアンテナ３５を無線機１の筐体１０内に配置することができ、無線機１の筐体１０を膨出させることもないため、意匠性の良い外観デザインを設計することができる。 As a result, when the GPS antenna 35 is placed relatively close to the rotary encoder 131, the rotary encoder 131 is seen by the GPS antenna 35 not as a metal piece at ground level, but as a metal piece with high impedance that is unrelated to the ground level, and is essentially electrically isolated. Therefore, the influence of the rotary encoder 131 on the GPS antenna 35 can be suppressed (antenna performance is not significantly deteriorated). On the other hand, a pulse corresponding to the rotation angle and rotation direction is output to the controller, etc. (exercising a predetermined function), but is output so as to be detectable by the controller, etc. (relatively low impedance). In this way, the GPS antenna 35 can be placed even near parts that affect the antenna performance, and the radio 1 can be made smaller. In addition, the GPS antenna 35 can be placed inside the housing 10 of the radio 1, and since the housing 10 of the radio 1 is not caused to bulge, an exterior design with good design can be designed.

また、本実施形態の無線機１では、インピーダンス素子として、抵抗を用いるので、低コストな構成で、ロータリーエンコーダ１３１によるＧＰＳアンテナ３５への影響を軽減することができる。前記インピーダンス素子（Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３、必要に応じて抵抗Ｒ１２，Ｒ２２）、特に抵抗Ｒ３の抵抗値は、高いほど効果的であるが、高くなると、パルスのローレベルをコントローラなどで検出できなくなるので、プルアップ抵抗Ｒ１１，Ｒ２１との関係で、適宜最適な値が選ばれればよい。本実施形態では、プルアップ抵抗Ｒ１１，Ｒ２１の１００ｋΩに対して、１／１００の１ｋΩとしている。この場合のインピーダンス素子としては、コイルやフェライトビーズを用いることも可能であるが、抵抗の方がインピーダンスを上げ易く、また上述のように低コストであり、好適である。 In addition, in the radio 1 of this embodiment, resistors are used as impedance elements, so that the impact of the rotary encoder 131 on the GPS antenna 35 can be reduced with a low-cost configuration. The higher the resistance value of the impedance elements (R11, R21, R3, and resistors R12 and R22 as necessary), especially resistor R3, the more effective it is. However, if the resistance value is too high, the low level of the pulse cannot be detected by a controller or the like, so an appropriate optimal value can be selected in relation to the pull-up resistors R11 and R21. In this embodiment, the resistance value is set to 1 kΩ, which is 1/100 of the 100 kΩ of the pull-up resistors R11 and R21. In this case, it is possible to use coils or ferrite beads as impedance elements, but resistors are preferable because they are easier to increase impedance and are low cost as described above.

さらにまた、アンテナ１１による無線運用周波数より高い別の高周波信号を受信するための専用の高周波アンテナとして、本実施形態の無線機１では、第２に、ＬＴＥアンテナ３３，３４を有する。これらのＬＴＥアンテナ３３，３４は、基板３に、偏波面に対応して相互に直交配置されている。その内、右側部に配置されるＬＴＥアンテナ３４には、対向する基板４に、比較的大型であり、レイアウトに工夫が必要であるバイブレーション用の偏心モータ４７（図４および５参照）が臨むことになる。 Furthermore, the radio device 1 of this embodiment has a second LTE antenna 33, 34 as a dedicated high-frequency antenna for receiving another high-frequency signal higher than the radio operating frequency of the antenna 11. These LTE antennas 33, 34 are arranged on the board 3 perpendicular to each other in accordance with the polarization plane. Of these, the LTE antenna 34 arranged on the right side faces the board 4 opposite to it an eccentric motor 47 for vibration (see Figures 4 and 5), which is relatively large and requires ingenuity in its layout.

図８は、図４および図５に示すバイブレーション用の偏心モータ４７周りの回路構成を示すブロック図である。このモータ４７は、単純な直流モータであり、電機子の一端（－端子）が接地され、他端（＋端子）に通電されることで回転を行う。なお、モータ４７への通電制御は、コントローラ等によって行われる。前記＋端子には、入力端ＩＮからダイオードＤ１を介して電源が供給され、ダイオードＤ１の上流側には電源安定用のコンデンサＣ３が介在され、ダイオードＤ１の下流側には停止時の逆起電力吸収用に逆極性のダイオードＤ２が設けられている。このモータ４７は、筐体内部に、磁石と、鉄心に銅線が巻回されて成る前記電機子が収容されており、重りを含めて、多くは金属から成り、これらの金属の電位が接地（ＧＮＤ）レベルに近付くと、近接するＬＴＥアンテナ３４に影響する。 Figure 8 is a block diagram showing the circuit configuration around the vibration eccentric motor 47 shown in Figures 4 and 5. This motor 47 is a simple DC motor, and one end (negative terminal) of the armature is grounded, and the other end (positive terminal) is energized to rotate. The energization of the motor 47 is controlled by a controller or the like. The positive terminal is supplied with power from the input terminal IN via a diode D1, and a capacitor C3 for stabilizing the power supply is interposed upstream of the diode D1, and a diode D2 of opposite polarity is provided downstream of the diode D1 to absorb the back electromotive force when the motor is stopped. This motor 47 contains a magnet and the armature, which is made of a copper wire wound around an iron core, inside the housing, and is mostly made of metal, including the weight, and when the potential of these metals approaches the ground (GND) level, it affects the nearby LTE antenna 34.

モータ４７は、基板４に半田付けされて固定されるが、基板４のＧＮＤパターンと接続されると、ＬＴＥアンテナ３４に影響を及ぼす。そこで本実施形態の無線機１では、モータ４７は、該基板４上のいずれの回路とも接続されていない、該モータ４７専用の部品ランドに半田付されているので、基板４のＧＮＤから完全に浮かされている（絶縁されている）とともに、注目すべきは、前記インピーダンス素子として、該モータ４７の正負両極の端子に、フェライトビーズまたはインダクタンス（コイル）Ｌ１，Ｌ２が介在されることである。 The motor 47 is soldered and fixed to the board 4, but when it is connected to the GND pattern of the board 4, it affects the LTE antenna 34. Therefore, in the radio 1 of this embodiment, the motor 47 is soldered to a component land dedicated to the motor 47, which is not connected to any circuit on the board 4, so it is completely floating (insulated) from the GND of the board 4. It is also worth noting that ferrite beads or inductances (coils) L1 and L2 are interposed between the positive and negative terminals of the motor 47 as the impedance elements.

そうすることで、バイブレーションを発生させるための直流電流には無損失でローインピーダンスとなり、それ以外の信号、特にＬＴＥアンテナ３４によって送受信される高周波信号には、前記電機子、回転軸、重りなどの金属が、ＧＮＤレベルからフローティング状態になる。すなわち、これらの部品はＧＮＤ面からインピーダンス的に浮くことになり、ＬＴＥアンテナ３４から見て、実質的に電気的に分離される。こうして、コントローラ等からの通電制御に対して影響無く、予め定めた機能を発揮し、該バイブレーション用の偏心モータ４７のＬＴＥアンテナ３４への影響を抑えることができる。 By doing so, the direct current used to generate vibrations has low impedance without loss, and for other signals, particularly high-frequency signals transmitted and received by the LTE antenna 34, the metals of the armature, rotating shaft, weight, etc. are in a floating state from the GND level. In other words, these parts float in terms of impedance from the GND surface, and are essentially electrically isolated from the LTE antenna 34. In this way, they can perform their predetermined functions without being affected by current control from a controller, etc., and the impact of the vibration eccentric motor 47 on the LTE antenna 34 can be suppressed.

１無線機
１０筐体
１０２前部筐体
１０３後部筐体
１１アンテナ
１１１コネクタ
１２ボリウムつまみ
１２１ボリウム
１２２回転軸
１３チャネル切替えつまみ
１３１ロータリーエンコーダ
１３２回転軸
１４スピーカ
１５マイクロフォン
１６表示部
１７キースイッチ
１８，１９プレストークスイッチ
２０クリップ
３，４基板
３１キーパッド
３２ＬＣＤモジュール
３３，３４ＬＴＥアンテナ
３５ＧＰＳアンテナ
３６ Bluetooth（登録商標）ユニット
３８，３９コンタクト
４１トランシーバー部分
４２ロジック回路部分
４３ＳＩＭカードスロット
４７バイブレーション用の偏心モータ
４８，４９ピン
Ｃ１，Ｃ２ノイズカットコンデンサ
Ｃ３コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２ダイオード
Ｌ１，Ｌ２フェライトビーズまたはインダクタンス（インピーダンス素子）
Ｒ１１，Ｒ２１プルアップ抵抗
Ｒ１２，Ｒ２２抵抗（インピーダンス素子）
Ｒ３抵抗（インピーダンス素子） 1 Radio 10 Housing 102 Front housing 103 Rear housing 11 Antenna 111 Connector 12 Volume knob 121 Volume 122 Rotating shaft 13 Channel switching knob 131 Rotary encoder 132 Rotating shaft 14 Speaker 15 Microphone 16 Display unit 17 Key switch 18, 19 Press-to-talk switch 20 Clip 3, 4 Board 31 Keypad 32 LCD module 33, 34 LTE antenna 35 GPS antenna 36 Bluetooth (registered trademark) unit 38, 39 Contact 41 Transceiver part 42 Logic circuit part 43 SIM card slot 47 Eccentric motor for vibration 48, 49 Pin C1, C2 Noise-cutting capacitor C3 Capacitor D1, D2 Diode L1, L2 Ferrite beads or inductance (impedance element)
R11, R21: pull-up resistors R12, R22: resistors (impedance elements)
R3 Resistor (impedance element)

Claims

A dedicated high frequency antenna for receiving another high frequency signal higher than the radio operating frequency;
A component that performs a predetermined function and has a potential close to the ground potential at least temporarily when in operation or stopped state;
A radio having a controller,
When the high frequency antenna is placed close to a component which performs a predetermined function and which at least temporarily becomes a potential close to the ground potential in an operating or stopped state, the component close to the ground potential is grounded via an impedance element, so that when the component close to the ground potential is made to perform the predetermined function, the component close to the ground potential is maintained at a low impedance which is detectable by the controller or controllable by the controller, and in the band of the high frequency signal, the component close to the ground potential is made to have a high impedance which is floated from the ground potential inside the radio device.
Radio.

The radio of claim 1, characterized in that the component close to ground potential is a rotary encoder for selecting a radio channel, the impedance element is a resistor, and the high-frequency antenna is a GNSS antenna.

2. A radio according to claim 1, wherein the component close to ground potential is an eccentric motor for vibration whose armature is grounded, the impedance element is a ferrite bead or an inductance, and the high frequency antenna is an antenna for a mobile phone line.